Slunce stávkuje. Může se vrátit doba ledová

Letošní a příští rok se měly stát nejbouřlivějšími roky 24. slunečního cyklu. Místo toho vědci pozorují nečekaný útlum sluneční aktivity. Možná jde jen o bezvýznamnou krátkodobou anomálii, která se časem srovná. Může to však být také počátek delšího klidového období. V tom případě by na Zemi došlo k výraznému ochlazení. Pokud by se naplnil tento druhý, katastrofičtější scénář, v naší zeměpisné šířce by to pro všechny znamenalo značně obtížné období provázené citelným snížením životní úrovně. Stačí se podívat do historie, jak to vypadalo, když Slunce začalo takto stávkovat naposledy.

Kritické Maunderovo minimum

Z dlouhodobého hlediska prochází naše planeta výkyvy klimatu, kdy se střídají teplejší a chladnější období, která mohou trvat několik desítek i stovek let. Přesné příčiny, proč, kdy a jak k tomu dochází, neznáme, můžeme je jen odhadovat. Jednou z nich je téměř jistě kolísání sluneční aktivity. Pokud dojde k jejímu poklesu, na Zemi se to projeví ochlazením. To se prokázalo porovnáním slunečních cyklů a teplot tzv. malé doby ledové, která následovala po středověkém teplotním optimu (10. - 12. st.). Schylovat se k ní začalo koncem 13. století a doopravdy začala sérií studených a vlhkých roků 1315-1322, po nichž víc než pět set let panovalo setrvale chladné klima charakterizované kratičkými přechodnými otepleními a podstatně delšími mrazivými propady. Znovu průběžně oteplovat se začalo až po polovině devatenáctého století.

K největšímu ochlazení během této doby došlo kolem roku 1650, který spadá do tzv. Maunderova minima (1645-1715). V něm se na Slunci vyskytovalo jen malé množství slunečních skvrn a v některých letech dokonce vůbec žádné. Podobně tomu bylo i v obdobích Wolfova, Spörerova a Daltonova minima v letech 1280-1350, 1460-1550 a 1790-1830, rovněž provázených ochlazením. Rok 1816 dokonce vešel do dějin jako "rok bez léta", protože jak v severní Evropě, tak v Nové Anglii v USA mrzlo a sněžilo ještě v červnu a červenci. Přepokládá se však, že vedle nízké aktivity Slunce na tom měl svůj podíl také výbuch indonéské sopky Tambora předchozího roku, kdy se do atmosféry uvolnilo velké množství sopečného popílku a plynů.

Malá doba ledová pro tehdejší Evropu a Evropany znamenala těžkou ránu. Až do té doby počet obyvatel setrvale rostl, Vikingové osídlili tehdy zelenající se Grónsko a dopluli až do Ameriky, ve Velké Británii například dozrávala vinná réva. S tím vším byl najednou konec. Grónsko a s ním celý sever pokryl led, rozrostly se i alpské ledovce. Řeky západní Evropy začaly pravidelně zamrzat stejně jako Baltské moře a Calaiská úžina mezi Francií a Anglií. I na Vltavě se tehdy v zimě tvořil led silný několik desítek centimetrů. Léta byla krátká, studená a deštivá, po nich přicházely dlouhé a extrémně kruté zimy. Pokud zemědělské plodiny za těchto podmínek vůbec vzešly, jejich úroda byla doslova bídná. Zkrátilo se období, kdy se dobytek mohl pást venku, a na zimu se pro něj častokrát nepodařilo ani nasušit dostatek píce. Lidi i zvířata sužoval hlad a epidemie.

Život, nebo živoření?

Kdyby naši vyspělou civilizaci postihlo ochlazení srovnatelné s malou dobou ledovou, není jisté, zda bychom se s ní dokázali vypořádat s menšími ztrátami než naši předkové. Pro většinu obyvatelstva by to znamenalo podstatné, ne-li kritické snížení životní úrovně. Stačí si jen představit, že bychom za teplo byli nuceni zaplatit dvojnásobek toho, co platíme dnes - jednak by bylo zapotřebí topit více, jednak by ceny paliv šly bezpochyby nahoru. Už jen tím by se zároveň zdražilo i vše ostatní, samozřejmě včetně potravin. K tomu připočtěme komplikace v dopravě a zásobování. Mohlo by dojít k dlouhodobým výpadkům elektřiny, pokud by se pod námrazou zřítila elektrická vedení a lodě s energetickým uhlím zamrzly na řekách. Netekla by voda, protože mrazem by popraskaly vodovodní řady. Ve stájích by začala umrzat hospodářská zvířata, nebylo by jim jak a čím přitopit. Extrémně mrazivé zimy by nepřežila část, možná dosti podstatná, volně žijících živočichů, včetně ryb. Hrstky obilí, kterým by se podařilo vzejít, by nestačily dozrát. Úrodu ovoce a zeleniny můžeme škrtnout rovnou. Zpomalení hospodářského růstu by přešlo do krize, v níž bychom na tu nedávnou vzpomínali jako na staré zlaté časy. Od okolních států bychom se pomoci nedočkali, byly by na tom stejně jako my, ne-li hůře.

Pokud se prognostici a ekonomové nad tímto druhem krizového scénáře zatím nezamýšleli, mají nejvyšší čas. Průměrná domácnost již dnes vynaloží na bydlení a potraviny téměř polovinu (40 %) svého příjmu po zdanění. V důsledku globálního ochlazení se může tato částka značně a skokově zvýšit. Přitom deset procent domácností dnes nemá naspořeno ani tolik, aby poplatily své běžné měsíční výdaje, a jen polovina domácností by z úspor dokázala žít půl roku. Naopak řadu z nich tíží dluhy všeho druhu. Za těchto okolností by se ulice poměrně záhy mohly naplnit větším množstvím mrznoucích, hladových a zoufalých lidí, schopných čehokoliv, pokud by jim stát nebo charity nebyly schopny poskytnout alespoň nějakou pomoc.

Nemusí to tak být

Zda se ale Slunce skutečně ocitlo na počátku své klidové fáze srovnatelné s Maunderovým minimem, zůstává stále diskutabilní. Zatím se nacházíme teprve ve třetím roce stávajícího slunečního cyklu a může se stát, že se aktivita Slunce ze začátku rozebíhá pomaleji. Nikde také není stanoveno, že každý sluneční cyklus trvá přesně jedenáct let. Z dosavadních pozorování a výpočtů, tj. od března roku 1755, vyplývá, že nejkratší z nich vyšel na devět let a nejdelší na čtrnáct.

Nevypočitatelná hvězda

K tomu se naše nejbližší hvězda chová tak nevypočitatelně, že si vědci vůbec nejsou jisti nejen začátkem a koncem stávajícího cyklu, ale nedokážou předpovědět ani jeho průběh. Ještě v roce 2005 jich většina odhadovala, že nový, 24. cyklus, nastane v roce 2006, nejpozději v roce 2007 a bude extrémně silný, se 150 až 200 slunečními skvrnami v roce 2010 nebo 2011. Před možnými s tím souvisejícími riziky dokonce 4. ledna 2008 varoval americký Národní úřad pro oceány a atmosféru a 11. ledna se k němu připojila také NASA. Oba úřady předpokládaly, že zvýšenou sluneční aktivitu, tedy vyšší výskyt skvrn, erupcí a protuberancí, budou doprovázet geomagnetické bouře silné tak, že mohou ohrozit satelity na oběžné dráze, astronauty v kosmických lodích a posádky a cestující v letadlech, narušit navigační, počítačové a telekomunikační systémy a nakonec i distribuci elektrické energie. K tomu všemu, jak dnes už víme, zatím nedošlo. Ve skutečnosti nový sluneční cyklus nastal až v roce 2008 a b ěhem prvního pololetí letošního roku bylo Slunce až na jeden jediný den čisté, beze skvrn. Očekávané maximum tohoto cyklu proto vědci operativně přesunuli na květen 2013.

V souvislosti s předpokladem v nejbližší době velmi aktivního Slunce nabyly na síle hlasy varující před globálním oteplováním a nabádající k příslušným opatřením, jako je snižování emisí CO₂ a dalších skleníkových plynů. Pokud by se však naplnila slova australského klimatologa Davida Archibalda, budeme se z každého oteplení ještě radovat. Archibald jako jediný již před několika lety tvrdil, že 24. cyklus bude nejslabší za posledních dvě stě nebo tři sta let, na jeho příchod si počkáme 13 let a může mít charakter Daltonova, nebo dokonce Maunderova minima, kdy Slunce zůstalo klidné a téměř beze skvrn celých sedmdesát let. S následným ochlazením potom můžeme počítat téměř jistě.

Ladislav Metelka z Českého hydrometeorologického ústavu ovšem ve své zprávě z 30. června letošního roku tvrdí pravý opak: "V současnosti má růst koncentrací skleníkových plynů větší potenciál měnit klima, než je tomu u předpokládaného poklesu sluneční aktivity. Výsledkem je to, že růst globálních průměrných teplot by mohl být poněkud zpomalen a snížen dlouhodobým poklesem sluneční aktivity (o cca 0,3 °C), s největší pravděpodobností však pokles sluneční aktivity nebude mít potenciál růst teplot zcela zastavit, nebo ho dokonce přeměnit v pokles, vedoucí ke vzniku nové malé doby ledové."

Ani to však nemusí být jisté. Za všechny nejlépe to ostatně vyjádřil Richard Altrock z Air Force Research Laboratory v Sacramentu: "Nikdo neví, co Slunce udělá příště."

Co jsou sluneční cykly a erupce

Cykly sluneční aktivity (Schwabeův či Schwabe-Wolfův cyklus) jsou dány proměnami magnetického pole Slunce, k nimž dochází přibližně každých 11 let. Navenek se projevují slunečními skvrnami, magnetickými anomáliemi s nižší teplotou než jejich okolí. Všechny mají magnetické pole shodné polarity. Nejvíce se jich objevuje uprostřed cyklu, kdy je Slunce nejaktivnější a vysílá do vesmíru, tedy i na Zemi, nejvíce elektromagnetického záření. Na konci cyklu skvrny vymizí. Nový cyklus se začíná počítat od okamžiku, kdy se objeví první sluneční skvrna opačné polarity než v cyklu předchozím.

První skvrna současného, 24. cyklu, byla pozorována 31. července 2007. Protože však existovala jen tři hodiny a nacházela se na neobvyklém místě, blízko rovníku, solární vědci se rozhodli ji ignorovat a za ten "pravý" počátek cyklu stanovili až 4. leden 2008, kdy byla zaznamenána skvrna delšího trvání a správněji umístěná.

Další formou vysoké sluneční aktivity jsou erupce, které se často vyskytují v blízkosti slunečních skvrn. Jde o výbuchy v sluneční atmosféře o energii odhadovanou na ekvivalent jedné miliardy megatun TNT (pro srovnání - atomová bomba svržená na Hirošimu měla účinnost 13 kilotun TNT). Pokud je erupce opravdu intenzivní, mluví se o elektromagnetické bouři, která může na Zemi negativně ovlivnit provoz především elektronických zařízení a ve vesmíru vážně ohrožovat satelity i kosmické lodě s lidskou posádkou. Zatím nejsilnější erupce za posledních 500 let nastala v srpnu 1859.

Pokud z povrchu Slunce vyběhne do sluneční atmosféry oblak plazmatu, jde o protuberanci. Je to pro pozorovatele velmi efektní jev, nad povrchem Slunce může utvořit smyčky nebo se od něj odpoutat, čímž dojde k tzv. výronu sluneční hmoty. Zatím naposledy k takové události došlo 8. června letošního roku.

Proč Maunderovo minimum

Britský astronom Edward Walter Maunder (1851-1928) potvrdil roku 1894 výzkum německého astronoma Gustava Spörera (1822-1895), podle nějž se v letech 1645-1715 na Slunci vyskytoval minimální počet skvrn. Protože Maunder tento objev publikoval jako první, nese nyní toto minimum jeho jméno.

Po G. Spörerovi bylo pojmenováno zase minimum v letech 1460-1550. Další tři minima byla přiřčena britskému vědci Johnu Daltonovi (1766-1844), nizozemskému astronomovi Janu Hendriku Oortovi (1900-1992) a francouzskému astronomovi Charlesi J. É. Wolfovi (1827-1918).