Магнитное поле слабо возмущенное. Влияние магнитных бурь на здоровье человека

Главная

9 класс

Известно, что все живые организмы находятся под постоянным воздействием магнитного поля Земли. Земля, как мы знаем из школьного курса физики, является как бы гигантским магнитом. Ещё мы знаем, тело человека окружает электромагнитная оболочка - аура. Аура, или по-научному, биополе - это просто электромагнитное поле организма человека. Биополе человека можно сфотографировать и измерить. По фотоснимкам и замерам биополя человека можно проводить достоверную диагностику.

У студентов-медиков на первом курсе есть специльный курс, который называется физиология. Там говориться, в том числе, о свойствах магнитного поля отдельных органов, тканей, клеток и всего организма в целом. В основе всех функций организма лежат электромагнитные процессы. Любые химические процессы в органах и тканях могут быть объяснены, в конечном счете, взаимодействием ядер атомов и электронов. Даже нервная система человека - это электромагнитный контур.

В свете множества научных фактов, нет ничего удивительного в том, что на здоровье оказывает значительное влияние внешнее магнитное поле.

Синдром дефицита магнитного поля человека

Пятьдесят лет назад известный японский учёный и врач - доктор Киочи Накагава описал новую болезнь, которой страдает огромное количество людей на земле, и назвал её «синдромом дефицита магнитного поля человека». Вот, о чём идёт речь.

Ещё 50 лет назад он отследил, что, у многих людей возникает дефицитное состояние: плохой сон, потеря аппетита, снижение иммунитета, склонность к частым заболеваниям. Болезни суставов, кожи, мочеполовой системы. Запоры, быстрая утомляемость, нервозность, общая слабость…

Согласитесь, очень похоже на «синдром хронической усталости» - типичную болезнь жителей современного города. Однако причина этого состояния другая: человек всё время находится в ослабленном (экранированном) магнитном поле. Здания из железобетона, автомобили, автобусы, метро...

Доктор Накагава доказал исследованиями то, что любая клетка организма при потере заряда на своей мембране(оболочке), теряет жизнеспособность и поэтому начинают нарушаться обменные процессы биохимии, приводящие к болезненным состояниям. Заряд на мембранах легко можно восстановить, если поместить ткани в правильное магнитное поле.

Также давно замечено, что отдых на природе вдали от цивилизации и современных построек хорошо восстанавливает здоровье, т.к. нормализуеются обменные процессы на молекулярном уровне. Причина этому - правильное магнитное поле окружающей среды.

Живые организмы в изоляции от магнитного поля земли

Исследователи из НИИ биологии и биофизики Томского госуниверситета и Института медико-биологических проблем РАН (ИМБП) провели серию экспериментов, в которых крыс изолировали от магнитного поля Земли в особой установке. Специально подобранные электромагниты компенсировали земное магнитное поле так, что внутри установки поле становилось очень слабым - в 500 раз слабее обычного.

У подопытных крыс наблюдались физиологические изменения - дегенеративные изменения внутренних органов. Отсутствие магнитного поля оказало особо сильное воздействие на психику животных. "Крысы в безмагнитных условиях постоянно дерутся". "Агрессивность была бешеная. Крысы дерутся, потом в изнеможении спят, они даже не поднимались, когда их начинали кормить. При этом у контрольных крыс - все спокойно".

Агрессивное взаимодействие у крыс - средство установления иерархических отношений в группе. Как только иерархия в группе установлена, драки прекращаются. По мнению ученых, грызуны, лишенные земного магнитного поля, "забыли", как устанавливается иерархия, потеряли социальные навыки.

Сибирские ученые также ссылаются на работы своих коллег из Японии. Японские ученые ранее изучали, как отсутствие магнитного поля влияет на развитие тритонов. Результаты показали, что у их потомства неправильно формировались позвоночник и глаза, появлялись двухголовые особи.

Электромагнитное загрязнение окружающей среды

Организм человека прекрасно приспособлен к жизни на Земле в условиях естественного электро-магнитного фона. Из чего состоит этот фон?

Постоянное магнитное поле земли. Ученые объясняют его наличием электрических токов в проводящей жидкости земного ядра.

Магнитные поля литосферного происхождения. Возникают, например, при землетрясениях и других динамических процесах в земной коре.

Магнитные поля космического происхождения. «Солнечный ветер», северное сияние, магнитные бури.

Магнитные поля околоземного происхождения. Например, грозы.

Ученые доказали влияние магнитных бурь на биологическую деятельность всех организмов, на рост эпидемий инфекционных и психических заболеваний. Изменение геомагнитного поля значимо коррелирует с годовым приростом деревьев, урожаем сельхозкультур, обострением психических, сердечно-сосудистых заболеваний, числом дорожных катастроф.

Сейчас многие ученые говорят об электромагнитном загрязнении окружающей среды полями радиоволновых частот. Радио, телевидение, мобильная связь, электричество - результат научно-технического прогресса. Поля техногенного происхождения отличаются от природных по энергетическим (напряжённость поля, плотность потока энергии ЭМП), и информационным (частотным и временным) характеристикам.

Так, суммарная напряжённость ЭМП во многих местах земной поверхности возросла по сравнению с естественным фоном на 2…5 порядков (в 100 и более раз). Какие могут быть отдаленные биологические последствия у такого резкого, с точки зрения эволюции, скачка пока не ясно.

Одни ученые считают, что скачкообразный рост техногенного загрязнения электромагнитного поля, может иметь катастрофические последствия для всего живого. Другие ученые уверены, что вред от излишнего электромагнитного облучения, можно устранить путём рационального эколого-гигиенического нормирования.

Правильные магнитные поля для поддержания здоровья

Итак, слабое магнитное поле необходимо нам для поддержания жизни и здоровья. Вы замечали, что происходит с городским человеком, когда он оказывается на природе?

Человек начинает болеть. Общая слабость, сонливость, головная боль. Обострение хронических болезней. Знакомое состояние? Кто-то уже утром просыпается со свежей головой, бодрым и отдохнувшим. Кто-то болеет несколько недель.

В любом случае, после ночи сна в деревянном доме или палатке, мы чувствуем себя намного лучше.

Болезненное состояние - это запуск естественного процесса восстановления организма, реакция организма на правильный магнитный фон земли.

Не всякое магнитное поле полезно для нашего здоровья. Вышка сотовой связи на расстоянии менее 100 метров от Вашего дома может вызвать постоянную головную боль и состояние хрониеской усталости.

Какими характеристиками обладает полезное для здоровья естественное магнитное поле? Осторожно! Будут цифры и немножко физики.

Для нас важно понимать, что магнитное поле бывает разным и у него есть определенные характеристики - физические величины. Для нас выжны две характеристики: частота и напряженность.

Магнитное поле земли низкочастотное, причем пульсирует оно с частотой от 0,1 до 100 Гц. Преобладающий диапазон частоты пульсаций магнитного поля Земли называется резонансом Шумана и равняется приблизительно 7,5 Гц (колебаний в секунду).

Следует заметить, что на шкале колебаний мозговых потенциалов частота 7,5 Гц лежит между альфа-волнами и тета-волнами. Как правило, эта частота в нашем мозгу преобладает в те моменты, когда мы пребываем в гипногогическом или гипнопомпическом состоянии, то есть на границе между сном и бодрствованием.

Магнитное поле Земли приблизительно в 1000 раз слабее, чем поле маленького подковообразного магнита. Напряженность магнитного поля (силовая характеристика) отличается в зависимости от географического положенеия. равна равна всего 50 мкТл.

Рукотворный магнит с такой напряженностью не будет притягивать скрепки и гвозди - не хватит силы.

Известно, что магнитное поле Земли оберегает нас от губительного воздействия солнечных лучей, но оно также способно оказывать непосредственное воздействие на организм человека. Как благоприятное, так и негативное.

Магнитное поле и живой организм

Современная наука уже доказала, что магнитное поле Земли влияет на живые организмы. Установлено также, что живые существа не только воспринимают электромагнитные потоки, но и генерируют собственные.

Биофизики и врачи отмечают положительное влияние магнитного поля на систему кровообращения - состояние кровеносных сосудов, активность переноса кислорода через кровь, транспортировку питательных веществ.

Еще в ХIХ веке французский невропатолог Ж. М. Шарко и русский клиницист С. П. Боткин обратили внимание на то, что магнитное поле успокаивающе действует на нервную систему. Советский ученый А. С. Пресман выдвинул гипотезу, согласно которой электромагнитные поля, существующие в природе, оказали воздействие на эволюцию живых организмов. По теории Пресмана, наряду с энергетическими взаимодействиями в биологических процессах существенную роль играют информационные взаимодействия. Причем, если чувствительность воспринимающих систем достаточно высока, передача информации электромагнитным полем может осуществляться при помощи весьма малой энергии. Эта теория получила подтверждение в исследованиях современных, в частности, американских ученых.

Всепроникающее воздействие

Особенности влияния магнитного поля на человека принципиально отличаются от любого другого воздействия - химического, теплового, радиационного, электрического. Например, если мускулатура и система кровообращения могут отчасти шунтировать опасный ток, а радиация частично поглотиться поверхностными слоями тела, то магнитное поле воздействует на организм целиком. Сотрудники Института земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн Российской АН предполагают, что магнитные поля действуют в ультранизком диапазоне частот, а поэтому отвечают основным физиологическим ритмам - сердечному, мозговому, ритму дыхания.

В частности, подтверждено, что частоты так называемого «резонанса Шумана» (усиление электромагнитных атмосферных шумов) совпадают с частотами мозга.

По мнению ученых, в отличие от других физиологических воздействий человек может не чувствовать виляние магнитного поля, однако организм все же реагирует на него, в первую очередь, функциональными изменениями нервной, сердечнососудистой систем и мозговой деятельности.

Магнитное поле и психика

Психиатры уже давно прослеживают связь между всплесками интенсивности магнитного поля Земли и обострениями психических заболеваний, которые нередко приводят к суициду. Ведущий психиатр Колумбийского университета США Келли Познер отмечает, что «наиболее вероятное объяснение факта тесной зависимости между психологическими отклонениями у людей и геомагнитными бурями является то, что происходит рассогласование циркадных ритмов организма (циклические колебания интенсивности различных биологических процессов с периодом примерно от 20 до 28 ч.) и сбой в выработке мелатонина - основного гормона эпифиза, отвечающего за регуляцию суточных ритмов.

Геомагнитные бури напрямую влияют на внутренние биологические часы организма в деструктивном режиме, тем самым провоцируя возникновение депрессивных состояний и повышение вероятности самоубийства».

На связь между нервно-психическими нарушениями и процессами магнитного поля Земли обратили внимание и британские ученые. Эту закономерность им удалось выявить исследуя около 40 тысяч больных.

Реакция на магнитные бури

В свое время отечественный биофизик Александр Чижевский на основе многочисленных статистических данных указывал на серьезность воздействия геомагнитных бурь на состояние здоровья человека. Такие бури, по мнению ученого, являются виновниками вспышек эпидемий чумы, холеры, дифтерии, гриппа, менингита и даже возвратного тифа. В Ереванском медицинском институте изучили влияние возмущения магнитного поля Земли на уровень заболеваемости инфарктом миокарда. Это заболевание удобно для исследования тем, что можно четко определить время начала его возникновения, а затем соотнести данные с временем начала магнитных бурь. Исследования показали, что в день прохождения магнитной бури и в течение ближайших двух дней возрастало количество обращений людей с сердечнососудистыми проблемами, а также число случаев с летальным исходом.

Но врачи утверждают, что чаще всего человеческий организм реагирует на возмущение магнитного поля Земли не сразу, а примерно спустя сутки после начала магнитной бури.

Многочисленные исследования показывают, что геомагнитная активность влияет также и на кровеносную систему. Даже при бурях средней интенсивности свертываемость крови увеличивается примерно в 2,5 раз, возрастает и скорость оседания эритроцитов, что приводит к риску тромбообразования.

«Синдром дефицита магнитного поля»

Доктор биологических наук Петр Василик обнаружил, что в периоды усиления магнитного поля Земли рост человека замедлялся, но сейчас человечество переживает период спада активности магнитного поля планеты и, соответственно, этим Василик объясняет наблюдаемую сегодня акселерацию.

А по мнению японского ученого и врача Киочи Накагавы, слабеющая геомагнитная активность является причиной многих расстройств: плохого сна, потери аппетита, снижения иммунитета, склонности к частым заболеваниям, болезням суставов, кожи, мочеполовой системы, нервозности и общей слабости.

Теория Накагавы получила название «Синдром дефицита магнитного поля». Впрочем, дефицит магнитного поля может быть вызван искусственно. Например, в космическом корабле или в подводной лодке создается эффект экранирования магнитного поля. У людей, попавших в такие условия на длительное время обнаруживались значительные нарушения функциональных показателей, наблюдалось снижение обмена веществ и уменьшение общего количества лейкоцитов в крови, а также появлялись предвестники различных заболеваний.

Информер магнитных бурь показывает средние прогнозируемые значения глобального геомагнитного индекса (Cr-index ) Земли, на основании геофизических данных двенадцати обсерваторий мира.
Cr-index – характеризует геомагнитное поле в масштабах всей Земли.
На разных участках земной поверхности Cr-index отличается в пределах 1-2 единиц. Весь диапазон Cr-index составляет от 1 до 9 единиц. На разных континентах индекс может отличаться на одну или две единицы (+/-), при всём диапазоне – от нуля до девяти.
Информер прогнозирует магнитные бури на 3 дня по восемь значений в день, на каждые 3 часа суток.

Зеленый цвет – безопасный уровень геомагнитной активности.
Красный цвет – магнитная буря (Cr-index > 5).
Чем выше красная вертикальная линия, тем сильнее магнитная буря.

Уровень, с которого вероятны заметные влияния на здоровье метеочувствительных людей (Cr-index > 6) отмечен горизонтальной линией красного цвета.

Приняты следующие коэфициенты Cr-index:
Следующие индексы магнитного поля – относительно благоприятные для здоровья: Cr = 0-1 – геoмaгнитнaя oбстaнoвкa спoкoйнaя; Cr = 1-2 – геoмaгнитнaя oбстaнoвкa oт спoкoйнoй дo слaбoвoзмущеннoй; Cr = 3-4 – oт слaбoвoзмущеннoй дo вoзмущеннoй. Следующие индексы магнитного поля – неблагоприятные для здоровья: Cr = 5-6 – магнитная буря; Cr = 7-8 – большая магнитная буря; Cr = 9 – максимально возможная величина
По материалам www.meteofox.ru

ВЛИЯНИЕ КОСМОФИЗИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ НА БИОСФЕРУ.

Проведен анализ фактов, подтверждающих влияние Солнца, а также электромагнитных полей естественного и искусственного происхождения на живые организмы. Выдвинуты предположения об источниках и механизме реакции человека на магнитные бури, природе “биоэффективных частотных окон”, чувствительности к электромагнитным полям различного генезиса. Обсуждается социально-исторический аспект влияния космической погоды на людей.

Полный текст статьи находится по этому адресу

У ПРИРОДЫ ЕСТЬ И КОСМИЧЕСКАЯ ПОГОДА

Кандидат физико-математических наук А. ПЕТРУКОВИЧ, доктор физико-математических наук Л. ЗЕЛЕНЫЙ
Институт космических исследований.

В XX веке земная цивилизация незаметно переступила в своем развитии очень важный рубеж. Техносфера - область человеческой активности - расширилась далеко за пределы границ естественной среды обитания - биосферы. Эта экспансия носит как пространственный - за счет освоения космического пространства, так и качественный характер - за счет активного использования новых видов энергии и электромагнитных волн. Но все равно для инопланетян, смотрящих на нас с далекой звезды, Земля остается всего лишь песчинкой в океане плазмы, заполняющем Солнечную систему и всю Вселенную, и нашу стадию развития можно сравнить скорее с первыми шагами ребенка, чем с достижением зрелости. Новый мир, открывшийся человечеству, не менее сложен и, как, впрочем, и на Земле, далеко не всегда дружественен. При его освоении не обошлось без потерь и ошибок, но мы постепенно учимся распознавать новые опасности и преодолевать их. А опасностей этих немало. Это и радиационный фон в верхних слоях атмосферы, и потеря связи со спутниками, самолетами и наземными станциями, и даже катастрофические аварии на линиях связи и электропередач, происходящие во время мощных магнитных бурь.

Солнце - это наше всё
Солнце поистине является центром нашего мира. Миллиарды лет оно удерживает планеты около себя и обогревает их. Земля остро чувствует изменения солнечной активности, проявляющиеся в настоящее время главным образом в виде 11-летних циклов. Во время всплесков активности, учащающихся в максимумах цикла, в короне Солнца рождаются интенсивные потоки рентгеновского излучения и энергичных заряженных частиц - солнечных космических лучей, а также происходят выбросы огромных масс плазмы и магнитного поля (магнитных облаков) в межпланетное пространство. Хотя магнитосфера и атмосфера Земли довольно надежно защищают все живое от прямого воздействия солнечных частиц и излучений, многие создания рук человеческих, например, радиоэлектроника, авиационная и космическая техника, линии связи и электропередач, трубопроводы, оказываются очень чувствительны к электромагнитному и корпускулярному воздействию, приходящему из околоземного космического пространства.
Познакомимся теперь с наиболее практически важными проявлениями солнечной и геомагнитной активности, часто называемыми "космическая погода".

Опасно! Радиация!
Пожалуй, одним из наиболее ярких проявлений враждебности космического пространства к человеку и его творениям, кроме, конечно, почти полного по земным меркам вакуума, является радиация - электроны, протоны и более тяжелые ядра, разогнанные до огромных скоростей и способные разрушать органические и неорганические молекулы. О вреде, который радиация наносит живым существам, хорошо известно, но достаточно большая доза облучения (то есть количество энергии, поглощенной веществом и пошедшей на его физическое и химическое разрушение) может выводить из строя и радиоэлектронные системы. Электроника страдает также и от "единичных сбоев", когда частицы особо высокой энергии, проникая глубоко внутрь электронной микросхемы, изменяют электрическое состояние ее элементов, сбивая ячейки памяти и вызывая фальшивые срабатывания. Чем сложнее и современнее микросхема, тем меньше размеры каждого элемента и тем больше вероятность сбоев, которые могут привести к ее неправильной работе и даже к остановке процессора. Эта ситуация по своим последствиям схожа с внезапным зависанием компьютера в разгар набора текста, с той лишь разницей, что аппаратура спутников, вообще говоря, предназначена для автоматической работы. Для исправления ошибки приходится ждать следующего сеанса связи с Землей при условии, что спутник будет способен выйти на связь.

Первые следы радиации космического происхождения на Земле были обнаружены австрийцем Виктором Гессом еще в 1912 году. Позднее, в 1936 году, за это открытие он получил Нобелевскую премию. Атмосфера эффективно защищает нас от космического излучения: поверхности Земли достигает совсем не много так называемых галактических космических лучей с энергиями выше нескольких гигаэлектронвольт, рожденных за пределами Солнечной системы. Поэтому изучение энергичных частиц за пределами атмосферы Земли сразу стало одной из основных научных задач космической эры. Первый эксперимент по измерению их энергии был поставлен группой советского исследователя Сергея Вернова в 1957 году. Действительность превзошла все ожидания - приборы зашкалило. Спустя год руководитель аналогичного американского эксперимента Джеймс Ван Аллен понял, что это не сбой в работе прибора, а реально существующие мощнейшие потоки заряженных частиц, не относящихся к галактическим лучам. Энергия этих частиц недостаточно велика, чтобы они могли достигать поверхности Земли, но в космосе этот "недостаток" с лихвой компенсируется их количеством. Основным источником радиации в окрестностях Земли оказались высокоэнергичные заряженные частицы, "живущие" во внутренней магнитосфере Земли, в так называемых радиационных поясах.

Известно, что почти дипольное магнитное поле внутренней магнитосферы Земли создает особые зоны "магнитных бутылок", в которых заряженные частицы могут "захватываться" на длительное время, вращаясь вокруг силовых линий. При этом частицы периодически отражаются от околоземных концов силовой линии (где магнитное поле увеличивается) и медленно дрейфуют вокруг Земли по окружности. В наиболее мощном внутреннем радиационном поясе хорошо удерживаются протоны с энергиями вплоть до сотен мегаэлектронвольт. Дозы облучения, которые можно получить при его пролете, настолько велики, что долго в нем рискуют держать только научно-исследовательские спутники. Пилотируемые корабли прячутся на более низких орбитах, а большинство спутников связи и навигационных космических аппаратов находится на орбитах выше этого пояса. Наиболее близко к Земле внутренний пояс подходит в точках отражения. Из-за наличия магнитных аномалий (отклонений геомагнитного поля от идеального диполя) в тех местах, где поле ослаблено (над так называемой бразильской аномалией), частицы достигают высот 200-300 километров, а в тех, где оно усилено (над восточно-сибирской аномалией), - 600 километров. Над экватором пояс отстоит от Земли на 1500 километров. Сам по себе внутренний пояс довольно стабилен, но во время магнитных бурь, когда геомагнитное поле ослабевает, его условная граница спускается еще ближе к Земле. Поэтому положение пояса и степень солнечной и геомагнитной активности обязательно учитываются при планировании полетов космонавтов и астронавтов, работающих на орбитах высотой 300-400 километров.

Во внешнем радиационном поясе наиболее эффективно удерживаются энергичные электроны. "Население" этого пояса очень нестабильно и многократно возрастает во время магнитных бурь за счет вброса плазмы из внешней магнитосферы. К сожалению, именно по внешней периферии этого пояса проходит геостационарная орбита, незаменимая для размещения спутников связи: спутник на ней неподвижно "висит" над одной точкой земного шара (ее высота около 42 тысяч километров). Поскольку радиационная доза, создаваемая электронами, не столь велика, то на первый план выходит проблема электризации спутников. Дело в том, что любой объект, погруженный в плазму, должен находиться с ней в электрическом равновесии. Поэтому он поглощает некоторое количество электронов, приобретая отрицательный заряд и соответствующий "плавающий" потенциал, примерно равный температуре электронов, выраженной в электронвольтах. Появляющиеся во время магнитных бурь облака горячих (до сотен килоэлектрон вольт) электронов придают спутникам дополнительный и неравномерно распределенный, из-за различия электрических характеристик элементов поверхности, отрицательный заряд. Разности потенциалов между соседними деталями спутников могут достигать десятков киловольт, провоцируя спонтанные электрические разряды, выводящие из строя электрооборудование. Наиболее известным следствием такого явления стала поломка во время одной из магнитных бурь 1997 года американского спутника TELSTAR, оставившая значительную часть территории США без пейджерной связи. Поскольку геостационарные спутники обычно рассчитаны на 10-15 лет работы и стоят сотни миллионов долларов, то исследования электризации поверхностей в космическом пространстве и методы борьбы с ней обычно составляют коммерческую тайну.

Еще один важный и самый нестабильный источник космической радиации - это солнечные космические лучи. Протоны и альфа-частицы, ускоренные до десятков и сотен мегаэлектронвольт, заполняют Солнечную систему только на короткое время после солнечной вспышки, но интенсивность частиц делает их главным источником радиационной опасности во внешней магнитосфере, где геомагнитное поле еще слишком слабо, чтобы защитить спутники. Солнечные частицы на фоне других, более стабильны х источников радиации "отвечают" и за кратковременные ухудшения радиационной обстановки во внутренней магнитосфере, в том числе и на высотах, используемых для пилотируемых полетов.

Наиболее глубоко в магнитосферу энергичные частицы проникают в приполярных районах, так как частицы здесь могут большую часть пути свободно двигаться вдоль силовых линий, почти перпендикулярных к поверхности Земли. Приэкваториальные районы более защищены: там геомагнитное поле, почти параллельное земной поверхности, изменяет траекторию движения частиц на спиральную и уводит их в сторону. Поэтому трассы полетов, проходящие в высоких широтах, значительно более опасны с точки зрения радиационного поражения, чем низкоширотные. Эта угроза относится не только к космическим аппаратам, но и к авиации. На высотах 9-11 километров, где проходит большинство авиационных маршрутов, общий фон космической радиации уже настолько велик, что годовая доза, получаемая экипажами, оборудованием и часто летающими пассажирами, должна контролироваться по правилам, установленным для радиационно опасных видов деятельности. Сверхзвуковые пассажирские самолеты "Конкорд", поднимающиеся на еще большие высоты, имеют на борту счетчики радиации и обязаны лететь, отклоняясь к югу от кратчайшей северной трассы перелета между Европой и Америкой, если текущий уровень радиации превышает безопасную величину. Однако после наиболее мощных солнечных вспышек доза, полученная даже в течение одного полета на обычном самолете может быть больше, чем доза ста флюорографических обследований, что заставляет всерьез рассматривать вопрос о полном прекращении полетов в такое время. К счастью, всплески солнечной активности подобного уровня регистрируются реже, чем один раз за солнечный цикл - 11 лет.

Взбудораженная ионосфера
На нижнем этаже электрической солнечно-земной цепи расположена ионосфера - самая плотная плазменная оболочка Земли, буквально как губка впитывающая в себя и солнечное излучение, и высыпания энергичных частиц из магнитосферы. После солнечных вспышек ионосфера, поглощая солнечное рентгеновское излучение, нагревается и раздувается, так что плотность плазмы и нейтрального газа на высоте нескольких сотен километров увеличивается, создавая значительное дополнительное аэродинамическое сопротивление движению спутников и пилотируемых кораблей. Пренебрежение этим эффектом может привести к "неожиданному" торможению спутника и потере им высоты полета. Пожалуй, самым печально известным случаем такой ошибки стало падение американской станции "Скайлэб", которую "упустили" после крупнейшей солнечной вспышки, произошедшей в 1972 году. К счастью, во время спуска с орбиты станции "Мир" Солнце было спокойным, что облегчило работу российским баллистикам.

Однако, возможно, наиболее важным для большинства обитателей Земли эффектом оказывается влияние ионосферы на состояние радиоэфира. Плазма наиболее эффективно поглощает радиоволны только вблизи определенной резонансной частоты, зависящей от плотности заряженных частиц и равной для ионосферы примерно 5-10 мегагерцам. Радиоволны более низкой частоты отражаются от границ ионосферы, а волны более высокой - проходят сквозь нее, причем степень искажения радиосигнала зависит от близости частоты волны к резонансной. Спокойная ионосфера имеет стабильную слоистую структуру, позволяя за счет многократных отражений принимать радиосигнал диапазона коротких волн (с частотой ниже резонансной) по всему земному шару. Радиоволны с частотами выше 10 мегагерц свободно уходят через ионосферу в открытый космос. Поэтому радиостанции УКВ- и FM-диапазонов можно слышать только в окрестностях передатчика, а на частотах в сотни и тысячи мегагерц связываются с космическими аппаратами.

Во время солнечных вспышек и магнитных бурь количество заряженных частиц в ионосфере увеличивается, причем так неравномерно, что создаются плазменные сгустки и "лишние" слои. Это приводит к непредсказуемому отражению, поглощению, искажению и преломлению радиоволн. Кроме того, нестабильные магнитосфера и ионосфера и сами генерируют радиоволны, заполняя шумом широкий диапазон частот. Практически величина естественного радиофона становится сравнимой с уровнем искусственного сигнала, создавая значительные затруднения в работе систем наземной и космической связи и навигации. Радиосвязь даже между соседними пунктами может стать невозможной, но взамен можно случайно услышать какую-нибудь африканскую радиостанцию, а на экране локатора увидеть ложные цели (которые нередко принимают за "летающие тарелки"). В приполярных районах и зонах аврорального овала ионосфера связана с наиболее динамичными областями магнитосферы и поэтому наиболее чувствительна к приходящим от Солнца возмущениям. Магнитные бури в высоких широтах могут практически полностью блокировать радиоэфир на несколько суток. При этом, естественно, замирают и многие другие сферы деятельности, например авиасообщение. Именно поэтому все службы, активно использующие радиосвязь, еще в середине XX века стали одними из первых реальных потребителей информации о космической погоде.

Токовые струи в космосе и на Земле
Любители книг о полярных путешественниках наслышаны не только о перебоях радиосвязи, но и про эффект "сумасшедшей стрелки": во время магнитных бурь чувствительная стрелка компаса начинает вертеться как угорелая, безуспешно пытаясь уследить за всеми изменениями направления геомагнитного поля. Вариации поля создаются струями ионосферных токов силой в миллионы ампер - электроджетов, которые возникают в полярных и авроральных широтах при изменениях в магнитосферной токовой цепи. В свою очередь магнитные вариации, согласно всем известному закону электромагнитной индукции, генерируют вторичные электрические токи в проводящих слоях литосферы Земли, в соленой воде и в оказавшихся поблизости искусственных проводниках. Наводимая разность потенциалов невелика и составляет примерно несколько вольт на километр (максимальное значение было зарегистрировано в 1940 году в Норвегии и составило около 50 В/км), но в протяженных проводниках с низким сопротивлением - линиях связи и электропередач, трубопроводах, рельсах железных дорог - полная сила индуцированных токов может достигать десятков и сотен ампер.

Наименее защищены от подобного влияния воздушные низковольтные линии связи. И действительно, значительные помехи, возникавшие во время магнитных бурь, были отмечены уже на самых первых телеграфных линиях, построенных в Европе в первой половине XIX века. Сообщения об этих помехах можно, вероятно, считать первыми историческими свидетельствами нашей зависимости от космической погоды. Получившие распространение в настоящее время волоконно-оптические линии связи к такому влиянию нечувствительны, но в российской глубинке они появятся еще нескоро. Значительные неприятности геомагнитная активность должна доставлять и железнодорожной автоматике, особенно в приполярных районах. А в трубах нефтепроводов, зачастую тянущихся на многие тысячи километров, индуцированные токи могут значительно ускорять процесс коррозии металла.

В линиях электропередач, работающих на переменном токе частотой 50-60 Гц, индуцированные токи, меняющиеся с частотой менее 1 Гц, практически вносят только небольшую постоянную добавку к основному сигналу и должны были бы слабо влиять на суммарную мощность. Однако после аварии, произошедшей во время сильнейшей магнитной бури 1989 года в канадской энергетической сети и оставившей на несколько часов половину Канады без электричества, такую точку зрения пришлось пересмотреть. Причиной аварии оказались трансформаторы. Тщательные исследования показали, что даже небольшая добавка постоянного тока может вывести из строя трансформатор, предназначенный для преобразования переменного тока. Дело в том, что постоянная составляющая тока вводит трансформатор в неоптимальный режим работы с избыточным магнитным насыщением сердечника. Это приводит к избыточному поглощению энергии, перегреву обмоток и в конце концов к аварии всей системы. Последовавший анализ работоспособности всех энергетических установок Северной Америки выявил и статистическую зависимость между количеством сбоев в зонах повышенного риска и уровнем геомагнитной активности.

Космос и человек
Все описанные выше проявления космической погоды можно условно характеризовать как технические, а физические основы их влияния в общем известны - это прямое воздействие потоков заряженных частиц и электромагнитных вариаций. Однако невозможно не упомянуть и о других аспектах солнечно-земных связей, физическая сущность которых не вполне ясна, а именно о влиянии солнечной переменности на климат и биосферу.

Перепады полного потока излучения Солнца даже во время сильных вспышек составляют менее одной тысячной солнечной постоянной, то есть, казалось бы, они слишком малы, чтобы непосредственно изменять тепловой баланс атмосферы Земли. Тем не менее существует ряд косвенных доказательств, приведенных в книгах А. Л. Чижевского и других исследователей, свидетельствующих о реальности солнечного влияния на климат и погоду. Отмечалась, например, выраженная цикличность различных погодных вариаций с периодами, близкими к 11- и 22-летним периодам солнечной активности. Эта периодичность отражается и на объектах живой природы - она заметна по изменению толщины древесных колец.

В настоящее время широкое (может быть, даже излишне широкое) распространение получили прогнозы влияния геомагнитной активности на состояние здоровья людей. Мнение о зависимости самочувствия людей от магнитных бурь уже твердо устоялось в общественном сознании и даже подтверждается некоторыми статистическими исследованиями: например, количество людей, госпитализированных "скорой помощью", и число обострений сердечно-сосудистых заболеваний явно возрастает после магнитной бури. Однако с точки зрения академической науки доказательств собрано еще недостаточно. Кроме того, в человеческом организме отсутствует какой-либо орган или тип клеток, претендующих на роль достаточно чувствительного приемника геомагнитных вариаций. В качестве альтернативного механизма воздействия магнитных бурь на живой организм часто рассматривают инфразвуковые колебания - звуковые волны с частотами менее одного герца, близкими к собственной частоте многих внутренних органов. Инфразвук, возможно, излучаемый активной ионосферой, может резонансным образом воздействовать на сердечно-сосудистую систему человека. Остается только заметить, что вопросы зависимости космической погоды и биосферы еще ждут своего внимательного исследователя и к настоящему времени остаются, наверное, самой интригующей частью науки о солнечно-земных связях.

В целом же влияние космической погоды на нашу жизнь можно, вероятно, признать существенным, но не катастрофичным. Магнитосфера и ионосфера Земли неплохо защищают нас от космических угроз. В этом смысле интересно было бы проанализировать историю солнечной активности, пытаясь уяснить, что может ждать нас в будущем. Во-первых, в настоящее время отмечается тенденция к увеличению влияния солнечной активности, связанная с ослаблением нашего щита - магнитного поля Земли - более чем на 10 процентов за последние полвека и одновременным удвоением магнитного потока Солнца, служащего основным посредником при передаче солнечной активности.

Во-вторых, анализ солнечной активности за все время наблюдений солнечных пятен (с начала XVII века) показывает, что солнечный цикл, в среднем равный 11 годам, существовал не всегда. Во второй половине XVII века, во время так называемого минимума Маундера, солнечных пятен практически не наблюдалось в течение нескольких десятилетий, что косвенно свидетельствует и о минимуме геомагнитной активности. Однако идеальным для жизни этот период назвать трудно: он совпал с так называемым малым ледниковым периодом - годами аномально холодной погоды в Европе. Случайно это совпадение или нет, современной науке доподлинно неизвестно.

В более ранней истории отмечались и периоды аномально высокой солнечной активности. Так, в некоторые годы первого тысячелетия нашей эры полярные сияния постоянно наблюдались в Южной Европе, свидетельствуя о частых магнитных бурях, а Солнце выглядело помутневшим, возможно, из-за наличия на его поверхности огромного солнечного пятна или корональной дыры - еще одного объекта, вызывающего повышенную геомагнитную активность. Начнись такой период непрерывной солнечной активности сегодня, связь и транспорт, а с ними вся мировая экономика оказались бы в тяжелейшем положении.

* * *
Космическая погода постепенно занимает подобающее ей место в нашем сознании. Как и в случае с обыкновенной погодой, мы хотим знать, что нас ждет и в отдаленном будущем, и в ближайшие дни. Для исследований Солнца, магнитосферы и ионосферы Земли развернута сеть солнечных обсерваторий и геофизических станций, а в околоземном космосе парит целая флотилия научно-исследовательских спутников. Основываясь на приводимых ими наблюдениях, ученые предупреждают нас о солнечных вспышках и магнитных бурях.

Литература Киппенхан Р. 100 миллиардов Солнц: Рождение, жизнь и смерть звезд. - М., 1990. Куликов К. А., Сидоренко Н. С. Планета Земля. - М., 1972. Мирошниченко Л. И. Солнце и космические лучи. - М., 1970. Паркер Е. Н. Солнечный ветер // Астрономия невидимого. - М., 1967.
По материалам журнала "Наука и жизнь"

Магнитное поле и живой организм

Биофизики и врачи отмечают положительное влияние магнитного поля на систему кровообращения – состояние кровеносных сосудов, активность переноса кислорода через кровь, транспортировку питательных веществ.

Еще в ХIХ веке французский невропатолог Ж. М. Шарко и русский клиницист С. П. Боткин обратили внимание на то, что магнитное поле успокаивающе действует на нервную систему.
Советский ученый А. С. Пресман выдвинул гипотезу, согласно которой электромагнитные поля, существующие в природе, оказали воздействие на эволюцию живых организмов. По теории Пресмана, наряду с энергетическими взаимодействиями в биологических процессах существенную роль играют информационные взаимодействия. Причем, если чувствительность воспринимающих систем достаточно высока, передача информации электромагнитным полем может осуществляться при помощи весьма малой энергии. Эта теория получила подтверждение в исследованиях современных, в частности, американских ученых.

Всепроникающее воздействие

Особенности влияния магнитного поля на человека принципиально отличаются от любого другого воздействия – химического, теплового, радиационного, электрического. Например, если мускулатура и система кровообращения могут отчасти шунтировать опасный ток, а радиация частично поглотиться поверхностными слоями тела, то магнитное поле воздействует на организм целиком.
Сотрудники Института земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн Российской АН предполагают, что магнитные поля действуют в ультранизком диапазоне частот, а поэтому отвечают основным физиологическим ритмам – сердечному, мозговому, ритму дыхания.

Магнитное поле и психика

Психиатры уже давно прослеживают связь между всплесками интенсивности магнитного поля Земли и обострениями психических заболеваний, которые нередко приводят к суициду. Ведущий психиатр Колумбийского университета США Келли Познер отмечает, что «наиболее вероятное объяснение факта тесной зависимости между психологическими отклонениями у людей и геомагнитными бурями является то, что происходит рассогласование циркадных ритмов организма (циклические колебания интенсивности различных биологических процессов с периодом примерно от 20 до 28 ч.) и сбой в выработке мелатонина – основного гормона эпифиза, отвечающего за регуляцию суточных ритмов.

Реакция на магнитные бури

В свое время отечественный биофизик Александр Чижевский на основе многочисленных статистических данных указывал на серьезность воздействия геомагнитных бурь на состояние здоровья человека. Такие бури, по мнению ученого, являются виновниками вспышек эпидемий чумы, холеры, дифтерии, гриппа, менингита и даже возвратного тифа.
В Ереванском медицинском институте изучили влияние возмущения магнитного поля Земли на уровень заболеваемости инфарктом миокарда. Это заболевание удобно для исследования тем, что можно четко определить время начала его возникновения, а затем соотнести данные с временем начала магнитных бурь.
Исследования показали, что в день прохождения магнитной бури и в течение ближайших двух дней возрастало количество обращений людей с сердечнососудистыми проблемами, а также число случаев с летальным исходом.

«Синдром дефицита магнитного поля»

Теория Накагавы получила название «Синдром дефицита магнитного поля».
Впрочем, дефицит магнитного поля может быть вызван искусственно. Например, в космическом корабле или в подводной лодке создается эффект экранирования магнитного поля. У людей, попавших в такие условия на длительное время обнаруживались значительные нарушения функциональных показателей, наблюдалось снижение обмена веществ и уменьшение общего количества лейкоцитов в крови, а также появлялись предвестники различных заболеваний.

Длительностью от нескольких часов до нескольких суток, вызванное поступлением в окрестности Земли возмущенных высокоскоростных потоков солнечного ветра и связанной с ними ударной волны. Геомагнитные бури происходят в основном в средних и низких широтах Земли.

В результате вспышек на Солнце в космическое пространство выбрасывается огромное количество вещества (в основном протонов и электронов), часть которого, двигаясь со скоростью 400-1000 км/с, за один - два дня достигает земной атмосферы. Магнитное поле Земли захватывает из космического пространства заряженные частицы. Слишком сильный поток частиц возмущает магнитное поле планеты, из-за чего быстро и сильно изменяются характеристики магнитного поля.

Таким образом, геомагнитная буря - это быстрые и сильные изменения в магнитном поле Земли, возникающие в периоды повышенной солнечной активности.

Пик активности Солнца во время предыдущего солнечного цикла пришелся на 2001-2002 годы , когда солнечные ветры исходили с поверхности нашего светила почти постоянно, а солнечные пятна достигли своего максимума. Тогда же специалисты отмечали и крайне неблагоприятные последствия активности и для нашей планеты - электронное оборудование давало сбои, спутники на орбите работали с ошибками.

Самая мощная за всю историю наблюдательной астрономии вспышка произошла 4 ноября 2003 года . Ее энергии, как показали расчеты, могло бы хватить для снабжения электричеством такого города, как Москва, в течение 200 млн. лет.

Влияние магнитных бурь на жизнь и здоровье людей

Геомагнитные бури оказывают влияние на многие области деятельности человека, из которых можно выделить нарушения связи, систем навигации космических кораблей, возникновение поверхностных зарядов на трансформаторах и трубопроводах и даже разрушение энергетических систем.

Магнитные бури также оказывают влияние на здоровье и самочувствие людей. Они опасны в первую очередь для тех, кто страдает артериальной гипертонией и гипотонией, болезнями сердца. Примерно 70% инфарктов, гипертонических кризов и инсультов происходит именно во время солнечных бурь.

Магнитные бури нередко сопровождаются головными болями, мигренями, учащенным сердцебиением, бессонницей, плохим самочувствием, пониженным жизненным тонусом, перепадами давления. Ученые связывают это с тем, что при колебаниях магнитного поля замедляется капиллярный кровоток и наступает кислородное голодание тканей.

В 1930-х годах в Ницце (Франция) случайно было замечено, что частота инфарктов миокарда и инсультов у пожилых людей резко возрастала в дни, когда в работе местной телефонной станции наблюдались сильные нарушения вплоть до полного прекращения связи. Впоследствии было установлено, что нарушения телефонной связи происходят во время магнитных бурь. На этом основании и был сделан вывод, что инфаркты и инсульты, как и сами срывы телефонной сети, связаны с магнитными бурями.

Острые споры вызывал в свое время вопрос о влиянии солнечной активности на возникновение несчастных случаев и травматизма на транспорте и в производстве. На это впервые указал еще в 1928 году Александр Чижевский, а в 1950-х годах немецкие ученые Рейнхольд Рейтер и Карл Вернер из анализа около 100 тысяч автокатастроф установили их резкое увеличение на второй день после солнечной вспышки. Позже российский судебный медик из Томска Владимир Десятое обнаружил резкое возрастание числа самоубийств (в 4 ‑ 5 раз по сравнению с днями спокойного Солнца) также на вторые сутки после вспышки на Солнце. А это как раз соответствует началу магнитных бурь.

Негативному воздействию магнитных бурь подвержены по разным данным от 50 до 75% населения Земли. При этом момент начала стрессовой реакции может сдвигаться относительно начала бури на разные сроки для различных бурь и для конкретного человека. Многие люди начинают реагировать не на сами магнитные бури, а за 1-2 дня до них, т.е. в момент вспышек на самом Солнце.

Также замечено, что до 50% населения планеты способны к адаптации, т.е. к уменьшению до нуля реакции на подряд идущие друг за другом несколько магнитных бурь с интервалом 6‑7 дней, и что молодые люди практически не ощущают воздействия магнитных бурь.

У теории влияния магнитных бурь на человека есть противники , которые придерживаются того мнения, что гравитационные возмущения, связанные с изменением взаимного расположения Земли, Луны и планет солнечной системы, неизмеримо малы в сравнении с теми, которым люди подвергаются в обычной жизни (тряска, ускорения и торможения в общественном транспорте, резкий спуск и подъем и т.д.).

Материал подготовлен на основе информации РИА Новости и открытых источников

Разделы