• 1. Немного истории
  • 10.2. Механизмы воздействия
  • 10.3 Космическая погода и биологические объекты.
  • 4 Наше здоровье



  • страница1/2
    Дата19.10.2018
    Размер0.64 Mb.

    Магнитные бури. Угрозы ноосфере и вновь и вновь взошли на Солнце пятна


      1   2

    1. МАГНИТНЫЕ БУРИ. УГРОЗЫ НООСФЕРЕ


    И вновь и вновь взошли на Солнце пятна,
    И омрачились трезвые умы,
    И пал престол, и были неотвратны
    Голодный мор и ужасы чумы.
    И вал морской вскипел от колебаний,
    И норд сверкал, и двигались смерчи,
    И родились на ниве состязаний
    Фанатики, герои, палачи.
    И жизни лик подернулся гримасой:
    Метался компас – буйствовал народ,
    А над землей и над людскою массой
    Свершало Солнце свой законный ход.
    О, ты, узревший солнечные пятна
    С великолепной дерзостью своей –
    Не ведал ты, как будут мне понятны
    И близки твои скорби, Галилей!

    А.Л. Чижевский


    В этой главе мы расскажем, какой вред ноосфере может исходить от магнитных бурь. По поводу пользы пока сообщений не поступало, но ведь должна же быть и польза? Казалось бы во время сильной бури выделяется энергии столько, сколько не потребило человечество за время своего существования. Нельзя ли отщепнуть кусочек? Нет, пока не видно, как это можно сделать. Так что поговорим о вредных последствиях.

    Под ноосферой будем подразумевать сферу обитания и жизнедеятельности людей. В таком несколько расширенном, по сравнению с Вернадским, понимании, в ноосферу входят и города и пашни, и заводы и электростанции, и ближний космос с нашими космическими приборами и космонавтами. И, конечно, люди, наше здоровье и самочувствие.

    Сначала мы коснемся истории вопроса, потом обсудим, какие агенты могут передавать на Землю влияние космической погоды, и затем рассмотрим проблемы воздействия магнитных бурь на биологические объекты, здоровье человека, на технику и на общество в целом.


    1. 1. Немного истории

    Влияние космической погоды на ноосферу, и на биосферу в частности, было замечено в 19-м веке и сформулировано в трудах Св. А. Аррениуса, М.В. Соколова и А.Л. Чижевского в начале 20-го века. Формулировки были довольно расплывчатыми - какие-то процессы в Космосе воздействуют на (какие-то) параметры в среде обитания, а эти параметры непосредственно влияют на биосферу.

    Сейчас мы можем назвать, что это за процессы в космосе . Основные из них - это 11-летние вариации солнечной активности и магнитные бури. И можем мы это сделать прежде всего благодаря работам Александра Леонидовича Чижевского (1897 – 1964), посвятившего свою жизнь разработке этой проблемы. Сейчас книги А.Л. Чижевского вполне доступны, а раньше они были под запретом и сам их автор в пору расцвета творческой активности попал в ГУЛАГ.

    В наши дни наиболее известным пропагандистом и продолжателем идей Чижевского является выдающийся ученый Б.М. Владимирский, в 2007г награжденный Российской академией наук медалью Чижевского. Владимирский является основателем космобиоритмологии — науки о связях биологической и космический ритмики. Он разделяет все периодические (циклические) изменения биологических показателей на два класса – эндогенные (автоколебательные) и экзогенные (формируются как пассивная реакция биосистемы на изменения во внешней среде). Поскольку временная структура среды обитания определяется космической погодой, связь космических и биологических ритмов имеют место независимо от упомянутых типов. Поэтому, когда эта временная организация нарушается магнитной бурей, происходит в короткопериодной биологической ритмике хаотизация – называемая в специальной литературе десинхронозом.

    10.2. Механизмы воздействия

    Посмотрим, чем и каким образом космос может воздействовать на жизнедеятельность на Земле. Кандидатов не так уж много.



    Ионизирующие излучения – первый из основных экологических факторов, на который могут падать наши подозрения. Этот фактор постоянно действовал в процессе эволюции на живые организмы на Земле. Он является и наиболее изученным, так как находится под пристальным наблюдением ученых и медиков более ста лет, с момента открытия рентгеновских лучей и явлений радиоактивности. Несмотря на очень небольшую величину поглощенной энергии, ионизирующие излучения могут вызывать в живых организмах существенную реакцию, в крайних случаях приводя к их полному разрушению.

    В космическом пространстве ионизирующие излучения — основной фактор опасности для живых организмов и приборов космических аппаратов, и мы рассмотрим эти эффекты в отдельном разделе. Но Земля, земная поверхность и нижняя атмосфера надежно защищены от этого воздействия атмосферой и магнитным полем Земли. Только галактические космические лучи и только больших энергий — более 10 ГэВ и очень редко — солнечные космические лучи добираются до земной поверхности. Но этот поток существовал всегда, еще до того, как на Земле зародилась жизнь, и с этим излучением биосфера росла и развивалась, была адаптирована к нему. Есть подозрение, что воздействие космических лучей на генные системы время от времени приводило к положительным мутациям, и в результате появлялись растения и животные более сильные, выносливые, приспособленные к развитию и тем самым обеспечивался естественный отбор.

    Конечно, отрицательных мутаций больше, но они равномерны во времени и не могут обеспечить те эффекты воздействия магнитных бурь и солнечной активности на биосферу и наше здоровье, о которых мы будем говорить ниже. Иначе говоря, магнитные бури практически на меняют радиационный фон на Земле и ионизирующие излучения не могут рассматриваться в качестве фактора воздействия Космоса на ноосферу во время магнитных бурь.

    В космосе пилотируемые полеты пока проходят преимущественно на орбитах, защищенных магнитным полем Земли от серьезных радиационных потоков. Однако от рентгеновского излучения Солнца магнитосфера не защищает. Так, по сведениям в американской прессе. на станции Мир космонавты во время нескольких дней магнитной бури в конце 1990 г. получили годовую дозу радиации. Расширение освоенных космических трасс вызовет проблемы защиты от радиации, поскольку одновременно с бурей часто приходят потоки солнечных космических лучей и всплески рентгеновского излучения. Уже при американских полетах на Луну могли возникнуть серьезные неприятности, но астронавтам просто повезло, высокая солнечная активность 4-9 августа 1972г. , генерировавшая потоки СКЛ, произошла между полетами Аполлона 16 и Аполлона 17. Если бы была допущена ошибка в расчете времени полета, и один из экипажей оказался бы на поверхности Луны во время этой вспышки, то последствия оказались бы губительны для астронавтов.



    Волновые поля или электромагнитные излучения — второй и самый главный подозреваемый из факторов воздействия на биосферу. До земной поверхности доходят электромагнитные волны звукового диапазона — их можно объединить под общим названием ОНЧ (очень низкочастотные излучения). Более подробно о них мы говорили в предыдущих главах. Еще с меньшей частотой — от секунд до нескольких минут наблюдаются на Земле магнитные пульсации или, как раньше говорили, пульсации теллурических токов. Почему этот фактор

    Р
    ис 10-1 Пример регистрации минутных пульсаций на скандинавской цепочке во время ноябрьской 2004 года магнитной бури. Более темный цвет соответствует большей мощности пульсаций.

    считается многими исследователями самым главным? Во первых, потому что волновые поля сильно зависят от уровня магнитной активности и особенно резко меняются во время магнитных бурь. На рис 10-1 приведен пример регистрации минутных пульсаций на скандинавской цепочке во время ноябрьской 2004 года магнитной бури из работ Н.Г. Клейменовой, отечественного авторитета по этому направлению. Во вторых, они проникают глубоко и под Землю и под воду. В третьих, в том же диапазоне частот в биологических объектах обнаруживаются собственные биоритмы. В процессе развития жизни происходила синхронизация космических и биологических ритмов, создавался био-космический альянс, изменения которого биоструктуры воспринимают заметно.



    Наведенные токи — результат резких изменений напряженности магнитного поля, наводящих э.д.с. самоиндукции в проводящих средах. Этот фактор особенно опасен для длинных телеграфных и электрических линий, газопроводов и т.п.

    Вот, собственно, и все подозреваемые. Первый работает только в космосе, второй — в биосфере и третий — в техносфере.


    10.3 Космическая погода и биологические объекты.

    Публикаций, посвященных воздействию космической погоды очень много и рассказать о всех не представляется возможным. Тем более, что далеко не все публикации заслуживают внимания, у многих научный уровень невысок. В чем тут дело?

    Во-первых, воздействие космической погоды много слабее других факторов, метеорологических, возрастных и социальных. Чтобы его выделить на фоне более мощных воздействий, нужно использовать достаточно сложную математическую технику. Казалось бы, чего проще — возьмем статистику, например, заболеваний какой-то болезнью и и проведем частотный анализ — если выделяться космические ритмы, например, 11-летний цикл или 27-дневный период вращения Солнца — вот вам и доказательство связи с космической погодой. Эта простота и привлекает многих порой недобросовестных или малограмотных публикантов. На самом деле в любых таких исследованиях, связанных со здоровьем человека, сразу выделяются всплески с месячным и полумесячным циклом — по дням получки у рабочего люда и творческой интеллигенции. Или недельный цикл, связанный с возросшим числом выпивок по пятницам-тире-воскресеньям.

    Во-вторых, если космическую погоду можно охарактеризовать тремя-четырьмя индексами, в биологии состояние организма характеризуется множеством факторов.



    Бактерии - наиболее простые организмы, и наблюдение за изменениями в колониях бактерий— распространенный метод исследования различных воздействий. Итальянский микробиолог П.Фараоне ежедневно в первую половину дня более 11-лет собирал на некоторой высоте пробу бактериальной аэрофлоры. Собранные бактерии сутки проращивались в термостате. В итоге, около каждой бактерии вырастала колония. В микроскопе было хорошо видно, что у некоторых колоний в процессе роста происходят определенные изменения, так что вместо однородного кружочка получаются участки (сектора) другого цвета, прозрачности, фактуры. Фараоне нашел четкую зависимость таких изменений от 11-летнего цикла солнечной активности и обнаружил заметный эффект магнитных бурь (изменчивость падает в такие дни примерно на 10%).

    Птицы. Домашние голуби способны возвращаться на родную голубятню за сотни километров из совершенно незнакомой местности даже ненастной ночью. Это явление называется «хоминг» («чувство дома»). В процессе исследований и было установлено, что «чувство дома» нарушается при гелио- геофизи-ческих возмущениях.

    Опыты проводились по классической схеме: птицы возвращаются на родную голубятню из некоторого пункта, куда


    Р
    ис 10-2 Зависимость скорости возврата голубей в голубятню от уровня солнечной активности.
    были привезены в клетках. Показателем «правильности» работы навигационной системы является средняя скорость, с которой преодолевается расстояние «пункт выпуска – голубятня».

    На рис.10-2 эта скорость отложена по вертикальной оси и относится к самой первой птице данной группы, с которой в данный день проводились опыты. Уровень солнечной активности (числа Вольфа) отложен по горизонтали. Усреднены данные многих опытов. Те же статистически значимые результаты получаются для других видов птиц.



    Кролики. Один из ярких примеров вмешательства космической погоды в работу организма млекопитающих – результаты исследований физиологов Университета Дружбы народов (С.М. Чибисов и др.). Они проводили долговременную программу изучения физиологических показателей кроликов в зависимости от сезона. При этом выявилась зависимость этих показателей и от солнечной активности. Во время одного из экспериментов (каждый из них охватывал трое суток непрерывных измерений) произошли две подряд магнитные бури (сентябрь 1984г.). Впервые в истории удалось зафиксировать эффект магнитной бури для сердечно-сосудистой системы во всеоружии современных физиологических методик. У всех подопытных животных сразу после начала бури синхронно наступили глубокие функциональные изменения. После анализа всего массива собранных данных (это подробно описано, например, в книге Бреус и Рапопорт, 2002), можно было сделать два основных вывода : магнитная буря нарушила временную организацию работы сердца, вызвав десинхроноз; на клеточном уровне магнитная буря нарушила работу митохондрий – основных энергообразующих органелл клетки.


    1. 4 Наше здоровье

    Влияние магнитных бурь на здоровье людей — эффект несомненный, но мнения о степени влияния, типах заболеваний, методах предупреждения — весьма противоречивы. Популярность этой темы привлекает внимание как серьезных ученых, так и дилетантов, степень достоверности результатов анализа весьма разнообразна.

    Начнем с влияния магнитных бурь на здоровых людей.



    Здоровые люди. В восьмидесятые годы в лаборатории автора книги были проведены ежедневные измерения некоторых параметров здоровья сотрудников-добровольцев с целью исследования влияния магнитных бурь. Опыт не был завершен — и сотрудникам надоело, и результаты были не слишком впечатляющими. Лишь у 30% испытуемых обнаруживалась небольшая негативная реакция в буревые дни, процентов 20 ощущали подъем настроения, у остальных реакция была невнятной. Сложилось впечатление, что организм реагирует на магнитные бури как на морскую качку — одних укачивает, другим - хоть бы что.

    Гораздо более серьезные и более длительные исследования были проведены в Институте земного магнетизма РАН группой Рагульской по аналогичной методике. У постоянной группы в 20 – 30 человек измерялся электрический потенциал определенных биологически активных точек (БАТ). На рис 10-3 показано, что все испытуемые реагировали на внезапное начало магнитной бурь, но у одних организм сразу приходил в норму у вторых почти сразу, а у третьих реакция затягивалась.



    В книге Бреус и Рапопорт приведены данные анализа, показывающие, что на магнитные бури реагируют даже «сверхздоровые» люди – космонавты в условиях орбитального полета на космической станции. Сравнение физиологических показателей нескольких десятков космонавтов, которые работали на орбите во время магнитных бурь и в невозмущенные интервалы времени привели к заключению:

    «… воздействие магнитной бури ведет к усилению тонуса симпатической нервной системы (увеличению частоты пульса, снижению общей вариабельности сердечного ритма, снижению мощности спектра дыхательных волн и т.д.) и к возможному включению в процессы регуляции более высоких уровней управления физиологическими функциями».
    По мнению Б.М. Владимирского, значение этой выдающейся работы состоит, конечно, не только в том, что воздействие магнитных бурь надежно установлено для абсолютно здоровых людей. Испытуемые находились в совершенно особых условиях: на них не действовали обычные экологические параметры среды обитания. Но это означает, что физическая природа действующего агента определяется в данном случае однозначно: не влияет здесь инфразвук, «не работают» в условиях обитания.

    Р
    ис 10-3 Реакция испытуемых на внезапное начало магнитной бури. 1 и 2 — быстрое восстановление нормального состояния, 3 — затянутая реакция.
    Но это означает, что физическая природа действующего агента определяется в данном случае однозначно: не влияет здесь инфразвук, «не работают» в условиях невесомости слабые изменения гравитации, и так далее. Остаются изменения в уровне ионизирующей радиации и интенсивности переменного магнитного поля очень низких частот.

    О влиянии магнитных бурь и 11-летней волны солнечной активности говорят исследования, не основанные непосредственно на измерениях здоровья, но на исследованиях аварий, травматизма и других последствий ухудшения жизненного тонуса людей. О влиянии солнечной активности на возникновение несчастных случаев и травматизма на транспорте



    Р
    ис 10-4 Частота следования аварий на международных авиатрассах относительно начала магнитных бурь
    впервые указал еще в 1928 г. А.Л. Чижевский, а в 50-х гг. XX в. немецкие ученые Р. Рейтер и К. Вернер, из анализа около 100 тыс. автокатастроф, установили их резкое увеличение на второй день после солнечной вспышки.


    Рис 10-5 Сбои автоматизированных систем управления железнодорожным транспортом во время двух сильных магнитных бурь 2004 г. Квадраты – суточный индекс магнитной активности А ромбы - суммарная продолжительность аномальных сбоев Т (десятки минут)
    Рост частоты следования аварий на международных авиатрассах во время магнитных бурь иллюстрирует рис 10-4 (Конрадов и др.). Найдено, что нетривиальные сбои при функционировании автоматизированных систем управления железнодорожным транспортом достоверно возрастают во время магнитных бурь (Рис 10-5). По вертикальной оси – суточный индекс магнитной активности А и суммарная в данные сутки продолжительность аномальных сбоев в системе управления Южно-Сибирской железнодорожной магистрали Т (десятки минут); шкалы совмещены, синие ромбы – продолжительность Т, красные квадраты – величины А. Над графиками максимальное значение А-индекса в данную бурю. и коэффициент корреляции между А и Т. (Касинский и др., 2006). Надо добавить, что это были очень сильные магнитные бури, и с июльской и с ноябрьской мы знакомились в предыдущих главах.

    Р
    ис 10-6 Зависимость числа ДТП от магнитной активности.
    Не осталось в стороне от внимания исследователей и автомобильное движение. На рис 10-6 приведены сведения о числе дорожно-трпнспортных происшествий в Санкт-Питербурге в 1987-1989 гг (Птицына и др.). Симвлолом ФП обозначены самые сильные магнитные бури, остальные обозначения читатель разберет самостоятельно.

    К этому же разряду относится и утверждение о влиянии магнитных бурь на фондовые рынки.



    Сначала мне встретилось в интернете такое утверждение: «Нелегко приходится во время магнитных бурь и фондовым рынкам. Так 5 августа 2010 года торги на российском фондовом рынке потеряли свою динамику из-за магнитных бурь и проходят вяло, неуверенно: бумаги "Газпрома" зависли между рубежами 168 и 161 руб., акции "Сбербанка" между отметками 85 и 82 руб., бумаги "ЛУКОЙЛа" между 1700 и 1620-1630 руб.»





    Рис 10-7 Зависимость биржевой активности от активности магнитной
    Затем появился обстоятельный анализ A. Krivelyova, и С. Robotti из Boston College, из которого приведем рис 10-7. Здесь показаны величины неизвестных мне индексов биржевой активности, из которых следует значительное их снижение во время магнитных бурь.

    Авторы пишут:

    « Под воздействием магнитных бурь люди более склонны продавать акции, потому что они подспудно истолковывают свое дурное настроение как предчувствие негативных экорномических перспектив. Поэтому они не склонны совершать рискованные операции и активность восстанавливается медленно

    Все же влияние магнитных бурь невелико, чаще всего не наносит серьезных травм, поэтому следует рекомендовать здоровым людям не слишком беспокоиться о влиянии магнитных бурь — все другие природные катаклизмы и соблазны сладкой жизни влияют (в худшую сторону) на наше здоровье много сильнее магнитных бурь. Другое дело — больные люди, особенно с заболеваниями сердечно-сосудистой системы.




      1   2

    Коьрта
    Контакты

        Главная страница


    Магнитные бури. Угрозы ноосфере и вновь и вновь взошли на Солнце пятна