Солнечно-земные связи, космические и земные ритмы.

Из всего окружающего нас несметного множества звезд несопоставимо важнейшую роль в нашей жизни играет Солнце. Эта ближайшая к нам звезда обеспечивает нашу планету подавляющей частью энергии, которой мы располагаем на Земле. Благодаря солнцу и земной атмосфере на поверхности земли температура и другие условия такие, какие они есть, а не космический холод, что делает нашу планету комфортной для обитающих на ней живых существ. Даже относительно мизерные изменения потока энергии, передаваемой Солнцем Земле, которые происходят при солнечных вспышках, существенно сказываются на земных условиях. С другой стороны, Солнце по своим свойствам является типичной для своего класса звездой, и постигая процессы, происходящие на Солнце, мы лучше понимаем и то, что творится на очень далеких от нас звездах.

Земля получает от Солнца не только свет и тепло, обеспечивающие необходимый уровень освещённости и среднюю температуру её поверхности, но и подвергается комбинированному воздействию ультрафиолетового и рентгеновского излучения, солнечного ветра, солнечных космических лучей. Вариации мощности этих факторов при изменении уровня солнечной активности вызывают цепочку взаимосвязанных явлений в межпланетном пространстве, в магнитосфере, ионосфере, нейтральной атмосфере, биосфере, гидросфере и, возможно, литосфере Земли. Интенсифицируются полярные сияния, возникают магнитные бури - беспорядочные изменения магнитного поля Земли. Это влечет за собой: сбои радиосвязи, нарушения в работе линий электропередач, усиление ионизации газов в атмосфере, в биосфере - на урожаи сельскохозяйственных культур, эпидемии, изменения погодных и климатических условий на Земле, а также влияет на состояние здоровья людей.

Процессы, идущие в космосе и внутри Солнца, приводят к излучениям энергии в виде электромагнитных волн различной длины. Животные и люди являются преобразователями энергии и неотделимы от мира растений и микроорганизмов. Все мы включены в энергетические циклы Вселенной. Энергия электромагнитных излучений Солнца и космоса воспринимается живым веществом в разных диапазонах, а отдается в основном в инфракрасном - в виде тепла. На тепловую (инфракрасную) составляющую энергии приходится 51% солнечной радиации, достигающей Земли. Около 10% энергии достигает поверхности планеты с ультрафиолетовыми лучами (при современном состоянии озонового слоя атмосферы). Плотность суммарной энергии на поверхности Земли в зонах с умеренным климатом летом около 200 Вт/м, зимой около 10 Вт/м. Океаны, моря, озера и реки являются аккумуляторами энергии, сглаживающими температурные перепады. При замерзании вода отдает 300 Вт/м. Изучение этих явлений и составляет суть проблемы Солнечно-Земных связей.

Солнечно-земные связи - это реакция Земли (её внешних оболочек, включая биосферу) на изменение солнечной активности. Ввиду очень малого влияния Земли на Солнце принимается во внимание только воздействие Солнца на Землю посредством солнечной электромагнитной энергии, потока солнечного ветра и связанного с ним магнитного поля.

Представления о Солнечно-Земных связях складывались постепенно, на основе отдельных догадок и открытий. Так, в конце XIX в. К.О. Биркелан впервые высказал предположение, что Солнце кроме волнового излучения испускает также и частицы. В 1915 г. А.Л.Чижевский обратил внимание на циклическую связь между развитием некоторых эпидемий и пятнообразовательной деятельностью Солнца. Синхронность многих гелио- и геофизических явлений (а также форма кометных хвостов) наводила на мысль, что в межпланетном пространстве имеется агент, передающий солнечные возмущения к Земле. Этим агентом оказался солнечный ветер, существование которого экспериментально было доказано в начале 1960-х гг. путём прямых измерений с помощью автоматических межпланетных станций. Открытие солнечного ветра вместе с накопленными данными о других проявлениях солнечной активности послужило основой для исследования физики Солнечно-Земных связей. И хотя не все звенья цепочки Солнечно-Земных связей одинаково изучены, в общих чертах картина Солнечно-Земных связей представляется качественно ясной.

Энергетической базой солнечно-земных связей служит энергия солнечных возмущений.

Последовательность событий в системе Солнце-Земля можно проследить, наблюдая цепочку явлений, сопровождающих мощную вспышку на Солнце - высшее проявление солнечной активности. Последствия вспышки начинают сказываться в околоземном пространстве почти одновременно с событиями на Солнце (время распространения электромагнитных волн от Солнца до Земли - чуть больше 8 минут). В частности, ультрафиолетовое и рентгеновское излучение вызывает дополнительную ионизацию верхней атмосферы, что приводит к ухудшению или даже полному прекращению радиосвязи (эффект Деллинджера) на освещённой стороне Земли. Обычно мощная вспышка сопровождается испусканием большого количества ускоренных частиц - солнечных космических лучей (СКЛ). Самые энергичные из них начинают приходить к Земле спустя чуть более 10 мин после максимума вспышки. Повышенный поток СКЛ у Земли может наблюдаться несколько десятков часов. Вторжение СКЛ в ионосферу полярных широт вызывает дополнительную ионизацию и, соответственно, ухудшение радиосвязи на коротких волнах. Имеются данные о том, что СКЛ в значительной мере способствуют опустошению озонного слоя Земли.

Усиленные потоки СКЛ представляют собой также один из главных источников радиационной опасности для экипажей и оборудования космических кораблей. Вспышка генерирует мощную ударную волну и выбрасывает в межпланетное пространство облако плазмы. Ударная волна и облако плазмы за 1.5-2 суток достигают Земли и вызывают магнитную бурю. Магнитное поле планет (в том числе Земли) служит защитой от солнечного ветра, но часть заряженных частиц способно проникать внутрь магнитосферы Земли. Это происходит в основном в высоких широтах, где имеются две так называемые воронки: одна в Северном, другая в Южном полушариях. Взаимодействие этих заряженных частиц с атомами и молекулами атмосферных газов вызывает свечение, которое называется северным сиянием. Энергия, приходящая в виде этих частиц, далее распределяется в различных процессах вокруг всего земного шара, в результате чего происходят изменения в атмосфере и ионосфере на всех широтах и долготах. Но эти изменения на средних и низких широтах происходят спустя определённое время после событий в высоких широтах, и последствия их в разных областях, на разных широтах и в разное время различны. Поэтому имеется значительное многообразие последствий вторжения частиц солнечного ветра в зависимости от региона.

Волновое излучение Солнца распространяется прямолинейно со скоростью 300 тыс. км/сек и доходит до Земли за 8 минут. Молекулы и атомы атмосферных газов поглощают и рассеивают волновое излучение Солнца избирательно (на определённых частотах). Периодически, с ритмом приблизительно 11 лет, происходит усиление солнечной активности (возникают солнечные пятна, хромосферные вспышки, протуберанцы в короне Солнца). В это время усиливается волновое солнечное излучение на разных частотах, из солнечной атмосферы выбрасываются в межпланетное пространство потоки электронов, протонов, ядер гелия, энергия и скорость которых много больше, чем энергия и скорость частиц солнечного ветра. Этот поток частиц распространяется в межпланетном пространстве наподобие поршня. Через определённое время (12-24 часа) этот поршень достигает орбиты Земли. Под его давлением магнитосфера Земли на дневной стороне сжимается в 2 раза и боле (с 10 радиусов Земли в норме до 3-4х), что ведёт к увеличению напряжённости магнитного поля Земли. Так начинается мировая магнитная буря. Имеются статистические данные о том, что через 2-4 суток после магнитной бури происходит заметная перестройка барического поля тропосферы. Это приводит к увеличению нестабильности атмосферы, нарушению характера циркуляции воздуха (развитию циклонов и других метеоявлений). Мировые магнитные бури представляют собой крайнюю степень возмущённости магнитосферы в целом. Более слабые (но более частые) возмущения, называемые суббурями, развиваются в магнитосфере полярных областей. Ещё более слабые возмущения возникают вблизи границы магнитосферы с солнечным ветром. Причиной возмущений последних двух типов являются флуктуации мощности солнечного ветра. При этом в магнитосфере генерируется широкий спектр электромагнитных волн с частотами 0,001 - 10,0 Гц, которые свободно доходят до поверхности Земли. Во время магнитных бурь интенсивность этого низкочастотного излучения возрастает в 10-100 раз.

Большую роль в геомагнитных возмущениях играет межпланетное магнитное поле, особенно его южный компонент, перпендикулярный плоскости эклиптики. Со сменой знака радиального компонента межпланетного магнитного поля связаны асимметрия потоков СКЛ, вторгающихся в полярные области, изменение направления конвекции магнитосферной плазмы и ряд других явлений.

Наряду с поисками физических механизмов ведутся исследования информационного аспекта Солнечно-Земных связей. Связи проявляются двояко, в зависимости от того, плавно или скачкообразно происходит перераспределение энергии солнечных возмущений внутри магнитосферы. В первом случае Солнечно-Земные связи проявляются в форме ритмических колебаний геофизических параметром (11-летних, 27-дневных и др.).

Скачкообразные изменения связывают с так называемым триггерным механизмом, который применим к процессам или системам, находящимся в неустойчивом состоянии, близком к критическому. В этом случае небольшое изменение критического параметра (давления, силы тока, концентрации частиц и т.п.) приводит к качественному изменению хода данного явления или вызывает новое явление. Для примера можно указать на явление образования внетропических циклонов при геомагнитных возмущениях. Энергия геомагнитного возмущения преобразуется в энергию инфракрасного излучения. Последнее создаёт небольшой дополнительный разогрев тропосферы, в результате которого и развивается её вертикальная неустойчивость. При этом энергия развитой неустойчивости может на два порядка превышать энергию первоначального возмущения.

Статистически установлена связь между уровнями солнечной и геомагнитной возмущённости и ходом ряда процессов в биосфере Земли (динамикой популяции животных, эпидемий, эпизоотий, количеством сердечнососудистых кризов и др.). Наиболее вероятной причиной такой связи являются низкочастотные колебания электромагнитного поля Земли. Это подтверждается лабораторными экспериментами по изучению действия электромагнитных полей естественной напряжённости и частоты на млекопитающих.

Климат - исключительно сложное явление, зависящее от многих факторов. Но, в них удаётся проследить определённое воздействие солнечной активности. С первого взгляда изменение погоды представляется совершенно случайным процессом. Но, понаблюдав, можно заметить, что чаще всего периоды «хорошей» и «плохой» погоды чередуются. Вспышки и другие гигантские катаклизмы, характерные для периодов максимума солнечной активности, оказывают возмущающее воздействие на верхнюю атмосферу Земли и в сочетании с некоторыми увеличением количества излучаемой Солнцем энергии довольно существенно изменяют глобальную схему циркуляции воздушных масс и воды в атмосфере. В результате в разных районах земного шара увеличивается или, наоборот, резко уменьшается количество осадков, возрастает количество наводнений, засух и др. Можно предположить, что если бы не было солнечной активности, типичными были бы плавные изменения погодных режимов.

Земная поверхность и нижние слои воздух - тропосфера, где образуются облака и возникают другие метеорологические явления, непосредственно получают энергию от Солнца. От энергии солнечных лучей, попадающих на верхнюю границу атмосферы Земли, остаётся только 40% после того, как они преодолевают толщу атмосферы. Под действием солнечного света, имеющегося в атмосфере, происходят те грандиозные природные явления, которые мы наблюдаем на Земле: движение огромных воздушных масс, нагрев и охлаждение гигантских количеств воды а атмосфере.

Падающая на поверхность суши и океанов солнечная энергия вызывает интенсивное испарение влаги, служит причиной образования облаков, периодического изменения погоды и смены времён года. Под влиянием тепла солнечных лучей возникают смерчи и ураганы, льют дожди и происходят медленные, но неумолимые процессы выветривания и разрушения горных пород. Это происходит потому, что воздух почти совсем прозрачен для тех длин волн, которые Солнце излучает в небольшом количестве. Это, в основном, видимое и инфракрасное излучение. Их энергия главным образом и нагревает воздух и сушу, определяя тепловой режим на Земле. Смерчи и ураганы рождаются в атмосфере из-за неодинакового разогрева отдельных её участков. Они чаще всего появляются в определённые сезоны. Такого рода явления прямо - самым непосредственным образом - связаны с Солнцем. Кроме того, связь может быть и косвенной. Например, лавины в горах. Как будто бы ни чего не предвещает несчастья, всё спокойно. Но вот покатился по склону маленький камешек, увлёк за собой несколько других - ещё мгновение, и вниз по склону, ломая вековые деревья, сметая всё на своём пути, устремляется громадная лавина. Коварные горы исподволь «подготовили» эту лавину. Падение камешка послужило только сигналом. Нечто аналогичное происходит при разрушительных землетрясениях, и при извержениях вулканов. Исподволь идет «подготовка» в недрах Земли к этим страшным событиям. И вдруг небольшое изменение солнечной активности - как будто Солнце нажало на невидимый крючок - влечёт за собой излияние расплавленной лавы, сотрясения почвы, появление чудовищных океанских волн цунами. Так ли всё это - ответить пока невозможно, но учёные не сомневаются в существовании солнечно-земных связей. Появился ключ к пониманию того, каким образом солнечная деятельность может влиять на погоду, а вместе с тем на растительность и жизнедеятельность человеческого организма. Кроме того, изучение Солнечно-Земных связей имеет и большое прогностическое значение: состояния магнитосферы и других оболочек Земли крайне необходимы для решения практических задач в области космонавтики, радиосвязи, транспорта, метеорологии и климатологии, сельского хозяйства, биологии и медицины.

Влияние солнечной активности на человека.

В последние годы всё чаще говорится о влиянии на людей солнечной активности и магнитных бурь. Так как солнечная активность нарастает, то вопрос о влиянии этого явления на здоровье становится в достаточной степени актуальным.

Всё на Земле зависит от Солнца, поставляющего ей значительную часть энергии. Всем известно, как дорог животным и растениям каждый солнечный луч! С благодарностью ежедневно всё живое встречает восход Солнца, а осенью, когда солнечного тепла и света становится меньше, природа увядает и засыпает. Ликует и возрождается она весной под животворными лучами щедрого Солнца. Луч Солнца, долетев до Земли, приносит с собой великую силу, приводя в движение машину жизни. Зелёные листья растений поглощают его и в микроскопически малых органоидах клетки световой луч превращается в скрытую энергию химической связи между атомами. Чудо превращения энергии солнечного луча в движущую силу жизни совершается ежесекундно в тканях зелёного растения. И если луч Солнца мы по праву считаем первопричиной жизни, то зелёный лист, зерно хлорофилла - это связь между Солнцем и жизнью на Земле. Зелёная масса растений Земли поглощает и усваивает всего около 0,3% энергии излучения Солнца, падающей на земную поверхность. Но и этого количества энергии достаточно, чтобы обеспечить синтез гигантской массы органического вещества биосферы.

В самом общем виде фотосинтез, т.е. синтез при участии света, состоит в образовании из углекислоты воздуха и почвенной влаги сложных органических соединений углерода, кислорода и водорода. Благодаря использованию минеральных солей почвы в их состав включается также азот, фосфор, сера, железо, калий, натрий и др. В итоге возникают огромные молекулы белков, нуклеиновых кислот, углеводов, жиров, служащие, в свою очередь, строительным материалом клеток, кирпичиками здания жизни.

Спокойное Солнце (при отсутствии на его поверхности пятен, протуберанцев, вспышек) характеризуется постоянством во времени электромагнитного излучения во всём его спектральном диапазоне, включающем рентгеновские лучи, ультрафиолетовые волны, видимый спектр, инфракрасные лучи, лучи радиодиапазонов, а также постоянством во времени так называемого солнечного ветра - слабого потока электронов, протонов, ядер гелия, представляющего собой радиальное истечение плазмы солнечной короны в межпланетное пространство.

Само собой разумеется, что длительный срок своего развития человеческий организм приспособился к изменениям солнечной активности. Мы недаром называем Солнце источником жизни. Однако изменение солнечной активизации естественных процессов, с точки зрения людей, могут быть как полезные, так и вредные. Солнце может влиять на следующие факторы:

- эпидемиологическую обстановку на Земле;

- количество разного рода стихийных бедствий (тайфуны, землетрясения, наводнения и т. д.);

- на количество техногенных, автомобильных, авиа- и железнодорожных аварий.

Максимум всего этого приходится на годы активного Солнца.

Например, замечена связь роста солнечной активности с вспышками эпидемий некоторых болезней. Влияние солнечной активности на возникновение заболеваний установил ещё в 20-х годах А.Л.Чижевский - его считают основоположником науки гелиобиологии. С тех пор проводятся исследования, накапливаются научные данные, подтверждающие влияние солнечных и магнитных бурь на здоровье. Он собрал подробные сведения о периодичности эпидемических заболеваний и сопоставил их с данными о солнечной активности. На основании выведенной связи Чижевский в 1929 году предпринял попытку предсказать некоторые эпидемии на 35 лет вперёд. Результаты его прогноза поразительны. Семь из восьми предсказанных Чижевским эпидемий гриппа действительно произошли.

За последние годы стало понятно, что на человека действует целый ряд космических факторов, вызывающих изменения в магнитосфере планеты в результате воздействия на неё солнечных корпускулярных потоков.

Инфразвук, представляющий собой акустические колебания очень низкой частоты. Он возникает в областях полярных сияний, в высоких широтах и распространяется на все широты и долготы, то есть является глобальным явлением. Через 4-6 часов от начала мировой магнитной бури плавно увеличивается амплитуда колебаний на средних широтах. После достижения максимума она постепенно уменьшается в течение нескольких часов. Инфразвук генерируется не только при полярных сияниях, но и при ураганах, землетрясениях, вулканических извержениях так, что в атмосфере существует постоянный фон этих колебаний, на который накладываются колебания, связанные с магнитной бурей.

Микропульсации или короткопериодические колебания магнитного поля Земли (с частотами от нескольких герц до нескольких кГц). Микропульсации с частотой от 0,01 до 10 Гц действуют на биологические системы, в частности на нервную систему человека (2-3 Гц), увеличивая время реакции на возмущающий сигнал, влияют на психику (1 Гц), вызывая тоску без видимых причин, страх, панику. С ними также связывают увеличение частоты заболеваемости и осложнений со стороны сердечно-сосудистой системы.

Также в это время меняется интенсивность ультрафиолетового излучения, приходящего к поверхности Земли из-за изменения озонового слоя в высоких широтах в результате действия на него ускоренных частиц.

Выбрасываемые из Солнца потоки очень разнообразны. Различны и условия в межпланетном пространстве, которое они преодолевают, поэтому нет строго одинаковых магнитных бурь. Каждая имеет своё лицо, отличается не только силой, интенсивностью, но и особенностями развития отдельных процессов. Замечено, что ухудшение состояния больных максимально проявляется, во-первых, сразу после солнечной вспышки и, во-вторых, - с началом магнитной бури. Это объясняется тем, что спустя примерно 8 минут от начала солнечной вспышки солнечный свет (а также рентгеновское излучение) достигают атмосферы Земли и вызывают там процессы, которые влияют на функционирование организма, а примерно через сутки начинается сама магнитосферная буря Земли.

Из всех заболеваний, которые подвержены воздействию магнитосферных бурь, сердечно-сосудистые были выделены, прежде всего, поскольку их связь с солнечной и магнитной активностью была наиболее очевидной. Проводились сопоставления зависимости количества и тяжести сердечно-сосудистых заболеваний от многих факторов внешней среды (атмосферное давление, температура воздуха, осадки, облачность, ионизация, радиационный режим и так далее), но достоверная и устойчивая связь сердечно-сосудистых заболеваний выявляется именно с хромосферными вспышками и геомагнитными бурями.

Во время магнитных бурь проявлялись субъективные симптомы ухудшения состояния больных, учащались случаи повышения артериального давления, ухудшалось коронарное кровообращение, что сопровождалось отрицательной динамикой ЭКГ. Исследования показали, что в день, когда на Солнце происходит вспышка, число случаев инфаркта миокарда увеличивается. Оно достигает максимума на следующий день после вспышки (примерно в 2 раза больше по сравнению с магнитоспокойными днями). В этот же день начинается магнитосферная буря, вызванная вспышкой.

Исследования сердечного ритма показали, что слабые возмущения магнитного поля Земли не вызывали увеличения числа нарушений сердечного ритма. Но в дни с умеренными и сильными геомагнитными бурями нарушения ритма сердца происходят чаще, чем при отсутствии магнитных бурь. Это относится как к наблюдениям в состоянии покоя, так и при физических нагрузках.

Наблюдения за больными гипертонической болезнью показали, что часть больных реагировала за сутки до наступления магнитной бури. Другие чувствовали ухудшение самочувствия в начале, середине или по окончании геомагнитной бури. В начале и на протяжении бури увеличивалось систолическое давление (приблизительно на 10 - 20%), иногда в конце, а также в продолжение первых суток после её окончания увеличивалось как систолическое, так и диастолическое артериальное давление. Только на вторые сутки после бури артериальное давление у больных стабилизировалось.

Проведённые исследования показали, что наиболее пагубно на больных действует буря в её начальный период. Анализ многочисленных медицинских данных вывел также сезонный ход ухудшения здоровья во время магнитных бурь; он характеризуется наибольшим ухудшением в весеннее равноденствие, когда увеличивается число и тяжесть сосудистых катастроф (в частности, инфарктов миокарда).

Выявлена связь солнечной активности и с функционированием других систем организма, с онкозаболеваниями. В частности, изучалась заболеваемость раком в Туркмении за время одного цикла солнечной активности. Было установлено, что в годы снижения солнечной активности заболеваемость злокачественными опухолями возрастала. Наибольшая заболеваемость раком имела место в период спокойного Солнца, наименьшая - при самой высокой солнечной активности. Предполагают, что это связано с тормозящим действием солнечной активности на малодифференцированные клеточные элементы, в том числе на раковые клетки.

Во время магнитной бури чаще начинаются преждевременные роды, а к концу бури увеличивается число быстрых родов. Учёные также пришли к выводу, что уровень солнечной активности в год рождения ребёнка существенно отражается на его конституционных особенностях.

Исследованиями в разных странах на большом фактическом материале было показано, что число несчастных случаев и травматизма на транспорте увеличивается во время солнечных и магнитных бурь, что объясняется изменениями деятельности центральной нервной системы. При этом увеличивается время реакции на внешние световой и звуковой сигналы, появляется заторможенность, медлительность, ухудшается сообразительность, увеличивается вероятность принятия неверных решений.

Проводились наблюдения влияния магнитных и солнечных бурь на больных, страдающих психическими заболеваниями, в частности, маниакально-депрессивным синдромом. Было установлено, что у них при высокой солнечной активности преобладали маниакальные фазы, а при низкой - депрессивные. Прослеживалась чёткая связь между обращаемостью в психиатрические лечебницы и возмущённостью магнитного поля Земли. В такие дни увеличивается количество случаев суицида, что анализировалось по данным вызовов СМП.

Необходимо отметить, что больной и здоровый организм по-разному реагирует на изменения космических и геофизических условий. У больных ослабленных, утомлённых, эмоционально неустойчивых лиц в дни, характеризующиеся изменением космических и геофизических условий, ухудшаются показатели энергетики, иммунологической защиты, состояния различных физиологических систем организма, появляется психическое напряжение. А психологически и физически здоровый организм оказывается в состоянии перестроить свои внутренние процессы в соответствии с изменившимися условиями внешней среды. При этом активируется иммунная система, соответственно перестраиваются нервные процессы и эндокринная система; сохраняется или даже увеличивается работоспособность. Субъективно это воспринимается здоровым человеком как улучшение самочувствия, подъём настроения.

Имеются индивидуальные различия чувствительности человека к воздействию возмущений геомагнитного поля. Так, люди, рождённые в период активного Солнца, менее чувствительны к магнитным бурям. Всё больше данных свидетельствует о том, что сила фактора внешней среды в период развития беременности, а также изменения в самом организме матери определяет устойчивость будущего человека к тем или иным экстремальным условиям и склонность к определённым заболеваниям. Это позволяет предположить, что сила воздействия космических, геофизических и других факторов, их соотношение и ритм воздействия на организм матери как бы заводят внутренние биологические часы каждого из нас.

Ультрафиолетовое излучение Солнца разрушает молекулу кислорода, которая распадается на два составляющих её атома, и возникшие таким путём свободные атомы кислорода соединяются с другими молекулами кислорода, которые ещё не успели разрушиться солнечным ультрафиолетовым излучением. В результате получается новое вещество - озон. Благодаря озоновому слою до поверхности Земли доходит лишь малая доля ультрафиолетового излучения. И именно оно очень важно для человека.

Все знают, что под действием ультрафиолета образуется жизненно необходимый витамин D. Болезнь, возникающая при недостатке этого витамина у детей первых лет жизни, которых «заботливые» родители прячут от лучей Солнца, называется рахитом. Недостаточность солнечного света проявляется также в бессоннице, быстрой утомляемости и др. Поэтому как важно человеку общение с Солнцем!

Ультрафиолетовые лучи усиливают работу кровеносных органов: повышается количество белых и красных кровяных телец, гемоглобина, увеличивается щелочной резерв и свёртывание крови. При этом дыхание клеток и всего организма усиливается, процессы обмена веществ идут активнее. Однако ультрафиолетовые лучи могут действовать на организм и посредством других природных факторов. Речь идет о влиянии ультрафиолетовых лучей на воздух, которым мы дышим, на его физическое состояние. Они усиливают процесс естественного самоочищения атмосферы от загрязнении, способствуя более быстрому окислению пыли, частичек дыма.

Таким образом, изучения воздействия солнечной активности на атмосферу Земли поможет уяснить, каким путём воздействует Солнце на человеческий организм. Эти знания в свою очередь помогут улучшить условия жизни человека, помогут профилактике заболеваний, правильной постановки медицинских исследований.

Ритм – временная повторяющаяся периодическая структура физических и других процессов и явлений. В отличие от хаотических, ритмические процессы способны вызывать своего рода резонанс в протекании других процессов и явлений, происходящих в природе. Очень ярко ритм проявляется в музыке и поэзии. «Ритм – это основная энергия стиха. Объяснить его нельзя» (В.В. Маяковский «Как делать стихи»). Ритм – это основная энергия жизни, можно повторить вслед за поэтом.

Ритмы, ритмичность развития и функционирования являются одной из основных особенностей всего живого. Для того чтобы жить, развиваться, нужна опора. Как вьющиеся растения располагают себя в пространстве наилучшим образом, цепляясь за окружающие опоры, так и человек располагает себя, свою жизнедеятельность во времени, используя временные опоры, которые дает ему окружающая среда в виде стабильных колебаний различной природы. На основе этих внешних опор организм путем длительной адаптации создает свои внутренние опоры – биоритмы, которые являются основой его существования.

Двуединое явление – биоритмы и адаптация – одно из фундаментальных качеств живой материи от молекул и живых клеток до организма и биосферы. Характер проявления жизни (обмен веществ, энергии и информации) на различных уровнях биологической организации проявляется по-разному. С помощью различных физических полей в различных частотных диапазонах осуществляется синхронизация.

Человек живет «под звуки оркестра» ритмов создаваемых Землей, Солнцем, Луной, планетами, Космосом. На рисунке (В.Н. Ягодинский) приведена иллюстрационная схема связи четырех из таких ритмов обусловленных астрономическими причинами.

Суточные, месячные, сезонные и многолетние ритмы

 

Эти ритмы нам особенно хорошо известны, но существует еще множество других ритмов, имеющих для нас немаловажное значение. О некоторых из них и пойдет речь в этой главе.

Суточный ритм.

Это так называемый циркадный (точнее циркадианный, от латинских: «цирка» - около и «дие» - день) ритм, который является одним из основных биоритмов для всего живого и определяется временем вращения Земли и, следовательно, сменой день-ночь. В настоящее время обнаружено и изучено более трехсот различных околосуточных биоритмов человека, которые, происходя в различных системах, органах и тканях образуют стройную сопряженную по фазам систему биоосцилляторов, поддерживающих согласованность и нужную последовательность различных функций организма, согласованность работы различных органов.

В здоровом организме максимумы и минимумы функциональной активности различных органов приходятся на различные участки 24-часовой шкалы времени, разделенные определенными интервалами. Совпадение по времени максимумов различных процессов жизнедеятельности может служить причиной серьезных заболеваний. Например, одновременное выделение пищеварительных соков желудком и печенью может служить причиной язвы желудка и т.д. Исключительно важна и последовательность активизации и отдыха различных систем и органов.

Околосуточный ритм изменения внешних воздействий, действующий на протяжении всего существования жизни на Земле настолько сильно вошел в динамику функционирования организма человека, что даже полная изоляция человека от внешней среды не приводит к сильному изменению длительности этого ритма. Многочисленные эксперименты в глубоких пещерах, специально оборудованных помещениях, а также на космических кораблях показали, что длительность суточного цикла человека, изолированного от внешнего мира и живущего в свободном режиме (сон, когда хочется спать; еда, когда хочется есть; отсутствие каких-либо изменений в освещенности, температуре и т.д.) для различных людей несколько различна. Обычно она несколько превышает 24 часа (24,5-25,9 часа), но может быть и несколько короче (23,5 часа). Все попытки навязать человеку искусственно установленную длительность суток, например 12, 18 или 48 часов окончились неудачей – функции человека приходили в полное расстройство. Организм человека в разное время суток представляет собой совершенно различную физиологическую и биохимическую систему. Даже структура клеток меняется в ряде случаев до неузнаваемости.

Максимумы и минимумы функциональной активности различных органов приходятся на различные участки 24-часовой шкалы времени, разделенные определенными интервалами. Примерная схема периодов суточной активности человека приведена на рисунке.

 

Из схемы видно, что приливы активности органов имеют примерно двухчасовую длительность. Для каждого из органов акрофаза, т.е. состояние минимальной активности наблюдается спустя 12 часов после периода максимальной активности. Меняются и различные параметры деятельности организма. Так, артериальное давление максимально в период 16-19 час, минимально – в период 1-4 час. Температура максимальна в 17-18 час, минимальна – в 1-4 час и т.д.

Необходимо отметить, что индивидуальные особенности каждого человека могут приводить к определенным отличиям от данной схемы («жаворонки» и «совы»). На суточное распределение активности оказывают влияние также социальные стимулы (время работы, развлечений, общения), временной режим нагрузок и отдыха. Резкая сдвижка режима функционирования организма относительно установившегося ритма (сдвиг по фазе) – сильный стресс для человеческого организма. Такой сдвиг происходит, например, при авиационных перелетах через несколько часовых поясов. Даже сдвиг всего на один час при переходе на летнее время и обратно тяжело сказывается для ослабленных организмов. Всем знакомы ощущения, испытываемые после перелета с изменением местного времени в пункте назначения по отношению к пункту вылета. Нарушение сна (ночью не спится, а днем – наоборот), слабость, физический и психический дискомфорт, низкая работоспособность, боли в области сердца, желудочные боли. Постепенно человек привыкает к новому времени, его биоритмы перестраиваются, самочувствие улучшается. Разные люди по-разному реагируют на сдвиг времени, одни более легко, другие – более болезненно, но реагируют все. После перелета в западном направлении (то есть задержки фазы) перестройка происходит в среднем быстрее, чем после перелета на восток (то есть опережения фазы).

При переходе на новое время первыми перестраиваются ритмы сна и бодрствования, за ними другие, такие как функционирование внутренних органов, изменение температуры тела и т.д. Одни биоритмы оказываются более подвижными, другие - менее. В результате возникает состояние десинхроноза, характеризующее рассогласование различных биоритмов организма. Период приспособления к новому времени зависит кроме индивидуальных особенностей от величины сдвига фазы ритмов. При больших сдвигах, например, перелеты Москва-Камчатка, Россия - США сопровождаются нарушением функций в течение 30-60 суток. Хотя внешне человек через несколько дней привыкания к новому времени чувствует себя уже хорошо, дается это ценой избыточного напряжения, мобилизацией внутренних резервов. В результате возникают длительные нарушения сна, желудочно-кишечные расстройства, неврозы, стенокардия даже у здоровых людей. Для ослабленного организма такой стресс может стать причиной серьезного заболевания, и даже гибели.