Загадки Солнца и его влияние на Землю и человека.

      2. Циклы большей длительности.
      Активность Солнца одним 11-летним циклом не ограничивается. Не очень четко, но в ней прослеживается примерно 70-80-летний цикл. Его можно увидеть и на графике средней температуры Земли с 1980 по 2010 годы:

,

где несмотря на непрерывное возрастание промышленных выбросов СО2 видна серьезная заминка в глобальном потеплении с середины 40-х до начала 80-х годов прошлого века.

      Кроме того, история земного климата последних 2000 лет явно намекает на наличие цикла длительностью порядка тысячи лет. Достаточно вспомнить начавшееся в первой половине 6-го века существенное похолодание, завершившее разрушение римской империи, открытие викингами Гренландии как "зеленой" земли и взрывной рост населения азиатских степей, вылившихся в нашествие монголов на запад, а также "малый ледниковый период" в Европе в 16-18 веках.

      Самый длинный цикл солнечной активности имеет, возможно, период в несколько сот миллионов лет. Так, примерно 300 млн. лет назад на Земле средняя температура была выше нынешней на ~ 15 градусов (каменноугольный период). А примерно 600 млн. лет назад вся Земля включая и экваториальные области в течение нескольких десятков миллионов лет была покрыта толстой коркой льда (период "Земля-снежок"). В тот период средняя температура Земли была ниже нынешней примерно на 15-20 градусов.

      3. Нейтринная загадка Солнца.
      В процессах слияния двух ядер дейтерия (или трития с протоном) в ядро гелия в недрах звезд дополнительно рождаются жесткий гамма-фотон и электронное нейтрино. Фотон, постоянно теряя энергию в столкновениях с электронами и ядрами, крайне медленно просачивается к поверхности Солнца и излучается с нее уже в оптической части спектра. И если бы термоядерная реакция в ядре Солнца мгновенно прекратилась, то Солнце продолжало бы светить в нынешнем режиме еще многие сотни тысяч, если не миллионы, лет.

      Нейтрино же, практически не взаимодействуя с веществом, со скоростью света вылетает из недр Солнца в открытый космос. Расчет интенсивности потока нейтрино исходя из соображений стационарности термоядерной реакции в недрах Солнца при его нынешней светимости был, разумеется, проведен. Осталось проверить этот расчет. Это можно было сделать с помощью нейтринных телескопов первого поколения, о которых я уже рассказывал (на реакции превращения изотопа Cl37 в изотоп Ar37). Это было сделано неоднократно и не на одной установке. Результат оказался обескураживающим - электронных нейтрино оказалось примерно в 2-2,5 раза меньше, чем предсказывали расчеты.

      На сей день просматриваются, как минимум, два варианта разгадки этого факта. Один основан на гипотезе об осцилляциях нейтрино - самопроизвольных взаимопревращениях электронного, мюонного и тау нейтрино при их пролете от Солнца к Земле. Из этого варианта следует наличие отличных от нуля масс у всех типов нейтрино, пусть и на много порядков меньших массы электрона. Из чего должно вытекать, что скорость движения нейтрино не может быть тождественно равной скорости света. Пока этого в экспериментах не обнаружено. Но о фактах экспериментального подтверждения самих осцилляций нейтрино сообщается.

      Другой вариант предполагает что в недрах Солнца термоядерная "печка" работает с переменной интенсивностью. Из-за конвекции. Подобной конвекции воздуха вблизи батареи центрального отопления. А именно, перегревшиеся в ходе термояда массы солнечного ядра всплывают в область более холодной плазмы, где термоядерная реакция не идет из-за недостаточной температуры. А эта холодная плазма погружается в ядро Солнца, разогревается и в ней вновь интенсифицируется термоядерная реакция.

      Расчеты периодов такой конвекции в моделях ядра Солнца дают величину порядка 200-300 млн. лет. Что по порядку величины близко к периодичности смены климата Земли от момента "Земли-снежка" до каменноугольного периода. При таком подходе внутреннее строение Солнце будет представлять из себя иерархию конвективных зон, толщины и конвективные периоды которых убывают с удалением от центра Солнца. На такую картину вполне естественно ложится самая верхняя конвективная зона с периодом конвекции в 11 лет, подповерхностная зона конвекции с периодом в 70-80 лет, еще более глубокая с конвективным периодом порядка тысячи лет и так далее.

      Все подповерхностные конвективные зоны мы наблюдать не можем. Но самую верхнюю конвективную зону в фотосфере Солнца мы обнаруживаем в виде очень большого числа слаборазличимых "веснушек" на лике спокойного Солнца:



      Но гораздо более детальное и контрастное их изображение выглядит так:



      На нем отчетливо видны конвективные ячейки (типа ячеек Бенара - разъяснить их функционирование).

      4. Кое-что о глобальном потеплении.
      Приведенный выше график повышения средней температуры приземного слоя атмосферы Земли за последние полтора века дает основания говорить о глобальном потепления. Политико-общественное мнение отдает предпочтение в нем антропогенному фактору - бурному росту выбросов промышленностью такого парникового газа, как СО2.

      Действительно, за последние полтора века доля СО2 в атмосфере возросла более чем на треть. С 0,03% до 0,04%. Однако, главным парниковым газом в атмосфере Земли является водяной пар - он обеспечивает не менее 2/3 парникового эффекта. Но роль водяного пара двояка - он своими облаками также экранирует поверхность Земли от солнечных лучей. Около четверти парникового эффекта обеспечивает СО2. Остаток берет на себя метан СН4. Последнего в атмосфере сейчас очень мало. Но много в болотах и вечной мерзлоте, на дне холодных океанских вод, а также в продуктах жизнедеятельности крупного рогатого скота.

      Однозначно прогнозировать эволюцию климата Земли даже на ближайший век очень трудно. Среди научных работ по этому вопросу встречаются и такие, в которых на середину этого века прогнозируется похолодание, сравнимое по масштабам с "малым ледниковым периодом" конца 17-го века. Не следует сбрасывать и со счета возможность извержения супервулканов. Могущих надолго загрязнить атмосферу массами пепла и тем самым заметно охладить атмосферу Земли.