Влияние космофизических факторов на биосферу

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Российский государственный гидрометеорологический университет» (РГГМУ)

Кафедра экологии

Реферат

по дисциплине «Учение о биосфере»

на тему: «Влияние космофизических факторов на биосферу»

Санкт-Петербург 2014

Солнечно-земные связи

С тех пор, как А.Л.Чижевский возродил интерес к проблеме влияния Солнца на биосферу, появилось большое количество работ, подтверждающих два основных его тезиса: солнечный магнитный частота

1. глобальные изменения “солнечной погоды” вызывают глобальные изменения в биосфере и ноосфере,

2. небольшие всплески солнечной активности приводят к мелкомасштабным отклонениям от нормального функционирования биообъектов (кратковременное увеличение случаев заболеваний, аварий, изменений на уровне клетки и т.п.).

Статистических данных накопилось много, но теоретические обоснования указанных связей недалеко ушли от качественных объяснений, данных еще Чижевским. Происходит это по нескольким причинам. Во-первых, биообъекты - чрезвычайно сложные нелинейные системы. Мы не можем целиком просчитать, как будет реагировать на какое-либо изменение внешней среды даже простая амеба. Что уж говорить о существах с высшей нервной деятельностью! А ведь в конечном итоге нас больше всего интересует реакция человека. Во-вторых, поначалу вообще было не вполне понятно, - а что может действовать на биосферу и как? Как информация о резких изменениях на Солнце может передаваться к Земле?

Начнем с того, что Солнце и Земля - это не два шарика, летящие в космическом пространстве, между которыми ничего нет. Землю окружает несколько оболочек: сначала нейтральная атмосфера, дальше - ионосфера, еще дальше - магнитосфера. Магнитосфера- оболочка, заключающая в себе магнитное поле Земли. Линии магнитного поля входят в Землю на севере и выходят на юге (кстати, так было не всегда, приблизительно раз в 20 тысяч лет происходит инверсия магнитного поля Земли: северный и южный полюс меняются местами). Земное магнитное поле похоже на поле диполя только вблизи планеты. Из-за того, что Землю обдувает солнечный ветер, линии магнитного поля в направлении на Солнце оказываются приплюснутыми, а со стороны противоположной Солнцу - вытянутыми. Земля находится в гигантской оболочке - магнитосфере, которая защищает её от солнечного ветра. С одной стороны на границу магнитосферы давит магнитное поле Земли, а с другой - частицы солнечного ветра и равенство этих воздействий удерживает эту границу в равновесии. Так что Земля в каком-то смысле похожа на комету с хвостом из магнитных линий, которые вытянуты от Солнца.

Но даже за магнитосферой не начинается полный вакуум. Там дует солнечный ветер. Дело в том, что у Солнца есть два типа излучения: электромагнитное и корпускулярное. Электромагнитное излучение - это рентгеновское, ультрафиолетовое, видимый свет, радиоизлучение и т.п. Корпускулярное излучение - это частицы: та самая нейтральная плазма солнечного ветра (набор, в основном, положительных ионов и отрицательных электронов) и солнечные космические лучи (частицы с энергией большей эВ, которые генерируются во время солнечных вспышек). Солнечный ветер - это ни что иное, как расширяющаяся корона Солнца. Частицы, бывшие когда-то самим Солнцем, улетают от него со скоростью порядка 300 км/с, закручиваясь в гигантскую спираль. “Каркас” этой спирали держится на линиях магнитного поля Солнца, и частицы не могут от него оторваться. Линии магнитного поля “вморожены” в плазму и по свойствам похожи на резинку с прикрепленными на ней бусинками-плазмой: потянешь за резинку - потянутся бусинки, дернешь за бусинку - потянется резинка. Все возмущения солнечной поверхности передаются в плазму солнечного ветра и уносятся в космическое пространство.

Если, например, на Солнце произошла вспышка, то резко увеличивается интенсивность коротковолновой части электромагнитного излучения, к Земле летят космические лучи и высокоскоростной поток частиц плазмы, впереди которого бежит ударная волна. Электромагнитное излучение распространяется со скоростью света и добегает до орбиты Земли за 8 минут. Через несколько часов доходят космические лучи и только через пару суток Земля встречается с возмущенным солнечным ветром - высокоскоростным потоком (он бежит со скоростью до 600 км/c), рожденным солнечной вспышкой.

Но до поверхности Земли доходят только отголоски солнечных бурь: коротковолновое излучение не проникает внутрь атмосферы, зато влияет на ее внешнюю часть, а поскольку всё взаимосвязано, - изменения в верхней части могут вызывать изменения и в нижней. Космические лучи тоже сильно поглощаются в атмосфере, но меняют её физические характеристики. Все изменения в солнечном ветре остаются за барьером магнитосферы. Она - наш щит, который не подпускает к Земле возмущенные потоки плазмы. Однако этот щит из линий магнитного поля Земли дрожит, принимая на себя удар. И при некоторых условиях поджатие поверхности магнитосферы может привести к развитию магнитной бури - резким изменениям в собственном магнитном поле Земли. То есть сам солнечный ветер до Земли не доходит, но изменения в нём заставляют меняться земное магнитное поле.

Магнитная буря может начаться после того, как Земля встретится с высокоскоростным потоком от Солнца. Такие потоки или выбрасываются Солнцем после вспышек, или “выдуваются”, как мыльные пузыри из особых областей на Солнце - корональных дыр (рекуррентные потоки). Последние могут жить несколько оборотов Солнца вокруг его оси, а значит один и тот же поток способен вызвать несколько магнитных бурь. Чаще всего бури начинаются, если Земля находится в секторе с полем, направленным от Солнца. Высокоскоростные потоки бегут в плазме солнечного ветра быстрее, чем распространяется звук в этой среде. Поэтому впереди любого такого потока бежит ударная волна, подобно ударной волне впереди самолёта, летящего со сверхзвуковой скоростью. Когда ударная волна набегает на магнитосферу, та поджимается. Поджатие магнитосферы регистрируется наземными приборами, измеряющими магнитное поле - магнитометрами, как резкий скачок поля. Этот скачок называют внезапным началом магнитной бури. Затем следует начальная фаза магнитной бури, когда поле остаётся увеличенным от 10 минут до нескольких часов из-за усиления токов, текущих по поверхности магнитосферы. Наконец, само тело высокоскоростного потока достигает Земли и начинается главная фаза магнитной бури. Во время этой фазы магнитосфера то сжимается, то расширяется (магнитное поле Земли то увеличивается, то уменьшается на фоне общего понижения магнитного поля). Кольцевой ток, текущий внутри магнитосферы, создаёт собственное магнитное поле, которое стремится “отжать” границу магнитосферы на прежние позиции. Через несколько часов кольцевой ток всё же уменьшается и начинается фаза восстановления - магнитное поле Земли возвращается к нормальным значениям. Земля миновала ещё один высокоскоростной поток, битва разыграна и магнитосфера успокаивается до следующей встречи с проявлениями бурной деятельности Солнца.

Природа воздействия Солнечной погоды на биообъекты

Анализируя вышесказанное, можно предположить, что воздействие Солнца на биосферу хоть и опосредовано, но имеет электромагнитную природу, поскольку электромагнитное поле способно проникать в ткани и влиять на течение физико-химических процессов в живом организме. Действительно, все процессы, поддерживающие жизнедеятельность организмов, базируются на электричестве. Например, окислительно-восстановительные процессы на мембранах - ни что иное, как процесс перезарядки; нервный импульс - электрический сигнал и т.д.

Мысль, что биообъекты чувствуют изменения магнитного поля, высказывалась давно в связи с удивительной способностью птиц ориентироваться в пространстве. Оказалось, что действительно есть необычайно чувствительные к магнитному полю живые существа - бактерии, пчелы, голуби, дельфины, саламандры и др. Они обладают такой способностью благодаря тому, что природа наградила их “встроенными” в нервные окончания магнитиками (зёрнами магнетита Fe3O4). Это помогает им отлично ориентироваться в пространстве в условиях невозмущенного магнитного поля (магнетит служит им компасом), но сильно сбивает с толку во время магнитных бурь. А птицы, вдобавок, при пролете над магнитными аномалиями явно испытывают затруднения в выборе курса. Известно также, что некоторые виды китообразных выбрасываются на берег преимущественно в местах локальных минимумов магнитного поля.

Есть данные, что биогенный магнетит присутствует и в организме человека. Располагается он в наиболее древних участках мозга (граница спинного и головного мозга) и в надпочечниках. Существует мнение, что в процессе эволюции человек почти полностью потерял способность “прислушиваться” к своему магнетиту, но способность эта не пропала окончательно, и ее можно развивать.

Даже в том случае, если у биообъекта нет собственного магнетита, реакция на изменения внешнего магнитного поля все же должна иметь место. Дело в том, что очень многие физико-химические процессы изменяют свой ход не только под действием света и тепла, но и под действием электромагнитного излучения. Есть основания полагать, что магнитная буря является катализатором - ускоряет ход химических реакций. Но любой организм существует за счет протекания физико-химических реакций и если в них что-то сбивается, он начинает активно реагировать, включая защитные силы, чтобы восстановить утраченное равновесие.

Кроме того, являясь проводящим контуром, человек, безусловно, должен ощущать изменения во внешнем магнитном поле, но вопрос о механизме передачи подобной информации к мозгу и об отклике регуляторных систем организма остается открытым.

В настоящее время, подавляющее большинство исследователей, занимающихся изучением солнечно-биосферных связей, склоняется к мысли об электромагнитной природе воздействия Солнца на биосферу, при котором геомагнитное поле - посредник. Правда, есть еще один вопрос, в котором консенсус пока не найден: почему биоэффективными оказываются именно слабые поля, когда кругом столько искусственно созданных сильных? Даже сильный скачок поля при магнитной буре (~10-8 Тл) - величина крайне малая по сравнению с постоянным магнитным полем Земли (~5·10-5 Тл). (Такая же проблема, кстати, возникает и при исследовании влияния Солнца на климат - как могут очень малые воздействия приводить к глобальным изменениям погоды?). Наиболее резонным кажется такой ответ: во-первых, биообъекты - система нелинейная и изменения поля при магнитной буре могут играть роль триггера, спускового механизма, переводящего систему в другой режим функционирования; во-вторых, возможен резонансный механизм, когда наиболее существенна информативная частота воздействия, а его интенсивность не играет принципиальной роли. Эти вопросы будут обсуждаться подробнее ниже.

Опыты по воздействию электромагнитного излучения на человека и более простые биологические объекты

С тех пор, как была принята гипотеза о влиянии электромагнитного поля на человека, стали проводиться многочисленные опыты, в которых электромагнитным полем воздействуют на животных, бактерии, ткани, биологические жидкости и т.п. Облучают как больных животных, так и здоровых; специально зараженных и специально вылеченных и т.д., и т.п. При этом испробованы, казалось бы, все мыслимые частоты, интенсивности и продолжительности воздействия. Но! Все это делается практически “вслепую”, - чаще всего экспериментаторы изначально даже не могут предположить, какая доза облучения на какой частоте окажется критической и приведет, положим, к летальному исходу, а какая послужит фактором, увеличивающим адаптационные возможности биообъекта. Крайне редки случаи, когда результаты эксперимента были вполне ожидаемыми и подтверждающими какие-то теоретические.

В совокупности эксперименты дают интересные, но порой противоречивые результаты. Основные из них состоят в следующем:

Реакция живых организмов на внешнее электромагнитное поле нелинейна. Она напоминает кривую деформации материала при механическом нагружении образца (сначала зависимость реакции от интенсивности практически прямая, затем - плато (см. Рис.2), далее опять рост и при критических значениях - разрушение. График на Рис.2 примечателен тем, что он останется верным и в том случае, если по оси ординат поставить численную характеристику практически любой жизненной функции организма, а по оси абсцисс - мощность воздействия (в соответствующих пределах).

Рис 2.

Пример зависимости реакции биообъекта от интенсивности воздействующего электромагнитного поля. Зависимость коэффициента индукции синтеза колицина от плотности потока мощности p электромагнитного излучения исследована до стадии “плато”. Продолжение эксперимента до стадии “слома” небезопасно для испытуемого объекта.

Имеются частотные окна, в пределах которых наиболее ярко выражена реакция биообъекта. Эти окна обнаружены практически во всех исследованных диапазонах частот (но преимущественно они расположены в диапазоне до 50Гц и в диапазоне миллиметровых волн). По мнению автора, большинство биоэффективных частот связано с резонансными эффектами. Резонансных механизмов множество, но экспериментальные данные показывают, что наиболее выраженная реакция организма возникает при частотах колебаний воздействующего поля, близких к частотам параметрического резонанса

,

где n - целое число, - собственные частоты микро- и макроструктур организма.

Окна бывают “депрессивные” (в них эффект воздействия отрицательный: ухудшение самочувствия, развитие заболеваний, - преимущественно онкологических; повышенная нервная возбудимость, депрессивные состояния и т.п.) и “возбуждающие” (здесь эффект воздействия положительный: улучшение самочувствия, излечение заболеваний, улучшение памяти и т.п.).

Биологические жидкости (кровь, лимфатическая жидкость и даже простая вода) меняют свои характеристики в зависимости от характеристик воздействующего поля.

В клетках, соответственно, изменяются скорости протекания электрохимических процессов; изменяется скорость распространения нервных импульсов.

Уже сейчас на основе вышеперечисленных эффектов созданы сертифицированные медицинские приборы, оказывающие положительное воздействие на организм: “Магнитор-АМП”, воронки для омагничивания воды, магнитотроны и множество приборов несерийного производства, сделанных и использующихся в медицинских институтах для экспериментальных и терапевтических нужд. Положительный эффект оказывает также омагничивание лекарств.

Но вокруг нас есть и множество источников, отрицательно влияющих на здоровье: поля высоковольтных кабелей, линий электропередач, электротехники, электричек, мобильных телефонов и т.д. Хуже того, - психотропное оружие на основе тех же эффектов - вполне осуществимая реальность, поскольку воздействие на организм человека полей определенных частот может существенно подавлять или возбуждать деятельность нервной системы, а значит влиять на психику. Как же защищаться, когда кругом столько вредных воздействий и как узнать о них? В Москве существует Центр Электромагнитной Безопасности, а также Российский национальный комитет по защите от неионизирующего излучения, специалисты которого занимаются разработкой норм допустимого воздействия излучения, поиском путей защиты от вредного излучения. С работой этого комитета можно ознакомиться, посетив Web-страницу http://www.pole.com.ru.

В последнее время появились средства, предназначенные для защиты человека от вредного излучения (нейтрализатор “Гамма-7.Н”, биокорректор “Щит” и др.). К сожалению, отзывы различных научных групп, тестировавших эти изделия, резко различаются. Возможно, это объясняется тем, что ни один “щит” не может защитить человека от всех видов излучений всех диапазонов частот. А появление антиторсионных генераторов “Антор” многими воспринимается просто как спекуляция на интересе к данной проблематике. Действительно, о какой же защите от полей, названных “торсионными” может идти речь, если не изучены даже свойства этих гипотетических полей, а само их существование - под большим вопросом?

Предположения о природе чувствительности человека к электромагнитным полям и магнитным бурям.

Подстройка под вариации невозмущенного геомагнитного поля; перестройка при смене широты

Существует еще и естественный путь защиты от вредных воздействий, дарованный нам природой - приспособление. Человеческий организм способен приспосабливаться к изменениям окружающей среды. Электромагнитный фон - та же внешняя среда. За время своего существования на планете человек как вид неизбежно должен был подстроиться под естественные вариации магнитного и электрического поля Земли. Механизм такой подстройки пока не ясен, но многие авторы придерживаются подобного же мнения, считая, что организм человека издавна мог отслеживать изменения геомагнитной обстановки с целью синхронизации ритмики внутренних процессов, использования геомагнитных вариаций в качестве процессов, отсчитывающих время. При невозмущенной геомагнитной обстановке вариации магнитного поля Земли на конкретной широте имеют вполне определенный суточный “ход”: в течение суток пульсации одних частот ослабляются, других появляются и т.п.

Следуя той же логике, можно предположить, что, длительно пребывая в определенном месте земного шара, человек подстраивается под локальные особенности этих полей. Поэтому длительную акклиматизацию человека при перелете на большие расстояния можно объяснить не только сменой климатических поясов, но и сменой привычной геомагнитной обстановки. При этом “акклиматизация” будет протекать тем тяжелее, чем больше широтная разница между привычным местом и новым.

Отклик организма на резкие изменения электромагнитной обстановки

В таком случае резкие изменения электромагнитной обстановки должны вызывать столь же резкую ответную реакцию организма, сходную с реакцией на любой стресс. При этом определяющую роль играет скорость нарастания (производная) этих изменений. Поэтому человек, живущий в большом городе (где всегда имеется множество источников нестабильных полей) подвергается постоянным перегрузкам. Хотя, надо думать, что благодаря способности человека к приспособлению, планка предельно допустимой дозы “электромагнитного загрязнения” для современных людей постоянно поднимается. Образно говоря, для человека 18-го века наш электромагнитный фон вполне мог бы оказаться смертельным. Главное, чтобы пресловутый уровень электромагнитного загрязнения поднимался не слишком быстро и человек успевал бы подстраиваться.

Об отклике на магнитные бури - резком изменении интенсивности переменного магнитного поля естественного происхождения

Продолжая мысль об исторически-приспособительном характере реакции человека на вариации магнитного поля, можно выдвигать разные гипотезы об изначальной природе нашей чувствительности к магнитным бурям. Забегая вперед, скажем, что человек реагирует на них, как на стресс и реакция может проявиться даже ранее, - в день вспышки, а не в день начала бури.

Вспомним, что человек как вид долгое время жил в условиях магнитного поля только естественного происхождения (периоды инверсии геомагнитного поля, когда поле отсутствовало, опускаем). Можно предположить, что некоторые изменения поля, предшествующие началу бури (появление-исчезновение неких частот), могли быть сигналом опасности, предупреждающим… вовсе не о начале бури, а о каких-то изменениях окружающей среды, совпадающих с началом.

Известно, что количество землетрясений по земному шару в дни бурь увеличивается, а когда люди жили преимущественно в сейсмоопасных районах, чувствовать приближение землетрясений было жизненно важно. Землетрясения это были или ураганы (вызванные статистически подтвержденной перестройкой атмосферы в дни магнитных бурь), или повышение количества опасного для жизни радона - мы не знаем. Но можем предположить, что наша реакция на изменения геомагнитного поля - атавистический рефлекс, типа неприятных ощущений от звука “металлом по стеклу”, который чрезвычайно напоминает крик опасности павиана. Реакция на возмущения геомагнитного поля, как будет показано ниже, выражается в первичной мобилизации всех сил организма. Возможно, изначальное предназначение этой мобилизации - готовность к борьбе с вероятными резкими изменениями среды обитания, стремление к выживанию. Физический же механизм реакции, по-видимому, базируется на резонансных эффектах.

Реакция на искусственный электромагнитный шум; происхождение “биоэффективных частотных окон”

Обратите внимание, что биоэфективные частоты и уровень поля, который нужно было чувствовать, “записывались” очень долго. Множество электромагнитных шумов появилось совсем недавно по сравнению со временем возникновения человеческого рода на Земле. Следовательно, можно предположить, что реакция человека и на воздействие искусственно созданных полей некоторых частот обусловлена “привычкой” реагировать на поля природного происхождения таких же частот.

Посмотрим, каким колебаниям природного происхождения соответствуют экспериментально найденные биоэффективные частотные окна. Низкочастотное окно до 40Гц соответствует диапазону вариаций геомагнитного поля, обусловленных шумановскими резонансами, частотами ионосферного альвеновского резонатора и резонансными колебаниями магнитных оболочек. Все это - частоты, соотносящиеся с собственными частотами крупномасштабных структур организма (сердца, нервной, кровеносной системы и т.д.). Дальше биоэффективные окна редки до ГГц - тут, по-видимому, начинают играть роль резонансы мелкомасштабных структур: мембран, ДНК и т.п., что по частотному диапазону соответствует реликтовому излучению космического пространства. Исходя из этих фактов, можно выдвинуть предположение, что окна биоэффективных частот неслучайны, и определяются не столько внутренним строением нашего организма, сколько “строением” внешней среды.

Принцип суперпозиции и способность биообъекта выделять естественное поле из искусственного.

Как указывалось ранее, электромагнитный техногенный шум может быть гораздо выше по интенсивности, чем естественный геомагнитный шум и уровень интенсивности геомагнитного поля. Однако статистика показывает, что активнее мы реагируем на изменения именно геомагнитного поля. Как же мы можем вычленять слабое естественное поле (пусть даже на него была многовековая “настройка”) из техногенного сильного?

Принцип суперпозиции полей говорит, что сильное поле включает в себя слабое. Казалось бы, мы не можем выделить слабое нужное из сильного ненужного. Но вспомним, как отличают поле магнитных аномалий от крупномасштабного поля Земли: по пространственному градиенту! Поле локальных аномалий быстро убывает с расстоянием. Человек же, как протяженная субстанция, снимает не только интегральную характеристику окружающего пространства, но и дифференциальную (у нас даже органы чувств парно-разнесенные, надо думать, для подобных целей). И, перемещаясь, к тому же, в пространстве, организм способен оценивать, какое поле является локальным шумом, а какое - крупномасштабными вариациями ГМП (поле холодильника, например, спадает в е раз на расстоянии уже 1м). Физической основой такой оценки могут быть токи, возбуждающиеся в разных частях организма на разных макро- и микро-уровнях его строения.

Особенности реакции биосферы на резкие изменения солнечной активности

Медицинская статистика, биомедицинские эксперименты и солнечно-земные связи

Рассмотрим вопрос влияния магнитных бурь на человека более подробно и обсудим детали реакции. Основным доказательством подобного влияния, как уже упоминалось, является корреляционный анализ рядов данных по уровню возмущения геомагнитного поля и медицинских данных. Последние - это статистика вызовов скорой помощи, смертей, инфарктов и т.п. Это, также, - данные стандартных медицинских замеров (пульса, давления, ЭКГ) и нестандартных методик (электро- и термо- акупунктурные методы, использование эффекта Кирлиан…); данные биохимических исследований крови. По крови данных огромное количество, но соединить воедино этот громадный материал пока никто не решился.

На данный момент установлено наличие связи числа “биосферных эксцессов” (резких изменений характеристик жизнедеятельности организма и последствий этого) с магнитными бурями. Любая конференция по этой тематике изобилует работами типа “Магнитные бури и число (ДТП, внезапных смертей, инфарктов миокарда, травм....).; Магнитные бури и содержание гемоглобина (кальция, натрия, лейкоцитов...) в крови (человека, кроликов, крыс...)”.

Наблюдается 27-ми дневная повторяемость биосферной реакции, что соответствует повторяемости бурь с таким же периодом. Напомню, 27 дней - это приблизительный период обращения экваториальных областей Солнца, что ведет к 27-ми дневной повторяемости рекуррентных “долгоживущих” высокоскоростных потоков солнечного ветра (этот эффект особенно четко прослеживается в годы минимума солнечной активности, когда спорадические потоки от вспышек довольно редки). А, как известно, именно набегание высокоскоростных потоков солнечного ветра на магнитосферу Земли и провоцирует развитие магнитных бурь.

Зафиксирован и полугодовой (весенний и осенний) всплеск “биосферных эксцессов”, что тоже соответствует полугодовой “волне” уровня возмущенности геомагнитного поля. Коэффициент корреляции исследуемых рядов медицинских данных с уровнем возмущенности магнитного поля во многих случаях достаточно высок (до ± 0.8). НО... все это не говорит прямо о том, что причина “биосферных эксцессов” - именно магнитная буря.

Поясню: следствием вспышки на Солнце является не только магнитная буря. Одновременно с началом магнитной бури и даже раньше ее протекает большое число разнообразных нестационарных процессов (упомянутые изменения вертикальной компоненты электрического поля, изменение концентрации радона, скорости вращения Земли и т.д.). Поэтому утверждение, что магнитная буря - есть единственная причина изменений в человеческом организме, - равносильно утверждению “ветер дует, потому что деревья качаются”. Простая корреляция не может определить, что есть следствие, а что - причина. Не может она гарантировать и единственность причины (даже если предположение о влиянии магнитной бури верно). Поэтому сравнение данных медицинской статистики с данными по геомагнитному полю хорошо с предикторской точки зрения, но к ответу на вопрос “Что на нас действует и как?” это приближает мало.

Кроме того, постоянно появляются сведения о наличии аномальной реакции за пару дней до магнитной бури, что вообще противоречит причинно-следственной связи этих событий. Понятно, что реакция, возникающая до начала магнитной бури - это реакция не на бурю. А на что? Первичная связь видна: вспышка - реакция. А что же дальше? Эфир, мистика? Масла в огонь подливают исследователи, ставившие эксперименты, в которых моделировалось поведение магнитного поля при магнитной буре. Далее испытуемых сажали в камеру, экранированную от внешних магнитных полей, и воздействовали на них таким искусственным полем. Результаты оказались спорными, а то и вовсе нулевыми.

В итоге некоторые утверждают, что реакции на магнитную бурю нет никакой, а другие доказывают, что биосфера реагирует исключительно на резкий скачок поля при внезапном начале магнитной бури. На субъективный взгляд автора, не стоит впадать в крайности, - истина, видимо, где-то посередине. То есть эксперимент с моделированием магнитной бури не дал ничего, поскольку мы не всесильны и целиком смоделировать поведение электромагнитного поля при буре не в состоянии. Ведь магнитная буря - это не только скачок магнитного поля и характерная форма возмущения, но и

· усиление или ослабление геомагнитных пульсаций в широком диапазоне частот;

· изменение атмосферного электрического поля.

· нарушение установившегося режима циркуляции нижней атмосферы на средних широтах;

· усиление акустических шумов инфразвукового диапазона;

· изменение уровня напряженности электромагнитного фона в диапазоне низких-сверхнизких частот;

· возрастание радиоактивности атмосферы;

Кроме того, биообъекты в силу своей сложности могут реагировать не на один фактор, а на их совокупность. Воспроизвести же реальную обстановку хотя бы приблизительно - неимоверно сложная для экспериментатора задача. А на самом деле, описанный выше эксперимент - из той серии, когда отрицательный результат - тоже результат. Из него следует, что скачок магнитного поля - не главное. И если, все же, придерживаться точки зрения, что реагируем мы на изменение именно магнитного поля, то следует обратить внимание на его частотные характеристики. Усиление (или исчезновение) пульсаций определенных частот могут оказаться информативными и биоэффективными в силу резонансного взаимодействия с организмом. Это обстоятельство заставляет уделить внимание проблемам биоритмологии.

Биоритмология в применении к проблеме гелио-биосферных связей

Биоритмология занимается изучением собственных ритмов организмов. Известно, что большинство процессов в организме протекает циклически. И знание этих циклов дает возможность грамотно воздействовать, к примеру, микродозами лекарства в нужное время и получать эффект больший, чем при воздействии макродоз в беспорядочном режиме. Более того, оказывается, что в некоторых случаях прием лекарств “не вовремя” может привести к эффекту, обратному ожидаемому.

Любую биологическую систему можно рассматривать как нелинейную и автоколебательную, то есть, по сути, как набор связанных синхронизированных нелинейных осцилляторов. В связи с этим в биоритмологии существует понятие десинхроноза. Десинхроноз - это расстройство функционирования органов и систем организма, которое возникает при сбое внутреннего ритма или нарушении установившихся фазовых отношений между осцилляторами. Сильный десинхроноз опасен и появляется при любых заболеваниях. Но верно и обратное: вызванный какими-то внешними причинами десинхроноз приводит к разбалансировке организма и, как следствие, к обострению хронических заболеваний и появлению новых. Отсюда становится понятной связь между изменениями внешней среды и неблагоприятными изменениями в организме.

Известно два типа биологических ритмов: эндогенные и экзогенные. Первые обусловлены существованием автоколебаний в живом организме или популяции, вторые являются проявлениями циклических изменений внешней среды. Практически все земные ритмы, - ритмы среды нашего обитания, совпадают с ритмами Солнца и планет Солнечной системы. Что неудивительно, поскольку Солнечная система - сама по себе автоколебательна. Общность же реакций биологических систем очевидна. Поэтому в изучении этих процессов можно было бы идти от простого к сложному: от клетки к человеку.

То, что человек должен реагировать на уровне клетки, отмечалось еще Чижевским. И действительно, при смене установившихся ритмов окружающей среды в клетках нарушается электромагнитный баланс на мембранах и скорость обмена веществ, изменяется свертываемость и проводимость крови. Считается, что регулирующим механизмом, отсчитывающим время внутри организма, являются взаимосвязанные химические реакции, протекающие в клетках. То есть клетки еще и выполняют функции своеобразных биологических часов, подстраивающихся под внешние ритмы. Если во внешней среде что-нибудь нарушается, то это приводит и к нарушению естественных ритмов организма. Зависимость же реакции организма от величины раздражителя - нелинейная, поэтому в какой-то момент изменения в нем могут оказаться критическими для функционирования.

Кто и как реагирует на магнитные бури

Так как же мы реагируем на такой раздражитель, как изменения геомагнитного поля, связанные с магнитной бурей? Различные эксперименты показывают, что человек и животные реагируют на резкие изменения солнечной активности и следующие за ними магнитные бури как на стресс. При этом часть исследователей приходят к мнению, что такой стресс - благо, поскольку при этом ими уверенно регистрируется усиление работы органов, увеличение синхронности их работы и повышение иммунитета. Другие напротив утверждают, что такой стресс - зло, и они могут это подтвердить опытами, в которых во время и после магнитной бури регистрировалась ярко выраженная депрессия функционирования органов и снижение иммунитета. Дело в том, что доля истины есть в утверждениях и одних, и других. Проиллюстрируем это описанием эксперимента, примиряющего обоих оппонентов.

Мониторинговый эксперимент заключался в измерении электрических характеристик акупунктурных точек (АТ)- выделенных участков на коже человека. Каждая такая точка связана с конкретным органом или системой организма. Причем характеристики точек акупунктуры изменяются синхронно с изменениями состояния функционирования этих органов и систем организма. То есть состояние различных интересующих нас органов можно описывать через значения проводимости или сопротивления, в единых физических единицах. Это чрезвычайно важный момент, поскольку при таком подходе исчезают все проблемы сравнения результатов опытов, возникающих при стандартных медицинских измерениях.

Фрагмент результатов измерений можно увидеть на Рисунке 3. Измерялось 22 АТ, что позволяло характеризовать состояние 11-ти органов. Значения проводимости на оси ординат приведены к стандартной шкале медицинского прибора “МикроФолль” (0 ед. - разомкнутые контакты, 100 ед. -короткое замыкание), погрешность измерений ± 3 ед. Для выявления коллективной реакции всех обследуемых для каждого из них были вычислены отклонения от среднего по всем органам за каждый день. Далее эти значения усреднялись по всем обследуемым (Рис. 3а). Кривые усредненных по всем обследуемым отклонений от среднего значения характеризуют степень интенсивности работы измеряемых органов (возрастание значений означает усиленное функционирование организма, падение - ослабленное функционирование). Реакция проявляется в возрастании осредненных отклонений во временном интервале ±2 дня относительно дня скачка А-индекса (А-индекс локальный і 8 / день).

Рис 3.

а) Связь уровня интенсивности работы организма с возмущенностью геомагнитного поля. Наблюдается массовый эффект отслеживания практически всех резких возрастаний уровня возмущенности геомагнитного поля. Реакция обследуемых С.-Петербурга часто на 1-2 дня опережает начало реакции московских обследуемых и имеет большую амплитуду (предположительно здесь сказывается близость С.-Петербурга к полярному овалу).

б) Индивидуальная реакция на магнитную бурю.По оси ординат слева- среднее за день (по всем измеренным органам) значение проводимости АТ в условных единицах прибора; справа - реальное значение сопротивления. М1,2 - обследуемые из Москвы, П1,2 - из С.-Петербурга.

При индивидуальном рассмотрении данных (пример на Рис.3б) было выявлено резкое увеличение синхронности и усиления работы органов в первой фазе реакции организма на геоэффективное солнечное возмущение. Эта фаза (фаза гиперфункции) регистрируется в промежутке ± 2 дня относительно не только начала магнитной бури, но и значительного возрастания возмущенности геомагнитного поля без последующего начала магнитной бури. Фаза гиперфункции субъективно человеком не ощущается, в редких случаях возникает ощущение близкое к эйфории. Вторая фаза - фаза депрессии характеризуется длительным, ярко выраженным десинхронозом и недостаточностью функционирования органов и систем организма. Все жалобы на самочувствие и резкое ухудшение состояния здоровья людей относятся именно к этой фазе. Тяжесть же фазы депрессии прямо зависит от степени изначального десинхроноза и разбалансировки работы органов. Обе фазы у различных людей длятся разное время (гиперфункции - от часа до суток, депрессии от 2-х до 4-х дней).

Рис. 3 относится к эксперименту, при котором измерения проводимости акупунктурных точек проводились в разных городах (разница по широте ~5є). Представлены данные по обследуемым из Москвы (30 чел.) и Санкт-Петербурга (12 чел.). Реакция оказалась массовой в обоих городах, а вид кривых идентичным. Итак, реакция на солнечные возмущения - явление повсеместное, это действительно стресс, малозаметный для сбалансированного организма, но способный сказаться отрицательно на разбалансированном. И чем сильнее мобилизует силы организм при первой фазе, тем больше за это придется расплачиваться во второй (увеличивается длительность фазы депрессии, усиливается десинхроноз, разбалансировка работы органов).

Многие медики полагают, что наиболее реагентными являются люди с определенным типом заболеваний (например, с сердечно-сосудистыми, легочными заболеваниями). Эксперимент показывает, что это не так, тяжесть реакции зависит не от типа заболевания, а от степени связи органов друг с другом. Существует некий оптимальный уровень связности, выше и ниже которого можно ожидать неблагоприятные последствия реакции на магнитную бурю и другие резкие изменения внешней среды.

Начало отклика организма на резкое солнечное возмущение не всегда совпадает с началом возмущения геомагнитного поля. Массовая реакция обследуемых регистрируется во временной окрестности ±2 дня от начала магнитной бури (это очередной раз подтверждает, что день начала магнитной бури следует считать всего лишь репером). Кроме того, эксперимент показывает разделение обследуемых на две практически равночисленные группы, начало реакции которых может быть сдвинуто друг относительно друга на 1 - 2 дня. Таким образом, легко представить себе ситуацию, когда в день магнитной бури различными методами регистрируется лишь вторая фаза реакции - фаза депрессии, а первая фаза уже прошла. Или ситуацию, когда после бури видна первая фаза, а вторая кажется несущественной. Важен еще и метод, которым тестируют обследуемых. Стандартные медицинские методы (ЭКГ, клинические анализы жидкостей организма, медицинская статистика вызовов и т.п.) зачастую способны отследить только вторую фазу, при наличии значительного ухудшения состояния здоровья изначально больного человека. При этом у лиц со сбалансированным функционированием органов не будет замечена и вторая фаза реакции, поскольку внешне это практически никак не проявляется. Отсюда могут быть сделаны неверные выводы о количестве прореагировавших людей из выбранной группы и о сути происходящего процесса.

Цикличность солнечной активности и биосферно-ноосферные циклы

Если человек хорошо чувствует неравномерность солнечной активности, то, наряду с реакцией на резкие изменения активности, должна наблюдаться и реакция на крупномасштабные вариации солнечного климата. Такая связь действительно есть и, как отмечалось ранее, она проявляется не только на уровне отдельных организмов, но и на уровне социума.

Например, чем ближе к максимуму солнечной активности, тем больше заболеваний, врожденных дефектов у новорожденных, чаще эпидемии, выше смертность, больше войн. Правда, в годы максимумов рождается больше талантливых людей. Но если рассматривать талант, как разновидность мутации, то и этот факт вписывается в общую схему. Резюме: в годы максимумов человечество живет в большом напряжении.

Человечество отслеживает все основные циклы солнечной активности 11-ти, 22-х летний, вековой, 160-ти летний. Кроме того, на основании археологических находок сделан вывод, что в эпоху уменьшения поля у человека и животных синхронно наступает акселерация, с увеличением поля - ретардация. Есть еще один интересный археологический факт: в процессе развития человека, как вида, смена типов человека (австралопитеки - человек умелый - питекантроп - человек разумный архаичный - человек разумный современный) происходила во времена инверсии геомагнитного поля.

За последние 76млн. лет полюса менялись местами 171 раз. И каждый раз при инверсии Земля лишается магнитосферной защиты, как минимум, на тысячу лет. И вот тут-то “общение” биосферы с Солнцем происходит по полной программе: результат - мутация вида (кстати, сейчас поле уменьшается и, судя по всему, очередная инверсия достаточно близка). Таким образом, мутация - есть высшее проявление способности приспособления к изменениям внешней среды.

Если касаться социальных проявлений воздействия Солнца на биосферу (войны, революции, перевороты, конфликты, присущие высокому уровню солнечной активности), то связь здесь очевидна. Как показывают результаты вышеописанного акупунктурного эксперимента, одним из проявлений повышения активности Солнца является увеличение нервной возбудимости человека. И если индивидуум еще в состоянии держать себя в руках и контролировать свое поведение, то человеческая масса, как известно, имеет свои законы. При этом поведение и самоконтроль какой-то ее составной единицы очень мало влияет на поведение массы в целом.

Основное свойство массы - внушаемость. Какой-нибудь добравшийся до верха агрессивный пассионарий или субпассионарий (это пассионарий со знаком минус с психологией “греби на себя”) при соответствующем уровне возбужденности, требующей выхода, легко может привить толпе свои взгляды и идеалы. К этому надо добавить экономическую подоплеку: в годы максимумов активности увеличивается число аномальных разгулов стихии (тайфуны, наводнения, землетрясения, смерчи, засухи). Соответственно учащаются миграции, подрывается экономика, население остается голодным, а значит, недовольным правительством (существующим порядком, устройством общества и т.д.).

К экономическим предпосылкам социальных конфликтов следует отнести и последствия ухудшения совокупного состояния здоровья населения во время максимумов солнцедеятельности. В окрестности максимума резко увеличивается смертность от разного рода эпидемий. И если при нынешнем уровне развития медицины с этим фактом можно хоть как-то бороться, то в былые времена число жертв эпидемий чумы и холеры достигало огромных значений. Но, кстати, в странах “третьего мира” (к которым сейчас уже относят и Россию), это до сих пор является одной из подспудных предпосылок для развития внутренних конфликтов. Из этих слагаемых и складывается неблагоприятная для социума ситуация, приводящая к войнам и конфликтам.

Размещено на Allbest.ru