Содержание
Введение 3
1. Внутреннее строение Солнца 4
2. Планета Земля и ее внутреннее строение 6
3. Солнце и его влияние на Землю 9
4. Земные проявления солнечной активности 14
Заключение 21
Список литературы 22
Введение
Возможна ли жизнь на Земле без Солнца? Вообразим, что Солнце вдруг исчезло или что какая-то огромная заслонка преградила путь его лучам к нашей планете. Тогда Земля внезапно погрузится во мрак. Луна и планеты, отражающие солнечные лучи, также перестанут светить. Лишь тусклый свет далеких звезд будет освещать Землю. Зеленые растения погибнут, так как они могут усваивать углерод из воздуха только под воздействием солнечных лучей. Животным нечем будет питаться, и они начнут вымирать от голода. Помимо этого, все живое станет замерзать от страшного холода, который быстро распространится по Земле. Воздух, океаны и суша очень скоро отдадут мировому пространству ту энергию, которую они постоянно получают от Солнца. Перестанут дуть ветры, и замерзнут все водоемы. Начнет сжижаться воздух, и на Землю польется дождь из жидкого кислорода и азота. В результате наша планета покроется слоем льда из твердого воздуха. Сможет ли в таких условиях существовать жизнь? Конечно, нет.
К счастью, ничего этого быть не может и каждый день Солнце посылает на Землю свои животворные лучи, нагревая сушу, воды и воздух, заставляя испаряться водоемы, приводя к образованию облаков и ветров, способствуя выпадению осадков, давая тепло и свет животным и ранениям.
Энергия Солнца огромна. Даже та ничтожная ее доля, которая попадает на Землю, оказывается очень большой. Энергия солнечных лучей, падающих на квадратный метр земной поверхности, может заставить работать двигатель мощностью около двух лошадиных сил, а вся Земля в целом получает от Солнца в десятки тысяч раз больше энергии, чем могли бы выработать все электростанции мира, если бы они работали на полную мощность.
1. Внутреннее строение Солнца
Наше Солнце - это огромный светящийся газовый шар, внутри которого протекают сложные процессы и в результате непрерывно выделяется энергия. Масса солнца равна 1,99 х 1030кг [1, 71]
Внутренний объём Солнца можно разделить на несколько областей; вещество в них отличается по своим свойствам, и энергия распространяется посредством разных физических механизмов.
В центральной части Солнца находится источник его энергии, или, говоря образным языком, та «печка», которая нагревает его и не даёт ему остыть. Эта область называется ядром. Под тяжестью внешних слоев вещество внутри Солнца сжато, причём чем глубже, тем сильнее. Плотность его увеличивается к центру вместе с ростом давления и температуры. В ядре, где температура достигает 15 млн. Кельвинов, происходит выделение энергии.
Эта энергия выделяется в результате слияния атомов лёгких химических элементов в атомы более тяжёлых. В недрах Солнца из четырёх атомов водорода образуется один атом гелия. Именно эту страшную энергию люди научились освобождать при взрыве водородной бомбы. Есть надежда, что в недалёком будущем человек сможет научиться использовать её и в мирных целях.
Ядро имеет радиус не более четверти общего радиуса Солнца. Однако в его объёме сосредоточена половина солнечной массы и выделяется практически вся энергия, которая поддерживает свечение Солнца.
Но энергия горячего ядра должна как-то выходить наружу, к поверхности Солнца. Существуют различные способы передачи энергии в зависимости от физических условий среды, а именно: лучистый перенос, конвекция и теплопроводность. Теплопроводность не играет большой роли в энергетических процессах на Солнце и звёздах, тогда как лучистый и конвективный переносы очень важны [3, 19; 8, 491-494].
Сразу вокруг ядра начинается зона лучистой передачи энергии, где она распространяется через поглощение и излучение веществом порций света - квантов.
Плотность, температура и давление уменьшаются по мере удаления от ядра, и в этом же направлении идёт поток энергии. В целом процесс этот крайне медленный. Чтобы квантам добраться от центра Солнца до фотосферы, необходимы многие тысячи лет: ведь, переизлучаясь, кванты всё время меняют направление, почти столь же часто двигаясь назад, как и вперёд. Но когда они в конце концов выберутся наружу, это будут уже совсем другие кванты. Что же с ними произошло?
В центре Солнца рождаются гамма-кванты. Их энергия в миллионы раз больше, чем энергия квантов видимого света, а длина волны очень мала. По дороге кванты претерпевают удивительные превращения. Отдельный квант сначала поглощается каким-нибудь атомом, но тут же снова переизлучается; чаще всего при этом возникает не один прежний квант, а два или даже несколько. По закону сохранения энергии их общая энергия сохраняется, а потому энергия каждого из них уменьшается. Так возникают кванты всё меньших и меньших энергий. Мощные гамма-кванты как бы дробятся на менее энергичные кванты - сначала рентгеновских, потом ультрафиолетовых и наконец видимых и инфракрасных лучей. В итоге наибольшее количество энергии Солнце излучает в видимом свете, и не случайно наши глаза чувствительны именно к нему.
Кванту требуется очень много времени, чтобы просочиться через плотное солнечное вещество наружу. Так что если бы «печка» внутри Солнца вдруг погасла, то мы узнали бы об этом только миллионы лет спустя.
На своём пути через внутренние солнечные слои поток энергии встречает такую область, где непрозрачность газа сильно возрастает. Это конвективная зона Солнца. Здесь энергия передаётся уже не излучением, а конвекцией.
Что такое конвекция? Когда жидкость кипит, она перемешивается. Так же может вести себя и газ. В жаркий день, когда земля нагрета лучами Солнца, на фоне удалённых предметов хорошо заметны поднимающиеся струйки горячего воздуха. Их легко наблюдать и над пламенем газовой горелки, и над раскалённой конфоркой плиты. То же самое происходит и на Солнце в области конвекции. Огромные потоки горячего газа поднимаются вверх, где отдают своё тепло окружающей среде, а охлаждённый солнечный газ опускается вниз. Похоже, что солнечное вещество кипит и перемешивается, как вязкая рисовая каша на огне.
Конвективная зона начинается примерно на расстоянии 0,7 радиуса от центра и простирается практически до самой видимой поверхности Солнца (фотосферы), где перенос основного потока энергии вновь становится лучистым. Однако по инерции сюда всё же проникают горячие потоки из более глубоких, конвективных слоев. Хорошо известная наблюдателям картина грануляции на поверхности Солнца является видимым проявлением конвекции [7, 18-35].
2. Планета Земля и ее внутреннее строение
Земля как одна из планет Солнечной системы на первый взгляд ничем не примечательна. Это не самая большая, но и не самая малая из планет. Она не ближе других к Солнцу, но и не обитает на периферии планетной системы. И все же Земля обладает одной уникальной особенностью – на ней есть жизнь.
Появление жизни, живого вещества – биосферы – на нашей планете явилось следствием ее эволюции. В свою очередь биосфера оказала значительное влияние на весь дальнейший ход природных процессов.
Диаметр Земли составляет 12756 км, масса ее равна 5,98 х 1024кг. Недра Земли состоят из трех основных частей: коры, оболочки (мантии) и ядра [5, 5-14].
Кора отделяется от оболочки отчётливой границей, на которой скачкообразно возрастают скорости сейсмических волн, что вызвано резким повышением плотности вещества. Эта граница носит название раздел Мохоровичича (иначе - поверхность Мохо или раздел М) по фамилии сербского сейсмолога, открывшего её в 1909 г.
Толщина коры непостоянна, она изменяется от нескольких километров в океанических областях до нескольких десятков километров в горных районах материков. В самых грубых моделях Земли кору представляют в виде однородного слоя толщиной порядка 35 км. Ниже, до глубины примерно 2900 км, расположена мантия. Она, как и земная кора, имеет сложное строение.
Ещё в XIX столетии стало ясно, что у Земли должно быть плотное ядро. Действительно, плотность наружных пород земной коры составляет около 2800 кг/м3 для гранитов и примерно 3000 кг/м3 для базальтов, а средняя плотность нашей планеты - 5500 кг/м3. В то же время существуют железные метеориты со средней плотностью 7850 кг/м3 и возможна ещё более значительная концентрация железа. Это послужило основанием для гипотезы о железном ядре Земли. А в начале XX в. были получены первые сейсмологические свидетельства его существования.
Граница между ядром и мантией наиболее отчётливая. Она сильно отражает продольные (Р) и поперечные (S) сейсмические волны и преломляет Р-волны. Ниже этой границы скорость Р-волн резко падает, а плотность вещества возрастает: от 5600 кг/м3 до 10 000 кг/м3. S-волны ядро вообще не пропускает. Это означает, что вещество там находится в жидком состоянии.
Есть и другие свидетельства в пользу гипотезы о жидком железном ядре планеты. Так, открытое в 1905 г. изменение магнитного поля Земли в пространстве и по интенсивности привело к заключению, что оно зарождается в глубинах планеты. Там сравнительно быстрые движения могут происходить, не вызывая катастрофических последствий. Наиболее вероятный источник такого поля - жидкое железное (т. е. проводящее токи) ядро, где возникают движения, действующие по механизму самовозбуждающегося динамо. В нём должны существовать токовые петли, грубо напоминающие витки провода в электромагните, которые и генерируют различные составляющие геомагнитного поля [8, 521-528].
В 30-е гг. сейсмологи установили, что у Земли есть и внутреннее, твёрдое ядро. Современное значение глубины границы между внутренним и внешним ядрами примерно 5150 км, переходная зона довольно тонкая - около 5 км.
Граница наружной зоны Земли - литосферы - расположена на глубине порядка 70 км. Литосфера включает в себя как земную кору, так и часть верхней мантии. Этот жёсткий слой объединяется в единое целое его механическими свойствами. Литосфера расколота примерно на десять больших плит, на границах которых случается подавляющее число землетрясений.
Под литосферой на глубинах от 70 до 250 км существует слой повышенной текучести - так называемая астеносфера Земли. Жёсткие лито-сферные плиты плавают в «астеносферном океане».
В астеносфере температура мантийного вещества приближается к температуре его плавления. Чем глубже, тем выше давление и температура. В ядре Земли давление превышает 3600 кбар, а температура - 6000 0С [4, 45-66; 8, 523] .
3. Солнце и его влияние на Землю
Солнце освещает и согревает нашу планету, без этого была бы невозможна жизнь на ней не только человека, но и даже микроорганизмов. Солнце – главный (хотя и не единственный) двигатель происходящих на Земле процессов. Но не только тепло и свет получает Земля от Солнца. Различные виды солнечного излучения и потоки частиц оказывают постоянное влияние на ее жизнь [2, 8-12].
Солнце посылает на Землю электромагнитные волны всех областей спектра – от многокилометровых радиоволн до гамма-лучей. Окрестностей Земли достигают также заряженные частицы разных энергий - как высоких (солнечные космические лучи), так и низких и средних (потоки солнечного ветра, выбросы от вспышек). Наконец, Солнце испускает мощный поток элементарных частиц - нейтрино. Однако воздействие последних на земные процессы пренебрежимо мало: для этих частиц земной шар прозрачен, и они свободно сквозь него пролетают.
Только очень малая часть заряженных частиц из межпланетного пространства попадает в атмосферу Земли (остальные отклоняет или задерживает геомагнитное поле). Но их энергии достаточно для того, чтобы вызвать полярные сияния и возмущения магнитного поля нашей планеты.
Электромагнитое излучение подвергается строгому отбору в земной ат-мосфере. Она прозрачна только для видимого света и ближних ультрафиолетового и инфракрасного излучений, а также для радиоволн в сравнительно узком диапазоне (от сантиметровых до метровых). Всё остальное излучение либо отражается, либо поглощается атмосферой, нагревая и ионизуя её верхние слои.
Поглощение рентгеновских и жёстких ультрафиолетовых лучей начинается на высотах 300-350 км; на этих же высотах отражаются наиболее длинные радиоволны, приходящие из космоса. При сильных всплесках солнечного рентгеновского излучения от хромосферных вспышек рентгеновские кванты проникают до высот 80-100 км от поверхности Земли, ионизуют атмосферу и вызывают нарушение связи на коротких волнах.
Мягкое (длинноволновое) ультрафиолетовое излучение способно проникать ещё глубже, оно поглощается на высоте 30-35 км. Здесь ультрафиолетовые кванты разбивают на атомы (диссоциируют) молекулы кислорода (О2) с последующим образованием озона (О3). Тем самым создаётся не прозрачный для ультрафиолета «озонный экран», предохраняющий жизнь на Земле от гибельных лучей. Не поглотившаяся часть наиболее длинноволнового ультрафиолетового излучения доходит до земной поверхности. Именно эти лучи вызывают у людей загар и даже ожоги кожи при длительном пребывании на солнце.
Излучение в видимом диапазоне поглощается слабо. Однако оно рассеивается атмосферой даже в отсутствие облаков, и часть его возвращается в межпланетное пространство. Облака, состоящие из капелек воды и твёрдых частиц, значительно усиливают отражение солнечного излучения. В результате до поверхности планеты доходит в среднем около половины падающего на границу земной атмосферы света [1, 71-96].
Количество солнечной энергии, приходящейся на поверхность площадью 1 м2, развёрнутую перпендикулярно солнечным лучам на границе земной атмосферы, называется солнечной постоянной. Измерять её с Земли очень трудно, и потому значения, найденные до начала космических исследований, были весьма приблизительными. Небольшие колебания (если они реально существовали) заведомо «тонули» в неточности измерений. Лишь выполнение специальной космической программы по определению солнечной постоянной позволило найти её надёжное значение. По последним данным, оно составляет 1370 Вт/м2 с точностью до 0,5%. Колебаний, превышающих 0,2%, за время измерений не выявлено.
На Земле излучение поглощается сушей и океаном. Нагретая земная поверхность в свою очередь излучает в длинноволновой инфракрасной области. Для такого излучения азот и кислород атмосферы прозрачны. Зато оно жадно поглощается водяным паром и углекислым газом. Благодаря этим малым составляющим воздушная оболочка удерживает тепло. В этом и заключается парниковый эффект атмосферы. Между приходом солнечной энергии на Землю и её потерями на планете в общем существует равновесие: сколько поступает, столько и расходуется. В противном случае температура земной поверхности вместе с атмосферой либо постоянно повышалась бы, либо падала [1, 71-96; 6, 81-99].
В конце 50-х гг. XX в. американский астрофизик Юджин Паркер пришёл к выводу, что, поскольку газ в солнечной короне имеет высокую температуру, которая сохраняется с удалением от Солнца, он должен непрерывно расширяться, заполняя Солнечную систему. Результаты, полученные с помощью советских и американских космических аппаратов, подтвердили правильность теории Паркера.
В межпланетном пространстве действительно мчится направленный от Солнца поток вещества, получивший название солнечный ветер. Он представляет собой продолжение расширяющейся солнечной короны; составляют его в основном ядра атомов водорода (протоны) и гелия (альфа-частицы), а также электроны. Частицы солнечного ветра летят со скоростями, составляющими несколько сот километров в секунду, удаляясь от Солнца на многие десятки астрономических единиц – туда, где межпланетная среда Солнечной системы переходит в разреженный межзвёздный газ. А вместе с ветром в межпланетное пространство переносятся солнечные магнитные поля.
Общее магнитное поле Солнца по форме линий магнитной индукции немного напоминает земное. Но силовые линии земного поля близ экватора замкнуты и не пропускают направленные к Земле заряженные частицы. Силовые линии солнечного поля, напротив, в экваториальной области разомкнуты и вытягиваются в межпланетное пространство, искривляясь подобно спиралям. Объясняется это тем, что силовые линии остаются связанными с Солнцем, которое вращается вокруг своей оси. Солнечный ветер вместе с «вмороженным» в него магнитным полем формирует газовые хвосты комет, направляя их в сторону от Солнца. Встречая на своем пути Землю, солнечный ветер сильно деформирует её магнитосферу, в результате чего наша планета обладает длинным магнитным «хвостом», также направленным от Солнца. Магнитное поле Земли чутко отзывается на обдувающие ее потоки солнечного вещества.
Помимо непрерывно «дующего» солнечного ветра наше светило служит источником энергичных заряженных частиц (в основном протонов, ядер атомов гелия и электронов) с энергией l06-109 электронвольт (эВ). Их называют солнечными космическими лучами. Расстояние от Солнца до Земли - 150 млн километров - наиболее энергичные из этих частиц покрывают всего за 10-15 мин. Основным источником солнечных космических лучей являются хромофорные вспышки.
По современным представлениям, вспышка - это внезапное выделение энергии, накопленной в магнитном поле активной зоны. На определенной высоте над поверхностью Солнца возникает область, где магнитное поле на небольшом протяжении резко меняется по величине и направлению. В какой-то момент силовые линии поля внезапно «пересоединяются», конфигурация его резко меняется, что сопровождается ускорением заряженных частиц до высокой энергии, нагревом вещества и появлением жёсткого электромагнитного излучения. При этом происходит выброс частиц высокой энергии в межпланетное пространство и наблюдается мощное излучение в радиодиапазоне.
Хотя «принцип действия» вспышки учёные, по-видимому, поняли правильно, детальной теории вспышек пока нет.
Вспышки - самые мощные взрывоподобные процессы, наблюдаемые на Солнце, точнее в его хромосфере. Они могут продолжаться всего несколько минут, но за это время выделяется энергия, которая иногда достигает 1025 Дж. Примерно такое же количество тепла приходит от Солнца на всю поверхность нашей планеты за целый год.
Потоки жёсткого рентгеновского излучения и солнечных космических лучей, рождающиеся при вспышках, оказывают сильное влияние на физические процессы в верхней атмосфере Земли и околоземном пространстве. Если не принять специальных мер, могут выйти из строя сложные космические приборы и солнечные батареи. Появляется даже серьёзная опасность облучения космонавтов, находящихся на орбите. Поэтому в разных странах проводятся работы по научному предсказанию солнечных вспышек на основании измерений солнечных магнитных полей.
Как и рентгеновское излучение, солнечные космические лучи не доходят до поверхности Земли, но могут ионизовать верхние слои её атмосферы, что сказывается на устойчивости радиосвязи между отдалёнными пунктами. Но действие частиц этим не ограничивается. Быстрые частицы вызывают сильные токи в земной атмосфере, приводят к возмущению магнитного поля нашей планеты и даже влияют на циркуляцию воздуха в атмосфере [8, 502-506].
Наиболее ярким и впечатляющих проявлением бомбардировки атмосферы солнечными частицами являются полярные сияния. Это свечение в верхних слоях атмосферы, имеющее либо размытые (диффузные формы, либо вид корон или занавесей (драпри), состоящих из многочисленных отдельных лучей. Сияние обычно бывают красного или зелёного цвета: именно так светятся основные составляющие атмосферы - кислород и азот - при облучении их энергичными частицами. Зрелище бесшумно возникающих красных и зелёных полос и лучей, беззвучная игра цветов, медленное или почти мгновенное угасание колеблющихся «занавесей» оставляют незабываемо; впечатление. Подобные явления лучше всего видны вдоль овала полярных сияний, расположенного между 10° и 20° широты от магнитных полюсов. В период максимумов солнечной активности в Северном полушарии овал смещается к югу, и сияния можно наблюдать в более низких широтах [6, 14-28].
Частота и интенсивность полярных сияний достаточно чётко следуют солнечному циклу: в максимуме солнечной активности редкий день обходится без сияний, а в минимуме они могут отсутствовать месяцами Наличие или отсутствие полярных сияний, таким образом, служит неплохим показателем активности Солнца. И это позволяет проследить солнечные циклы в прошлом, за пределами того исторического периода, когда проводились систематические наблюдения солнечных пятен.
4. Земные проявления солнечной активности
На заре цивилизации, когда человек впервые начал задумываться над вопросом взаимосвязи космоса и земной жизни, сложилось твёрдое убеждение, что всё происходящее на Земле управляется космическими силами. У разных народов существовали целые системы небесных «знамений», предвосхищавших те или иные важные события на Земле. Эти представления отразились в мифах, в религиозных и астрологических учениях.
Однако по мере накопления опыта, изобретения орудий труда, возникновения ремёсел, люди всё больше обособлялись от природы и уже по-иному смотрели на мир и на своё место в нём. Так складывались антропоцентрические воззрения, представление о том, что человек - высшая цель развития всего сущего. Этой идее полностью отвечало созданное в древности геоцентрическое учение, согласно которому центром Вселенной считалась Земля. Но всё же идея космизма, т. е. космической обусловленности земных событий, продолжала оставаться популярной.
Наука Нового времени значительно расширила знания человека о мире. Теперь концепция внешних влияний стала казаться многим учёным не только малопривлекательной, но даже лженаучной. Главной причиной такого резкого изменения мировоззрения были, однако, не сами новые знания, а их неполнота. Потребовался довольно длительный период накопления фактов, чтобы доказать: наша планета не изолирована от влияния космоса. И подтверждением тому является воздействие Солнца на всё живое на Земле.
Ещё в Средние века мореплаватели обратили внимание, что в определённые дни стрелка компаса вдруг начинает беспорядочно колебаться. Это продолжается несколько часов или даже суток, и компас делается непригодным для навигационных расчётов. Такие явления стали называть магнитными бурями. А в XVIII в. шотландский астроном и геофизик Иоганн Ламонт заметил, что интенсивность и частота магнитных бурь тем выше, чем больше на Солнце пятен. Так была открыта связь земных явлений с солнечной активностью.
Позднее, в 1801 г., английский астроном Уильям Гершель сообщил, что цены на хлеб (зависящие от урожайности) на протяжении целого столетия менялись в соответствии с максимумами циклов солнечной активности. Английский экономист Уильям Джевонс в 1878 г. писал о связи между промышленными кризисами и периодическим ходом солнцедеятельности. Бельгийский астроном Фернан Моро в 1904 г. показал, что солнечные пятна влияют не только на мировой урожай хлеба, но и на урожай винограда, сроки цветения сирени во Франции и прилёта ласточек. С другой стороны, в 1892 г. Уильям Томсон (барон Кельвин), один из крупнейших научных авторитетов той поры, выступил с категорическим отрицанием связи между магнитными бурями и солнечной активностью, основываясь только на умозрительных рассуждениях.
Таково было состояние вопроса о солнечно-биосферных связях, когда летом 1915г., наблюдая за пятнообразовательной деятельностью Солнца, 18-летний Александр Чижевский обнаружил следующий факт: некоторые периоды усиления пятнообразования совпадали с развёртыванием и обострением военных действий на многих фронтах Первой мировой войны. Это событие стало для замечательного русского учёного-энциклопедиста Александра Леонидовича Чижевского началом его многолетних систематических исследований солнечно-биосферных связей, заложивших основы новой науки - гелиобиологии.
Заинтересовавшись синхронностью процесса пятнообразования на Солнце и хода военных действий, Чижевский в течение нескольких месяцев наблюдал за своими знакомыми и пришёл к выводу, что у некоторых из них с ростом числа солнечных пятен повышалась нервная возбудимость. Результатом его дальнейших исследований в этом направлении стала работа «О соотношении между периодической деятельностью Солнца и преступностью».
Осенью 1915 г. Чижевский выступил в Московском археологическом институте с докладом «Периодическое влияние Солнца на биосферу Земли». Опираясь на сравнительно немногочисленные, однако охватывающие разные страны и материки факты и наблюдения, ученый высказал смелые предположения о влиянии солнечной активности на такие массовые феномены, как заболевания и смертность. Даже эти предварительные данные позволили Чижевского сформулировать основное положение своего учения: развитие органического мира не является процессов самостоятельным, замкнутым на самом себе, напротив, это результат действия земных и космических факторов, из которых вторые являются главнейшими. Иными словами, жизнь значительно в большей степени есть явление космическое, чем земное.
Чижевский показал, что значительные исторические события имеют хорошо выраженную тенденцию повторяться примерно через 100 лет, а внутри каждого столетия отчетливо вырисовываются ровно девять периодов максимальных напряжений человеческой деятельности. Таким образом, за минимальную естественную единицу отсчёта исторического времени был принят 11-летний период (историометрический цикл, по терминологии Чижевского), что совпадает со средней продолжительностью цикла солнечной активности. В годы максимумов Землю потрясали самые кровавые мятежи и революции, войны и крестовые походы, массовая резня и избиения иноверцев. В это время на историческую арену выступали народные и духовные вожди, реформаторы, полководцы и государственные деятели, такие, как Ганнибал. Спартак, Цезарь, Аттила, Мухаммед. Тимур, Жанна д'Арк, Лютер, Минин и Пожарский, Ришелье, Вашингтон, Суворов, Гарибальди, Ленин и многие другие. В периоды спокойного Солнца гораздо чаще отмечалась склонность людей к миролюбию, а их интересы и энергия направлялись в область духовной деятельности.
Острые споры вызывал в своё время вопрос о влиянии солнечной активности на частоту несчастных случаев и травматизма на транспорте и производстве. Оно было обнаружено ещё в 1928 г. Чижевским, а в 50-х гг. изучалось Р.Рейтером и К.Вернером в ФРГ. Проанализировав данные около 100 тыс. автокатастроф, немецкие учёные установили, что число несчастных случаев возрастает с увеличением солнечной активности, причём особенно на второй день после солнечной вспышки [8, 639-642].
Солнечная активность сказывается на поведении не только человека, но и других живых организмов. Так, известный энтомолог Н. С. Щербинский в 30-х гг. XX в. обратил внимание на то, что массовые перелёты саранчи повторяются с периодом в 11 лет. Американский зоолог Ч.Элтон, проанализировав данные о заготовках шкурок канадского зайца за 100 лет, обнаружил, что периоды всплеска численности этих животных приходятся, как правило, на минимумы солнечных циклов.
Взаимосвязь солнечных и земных явлений устанавливается обычно на основании либо одновременности их протекания, либо совпадения их ритмики. Этого, конечно, недостаточно для того, чтобы прогнозировать то или иное событие на Земле по степени активности Солнца. Только знание всех процессов, образующих сложную цепочку взаимосвязей в системе Солнце - Земля, поможет предсказать конкретное событие.
Александр Леонидович Чижевский внёс большой вклад в изучение влияния Солнца на возникновение эпидемических заболеваний. Результаты этих его исследований имеют особую ценность: ведь он работал с материалом тех эпох, когда медицина не умела ещё бороться ни с чумой, ни с холерой, ни с тифом. Стихийный характер возникновения и распространения эпидемий давал надежду выявить их взаимосвязь с солнечной активностью в «чистом виде». На обширном материале учёный показал, что самые сильные и смертоносные эпидемии всегда совпадали с максимумами солнечной активности. Такая же закономерность была обнаружена для заболеваний дифтерией, менингитом, полиомиелитом, дизентерией и скарлатиной.
А в начале 60-х гг. появились научные публикации о связи сердечнососудистых заболеваний с солнечной активностью. В них было показано, что наиболее подвержены солнечному воздействию люди, уже перенёсшие один инфаркт. При этом выяснилось, что их организм реагирует не на абсолютное значение уровня активности, а на скорость его изменения.
В ряду многообразных проявлений солнечной активности особое место занимают хромосферные вспышки. Эти мощные взрывные процессы существенно влияют на магнитосферу, атмосферу и биосферу Земли. Магнитное поле Земли начинает беспорядочно меняться, и это является причиной магнитных бурь [1, 158-199].
В 30-х гг. XX столетия в городе Ницце (Франция) случайно было замечено, что число инфарктов миокарда и инсультов у пожилых людей резко возрастало в те же самые дни, когда на местной телефонной станции наблюдались сильные нарушения связи вплоть до полного её прекращения. Как впоследствии выяснилось, нарушения телефонной связи были вызваны магнитными бурями.
Сведения о влиянии магнитного поля на организм человека имелись уже в глубокой древности. Лечебные свойства магнита описывали Аристотель (IV в. до н. э.) и Плиний Старший (I в. н. э.), немецкий врач Парацельс и английский естествоиспытатель Уильям Гилберт (XVI в.).
Сейчас установлено, что магнитное поле влияет прежде всего на регуляторные системы организма (нервную, эндокринную и кровеносную). Его воздействие затормаживает условные и безусловные рефлексы, меняет состав крови. Такая реакция на магнитное поле объясняется в первую очередь изменением свойств водных растворов в организме человека.
В 1934 г. английские учёные Джон Бернал и Ральф Фаулер высказали гипотезу, что вода иногда может проявлять свойства, присущие твёрдым кристаллам. Впоследствии эта гипотеза была экспериментально подтверждена, а в наше время жидкие кристаллы широко распространены в быту: они применяются в электронных часах, калькуляторах, пейджерах и других устройствах. В обычных условиях кристаллическая структура воды крайне неустойчива и слабо себя проявляет. Но если воду пропустить через постоянное магнитное поле, эта структура становится заметной, а сама вода приобретает ряд необычных свойств. Так, «намагниченная» вода даёт гораздо меньше накипи, изменяется её диэлектрическая проницаемость, она иначе поглощает свет, а прорастание семян и рост растений, обработанных такой водой, происходят гораздо быстрее.
В любом живом организме более 70% воды, которая составляет неотъемлемую часть клеток и тканей. Если предположить, что для «намагничивания» воды внутри организма достаточно даже относительно слабого магнитного поля Земли, то в периоды магнитных бурь следует ожидать резкого изменения процессов жизнедеятельности. Поскольку эти процессы протекают на клеточном уровне, магнитная буря будет вызывать изменения в поведении всего живого, начиная с человека и кончая микробом [1, 158-199; 8, 639-642]. Вот почему в годы активного Солнца могут происходить столь несхожие события, как Варфоломеевская ночь и опустошительные набеги саранчи.
Заключение
Земля движется вокруг Солнца и во время своего движения по орбите освещается его лучами. Энергия, которую поглощает освещенная Солнцем дневная сторона Земли, затем снова почти целиком излучается в космическое пространство. Благодаря равновесию между поглощаемым и испускаемым излучением температура поверхности земли такова, что на планете может существовать жизнь. За счет солнечной энергии, запасенной в растениях, существуют люди и животные.
Из года в год Солнце с огромной интенсивностью излучает свет и тепло – а значит и энергию – в космическое пространство.
Земля живет по существу во внешней короне Солнца и потому не только получает от него свет и тепло, но и подвергается переменным воздействиям со стороны гамма-, рентгеновского и ультрафиолетового излучения, а также солнечного ветра и космических лучей. Всё это сопровождается различными, порой даже катастрофическими, изменениями в магнитосфере, атмосфере, гидросфере, биосфере, а возможно, и в твёрдой оболочке Земли.
Время от времени в солнечной атмосфере появляются так называемые активные области, количество которых регулярно повторяется. Периодичность солнечной активности пока еще остается увлекательной загадкой Солнца. Только в последние годы удалось приблизиться к ее решению. По-видимому, причина солнечной активности связана со сложным взаимодействием между ионизованным веществом Солнца и его общим магнитным полем. Результаты этого взаимодействия – периодическое усиление магнитных полей.
Список литературы
1. Бялко А.В. Наша планета – Земля. – М.: Наука,1983.
2. Завельский Р.С. Время и его измерение. – М.: Наука,1987.
3. Киппенхан Р. 100 миллиардов солнц: Рождение, жизнь и смерть звезд. – М.: Мир,1990.
4. Климишин И.А. Астрономия наших дней. – М.: Наку,1980.
5. Михайлов А.А. Земля и ее вращение. – М.: Наука,1984.
6. Мухин Л.М. Планета и жизнь. – М.: Молодая Гвардия,1984.
7. Рябов Ю.А. Движение небесных тел. – М.: Наука,1988.
8. Энциклопедия для детей. Т.8. Астрономия/Под ред. М.Д.Аксеновой. – М.:Аванта+,2001.