Сонячно-Земні зв`язки та їх вплив на людину, Детальна інформація

Сонячна активність у числах Вольфа і, як з'ясувалося пізніше, і в інших індексах, має циклічний характер із середньою тривалістю циклу в 11.2 року. Нумерація сонячних циклів починається з того моменту, коли почалися регулярні щоденні спостереження числа плям. Епоха, коли кількість активних областей буває найбільшим, називається максимумом сонячного циклу, а коли їх майже немає - мінімумом. За останні 80 років плин циклу трохи прискорилася і середня тривалість циклів зменшився приблизно до 10.5 років. За останні 250 років самий короткий період був дорівнює 9 рокам, а самий довгий 13.5 років. Іншими словами, поводження сонячного циклу регулярно лише в середньому. У підйомі і спаді сонячних циклів існує деяка закономірність. Можливо, це вказує на існування більш тривалого циклу, рівного приблизно 80-90 рокам. Незважаючи на різну тривалість окремих циклів, кожному з них властиві загальні закономірності. Так, ніж інтенсивніше цикл, тим коротше галузь росту і тем длиннее галузь спаду, але для циклів малої інтенсивності саме навпаки - довжина галузі росту перевищує довжину галузі спаду. В епоху мінімуму протягом деякого часу плям на Сонце, як правило, немає. Потім вони починають з'являтися далеко від екватора на широтах ±40°. Одночасно зі зростанням числа сонячних плям самі плями мігрують у напрямку сонячного екватора, що нахилений до площини орбіти Землі (тобто до екліптики) під кутом у 7°. М.Шперер був першим, хто досліджував ці зміни із широтою. Він і Р.Кэррингтон - англійський астроном-аматор - провели великі серії спостережень періодів звертання плям і установили той факт, що Сонце не обертається як тверде тіло - на широті 30°, наприклад, період звертання плям навколо Сонця на 7% більше, ніж на екваторі.

До кінця циклу плями в основному з'являються поблизу широти ±5°. У цей час на високих широтах уже можуть з'являтися плями нового циклу.

У 1908р. Д.Хейл відкрив, що сонячні плями володіють сильним магнітним полем. Більш пізні виміри магнітного полючи в групах, що складаються з двох сонячних плям, показали, що ці дві плями мають протилежні магнітні полярності, указуючи, що силові лінії магнітного полючи виходять з однієї плями і входять в інше. Протягом одного сонячного циклу в одній півсфері (північної чи південний) ведуче пляма (по напрямку обертання Сонця) завжди однієї і тієї ж полярності. По іншу сторону екватора полярність ведучого плями протилежна. Така ситуація зберігається протягом усього поточного циклу, а потім, коли починається новий цикл, полярності ведучих плям міняються. Первісна картина магнітних полярностей у такий спосіб відновлюється через 22 року, визначаючи магнітний цикл Сонця. Це означає, що повний магнітний цикл Сонця СКПадається з двох одинадцятирічних - парного і непарного, причому парний цикл звичайно менше непарного.

Одинадцятирічною циклічністю володіють багато інших характеристик активних утворень на Сонце - площа плям, частота і кількість спалахів, кількість волокон (і відповідно протуберанців), а також форма корони. В епоху мінімуму сонячна корона має витягнуту форму, що додають їй довгі промені, скривлені в напрямку уздовж екватора. У полюсів спостерігаються характерні короткі промені - "полярні щітки". Під час максимуму форма корони округла, завдяки великій кількості прямих радіальних променів.

3.3. Вплив Сонячної активності на людину

В останні роки всі частіше говориться про сонячну активність, магнітні бури і їхній вплив на людей. Тому що сонячна активність наростає, те питання про вплив цього явища на здоров'ї стає в достатньому ступені актуальним.

Усі на Землі залежить від Сонця, що поставляє їй значну частину енергії. Спокійне Сонце (при відсутності на його поверхні плям, протуберанців, спалахів) характеризується сталістю в часі електромагнітного випромінювання у всьому його спектральному діапазоні, що включає рентгенівські промені, ультрафіолетові хвилі, видимий спектр, інфрачервоні промені, промені радіодіапазонів, а також сталістю в часі так називаного сонячного вітру - слабкого потоку електронів, протонів, ядер гелію, що представляє собою радіальне витікання плазми сонячної корони в міжпланетний простір.

Магнітне поле планет (у тому числі Землі) служить захистом від сонячного вітру, але частина заряджених часток здатно проникати усередину магнітосфери Землі. Це відбувається в основному у високих широтах, де маються дві так називані лійки: одна в Північному, інша в Південному півкулях. Взаємодія цих заряджених часток з атомами і молекулами атмосферних газів викликає світіння, що називається північним сяйвом. Енергія, що приходить у виді цих часток, далі розподіляється в різних процесах навколо всієї земної кулі, у результаті чого відбуваються зміни в атмосфері й іоносфері на всіх широтах і довготах. Але ці зміни на середніх і низьких широтах відбуваються спустя визначений час після подій у високих широтах, і наслідку їхній у різних областях, на різних широтах і в різний час різні. Тому мається значне різноманіття наслідків вторгнення часток сонячного вітру в залежності від регіону.

Хвильове випромінювання Сонця поширюється прямолінійно зі швидкістю 300 тис. км/сек і доходить до Землі за 8 хвилин. Молекули й атоми атмосферних газів поглинають і розсіюють хвильове випромінювання Сонця избирательно (на визначених частотах). Періодично, з ритмом приблизно 11 років, відбувається посилення сонячної активності (виникають сонячні плями, хромосферні спалахи, протуберанці в короні Сонця). У цей час підсилюється хвильове сонячне випромінювання на різних частотах, із сонячної атмосфери викидаються в міжпланетний простір потоки електронів, протонів, ядер гелію, енергія і швидкість яких багато більше, ніж енергія і швидкість часток сонячного вітру. Цей потік часток поширюється в міжпланетному просторі на зразок поршня. Через визначений час (12-24 години) цей поршень досягає орбіти Землі. Під його тиском магнітосфера Землі на денній стороні стискується в 2 рази і боле (з 10 радіусів Землі в нормі до 3-4х), що веде до збільшення напруженості магнітного полючи Землі. Так починається світова магнітна бура.

Період, коли магнітне поле збільшується, називається початковою фазою магнітної бури і продовжується 4-6 годин. Далі магнітне поле повертається до норми, а потім його величина починає зменшуватися, тому що поршень сонячного корпускулярного потоку вже пройшов за межі Земної магнітосфери, а процеси усередині самої магнітосфери привели до зменшення напруженості магнітного полючи. Цей період зниженого магнітного полючи називається головною фазою світової магнітної бури і триває 10-15 годин. Після головної фази магнітної бури випливає відбудовна (кілька годин), коли магнітне поле Землі відновлює свою величину. У кожнім регіоні збурювання магнітного полючи відбувається по-різному.

За останні роки стало зрозуміло, що на людину діє цілий ряд космічних факторів, що викликають зміни в магнітосфері планети в результаті впливу на неї сонячних корпускулярних потоків. А саме:

1. Інфразвук, що представляє собою акустичні коливання дуже низької частоти. Він виникає в областях полярних сяйв, у високих широтах і поширюється на всі широти і довготи, тобто є глобальним явищем. Через 4-6 годин від початку світової магнітної бури плавно збільшується амплітуда коливань на середніх широтах. Після досягнення максимуму вона поступово зменшується протягом декількох годин. Інфразвук генерується не тільки при полярних сяйвах, але і при ураганах, землетрусах, вулканічних виверженнях так, що в атмосфері існує постійне тло цих коливань, на який накладаються коливання, зв'язані з магнітною бурою.

2. Чи мікропульсації короткопериодические коливання магнітного полючи Землі (з частотами від декількох герців до декількох кгц). Мікропульсації з частотою від 0,01 до 10 Гц діють на біологічні системи, зокрема на нервову систему людини (2-3 Гц), збільшуючи час реакції на сигнал, що возмется, впливають на психіку (1 Гц), викликаючи тугу без видимих причин, страх, паніку. З ними також зв'язують збільшення частоти захворюваності й уСКПаднень з боку серцево-судинної системи.

3. Також у цей час міняється інтенсивність ультрафіолетового випромінювання, що приходить до поверхні Землі через зміну озонового шару у високих широтах у результаті дії на нього прискорених часток.

Потоки, що викидаються із сонця, дуже різноманітні. Різні й умови в міжпланетному просторі, що вони переборюють, тому немає строго однакових магнітних бур. Кожна має своє обличчя, відрізняється не тільки силою, інтенсивністю, але й особливостями розвитку окремих процесів. Таким чином, варто мати на увазі, що поняття "магнітна бура" у даній проблемі дії космосу на здоров'ї є свого роду збірним образом.

Вплив сонячної активності на виникнення захворювань установив ще в 20-х роках А.Л.Чижевский. Його вважають основоположником науки геліобіології. З тих пір проводяться дослідження, накопичуються наукові дані, що підтверджують вплив сонячних і магнітних бур на здоров'я. Замічено, що погіршення стану хворих максимально виявляється, по-перше, відразу після сонячного спалаху і, по-друге, - з початком магнітної бури. Це порозумівається тим, що спустя приблизно 8 хвилин від початку сонячного спалаху сонячне світло (а також рентгенівське випромінювання) досягають атмосфери Землі і викликають там процеси, що впливають на функціонування організму, а приблизно через добу починається сама магнитосферная бура Землі.

З усіх захворювань, що піддані впливу магнитосферных бур, серцево-судинні були виділені, насамперед , оскільки їхній зв'язок із сонячною і магнітною активністю була найбільш очевидною. Проводилися зіставлення залежності кількості і ваги серцево-судинних захворювань від багатьох факторів зовнішнього середовища (атмосферний тиск, температура повітря, опади, хмарність, іонізація, радіаційний режим і так далі), але достовірний і стійкий зв'язок серцево-судинних захворювань виявляється саме з хромосферними спалахами і геомагнітними бурами.

Під час магнітних бур виявлялися суб'єктивні симптоми погіршення стану хворих, учащалися випадки підвищення артеріального тиску, погіршувався коронарний кровообіг, що супроводжувалося негативною динамікою ЭКГ. Дослідження показали, що в день, коли на Сонце відбувається спалах, число випадків інфаркту міокарда збільшується. Воно досягає максимуму наступного дня після спалаху (приблизно в 2 рази більше в порівнянні з магнитоспокойными днями). У цей же день починається магнитосферная бура, викликана спалахом.

Дослідження серцевого ритму показали, що слабкі збурювання магнітного полючи Землі не викликали збільшення числа порушень серцевого ритму. Але в дні з помірними і сильними геомагнітними бурами порушення ритму серця відбуваються частіше, ніж при відсутності магнітних бур. Це відноситься як до спостережень у стані спокою, так і при фізичних навантаженнях.

Спостереження за хворими гіпертонічною хворобою показали, що частина хворих реагувала за добу до настання магнітної бури. Інші почували погіршення самопочуття на початку, чи середині по закінченні геомагнітної бури. На початку і протягом бури збільшувався систолическое тиск (приблизно на 10 - 20%), іноді наприкінці , а також у продовження першої доби після її закінчення збільшувалося як систолическое, так і диастолическое артеріальний тиск. Тільки на другу добу після бури артеріальний тиск у хворих стабілізувалося.

Проведені дослідження показали, що найбільше згубно на хворих діє бура в її початковий період. Аналіз численних медичних даних вивів також сезонний хід погіршення здоров'я під час магнітних бур; він характеризується найбільшим погіршенням у весняне рівнодення, коли збільшується число і вага судинних катастроф (зокрема , інфарктів міокарда).

Виявлено зв'язок сонячної активності і з функціонуванням інших систем організму, з онкозаболеваниями. Зокрема , вивчалася захворюваність раком у Туркменії за час одного циклу сонячної активності. Було встановлено, що в роки зниження сонячної активності захворюваність злоякісними пухлинами зростала. Найбільша захворюваність раком мала місце в період спокійного Сонця, найменша - при найвищій сонячній активності. Припускають, що це зв'язано з гальмуючим дією сонячної активності на малодифференцированные клітинні елементи, у тому числі на ракові клітки.

Під час магнітної бури частіше починаються передчасні пологи, а до кінця бури збільшується число швидких пологів. Учені також прийшли до висновку, що рівень сонячної активності в рік народження дитини істотно відбивається на його конституційних особливостях.

Дослідженнями в різних країнах на великому фактичному матеріалі було показано, що число нещасливих випадків і травматизму на транспорті збільшується під час сонячних і магнітних бур, що порозумівається змінами діяльності центральної нервової системи. При цьому збільшується час реакції на зовнішні світловий і звуковий сигнали, з'являється загальмованість, повільність, погіршується кмітливість, збільшується імовірність прийняття невірних рішень.

Проводилися спостереження впливу магнітних і сонячних бур на хворих, що страждають психічними захворюваннями, зокрема , маніакально-депресивним синдромом. Було встановлено, що в них при високій сонячній активності переважали маніакальні фази, а при низкою - депресивні. Просліджувався чіткий зв'язок між обертаністю в психіатричні лікарні й обуреністю магнітного полючи Землі. У такі дні збільшується кількість випадків суїциду, що аналізувалося за даними викликів СМП.

Необхідно відзначити, що хворий і здоровий організм по-різному реагує на зміни космічних і геофізичних умов. У хворих ослаблених, стомлених, емоційно хитливих облич у дні, що характеризуються зміною космічних і геофізичних умов, погіршуються показники енергетики, імунологічної захисту, стану різних фізіологічних систем організму, з'являється психічна напруга. А психологічно і фізично здоровий організм виявляється в стані перешикувати свої внутрішні процеси відповідно до умов зовнішнього середовища, що змінилися. При цьому активується імунна система, відповідно перебудовуються нервові процеси й ендокринна система; чи зберігається навіть збільшується працездатність. Суб'єктивно це сприймається здоровою людиною як поліпшення самопочуття, підйом настрою.

Розглядаючи психоемоційні прояви в періоди космічних і геофізичних збурювань, необхідно сказати про важливий аспект керування мисленням і психоэмоцианальным станом. Відзначено, що психоемоційний настрой на творчу працю є могутнім стимулом активності внутрішніх резервів організму, що дозволяє легше переносити екстремальні впливи природних факторів. Спостереження не одного покоління вчених говорять про те, що людина, що знаходиться в стані творчого підйому, стає малочутливим до будь-яких впливів хвороботворних факторів.

Вплив Сонячної Активності на дитину. Відомо, що будь-яке навантаження дається дітям великою напругою психічних, емоційних і фізичних функцій. Під час екстремальних космічних і геофізичних ситуацій страждає енергетика дитини, розвиваються функціональні розлади з боку нервової, ендокринної, серцево-судинної, дихальної й іншої систем. Дитина відчуває дискомфорт, що не може пояснити. З'являються порушення сну, занепокоєння, плаксивість, губиться апетит. Іноді може підніматися температура. Після закінчення екстремальної ситуації усі приходить у норму, і в цьому випадку прибігати до лікування невідомої хвороби не потрібно. Лікарська терапія дітей, прореагировавших на зміну геомагнітної обстановки, не виправдана і може мати несприятливі наслідки. У цей час дитині більше необхідна увага близьких людей. У дітей у такі моменти може з'явитися підвищена збудливість, порушення уваги, деякі стають агресивними, дратівливими, уразливими. Дитина може більш повільно виконувати шкільну роботу. Нерозуміння стану дітей у такі періоди з боку батьків, вихователів, учителів збільшує негативне емоційне тло дитини. Можуть виникати конфліктні ситуації. Чуйне відношення до дитини, підтримка в подоланні психологічного і фізичного дискомфорту - найбільш реальний шлях до досягнення гармонічного розвитку дітей. Ще більше труднощів може бути при збігу підвищеної геомагнітної активності з початком навчального року. У цій ситуації, як показують спостереження вчених, допомагає творчий початок. Іншими словами, навчальний матеріал, методика його піднесення повинні викликати в дитини інтерес до пізнання нового. А це приведе до задоволення потреби у творчій діяльності і стане джерелом радості. Освоєння шкільного матеріалу повинне бути спрямоване більше не на механічне запам'ятовування, а на навчання творчого осмислення і використання знань.

Маються індивідуальні розходження чутливості людини до впливу збурювань геомагнітного полючи. Так, люди, породжені в період активного Сонця, менш чуттєві до магнітних бур. Усе більше даних свідчить про те, що сила фактора зовнішнього середовища в період розвитку вагітності, а також зміни в самому організмі матері визначає стійкість майбутньої людини до тих чи інших екстремальних умов і схильність до визначених захворювань. Це дозволяє припустити, що сила впливу космічних, геофізичних і інших факторів, їхнє співвідношення і ритм впливу на організм вагітної жінки як би заводять внутрішні біологічн годинник кожного з нас.

Результати наукових спостережень за сонячною активністю протягом останніх 170 років дозволяють віднести максимум 11-літнього циклу в 2001р. до самого могутнього за цей період. Він збігається з входженням у максимум 576 літнього циклу протистояння великих планет у 2000р., що дозволяє вченим припустити посилення психопатогенного космічного впливу на біосферу в 2000-2001р., а далі в 2004-2006р. викликати найбільше посилення сейсмічної активності Землі в новітній історії.