Межпланетный магнитный тайфун

Первое, что следовало выяснить, – что же происходит на Солнце. А то все кудахчут: вспышки на Солнце, солнечная активность, протуберанцы, магнитные бури – как будто это всё объясняет. А что это такое? «Иркутский репортёр» отправился в Институт солнечной и земной физики СО РАН в поисках внятных ответов. 

– Что такое магнитная буря? – вопрос был адресован ведущему научному сотруднику института доктору физико-математических наук Виктору Файнштейну.  – И откуда можно узнать, что нам не врут и эта буря действительно происходит? Её же, как ветер или дождь, на коже не ощутишь и не увидишь!

– Исследователи, которые занимаются этой проблемой, чаще используют термин «геомагнитная буря», – уточняет Виктор Григорьевич. – Помните из курса школьной физики, что Землю окружает магнитное поле? В основном оно относительно слабо меняется со временем. Но иногда в нём происходят резкие изменения, или, другими словами, в магнитном поле Земли возникают возмущения, которые длятся от нескольких часов до нескольких суток. Они фиксируются магнитометрами – приборами для измерения магнитного поля. Вот это и даёт нам основание утверждать, что происходит магнитная буря. 

Причина потрясений в земной магнитосфере – явления на Солнце. Их несколько, которые вызывают геомагнитные бури, но самые сильные бури возникают вот почему. Время от времени из солнечной атмосферы в окружающее пространство происходят выбросы сгустков вещества. Их масса составляет 1012–1013 килограмм (степень обозначает количество нулей). Они движутся со скоростью до 3000 км/сек. Энергия таких выбросов может достигать 3 х1025 джоулей. Это энергия, которая во много раз превышает энергию, выделяющуюся при взрыве водородной бомбы. Частота появления таких выбросов меняется со временем. В среднем происходит один – три выброса в сутки.

Выбросы являются проявлением солнечной активности, а основной период этой активности составляет одиннадцать лет. И сейчас мы находимся в начале фазы роста – максимум активности наступит примерно через три года. Вот тогда выбросы будут происходить по нескольку раз в день. Но при этом важным является то, что не все выбросы летят в сторону Земли.

– А как всё это можно ощутить на себе? – не унимался «Иркутский репортёр».

– В Троицке есть аналог нашего института – ИЗМИРАН. И я знаю, что там одно время группа исследователей, объединяющая врачей и физиков,  изучала влияние магнитных бурь на здоровых людей, – припоминает Виктор Файнштейн. – Они однозначно доказали, что влияние существует: изменяется множество параметров, такие как физические характеристики крови,  характеристики кардиограммы и прочие. Но эти же исследования показали, что здоровый человек такого влияния практически не ощущает. Есть работы, в которых сделан вывод об увеличении инфарктов и инсультов в периоды геомагнитных бурь. Я с ними не очень знаком, поэтому не берусь твёрдо утверждать, что результаты этих исследований достоверны, ведь причиной увеличения количества инфарктов и инсультов может быть множество факторов, в том числе социальные, но тем не менее сегодня многие исследователи убеждены, что геомагнитные бури негативно влияют на не очень здоровых людей.      

– А вы на себе ощущаете магнитные бури? Вы-то точно знаете, когда они происходят, и можете отслеживать.

Виктор Файнштейн отвечает с научной осторожностью:

– У меня гипертония, и несколько раз я замечал, что скачки давления коррелировали с геомагнитными бурями. Но специальных длительных наблюдений я не вёл. Здесь нужно проводить кропотливые исследования, привлекая для анализа данных серьёзную математику. Вообще считается, что влиянию геомагнитных бурь наиболее подвержены люди с больным сердцем, а также гипертоники со стажем.  

В магнитную бурю голуби теряются в облаках

Лет двадцать назад в Институт солнечно-земной физики приезжала американка –  исследователь, которая занималась разработкой методов прогноза геомагнитных бурь. Тогда иркутские учёные спросили заокеанскую коллегу, какое прикладное значение у этих исследований. И женщина, описав нескольких направлений для приложения результатов таких исследований, рассказала, что к ним часто обращаются за прогнозом голубятники. Оказывается, голуби точно ориентируются в пространстве именно по магнитному полю. И во время магнитных бурь они могут просто потеряться в небе. Поэтому голубятники обращались к учёным за прогнозом геомагнитных бурь, чтобы знать, когда выпускать голубей нельзя. 

Но о прямом влиянии Солнца на человека судить сложно. Есть на эту тему такой анекдотоподобный рассказ (трудно сказать, действительно ли это было на самом деле, но отрицать это тоже не возьмёмся). Решили раз российские учёные проверить, как геомагнитные бури влияют на количество ДТП. Выяснили, что влияют значительно. А потом посмотрели на некоторые даты, когда наблюдался рост ДТП: они выпадали на 1 и 9 мая, 7 ноября и т.д. Тем не менее является научно установленным фактом, что во время магнитных бурь количество автокатастроф увеличивается на 13–15%. 

– Может космическая буря повлиять на земную погоду?

– Сам я этими вопросами не занимаюсь. Но знаю, что сегодня многие исследователи, в том числе и в нашем институте, считают, что Солнце – его переменная активность – в значительной степени определяет климат на Земле. Есть данные о влиянии солнечной активности и на текущую погоду. Согласно одной из моделей такого влияния, высокоэнергичные заряженные частицы, достигая атмосферы, могут приводить к увеличению числа центров конденсации водяного пара, что, в свою очередь, приводит к повышению облачности. Можно предположить, что и дождей в результате этого будет больше. 

– Хорошо, тогда напоследок объясните, куда девалась буря, которую обещали в середине декабря?

В межпланетное пространство от Солнца выносится большое количество массы, энергии, магнитного потока. Достигая орбиты Земли, ударная волна и коронарные выбросы массы вызывают магнитные бури

– Вот смотрите, ваши коллеги в Интернете пишут: «Буря прошла мимо». Это ерунда какая-то! Буря – это событие на Земле, она не может пройти мимо Земли, может только состояться или нет. Мимо мог пройти только корональный выброс массы. Или вот пишут: «В результате вспышки на Солнце произошла магнитная буря». Но дело в том, что вспышка и возникновение коронального выброса массы, ответственного за геомагнитную бурю, это два разных явления, хотя и происходящие часто в непосредственной близости друг от друга и в близкие моменты времени. Нельзя говорить, что одно явление вызывает другое, здесь  оба явления вызываются чем-то иным, каким-то более масштабным процессом.

– То есть буря была?

– Скажем так, были предпосылки для бури. Была относительно мощная вспышка, а с такими вспышками действительно часто связаны корональные выбросы массы. Затем писали про «рекордный выброс массы». Причём в одну кучу в прессе собрали разные явления. Писали, что над поверхностью Солнца наблюдаются высокие светящиеся петли, так называемые протуберанцы. Это действительно так, были зарегистрированы протуберанцы высотой примерно до 500–600 тысяч километров. Обычно характерная высота протуберанцев редко превышает 250–300 тысяч. Но протуберанцы – это ещё не выброс, который вызывает геомагнитную бурю. Так что, возможно, выброс массы был, но не очень широкий и мощный, либо двигался под большим углом относительно оси Солнце – Земля. В результате в магнитосферу Земли он не попал и бури не вызвал.

«Критические дни» для гипертоников

С учёными у простого человека связь отсутствует, поэтому о «неблагоприятных по геофизическим показателям днях» он обычно узнаёт из простого прогноза погоды. «Иркутский репортёр» решил уточнить, что это такое, у начальника отдела агрометеорологических прогнозов Иркутского гидрометцентра Владимира Гонтаря. На вопрос он отвечал без энтузиазма:

– Ну, считается, что это комплекс условий, связанных с геомагнитной ситуацией. В основном это солнечная активность плюс метеоусловия, то есть погода. Но мы этим не занимаемся, вообще никакого отношения к этому не имеем. Вот на областном радио диктор Осипова читает с погодой такой прогноз. Ей его присылает какой-то врач из Новосибирска. Он прямо по часам раскладывает, когда благоприятные часы, а когда – нет. Мы ничем подобным не занимаемся, единственное, что мы можем, – дать какие-то рекомендации метеочувствительным людям.

По мнению иркутских метеорологов, на состояние человека влияют не столько магнитные бури, сколько вполне приземлённые погодные условия. Больше всего влияние оказывает обычное атмосферное давление. По результатам многолетних данных, для Иркутской области давно выведены среднемесячные показатели ртутного столба, которые являются нормой для нашего региона. Например, сейчас, в декабре и январе, нормальное атмосферное давление составляет 727 мм. Весной это значение падает, достигая минимума в июне-июле – 716 мм. Эти значения плюс-минус три единицы являются нормой. Человек себя чувствует комфортно.

– Люди с больным сердцем отслеживают эти изменения очень тщательно, звонят нам, составляют графики. Вот, смотрите, – Владимир Иванович открывает потрёпанный гроссбух. – В одиннадцать утра 15 декабря было 729 миллиметров, всё в пределах нормы. А 14 декабря – 746, выше нормы. По прогнозу, в течение двух суток давление нормализируется и даже упадёт чуть ниже положенного.

Низкое давление неблагоприятно сказывается на гипертониках, высокое – на гипотониках, поэтому, составляя прогноз, метеорологи всегда отмечают, чтобы люди со слабым сердцем берегли себя в эти дни. На изменения давления организм реагирует головной болью, вялостью, разбитостью – всё валится из рук и люди лежат пластом. Но не только на давление реагирует человек.

Например, есть часть людей, страдающих от «низкотемпературной аллергии». В морозы, когда температура за окном падает до -28 градусов, у них начинает сильно шелушиться кожа. Многие из таких аллергиков стараются вообще не выходить на улицу, берут на работе отпуска. Кстати, сами иркутские метеорологи отмечают, что аллергия на холода – это редкость, а вот от жары в Сибири страдают все.

Люди с болезнями дыхательной системы остро реагируют на повышенную влажность – более 80% (100% – это глухой туман, 30% – сухой воздух). Владимир Гонтарь вспоминает:

– Я как-то был в Братске в командировке и жил в гостинице, в одном номере с мужиком, который работал  крупным снабженцем на БАМе. Он рассказал, что сам из Волгограда, у него жена болеет астмой, а у них в городе очень влажная зима. И врачи как-то сказали: «Или жена умрёт, или уезжайте жить в Якутию!». А тут как раз требовались работники на БАМ. Он ещё смеялся: «Все на БАМ едут по комсомольским путёвкам, как патриоты, один я – потому, что жена болеет, как хороший семьянин». Ему бамовские врачи на медкомиссии поставили только одно условие в приказном порядке: «Кто приезжает в Сибирь из западных регионов, должен в день съедать килограмм яблок». Не знаю почему, может, как-то связано с разностью содержания железа в организме…

Распределение преступлений относительно дня геомагнитной бури (0 – реперная точка, день бури)

– Неужели в вашей работе вы никак не учитываете магнитные бури?

– О магнитных бурях мы слышим только на утренних планёрках у начальства. Когда начальник службы связи сетует, что «за прошедшие сутки была ужасная проходимость радиосигнала», мы знаем, что была магнитная буря. Но в прогнозе погоды мы этот фактор никак не учитываем.           

По просьбе «Иркутского репортёра» Владимир Гонтарь составил прогноз идеального по метеоусловиям дня. Сейчас, зимой, это день, когда температура составляет минус 15–20 градусов, ветер не более пяти метров в секунду, давление 727 мм и влажность 40–80% (летом, соответственно, температура плюс 20 и давление 716 мм). 

Хулиганы при солнечной активности активизируются. А алкаши – успокаиваются…

Результаты неожиданные. С одной стороны, метеочувствительность оказалась вполне обыденным явлением, существование которого доказывать глупо по причине его очевидности. С другой стороны, главная тема журналистского расследования по-прежнему была туманной: а влияют ли солнечные бури на организм человека? Оставалось провести химически чистый эксперимент: взять у учёных даты последних геомагнитных бурь и сравнить их со сводкой происшествий и вызовов «скорой помощи» по городу. И тут внезапно оказалось, что «Иркутский репортёр» всем весом ломится в открытую дверь, которая открывается «на себя». Такие исследования уже были проведены иркутским учёным, доцентом кафедры общей биологии и экологии Восточно-Сибирской государственной академии образования Константином Кравченко. 

История совершенно типовая для учёных: как из простого любопытства возникло открытие (сами учёные обычно шутят, что наука – это удовлетворение собственного любопытства за государственный счёт). В конце 90-х годов прошлого века Константин закончил биофак ИГУ и остался там же в аспирантуре. Чтобы чем-то занять молодого и настырного аспиранта, ему вручили два шкафа пыльных папок и сказали: «Это данные по влиянию солнечной активности на мушку дрозофилу. Систематизируй и анализируй». Из дополнительных данных ему сообщили только одно: в дни повышенной солнечной активности дрозофила начинала плодиться и размножаться с нездешней силой, забивая помещение лаборатории перелётными стаями мух.

Доказать влияние магнитных бурь на плодовитость дрозофилы было делом больше механическим, и в 2004 году Константин защитил на эту тему диссертацию. Но к тому времени уже появилась простая и перспективная мысль: отработанные на теме методики анализа динамики процессов можно очень легко перенести и на человеческое общество. Например, как влияет Солнце на преступность?

– Чтобы исследовать динамику преступлений, нужны данные. Мы написали в местное МВД письмо с просьбой о содействии, наши девочки-студентки как-то очаровали суровых милиционеров из статистического отдела, и данные мы получили, – рассказывает Константин. – Нам дали сведения за много лет по нескольким видам преступлений – изнасилованиям, кражам, убийствам, хулиганствам.

Выводы оказались ожидаемыми, но всё равно удивительными. Были собраны и проанализированы официальные данные, полученные в Управлении внутренних дел Иркутской области из оперативной сводки, содержащие общее число ежедневно регистрировавшихся преступлений в. Иркутске за 45 месяцев, с 1 января 2000 по 31 сентября 2003 года. Сведения об уровне геомагнитной активности получены из национальной геофизической базы данных Колорадо.

Оказалось, что, кроме убийств, большинство совершённых преступлений приходится на середину недели и спадает к её концу, в субботу и воскресенье. Для убийств характерно возрастание в четверг, субботу и воскресенье. Это распределение преступлений разных видов вызвано действием социальных факторов, связанных с рабочей неделей. Максимальная активность у людей наблюдается в середине недели – это связано с активизацией нервно-психических процессов у людей, склонных к совершению преступлений. Также, в частности, высокий показатель количества квартирных краж среди недели обусловлен и тем, что большинство людей в это время находится на работе. 

Сравнение средненедельных значений преступности и геомагнитной активности доказало, что наибольшая связь с геомагнитной активностью из всех исследованных рядов динамики преступности наблюдалась для преступлений по линии милиции общественной безопасности.

Вывод был однозначный: «Наиболее выраженная связь с геомагнитной активностью преступлений, связанных с нарушением общественного порядка, может объясняться тем, что эти преступления обычно происходят спонтанно. Они не связаны с предварительной подготовкой к ним и зависят в большинстве случаев от неуравновешенного состояния уличных хулиганов. Можно рассматривать данный класс преступлений как проявление определённых психозов, на которые могут оказывать существенное влияние внешние гелиогеофизические факторы».

Ещё более неожиданными были результаты исследований случаев психических и поведенческих  расстройств, вызванных употреблением алкоголя. Был проведён анализ динамики ежедневных вызовов городской службы «скорой помощи» в Иркутске в 2002–2004 годах, которая сравнивалась с ежедневными значениями радиоизлучения Солнца на длине волны 10,7 м. Продолжительность непрерывных рядов исследуемых данных составила 1005 дней.

Оказалось, что днём с наибольшим числом выездов «скорой помощи» по исследуемой группе заболеваний является понедельник: надравшись в пятницу и выходные, люди были вынуждены приходить в себя с помощью медиков, чтобы выйти на работу огурцом. Также выяснилось, что на количество выездов «скорой помощи» оказывает существенное влияние сезонность: в связи с исследуемыми заболеваниями оно монотонно возрастает начиная с февраля, достигает максимума в июне и также монотонно убывает до ноября. При этом в декабре и январе также наблюдается некоторое увеличение случаев выезда. То есть напиваются в зюзю в течение года больше всего в новогодние праздники и сезон отпусков. 

Исключив сезонные, суточные и прочие случайные факторы, учёные построили график и доказали, что выезды «скорой помощи» на алкогольные вызовы находятся в обратной зависимости от радиоизлучения Солнца на длине волны 10,7 метра. То есть чем больше излучение, тем меньше пьют: «Можно говорить о выявленной высокодостоверной зависимости между динамикой вызовов «скорой помощи» в Иркутске, связанной с обострениями психических заболеваний, вызванных употреблением алкоголя, и уровнем солнечной активности». 

Получается, что влияние магнитных бурь на поведение давно доказано. Поэтому учёные предлагают сообщать о них в прогнозе погоды, как автомобилистам сообщают про гололёд: человек будет предупреждён, что может по непонятной причине чувствовать себя дискомфортно, и будет знать, с чем это связано.