Землетруси відбуваються по всій земній кулі. І згідно з новим дослідженням, багато з них можуть бути викликані саме Сонцем.
Чому небезпечні сонячні спалахи
Протягом десятиліть досліджень вчені з’ясували, що великі потужні землетруси зазвичай відбуваються групами, а не випадковими схемами. Але чому саме так, досі залишається загадкою.
Дослідження, опубліковане в Scientific Reports, підтверджує перші вагомі — хоча й досі спірні — докази того, що потужні виверження на Сонці можуть провокувати масові землетруси на Землі.
«Сильні землетруси по всьому світу розподіляються нерівномірно… між ними існує певна кореляція», — каже Джузеппе Де Натале, керівник досліджень Національного інституту геофізики та вулканології в Римі та співавтор нового дослідження. «Ми перевірили гіпотезу про те, що сонячна активність може впливати на виникнення землетрусів у всьому світі».
Сонячне походження землетрусів
Неозброєному оку Сонце може здатися відносно слухняним. Але наша зірка постійно бомбардує Сонячну систему величезною кількістю енергії та частинок у вигляді сонячного вітру. Однак іноді грізні виверження на поверхні Сонця спричиняють викиди корональної маси або особливо енергійні потоки частинок — у тому числі іонів і електронів — які мчать Сонячною системою на шаленій швидкості.
Коли вони досягають Землі, ці заряджені частинки можуть заважати супутникам, а за екстремальних обставин вивести з ладу електромережі. Нове дослідження припускає, що частки від потужних вивержень, подібних цьому, — зокрема, позитивно заряджені іони — можуть бути відповідальними за ініціювання груп сильних землетрусів.
Землетруси зазвичай відбуваються, коли скелі перетираються одне об одне, коли тектонічні плити Землі зміщуються й штовхаються за позицію. Коли інтенсивне тертя, яке скріплює пластини, подолано, каміння ламається, вивільняючи величезну кількість енергії та тремтячи землю.
Але вчені також помітили закономірність у деяких великих землетрусах на планеті: вони, як правило, відбуваються групами, а не випадково. Це свідчить про те, що може бути якесь глобальне явище, яке викликає ці всесвітні партії землетрусів. І хоча багато дослідників раніше проводили статистичні дослідження, щоб спробувати визначити причину, жодна переконлива теорія ще не була чітко доведена.
Отже, щоб розібратися з довготривалою таємницею, дослідники цього останнього дослідження прочесали дані про землетруси та сонячну активність за 20 років, шукаючи будь-які можливі кореляції. Зокрема, команда використовувала дані із супутника NASA-ESA Solar and Heliospheric Observatory (SOHO), збираючи вимірювання протонів (позитивно заряджених частинок), які надходять від Сонця та омивають нашу планету.
Міжнародний сейсмологічний центр
SOHO, який розташований на відстані 900 000 миль (1,45 мільйона кілометрів) від Землі, не відпускає прицілів від Сонця, що допомагає вченим відстежувати, скільки сонячного матеріалу потрапляє на нашу планету. Порівнюючи Глобальний інструментальний каталог землетрусів ISC-GEM — історичний запис про сильні землетруси — з даними SOHO, вчені помітили, що сильніші землетруси відбувалися, коли кількість і швидкість сонячних протонів зростали.
Подивитися на фото Солнця з телескопів SOHO можна за цим посиланням.
Зокрема, коли протони, що випливають із Сонця, досягли піку, протягом наступних 24 годин спостерігався сплеск землетрусів магнітудою понад 5,6.
«Ця статистична перевірка гіпотези є дуже важливою», — каже Де Натале. «Імовірність того, що ми спостерігаємо це просто випадково, дуже, дуже низька — менше 1 на 100 000».
П’єзоелектричне походження землетрусів
Помітивши кореляцію між сонячним потоком протонів і сильними землетрусами, дослідники запропонували можливе пояснення: механізм, який називається зворотним п’єзоелектричним ефектом.
Попередні експерименти чітко показали, що стиснення кварцу, породи, поширеної в земній корі, може генерувати електричний імпульс за допомогою процесу, відомого як п’єзоелектричний ефект. Дослідники вважають, що такі малі імпульси можуть дестабілізувати розломи, які вже близькі до розриву, викликаючи землетруси. Фактично, сигнатури електромагнітних явищ, таких як блискавки землетрусів і радіохвилі, були зареєстровані разом із землетрусами в минулому.
Деякі дослідники вважають, що причиною цих подій є самі землетруси. Але кілька інших досліджень виявили сильні електромагнітні аномалії до великих землетрусів, а не після, тому точний характер зв’язку між землетрусами та електромагнітними подіями все ще невідомий.
Однак нове пояснення перевертає причинно-наслідкові зв’язки з ніг на голову, припускаючи, що електромагнітні аномалії не є результатом землетрусів, а викликають їх.
Це виглядає так: коли позитивно заряджені протони від Сонця врізаються в захисну магнітну бульбашку Землі, вони створюють електромагнітні струми, які поширюються по всій земній кулі. Імпульси, створювані цими струмами, могли потім деформувати кварц у земній корі, зрештою викликаючи землетруси.
Однак це не перший випадок, коли вчені намагаються пов’язати сонячну активність із землетрусами. У 1853 році швейцарський астроном на ім’я Рудольф Вольф спробував пов’язати сонячні плями — місця інтенсивної магнітної активності на поверхні Сонця — із землетрусами.
Нещодавні експерименти також шукали такий зв’язок, але вагомі статистичні докази залишаються недоступними. Наприклад, у статті, опублікованій в Geophysical Review Letters, розглядалися дані про сонячні плями та геомагнітні дані за 100 років, не знайшовши жодних доказів зв’язку між Сонцем і землетрусами.
Частково через те, що тривалі зусилля знайти зв’язок між Сонцем і землетрусами не увінчалися успіхом, це останнє твердження про те, що сонячні протони можуть відігравати певну роль, було зустрінуте помітним скептицизмом у дослідницькій спільноті. Деякі з обережністю ставляться до статистичного аналізу даних, тоді як інші висловлюють сумніви щодо способу відбору даних.
«Мені здається, самі результати не говорять про те, що насправді існує якийсь реальний фізичний зв’язок», — каже Джеремі Томас, науковий співробітник NorthWest Research Associates, який не брав участі в новому дослідженні.
Як це майже завжди буває з наукою, необхідні додаткові дослідження, перш ніж ми зможемо точно знати, чи може Сонце викликати землетруси. Але якщо майбутні роботи вдасться зміцнити запропонований зв’язок, уважне спостереження за нашою зіркою може допомогти нам краще передбачити та підготуватися до того, коли ґрунт під нашими ногами несподівано й сильно здригнеться, і, можливо, допоможе врятувати життя.
Чи навчилися передбачувати землетруси
Достеменної відповіді на це зараз у вчених нема, бо в науковому світі не роблять гучних заяв спираючись хоч і на достовірні, але обмежені дані. Робота над пошуком пояснень до таких циклічних співпадінь повинна бути встановлена математична та обгрунтовано. Сонячна активність корелює з землетрусами на Землі – це вже доведено, але тепер треба ще встановити принципові механізми та навчиться передбачувати терміни.
Безумовно, лише спалахи на Сонце не є причиною землетрусів, але вплив Сонця на це земне явище встановлено. Тепер вчені хочуть перевірити цю гіпотезу експериментами на Місяці та на Марсі – там теж бувають місяцетрясіння та марсотрясіння, але менші за земні. Тож маємо спостерігати за розвитком подій та сподіватись, що надпотужні спалахи на Сонці 2023 не вплинуть на земне життя.
