Но, может быть, на Солнце могут иногда происходить и существенно более мощные вспышки?
Имея в виду такую гипотетическую возможность, проследим воздействие вспышки балла 4 на нашу среду обитания и на биосферу в целом. Вспышечный выброс и образовавшаяся при взрыве ударная волна достигают Земли примерно через сутки. Воздействуя на земную магнитосферу, они вызывают магнитную бурю со всеми сопровождающими ее космогеофизическими явлениями: полярными сияниями, глобальными усилениями инфразвуковых акустических колебаний, возмущениями электромагнитного поля па сверхнизких частотах и т. п. Как известно, электромагнитные и инфразвуковые возмущения влияют на физиологические показатели живых организмов (в том числе и организма человека) и иногда они могут быть опасны.
Серьезного внимания также заслуживает резкое возрастание интенсивности солнечных космических лучей. Скачать презентацию по этой теме можно найти тут. Оно начинается спустя десятки минут после начала вспышки и еще до наступления магнитной бури. Наиболее энергичные частицы, с энергией несколько гигаэлектронвольт, достигают земной поверхности, увеличивая на короткое время фон жесткой ионизирующей радиации. Частицы с меньшей энергией (несколько десятков мегаэлектронвольт), которых много больше, приходят позже и полностью поглощаются в стратосфере, на высотах 20—30 км. Поскольку частицы таких малых энергий отклоняются геомагнитным полем к полярным районам, поглощение их происходит на высоких широтах.
Попадание на Землю большого числа таких частиц может иметь существенные экологические последствия: они оказывают повреждающее воздействие на озоносферу — экран, защищающий живые организмы от ультрафиолетовой радиации. Впервые это явление было обнаружено прямыми измерениями после мощнейшей вспышки 4 августа 1972 г. Причинно-следственная цепочка, лежащая в основе объяснения этого явления, такова. Частица космических лучей расщепляет и ионизирует молекулу атмосферного азота, который немедленно окисляется кислородом до окиси азота NO. А молекула окиси азота является катализатором уничтожения озона: NO + O3-> NO2 + O2; NO2 + О -*- NO + O2. Отметим, что приведенная схема является упрощенной и поясняет лишь суть явления (существуют, конечно, и другие катализаторы уничтожения атмосферного озона, появление некоторых из них связано, как известно, с промышленной деятельностью человека).
Уменьшение толщи озоносферы, обусловленное солнечными космическими лучами малой энергии, удерживается относительно долго. Так, после упомянутой вспышки 4 августа 1972 г. полное восстановление концентрации озона в атмосфере заняло более месяца. Солнечные космические лучи обычных больших вспышек в пашу эпоху эффективно воздействуют на озоносферу только на высоких широтах (не менее 60°). Однако когда напряженность геомагнитного поля уменьшается (или когда оно практически исчезает при смене своей полярности, о чем будет рассказано ниже), повреждение озоносферы солнечными космическими лучами делается глобальным.
Естественно, тот же эффект имеет место при возрастании интенсивности галактических космических лучей (о чем речь впереди) и вообще любого ионизирующего излучения, поглощаемого в озоносфере.
Даже сравнительно небольшие изменения в толщине озоносферы (например, на несколько процентов) приводят к существенным вариациям интенсивности ультрафиолетового солнечного излучения близ длины волны 290 нм (внеатмосферный поток этого излучения не изменяется при вариациях солнечной активности). А излучение близ длины волны 290 нм очень биологически активно, так как перекрывает полосу поглощения двух важнейших классов органических соединений — белков и ДНК. Поэтому облучение живых организмов подобным излучением значительной интенсивности приводит к их быстрой гибели (что и используется при стерилизации). С этим же связаны хорошо известные мутагенные и канцерогенные свойства этого излучения. Одним словом, сколько-нибудь значительное увеличение интенсивности приземного ультрафиолетового излучения около указанной длины волны смертельно опасно для подавляющего большинства организмов.
Не подлежит сомнению, что сам феномен солнечной активности — характерная особенность Солнца как звезды на протяжении всей своей эволюции. Этот вывод следует из наблюдений других звезд и из некоторых косвенных геологических данных. Например, анализ осадочных отложений, возраст которых оценивается в 680 млн. лет, показывает, что в темпах таяния ледника (связанного с упомянутыми отложениями) хорошо заметны периоды солнечной цикличности в 11 и 22 лет. Точно такие же периоды найдены при изучении скорости роста сталактитов в некоторых пещерах, чей возраст оценивается в несколько тысячелетий. Наконец, эти же периоды хорошо известны из вариаций наиболее употребительного интегрального индекса солнечной активности — чисел Вольфа (относительных чисел солнечных пятен).