Доц. Петя Трифонова от Геомагнитната служба на НИГГГ – БАН: Небесни фойерверки по Коледа ще радват жителите на полярните о бласти

Сложно е да бъде установено еднозначно влиянието на магнитните смущения, тъй като здравословното състояние на всеки човек е твърде специфично

Интервюто взе
Мария ТОНЕВА

За влиянието на магнитните бури върху комуникациите, техниката и здравето на хората, за сателитните „неволи“ на Илон Мъск, липсата на интерес у младите хора към научната сфера и небесното явление, което ще радва жителите на полярните области по Коледа, в следващият интересен разговор с доц. Петя Трифонова.
– Каква година изпращаме по отношение на геомагнитната обстановка в България? Има ли данни, които да будят тревога или неочаквани събития, които предстоят?
– Винаги правим статистика и анализ на изминалата година. Вече 85 години геомагнитното поле на територията на страната се определя от Геомагнитната обсерватория Панагюрище (PAG), която е една от най-старите на Балканския полуостров. Тя разполага с най-съвременна апаратура и подава данни в реално време както към световните центрове за данни, така и към интернет страницата на НИГГГ – БАН. Изпращаме година с много събития със смутено магнитно поле, но с доста слаб интензитет, така че те не са засегнали видимо и осезаемо хората и ежедневния живот. Интересно предстоящо събитие са очакваните „небесни фойерверки“ по Коледа, когато ще има смущения на магнитното поле и магнитни бури. Много често те са придружени с полярни сияния, така че в седмицата около 25 декември ще има условия за подобни красиви явления. На тях ще могат да се радват на Север, в Скандинавските страни и по правило в страните до малко над 70 градуса ширина.
В скандинавската митология съществуват много легенди за полярните сияния – наричали са ги „мостове към отвъдното“ и „небесни реки“. За жалост, в България няма как да наблюдаваме това явление, освен ако не се случи екстремно силно слънчево изригване.

– Полярните сияния всъщност са видимото изражение на магнитните бури. Какво не знаем за тях?
– Магнитните бури представляват силни и бързи изменения на стойностите на земното магнитно поле. Причиняват се от изригвания на Слънцето, придружени с изхвърляне на големи количества слънчева плазма. Полярните сияния са вторичен ефект от магнитните бури – заредените частици, които идват от Слънцето, си взаимодействат с високата атмосфера, атомите преминават от едно енергетично ниво на друго и светят с различни цветове. Всичко това се случва на над 100 км височина. Полярните сияния неслучайно се наблюдават по полюсите – заредените частици от Слънцето проникват през магнитосферата точно в полярните области. Магнитосферата образува невидим щит около Земята – тя е създадена от собственото ни поле, което ни пази от идващата от Слънцето радиация. Когато обаче слънчевият поток стане много плътен, той успява да преодолее тази бариера и влиза през полюсите. Затова там смущенията са най-силни. Още един поток от частици се образува около Екватора заради въртенето на Земята и така се създава екваториален електроджет. Полярните и екваториалните електроджетове са постоянни токови системи. Знаем, че токът и магнитното поле са свързани – когато има ток, се генерира магнитно поле, а когато има променливо магнитно поле, се генерира ток. Когато стане магнитна буря, магнитното поле започва рязко да се променя, което води до създаване на напрежение. И вместо обичайните 200 волта, които имаме в електрическата мрежа, стигаме до 1000. България, понеже се намира на почти 42 – 44 градуса средни ширини, е защитена еднакво и от полюсния, и от екваториалния ток. От една страна, сме облагодетелствани, но когато настъпи много мощно слънчево изригване, промените са толкова силни, че се достига максимумът и при нас.

При най-силните магнитни бури, които са се случили през 1859 г. и 1921 г. (най-силната за ХХ век), полярните сияния са били видими чак до Екватора. По това време е имало телеграфи, които са спрели да работят и са горели като римски свещи. Има сведения за образувани волтови дъги между самия телеграф и телеграфистите, както и страшно много пожари. Полярните сияния са били много силни – било е като ден, а хората са ги обвинявали за случилото се, без да знаят, че това всъщност е магнитна буря и резките промени в магнитното поле са индуцирали огромно напрежение в кабелите.
В момента се намираме в растящата фаза на 11-годишния цикъл на слънчевата активност. Неговият максимум се очаква да бъде през 2025 – 2026 г. Налице са достатъчно основания да считаме, че той ще бъде един от най-активните. Това означава голям брой изригвания и голяма вероятност за силни магнитни бури. Факт е обаче, че споменатите мащабни бури (1859 г. и 1921 г.) са се случили в края на своите 11-годишни цикли, когато никой не е очаквал това.

– Какво е малко известно, но важно да се знае за влиянието на магнитните бури върху техниката и комуникациите?
– При силна магнитна буря вероятността токът да спре, е голяма. Защитата на съвременните съоръжения (трансформатори и разпределителна мрежа) обаче става все по-добра и това предотвратява съответния риск. Една от последните магнитни бури за миналия век (1989 г.) оставя Квебек без ток за
9 часа. Оттогава са създадени множество механизми, които да предотвратяват подобни аварии. Факт е, че спирането на тока води до редица други проблеми – настъпва срив в транспорта, комуникациите, финансовите услуги.
При магнитни бури най-уязвими са сателитите – те са незащитени, разположени са най-високо и първи посрещат потока от заредени частици. Пораженията при тях са няколко – снижават се орбитите им, изгаря захранването, спира комуникацията. Знаем колко много неща зависят от сателитите, а в момента най-проблемно е спирането на GPS сигнализацията. Когато стане дума за GPS, хората си представят навигация и различни методи за ориентиране. Но ролята на GPS в масовия случай е друга – да синхронизира часовниците. Цялата апаратура при нас – и сеизмологична, и магнитна, се синхронизирана с GPS. В момента, в който той изключи, всичко спира – апаратът не разпознава нито кой ден е, нито кой час е и не предава нищо. Какъвто и интернет да има, истината е, че апаратурата се загубва. Това може да се случи и при банковите операции, с плащанията в магазини. Ако няма връзка с деня и часа, всяка подобна операция е невъзможна. Връзката на GPS идва от сателитите, а когато тя се загуби, автоматизираната комуникация спира.

– В тази връзка, какъв е случаят с унищожените сателити Starlink на Илон Мъск?
– Действително е интересен инцидентът със сателитите на Мъск от февруари 2022. Ново проучване в списание Space Weather, публикувано от Американския геофизичен съюз, предоставя анализ на условията на космическото време, довели до загубата на 38 сателита Starlink. Учени от Центъра за прогнозиране на космическото време на NOAA и в Университета на Колорадо в Болдър, в сътрудничество със SpaceX Starlink, използват наблюдения от сателитите Starlink и числени симулации от NOAA, за да демонстрират смущенията в горната атмосфера и нейната плътност по време на събитието в началото на февруари 2022 г. На 1.02.2022 г. е регистрирана поредица от няколко слънчеви изригвания от не най-високия М-клас. В резултат на това се формира слаба магнитна буря, която съвпада с изстрелването на сателитите на 3.02.2022 г. Проучването потвърждава предварителния анализ на SpaceX, че условията на високо съпротивление на високата атмосфера са намалили стабилността на сателитите и са направили процеса на издигане на орбитата невъзможен. В отговор, сателитите бързо излизат от орбитата и в крайна сметка, изгарят по време на повторното си навлизане в земната атмосфера.
Тъй като търговската сателитна индустрия изстрелва в ниска околоземна орбита над 1000 малки спътника годишно, има все по-нарастваща нужда от информация за състоянието на магнитното поле и атмосферата, защото тяхното въздействие може да е огромно, както се вижда със загубата на сателитите Starlink.

– Все по-често магнитните бури се свързват и с промени във физическото състояние на хората. Изследвана ли е научно тази тема?
– Магнитното поле е изключително важно както за хората, така и за останалите живи организми. Всички основни органи в човешкото тяло (сърце, мозък, нервна система) имат собствено магнитно поле, което няма как да не се влияе от стойнос-
тите на полето в окръжаващата ни среда. Има групи, които се опитват да изследват директното влияние на магнитното поле върху органите с помощта на контролирано магнитно поле и Фарадеев кафез. Той представлява клетка от проводници, която спира вълните на естественото магнитно поле, а изследователите вкарват контролиран източник на магнитно поле вътре и го променят. Наблюдават се определени изменения, но засега не могат да се открият закономерности.
Сложно е да бъде установено еднозначно влиянието на магнитните смущения, тъй като здравословното състояние на всеки човек е твърде специфично. Знае се обаче, че има хора, които са по-предразположени да усещат промените на времето, атмосферното налягане и магнитните бури. Те се наричат метеочувствителни и усещат и най-малките отклонения от нормалните стойности на околната среда. Има наблюдения за промяна в биометричните показатели като кръвно и пулс, но в повечето случаи това се отнася за хората с хронични заболявания. При здравите компенсаторните механизми са много силни и влиянието на магнитните бури не се усеща.
Напоследък забелязах, че има хора които реагират малко преди промяната на магнитното поле – най-често с изразено главоболие.
И предполагам, че това е причинено от радиацията, която първа достига до нас. Отнема време да дойде потокът от частици, но с изригването на Слънцето се регистрира радиационна аномалия, която достига много бързо до Земята. Затова все повече смятам, че има хора, които реагират на радиацията, която изпреварва магнитната буря.
Убедена съм също, че хората по някакъв начин еволюират с магнитното поле. То е различно по цялата територия на Земята и смятам, че както има генетични проследимости, има определени гени, еволюирали със стойностите на магнитното поле в региона, който хората са обитавали години наред. Затова допускам, че ако ние, които сме еволюирали тук, отидем да живеем на друго място – например в Норвегия, може би няма да се чувстваме съвсем комфортно, без да можем да си обясним защо. Това е лично моя хипотеза, която не зная как би следвало да се докаже. Засега няма подобни изследвания.

– Как науката печели младите хора у нас? Какви са вашите впечатления от преподавателската ви работа?
– Нашата наука изобщо не може да спечели младите хора, за съжаление и недостигът на студенти е огромен. Четири години преподавах на третокурсници в Минно-геоложкия институт. Накрая випускът се състоеше от 2 – 3 човека. Сега, ако се запише някой в I курс, ще бъде успех. На мода са програмирането, мениджмънтът, адвокатските и финансовите услуги. Специалността „Приложна геофизика“ е доста изискваща, но без голяма практическа реализация у нас, затова няма интерес към нашето знание. Изследването на магнитното поле е чисто научна работа, а в България няма климат за подобно занимание – ние самите разполагаме с много малка част от времето си за чисто научна работа. Стремим се да работим по проекти с практическа насоченост, които носят финансово обезпечение – измерване замърсеността на околната среда чрез магнитни методи, търсене на полезни изкопаеми, изследване на археологически обекти и решаване на инженерно-геоложки задачи.

– Богата ли е действително България на полезни изкопаеми според данните от вашите проучвания?
– Доста богата страна сме, наистина. Много полиметални и златни находища са открити по протежение на пояса на Средна гора, който продължава през целите Балкани. Все си мисля, че е малко грешно цялото това противопоставяне срещу всички проучвателни и добивни дейности. Смятам, че добивът на полезни изкопаеми в наши дни стана много цивилизован и се спазват доста условия. Хората хем искат да имат работа и да са богати, хем не желаят инвеститори, които да развиват съответната дейност. Мисля, че вредата често се преекспонира поради сблъсъка на различни интереси. Най-важното при тези дейности е да се осъществява контрол. В България имаме добри правила и норми, които обаче трябва наистина да се спазват. А тук сме свикнали да не го правим.
– Как се отнасяте към климатичните промени и все по-често застъпената теза с глобалното затопляне?
– Това е другият въпрос, при който спекулацията е огромна и който според мен често се използва за шантаж и определена икономическа изгода. Климатичните промени са факт, защото Земята непрестанно се променя, магнитното поле се променя и следва някаква цикличност. Преекспонира се влиянието на хората, защото смятам, че изригването на един вулкан например нанася толкова поражения, колкото човечеството за година.
А изригването на вулкана продължава седмица. Да, ние си влияем, оказваме въздействие на местния климат, изсичаме горите, екосистемите вече не работят така, както би трябвало, и съответно си вредим на локално ниво. Но да смятаме, че хората влияят толкова глобално на Земята, че успяват да променят климата, за мен е абсолютно несъстоятелно. Безспорно трябва да пазим околната си среда чиста, за да имаме по-добър живот. И да помним, че природата си взима много бързо, онова, което сме ѝ отнели.

– Кой е вашият личен авторитет в научните среди?
– Човекът, пред когото се прекланям в науката, е Мария Кюри. Далеч е от моята област, но смятам, че тя е учен за пример и подражание – като всеотдайност, упоритост, достижения. Имах щастието да посетя музея ѝ в Париж и съм силно впечатлена от видяното.

– Как си почивате от науката?
– Имам три деца, които много ме разтоварват от всякакви научни занимания. Така че почивката ми е вкъщи и може да се каже, че въобще не е почивка. Много обичам да пътувам и да чета, но тъй като работата ми е също свързана с четене и винаги имам още нещо за прочитане, възможността да намеря време за художествена литература, е абсолютен лукс. При пътешествията имам една мечта – да посетя Исландия и да видя на живо Северното сияние.

Геомагнитната обсерватория Панагюрище (PAG)

Първите геомагнитни измервания на територията на България са извършени по време на Руско-турските войни в края на XVIII и началото на XIX век. Измерва се само деклинацията D,
която е важна за навигацията, ориентирането и прецизирането на военните действия. В началото на 30-те години на ХХ век, във връзка със създаването на нова топографска карта на България, пред Географския институт при Министерството на войната възниква нуждата от набавяне на геомагнитни данни за територията на цялата страна. На началника на изчислителното отделение на Географския институт Христо Калфин, по образование математик, се възлага „да проучи въпроса за земния магнетизъм – научно и приложно“. Доставя се магнитна апаратура от Германия и започват абсолютни магнитни измервания, които се правят сравнително бързо и с достатъчна прецизност. Възниква необходимостта от построяване на магнитна вариационна станция в България, защото дотогава е използвана обсерватория във Виена, но поради голямата отдалеченост качеството на измерванията се влошавало. След три-годишни търсения и проучвания, като най-подходящ терен за построяване на обсерватория се определя Държавният горски разсадник край Панагюрище. За по-малко от година са готови всички сгради на обсерваторията, построени според високите изисквания – без използване на магнитни материали, без резки температурни промени в помещенията, осигурено електричество, изградени специални мраморни постаменти за апаратурата и т.н. На 7 ноември 1937 г. е тържественото откриване на Геомагнитната обсерватория Панагюрище, наречена тогава „магнитна вариационна станция“. И в момента тя отговаря на високите изисквания на международните стандарти за данни.

Приложение на магнитните измервания

Най-популярното приложение на магнитните измервания е в навигацията. Смята се, че компасът се е появил в Китай повече от 200 години пр.н.е. Първите сведения за използване на компас от европейците са от 1187 г. и са открити в съчинение на английски монах. Счита се, че магнитната деклинация е открита от Христофор Колумб по време на неговото плаване от Европа към Америка. Дотогава се е смятало, че компасът показва посоката на географския север. По време на своето плаване Колумб открива, че движейки се на запад, магнитната стрелка все повече се отклонява от северната полярна звезда и той отчаяно решава, че компасът е счупен. Това наблюдение впоследствие води до откриване на факта, че „магнитният“ север се различава от географския и ъгълът между двете посоки се нарича деклинация. На територията на България стойността на деклинацията в момента варира между 3,5 и 6,7 градуса, достигайки максимуми в североизточната част на страната и в няколко аномални района. Най-силна аномалия се наблюдава край Бургас. Изчисленията показват, че на всеки 5 години ъгълът на деклинацията у нас нараства с около половин градус.

Хелоуинският феномен от 2003 година

Последната много силна магнитна буря, регистрирана не само у нас, а и по целия свят, се случва преди 19 години, в края на октомври и началото на ноември 2003 г. – т.нар. Хелоуинско събитие. Най-малко седем спътника произвеждат електронни грешки, три получават повреди на соларните захранващи системи и при един има промяна в орбитата. Авиационните комуникации са нарушени в продължение на 18 дни. При самолетните маршрути на север и на юг от 35° географска ширина е установено облъчване на пътниците и екипажа с прекомерна доза радиация. Докладвани са проблеми при железопътните (електронни) сигнализации в Русия, както и значително увреждане на трансформаторите и електрическата мрежа в Южна Африка.

Свързани статии:

Проф. Сашо Пенов, министър на образованието и науката: Готови са проектите за промяна на учебните програми Познават ни като насочен към практиката университет Историята ни прави българи Н.Пр. Мария Едилеуза Фонтенеле Рейс – извънреден и пълномощен посланик на Бразилия у нас, пред в. „Аз-буки“: Бразилия и България си сътрудничат в много области