VU mokslininkas: išgyvenome ir mažąjį ledynmetį, ir Saulės audras, prasideda naujas ciklas

Šią vasarą tikrai galėjome pasimėgauti daugybe saulėtų dienų. Daugelyje Europos šalių fiksuoti rekordiniai karščiai, nusinešę ne vieną gyvybę ir sukėlę gamtoje pražūtingus gaisrus, sausras ir kitus kataklizmus.

Mokslininkai vis perspėja apie šylančio klimato grėsmes, apie tirpstančius ledynus, kylantį vandens lygį, pokyčių neatlaikiusių gyvūnų nykimą. Mūsų planeta šyla, tačiau, pasirodo, Saulės aktyvumas šiuo metu yra labai sumažėjęs.

Mokslininkai skelbia, kad šiuo metu kaip tik baigiasi 11 metų trunkantis Saulės aktyvumo ciklas. Jis buvo vienas iš silpniausių per visą stebėjimų istoriją. Ką tai reiškia? Ar pokyčiai vyksta ne tik Žemėje, bet ir Saulėje? Kaip tai paveiks mus – Žemės gyventojus?

Apie visą tai DELFI kalbėjosi su Vilniaus universiteto Teorinės fizikos ir astronomijos instituto jaunesniuoju moksliniu darbuotoju Mindaugu Macijausku.

– Pastaruoju metu buvo stebimas Saulės aktyvumo sumažėjimas. Daugeliui tai gali atrodyti lyg paradoksas: Saulės aktyvumas sumažėjęs, o klimatas vis šyla. Koks ryšys tarp Saulės aktyvumo ir klimato pokyčių Žemėje?

– Per visą Žemės planetos istoriją Saulė vaidino esminį vaidmenį planetos klimato kaitoje, tačiau dabartinio klimato atšilimo ir Saulės aktyvumo sieti nereikėtų.

Laikotarpis tarp maždaug 1300 ir 1850 metų kartais vadinimas „Mažuoju lendymečiu“ – tuo metu buvo taip vėsu, kad pavyzdžiui, žiemomis ant užšalusios Temzės upės Londone buvo rengiamos žiemos mugės, o štai 1658 metais Švedijos kariuomenė sugebėjo nužygiuoti užšalusiais sąsiauriais iki Danijos ir užpulti Kopenhagą.

Tuo metu Saulės aktyvumas buvo itin mažas – kasmet Saulės paviršiuje buvo stebima tik iki 10 Saulės dėmių. Šis periodas vadinimas Marauderio minimumu. Tačiau šie du reiškiniai nebūtinai susiję – tuo pačiu metu žmonių populiacija buvo ženkliai sumažėjusi dėl XIV amžiuje siautusio maro, tad sumažėjo ir jos poveikis klimatui.

Kitos galimos priežastys – šiuo laikotarpiu stebėtas didelis vulkaninis aktyvumas, galbūt pasikeitusi vandenynų cirkuliacija. Visos šios priežastys galėjo įtakoti Mažąjį ledynmetį.

O šiuo metu stebime atvirkščią įvykių eigą – Saulės aktyvumas sumažėjęs, tačiau vidutinė temperatūra Žemėje vis didėja. Atmetus įspūdingas Saulės audras, Saulės teikiamas energijos kiekis svyruoja labai nežymiai. Žemę pasiekia apie 1366 vatų kvadratiniam metrui Saulės energijos dalis.

Priklausomai nuo Saulės aktyvumo, šis energijos kiekis svyruoja tik apie 0.5 vato – mažiau nei tūkstantadaliu. O štai vidutinė Žemės temperatūra per pastarąjį 100 metų pakilo apie 1,5 laipsnio. Šis nuolatinis temperatūros kilimas puikiai dera su anglies dioksido (CO2) koncentracija mūsų planetos atmosferoje.

Deja, bet klimato atšilimo negalime „suversti“ Saulės aktyvumui. Didžia ar net didžiąją dalimi tai žmonijos veiklos rezultatas.

– Mokslininkai skelbia, kad šiemet turėtų prasidėti 25-asis ciklas, Saulės aktyvumas po truputį turėtų pradėti didėti. Ar jau prasidėjo šis ciklas? Ar Žemės gyventojai kaip nors tai pajus?

– Prognozuota, kad 25-asis Saulės ciklas turėtų prasidėti 2019-ųjų metų pabaigoje. Tačiau gali būti, kad šis ciklas jau prasidėjo šiemet. Iš tiesų sunkoka pasakyti, kada tiksliai prasideda vienas ar kitas Saulės ciklas, ypač jo pradžioje. O dar sunkiau, kai prieš tai buvusiame cikle Saulė buvo palyginti neaktyvi.

Kadangi Saulė neaktyvi savo ciklo pradžioje, Žemės gyventojai to veikiausiai niekaip nepajaus. Nebent tam tikrų, specifinių sričių specialistai ar mėgėjai. Tarkime mėgėjiškų radijo stočių operatoriai – aktyvi Saulė jiems padeda užmėgsti ryšį su toli esančiais kitais radijo mėgėjais, mat Saulės aktyvumas daro įtaką Žemės atmosferos sluoksniui – jonosferai, nuo kurios atsispindėjusios radijo bangos nukeliauja didelius atstumus. Saulės aktyvumo minimumo metu tolimų kontaktų galimybė sumažėja, mat Saulės mažiau veikiama jonosfera prasčiau atspindi radijo bangas.

– Didžiąją šių metų dalį Saulės paviršiuje nematyti nė vienos dėmės, apskritai Saulė labai neaktyvi. Kas yra Saulės dėmės? Ką reiškia, kad šiais metais tų dėmių nėra?

– Saulės dėmės – tai tamsesnės sritys Saulės atmosferos dalyje – fotosferoje. Tamsesnėmis jos atrodo tik dėl kontrasto – kokiu nors būdų izoliuotos atskirai nuo fotosferos, jos ryškiai švytėtų. Mat temperatūra Saulės dėmėse siekia 2700 – 4200 laipsnių pagal Celsijų (kai tuo tarpu fotosferos temperatūra yra 5500 C). Saulės dėmės yra ir įspūdingo dydžio – nuo kelių dešimčių iki kelių šimtų tūkstančių kilometrų skersmens, t. y. jų paviršiaus plotas neretai būna didesnis nei Žemės planetos paviršiaus plotas.

Saulės dėmės atsiranda tose Saulės fotosferos srityse, kuriose koncentruojasi Saulės magnetinis laukas – jis sutrikdo konvekciją (maišymąsi) iš Saulės gelmių ir šios sritys atvėsta. Tad Saulės dėmės yra Saulės magnetinio aktyvumo padarinys. O Saulės aktyvumas kinta 11 metu periodu. Saulės ciklai stebimi ir registruojami nuo 1755 metų. Dabar Saulė yra 24-ojo ciklo pabaigoje arba 25-ojo pradžioje. Mažas dėmių skaičius arba jų nebuvimas rodo, kad Saulė yra savo aktyvumo minimume.

Su Saulės dėmėmis susiję ir taip vadinami vainikinės masės išmetimo įvykiai (angl. Coronal Mass Ejection – CME). Jų metu nuo Saulės vainiko – išorinio Saulės atmosferos sluoksnio – atitrūksta milijardai tonų įkaitusių dujų (plazmos). Ši plazma keliauja nuo 250 iki kone 3000 km/s greičiu ir kartais pasiekia Žemės planetą. Laimei, mūsų planeta turi magnetinį lauką, kuris kaip skydas saugo nuo Saulės audrų. Tik dalis šios plazmos susiduria su Žemės atmosfera, sukeldamos Šiaurės pašvaistes.

Tačiau stiprus vainikinės masės išmetimo įvykis gali padaryti itin rimtos žalos. 2012-ųjų liepos 23 d. įvyko galingas vainikinės masės išmetimo įvykis, kurio metu plazma pasiekė Žemės orbitą. Laimei, toje orbitos vietoje mūsų planeta turėjo būti tik po kiek daugiau nei savaitės. Kitu atveju pasekmės būtų juntamos ir šiandien – būtų sugadinta daugybė dirbtinių Žemės palydovų, pasaulio elektros tinklų sistemos patirtų didžiulius gedimus ir t. t.

Ir tai nėra tik bauginantis spėjimas. Kartą taip jau yra nutikę. 1859 metais įvyko didžiulė Saulės audra, dabar vadinama Carington‘o įvykiu. Ji sukėlė didžiulę žalą tuometinei elektrinei įrangai, kuri, laimei, tuo metu buvo daugiausiai telegrafo linijų tinklas.

Mes negalime to išvengti. Tačiau galime prognozuoti ir pasiruošti sumažinti žalą. Saulę nuolatos stebi antžeminės ir kosminės Saulės observatorijos. O kadangi esame nutolę nuo Saulės per pusantro šimto milijonų kilometrų – Saulės audros poveikis mus pasieka tik per keletą dienų.

Kita vertus, šiuo metu Saulei esant savo aktyvumo ciklo minimume – didesnių Saulės audrų bent keletą ateinančių metų neturėtų kilti. Taip pat matome tendenciją, kad pastarąjį pusę amžiaus Saulės aktyvumas slopsta, ir tikėtina, kad beprasidedantis ar prasidėsiančio 25-asis Saulės aktyvumo ciklo maksimumas bus ne itin aktyvus.

– Ar Saulės aktyvumas veikia žmonių sveikatą?

– Saulės aktyvumas neatsiejamas nuo gyvybės Žemėje, tad organizmai prisitaikę prie Saulės aktyvumo. Kita vertus ne tik Žemės magnetinis laukas, bet ir Žemės atmosfera saugo mus nuo pavojingos Saulės spinduliuotės. Didesnį pavojų gali patirti dažnai keliaujantys lėktuvais, ypač virš šiaurinių Žemės regionų. Tačiau Saulės audros metu lėktuvų maršrutai yra koreguojami siekiant to išvengti.

Kita vertus yra atlikta tyrimų, randančių tam tikrą sąryšį tarp Saulės aktyvumo ir žmonių sveikatos, tam tikrų ligų (širdies tarkime) paūmėjimo. Tačiau šie tyrimai dažnai kenčia nuo prasto jų vykdymo – per maža žmonių imtis, nepakankamai atsižvelgiama į kitus faktorius, lemiančius tiriamųjų sveikatos būklę ir pan. Tad vienareikšmiškai pasakyti sunku. Reikia daugiau tyrimų.