Магнитное поле Земли и
его влияние на живые организмы
Выполнила ученица 9 класса
МКОУ «Лобановская ООШ»
Катайского района
Бокова Наталья
Руководитель: Боровинских И.А.
учитель физики
Введение………………………………………………………………….3
I. Магнитное поле Земли
1. Особенности магнитного поля Земли……………………………..4
2.Изменение магнитного поля Земли………………………………...6
1. Влияние магнитного поля на растения и животных…………………………………………………………………7
2. Магнетизм и человек…………………………………………………9
3. Исследование зависимости людей разных возрастных групп от влияния магнитных бурь……………………………………………....11
Заключение……………………………………………………………….13
Литература………………………………………………………………..14
Введение
На протяжении миллиардов лет естественное магнитное поле земли, являясь первичным периодическим экологическим фактором, постоянно воздействовало на состояние экосистем. В ходе эволюционного развития структурно-функциональная организация экосистем адаптировалась к естественному фону. Некоторые отклонения наблюдаются лишь в периоды солнечной активности, когда под влиянием мощного корпускулярного потока магнитное поле земли испытывает кратковременные резкие изменения своих основных характеристик. Этот явление, получившее название магнитных бурь, неблагоприятно отражается на состоянии всех экосистем, включая и организм человека.
Таким образом, цель данного проекта познакомить с магнитным полем Земли и его влиянием на живые организмы.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
1. Изучить литературу по данной теме;
2. Познакомить с особенностями магнитного поля Земли;
3. Изучить влияние магнитного поля на организм;
5. Протестировать учащихся;
6. Создать диаграммы;
7. Приготовить презентацию, тезисы и сделать вывод.
Для реализации данных задач, использую следующие методы:
изучение литературы;
анализ;
сравнение;
обобщение;
тестирование учащихся;
создание диаграмм
1. Особенности магнитного поля Земли
Удивительная способность магнита притягивать железо была известна еще в глубокой древности. Свойство магнита указывать юг и север было открыто позже. О способности намагниченных предметов располагаться в определённом направлении было известно ещё китайцам несколько тысячелетий назад. Впервые предположение о наличии магнитного поля Земли, которое и вызывает такое поведение намагниченных предметов, высказал английский врач и натурфилософ Уильям Гильберт (англ. William Gilbert) в 1600 году в своей книге «De Magnete». Наблюдения английского астронома Генри Геллибранда (англ. Henry Gellibrand) показали, что геомагнитное поле не постоянно, а медленно изменяется. У Хосе де Акосты (одного из Основателей Геофизики, по словам Гумбольта) в Истории (1590) впервые появилась теория о четырёх линиях без магнитного склонения (он описал использование компаса, угол отклонения, различия между Магнитным и Северным полюсом; хотя отклонения были известны еще в XV веке, он описал колебание отклонений от одной точки до другой; он идентифицировал места с нулевым отклонением: например, на Азорских островах). Карл Гаусс (нем. Carl Friedrich Gauß) выдвинул теорию о происхождении магнитного поля Земли и в 1839 году доказал, что основная его часть выходит из Земли, а причину небольших, коротких отклонений его значений необходимо искать во внешней среде.
В 1600 году английский ученый Уильям Гильберт в своей книге «О магните, магнитных телах и большом магните - Земле». Представил Землю, как гигантский постоянный магнит, ось которого не совпадает с осью вращения Земли (угол между этими осями называют магнитным склонением).
Гильберт подтвердил свое предположение на опыте: он выточил из естественного магнита большой шар и, приближая к поверхности шара магнитную стрелку, показал, что она всегда устанавливается так же, как стрелка компаса на 3емле. Графически магнитное поле Земли похоже на магнитное поле постоянного магнита.
В 1702 году Э. Галлей создает первые магнитные карты Земли.
Магнитное поле - вид материи, которая существует вокруг движущихся электрически -заряженных частиц вещества и осуществляет их взаимодейст-вие. Оно создается движущимися электрическими зарядами или пере-менным электрическим полем.
Постоянное МП создается постоянным электрическим током или веществами, которые обладают свойствами постоянных магнитов.
Магнитные свойства проявляются во всем, что окружает человека, однако в большинстве тел - очень незначительно. Сильные магнитные свойства имеют минералы, принадлежащих к окислов железа и титана (магнетит, гематит, титаномагнетита, титаногематит) и имеют особую атомно-кристаллическую структуру. Химические элементы с выраженными магнитными свойствами называются ферромагнетик. К ним относятся железо, никель, кобальт и их сплавы, используемые для изготовления постоянных магнитов.
Основная причина наличия магнитного поля Земли в том, что ядро Земли состоит из раскаленного железа (хорошего проводника электрических токов, возникающих внутри Земли). Магнитное поле Земли образует магнитосферу, простирающуюся на 70-80 тыс. км в направление Солнца. Она экранирует поверхность Земли, защищает от вредного влияния заряженных частиц, высоких энергий и космических лучей, определяет характер погоды. Магнитное поле Солнца в 100 больше, чем земное.
Еще в 1635 году Геллибранд устанавливает, что магнитное поле Земли меняется. Позднее было установлено, что существуют постоян-ные и кратковременные изменения магнитного поля Земли.
Изменение магнитного поля Земли
Причиной постоянных изменений является наличие залежей полезных ископаемых.
На Земле имеются такие территории, где ее собственное магнитное поле сильно искажается залеганием железных руд. Например, Курская магнитная аномалия, расположенная в Курской области .
Причина кратковременных изменений магнитного поля Земли - действие "солнечного ветра", т.е. действие потока заряженных частиц, выбрасываемых Солнцем. Магнитное поле этого потока взаимодействует с магнитным полем Земли, возникают "магнитные бури".
На частоту и силу магнитных бурь влияет солнечная активность.
В годы максимума солнечной активности (один раз в каждые 11,5 лет) возникают такие магнитные бури, что нарушается радиосвязь, а стрелки компасов начинают непредсказуемо "плясать".
Результатом взаимодействия заряженных частиц "солнечного ветра" с атмосферой Земли в северных широтах является такое явление, как "полярное сияние".
II. Влияние магнитного поля на живые организмы
1. Влияние магнитного поля на растения и животных
Как магнитное поле действует на живые организмы? Очевидно, восприимчивость к полю Земли продемонстрировали, например, термиты. Исследователи отмечают, что термитнике насекомые располагаются поперек магнитных силовых линий. Попробовали экранизировать термитник от магнитного поля, насекомые тут же потеряли свою способность ориентироваться в пространстве, «расселились» как попало. Мощный магнит снова наводит «порядок». Американский биолог Браун показал, что в земном поле ориентируются моллюски, черви и даже водоросли. Немецкий энтомолог Беккер наблюдал, что жуки, пчелы, и другие насекомые предпочитают при полете направление север – юг или запад – восток. Магниточувствительными оказались и птицы и животные. Замечено, что магнитные силы затормаживают условные и безусловные рефлексы. Каким образом живые существа воспринимают невидимое напряжение? Экспериментируя с разными животными, ученые выяснили: магнитные силы воспринимаются непосредственно мозгом. Лишь после повреждения гипоталамуса условный рефлекс на поле резко нарушается. Итак, в первые моменты магнитного поля влияет, прежде всего, на функции центральной нервной системы, но позже его действие сказывается и на работе других органов, клетки которых также отличаются высоким уровнем обмена веществ. На голову ящерицы действовали постоянным магнитом, и она приходила в состояние, подобное тому, что возникает при общем наркозе. В «Вестнике сельскохозяйственной науки» (1974год) авторы статьи сообщают, что под действием магнитного поля низкой частоты у коров заметно улучшается жировой состав молока. Постоянное поле магнита лечит и предупреждает маститы. Поле улучшает также картину крови. Даже соотношение полов в приплоде возможно связано с ориентацией животных в магнитном поле Земли . Не остаются «безучастными» к магнитным влияниям растения. Исследователи А. Крылов и Г. Тараканова проводили эксперименты с семенами кукурузы и пшеницы. Они их смачивали и укладывали проростками вдоль линий геомагнитного поля. Семена, ориентированные к югу, взошли раньше, корни и стебли росли быстрее. Пшеница, посеянная рядками на запад-восток, дает лучший урожай, чем тот же сорт на той же земле, посажанный по меридиану. Словом, и растительный и животный мир не безразличен к воздействию магнитных сил. Мыши при длительном пребывании в «немагнитной среде» быстрее умирают, не дают потомства. Магнитное поле Земли служит многим живым организмам для ориентации в пространстве. Некоторые морские бактерии располагаются в придонном иле под определенным углом к силовым линиям магнитного поля Земли, что объясняется наличием в них маленьких ферромагнитных частиц.
Мухи и другие насекомые "садятся" предпочтительно в направлении поперек или вдоль магнитных линий магнитного поля Земли. Например, термиты располагаются на отдых так, что оказываются головами в одном направлении: в одних группах - параллельно, в других - перпендикулярно
линиям магнитного поля.
Ориентиром для перелетных птиц также служит магнитное поле Земли. Недавно ученые узнали, что у птиц в области глаз располагается маленький магнитный "компас" - крохотное тканевое поле, в котором расположены кристаллы магнетита, обладающие способностью намагничиваться в магнитном поле. Словом, и растительный и животный мир не безразличен к воздействию магнитных сил. Интересно отметить, что не только человек использует силу земного магнетизма (например, для навигации). Есть некоторые основания считать, что птицы, удивляющие нас способностью при своих перелетах находить места, в которых они когда-то родились и жили, также используют эти силы. Не так давно были проведены интересные опыты с почтовыми голубями, которые, как известно, отличаются способностью определять свое постоянное местонахождение. Пять голубей были увезены далеко от города, в котором они находились . Выпущенные на волю, птицы безошибочно возвратились обратно. Затем каждому голубю под крылья привязались вый маленький магнит и повторили опыт. Оказалось, что только один голубь из пяти возвратился домой, и то после долгого блуждания в пути. Итак, на нашей планете под действием магнитных сил Земли стрелка компаса устанавливается в определенном направлении. Но случается, что стрелка компаса вдруг начинает волноваться, резко и внезапно вздрагивать, метаться из стороны в сторону. Такие явления ученые называют магнитными бурями. Магнитное поле Земли предстоит еще хорошо изучить, что бы до конца выяснить его влияние на природу.
2. Магнетизм и человек
Время от времени на Солнце происходят мощные взрывы, вследствие которых в межпланетное пространство выбрасывается поток заряженных частиц. Когда он через один - два дня достигает магнитной оболочки нашей планеты, то, взаимодействуя с ней, вызывает ее возмущение. Магнитное поле Земли начинает сжиматься, колебаться – так происходит явление, получившее название «магнитная буря».
Молодой и здоровый человек любую бурю переживет спокойно и даже не заметит ее, а пожилой и больной – не всегда. По статистике МОЗ, в дни, когда случается магнитная буря, количество инфарктов увеличивается в три с половиной раза , инсультов – в два раза, приступов стенокардии – в полтора.
Магнитная буря бьет по самым уязвимым местам. У одних обостряются хронические заболевания, у других болит сердце, у третьих начинается мигрень, четвертые впадают в депрессию . Особенно плохо переносят магнитную бурю сердечники, люди с избыточным весом и расстройствами вегето-сосудистой системы.
В настоящее время достоверно установлено, что во время магнитных бурь высока степень риска для лиц, подверженных сердечно-сосудистым заболеваниям. В период магнитных бурь у людей, страдающих гипертонией, высока вероятность развития криза. В отношении больных гипертонической болезнью отмечен неблагоприятный биотропный эффект окончания бури. Имеется точка зрения (Агулова Л.П., 1996), согласно которой гипертонический криз – это резонанс . Он возникает при сочетании высокой межфункциональной синхронизации и низкого адаптационного резерва. Гипертонические кризы возникают в экстремальных точках высокосинхронизированных биологических ритмов, чаще – в максимуме. В этих точках организм обладает наименьшей устойчивостью. Возникновение гипертонических кризов (резонанс) может быть спровоцировано как внутренними, так и внешними причинами. Среди внешних причин значимое место принадлежит геофизическим и космическим факторам. Гипертонические кризы возникают преимущественно у пациентов с правополушарным профилем асимметрии головного мозга. Активность правого полушарий тесно связана с состоянием диэнцефальных структур , которым отводится ведущая роль в механизме компенсаторно-приспособительных реакций.
Отмечено, что у больных ишемической болезнью сердца стенокардические приступы наблюдаются в 2 раза чаще в магнитовозмущенные дни, чем в дни с малой магнитной активностью.
Кроме того, в эти же периоды возрастает риск развития инфарктов миокарда, а течение болезни происходит гораздо тяжелее, чем у пациентов, у которых инфаркт миокарда развился в относительно спокойной геофизической обстановке. Возрастание количества инфаркта миокарда во время магнитных бурь по мнению Бреус Т.К. (1992) является следствием нарушения биологических ритмов. Известно также, что при неблагоприятных гелиогеофизических условиях летальность от инфаркта миокарда в 2 раза выше, чем в спокойные дни. Обнаружено также, что максимальное количество скоропостижных смертей от инфаркта миокарда приходится на вторые сутки после геомагнитных возмущений.
3. Исследование зависимости людей разных возрастных групп от влияния магнитных бурь.
После изучения этого материала у меня появилось желание самой пронаблюдать, как влияют магнитные явления на самочувствие людей. Я проследила эту закономерность на примере разновозрастных групп людей. 1 группа: 10-20 лет, 2 группа: 20-40 лет, 3 групп: 40-65 лет. Перед собой поставила цель: установить степень воздействия магнитных бурь на нашу работоспособность и самочувствие и рассчитать процент зависимых от числа опрошенных. Отслеживание мы проводили в течение 2 месяцев.
Всего было опрошено 18 человек. Из первой группы-10 человек. Из второй группы 3 человека, из третьей группы-4 человека. На вопрос: Влияет ли на ваше самочувствие магнитные бури, были получены следующие ответы:
Результаты вывела в виде диаграммы.
Самочувствие иногда ухудшалось в день предшествующий сложному или в последующий. Основные жалобы, которые высказывали на здоровье, были: головная боль, слабость, перепады артериального давления. Большая зависимость людей 2 и 3 группы объясняется возрастными изменениями, ослаблением защитной функции организма. Кроме того, были выявлены люди, обладающие магнитной защитой.
Таким образом, я проверила, что влияние геомагнитных возмущений на организм человека существует, но оно сугубо индивидуально. У одних магнитные бури вызывают заметную ответную реакцию, у других же есть от природы хорошая защита от магнитных атак. В результате эксперимента все участники узнали о своей зависимости или не зависимости от влияния магнитных бурь. Для зависимых мы, провели консультацию о том, как помочь себе в сложные геомагнитные дни. Порекомендовали не подвергаться большим физическим нагрузкам, принимать заранее соответствующие медикаменты.
Заключение
По окончании работы я с уверенностью могу сказать, что справилась с поставленной целью . Довольно подробно рассмотрела, как магнитные силы влияют на живые организмы, человека. В результате ее завершения я поняла, что магнетизм – это наука будущего, многочисленные тайны хранит она в себе. Решить их – значит научиться жить в гармонии с природой, с Землей, с Вселенной. Я надеюсь, что приобретенные знания пригодятся мне в дальнейшей жизни . В любом случае работа над этим проектом была увлекательной и познавательной. Ведь, по словам Альберта Эйнштейна: «Радость видеть и понимать – есть самый прекрасный дар природы!»
Литература
1.Большая советская энциклопедия.
2. Короновский Н. В. Магнитное поле геологического прошлого Земли. Соросовский образовательный журнал, N5, 1996, стр.56-63
3. Кошкин Н.И., Ширкевич М.Г. Справочник по элементарной физике. - М.: Наука, 1976.
4. Сивухин Д. В. Общий курс физики. - Изд. 4-е, стереотипное. - М.: ФИЗМАТЛИТ; Изд-во МФТИ, 2004. - Т. III. Электричество. - 656 с. - ISBN 5-9221-0227-3 ; ISBN 5-89155-086-5 .
5.Физика. Перевод с английского под редакцией профессора Китайгородского. Москва. Наука 1975 г.
6. «Физический фейерверк» Дж. Уокера. Перевод с английского под редакцией кандидата физико-математических наук И. Ш. Слободецкого.
7. http://www.ionization.ru/issue/iss77.htm
8. http://sgpi.ru/wiki/index.php
1. Введение.
2. Основная часть.
а) Земля – большой магнит.
б) История исследований.
в) Смещение магнитных полюсов Земли.
г) Строение магнитного поля Земли.
д) Параметры поля.
Е) Плазмосфера.
ж) Магнитные бури.
З) Влияние магнетизма Земли на человека.
3. Заключение.
4. Литература.
Введение
Вы берёте в руки компас, оттягиваете на себя рычажок, чтобы магнитная стрелка опустилась на остриё иголки. Когда стрелка успокоится, попробуйте расположить её в ином направлении. У вас ничего не получиться. Сколько бы вы ни отклоняли стрелку от её первоначального положения, она, после того как успокоиться всегда одними концом будет показывать на север, другим - на юг. Какая же сила заставляет стрелку компаса упрямо возвращаться в первоначальное положение? Каждый задает себе подобный вопрос, глядя на слегка колеблющуюся, будто живую, магнитную стрелку.
Земля – большой магнит.
Удивительная способность магнита притягивать железо была известна еще в глубокой древности. Свойство магнита указывать юг и север было открыто позже. Еще Колумб, когда плыл в Америку, обнаружил, что географический меридиан не совпадает с магнитным, вдоль которого устанавливается стрелка компаса. Угол между этими двумя направлениями называется магнитным склонением. Каждое место на Земле имеет свой угол склонения, и штурман корабля или самолета должен иметь точную карту магнитных склонений. Такая карта составляется по показаниям компаса. Известно, например, что в районе Москвы угол склонения равен 7° к востоку, а в Якутске - около 17° к западу. Это значит, что северный конец стрелки компаса в Москве отклоняется на 7° вправо от географического меридиана, проходящего через Москву, а в Якутске - на 17° влево от соответствующего меридиана. Магнитная ось Земли наклонена к географической примерно под углом в 11°,5, поэтому географические полюсы также не совпадают с магнитными. Магнитную стрелку можно заставить колебаться и не на острие, как это делается в компасе. Ее можно закрепить на горизонтальной оси, тогда она будет качаться в вертикальной плоскости. Такую стрелку называют стрелкой наклонения. Действительно, она показывает, под каким углом к горизонту действует на нее в данном месте магнитная сила Земли, т. е. каково магнитное наклонение. На Северном и Южном магнитных полюсах острие стрелки направлено прямо вниз: магнитное наклонение здесь наибольшее- оно равно 90°. Углы магнитного наклонения хорошо изучены на всей Земле. Если обнаруживаются резкие изменения углов наклонения, то это указывает, что в данном месте под поверхностью Земли скрыты намагниченные горные породы или железные руды. Земля представляет собой большой магнит, от полюсов которого расходятся силовые линии магнитного поля. Стрелки компаса на поверхности Земли ориентируются по направлению к магнитным полюсам.Внутри Земли как бы действует турбогенератор. Так считал американский физик Эльзассер.
Роль турбины в нем играют тепловые потоки: они поднимают из недр ядра во все стороны большие массы расплавленного металла, обладающего свойством жидкости. Кориолисова сила «закручивает» их вокруг земной оси, образуя, таким образом, гигантские витки внутри «земной динамо-машины». В этих замкнутых потоках горячего металла, как и в витках проволоки на якоре обычной динамо-машины, должен был когда-то давно возникнуть индукционный ток. Он постепенно подмагничивал земное ядро. Первоначальное очень слабое магнитное поле усиливалось до тех пор, пока с течением времени не дошло до своего предельного значения. Этот предел был достигнут в далеком прошлом. И хотя земной турбогенератор продолжает свою работу, кинетическая энергия бурных потоков жидкого металла тратится теперь не на подмагничивание земного ядра, а целиком превращается в теплоту. Что касается слабого начального магнитного поля, без которого земной турбогенератор не смог бы начать работать, то его происхождение обосновать нетрудно. Для этого достаточно вспомнить попытку объяснить магнетизм Земли ее суточным вращением. Она была признана неудачной только потому, что давала земному шару ничтожно малое намагничивание. Но в природном «турбогенераторе» начальное поле может быть как угодно малым, ведь со временем оно увеличится до необходимых размеров. Еще не все трудности новой теории преодолены. Не удается, например, подсчитать величину индукционного тока в земном ядре, Не выяснено пока, до какого предела должно усиливаться магнитное поле в ядре. Мало известны еще законы движения хорошо проводящего электрический ток металла в магнитном поле земного ядра. Ученым еще не удалось полностью разгадать истинную причину магнетизма Земли и других небесных тел. Но можно с уверенностью сказать, что сейчас наука близко подошла к решению этой трудной задачи.
История исследований.
О способности намагниченных предметов располагаться в определённом направлении было известно ещё китайцам несколько тысячелетий назад. Впервые предположение о наличии магнитного поля Земли, которое и вызывает такое поведение намагниченных предметов, высказал английский врач и натурфилософ Уильям Гильберт (англ. William Gilbert) в 1600 году в своей книге «De Magnete». Наблюдения английского астронома Генри Геллибранда (англ. Henry Gellibrand) показали, что геомагнитное поле не постоянно, а медленно изменяется. У Хосе де Акосты (одного из Основателей Геофизики, по словам Гумбольта) в его Истории (1590) впервые появилась теория о четырёх линиях без магнитного склонения (он описал использование компаса, угол отклонения, различия между Магнитным и Северным полюсом; хотя отклонения были известны еще в XV веке, он описал колебание отклонений от одной точки до другой; он идентифицировал места с нулевым отклонением: например, на Азорских островах). Карл Гаусс (нем. Carl Friedrich Gauß) выдвинул теорию о происхождении магнитного поля Земли и в 1839 году доказал, что основная его часть выходит из Земли, а причину небольших, коротких отклонений его значений необходимо искать во внешней среде. Смещение магнитных полюсов Земли. Смещение магнитных полюсов регистрируется с 1885 г. За последние 100 лет магнитный полюс в южном полушарии переместился почти на 900 км и вышел в Индийский океан. Новейшие данные по состоянию арктического магнитного полюса (движущегося по направлению к Восточно-Сибирской мировой магнитной аномалии через Ледовитый океан) показали, что с 1973 по 1984 г. его пробег составил 120 км, с 1984 по 1994 г. - более 150 км. Хотя эти данные расчетные, они подтверждены замерами северного магнитного полюса. По данным на начало 2007-го года скорость дрейфа северного магнитного полюса увеличилась с 10 км/год в 70-х годах, до 60 км/год в 2004-м году. Напряжённость земного магнитного поля падает, причём неравномерно. За последние 22 года она уменьшилась в среднем на 1.7%, а в некоторых регионах - например, в южной части Атлантического океана, - на 10 процентов. Кое-где напряжённость магнитного поля, вопреки общей тенденции, даже возросла. Ускорение движения полюсов (в среднем на 3 км/год) и движение их по коридорам инверсии магнитных полюсов (более 400 палеоинверсий позволили выявить эти коридоры) позволяет предположить, что в данном перемещении полюсов следует усматривать не экскурс, а очередную переполюсовку магнитного поля Земли. Это подтверждается и текущим возрастанием угла раствора каспов (полярных щелей в магнитосфере на севере и юге), который к середине 90-ых годов достиг 45°. В расширившиеся щели устремился радиационный материал солнечного ветра, межпланетного пространства и космических лучей, вследствие чего в полярные области поступает большее количество вещества и энергии, что может привести к дополнительному разогреву полярных шапок. В прошлом инверсии магнитных полюсов происходили многократно и жизнь сохранилась. Вопрос в том, какой ценой. Если, как утверждается в некоторых гипотезах, во время переполюсовки магнитосфера Земли на некоторое время исчезнет, то на Землю обрушится поток космических лучей, что представляет опасность для обитателей суши и тем большую, если исчезновение магнитосферы будет сопряжено с истощением озонового слоя. Обнадёживает тот факт, что во время переполюсовки магнитного поля Солнца, произошедшего в марте 2001 года полного исчезновения солнечной магнитосферы зафиксировано не было. Переполюсовка магнитного поля Солнца происходит с периодом 22 года.
Строение магнитного поля Земли.
На небольшом удалении от поверхности Земли, порядка трёх её радиусов, магнитные силовые линии имеют диполеподобное расположение. Эта область называется плазмосферой Земли.
По мере удаления от поверхности Земли усиливается воздействие солнечного ветра: со стороны Солнца геомагнитное поле сжимается, а с противоположной, ночной стороны, оно вытягивается в длинный хвост.
Параметры поля.
Точки Земли, в которых напряжённость магнитного поля имеет вертикальное направление, называют магнитными полюсами. Таких точек на Земле две: северный магнитный полюс и южный магнитный полюс. Прямая, проходящая через магнитные полюсы, называется магнитной осью Земли. Окружность большого круга в плоскости, которая перпендикулярна к магнитной оси, называется магнитным экватором. Напряжённость магнитного поля в точках магнитного экватора имеет приблизительно горизонтальное направление.
Средняя напряжённость поля на поверхности Земли составляет около 0,5 э (50 мкТл) и сильно зависит от географического положения. Напряжённость магнитного поля на магнитном экваторе около 0,34 э (Эрстед), у магнитных полюсов около 0,66 э. В некоторых районах (в так называемых районах магнитных аномалий) напряжённость резко возрастает. В районе Курской магнитной аномалии она достигает 2 э.
Дипольный магнитный момент Земли на 1995 год составлял 7,812 1025 Гс см³ (или 7,812 1022 А м²), уменьшаясь в среднем за последние десятилетия на 0,004 1025 Гс см³ или на 1/4000 в год.
Распространена аппроксимация магнитного поля Земли в виде ряда по гармоникам - ряд Гаусса.
Для магнитного поля Земли характерны возмущения, называемые геомагнитными пульсациями вследствие возбуждения гидромагнитных волн в магнитосфере Земли; частотный диапазон пульсаций простирается от миллигерц до одного килогерца. Магнитное поле Земли характеризуется следующими основными параметрами: величинами магнитного склонения и магнитного наклонения и численными значениями напря¬женности магнитного поля. Магнитное склонение представ¬ляет собой угол между астрономическим (географическим) меридианом и магнитным меридианом. Астрономический меридиан - направление, определяющее истинное положение север - юг в данном месте. Магнитный меридиан - вообра¬жаемая линия на земной поверхности, совпадающая с направ¬лением земного магнитного поля. Магнитное наклонение ¬- угол между горизонтальной плоскостью и направлением вектора напряженности магнитного поля. За единицу напря-женности магнитного поля принимают ампер на метр (А/м).
Плазмосфера.
Заметное влияние на магнитное поле на поверхности Земли оказывают токи в ионосфере. Эта область верхней атмосферы, простирающаяся от высот порядка 100 км и выше. Содержит большое количество ионов. Плазма удерживается магнитным полем Земли, но её состояние определяется взаимодействием магнитного поля Земли с солнечным ветром, чем и объясняется связь магнитных бурь на Земле с солнечными вспышками.
Магнитные бури Геомагнитная бу́ря - возмущение геомагнитного поля длительностью от нескольких часов до нескольких суток, вызванное поступлением в окрестности Земли возмущённых высокоскоростных потоков солнечного ветра и связанной с ними ударной волны. Геомагнитная буря 1859 года (Каррингтонский шторм, Солнечный Супершторм, Событие Каррингтона) - была мощнейшей геомагнитной бурей в истории. Менее сильные бури происходили в 1921 и 1960 годах, когда отмечались массовые сбои радиосвязи. Научный прогноз геомагнитной активности с использованием данных телескопов и спутников даётся не более чем на сутки вперёд с коэффициентом корреляции 0,7. На третьи сутки коэффициент корреляции падает до 0,3. Прогноз на месяц вперёд может опираться только на 27-дневную рекуррентность, связанную с периодом вращения Солнца вокруг оси. На высокую точность такой прогноз претендовать не может, поскольку среднее время существования активных центров составляет 6-10 дней.
Влияние магнетизма Земли на человека.
Исследованиями, проведенными в 50-70-х годах, уста¬новлено влияние на человека магнитныx полей вообще и магнитных бурь в частности. Об этом достаточно убедительно и обстоятельно говорится в книгах А. С. Пресмана "Электро¬магнитное поле и природа" и "Электромагнитные поля в био-сфере". Приведем некоторые примеры. В 1930 г. А. Л. Чижевский, а затем и другие исследователи обратили внимание на связь между развитием ряда заболева¬ний и процессами, происходящими на Солнце. На основе статистических данных, полученных за много лет, А. Л. Чи¬жевский показал связь между возрастанием солнечной актив¬ности и вспышками эпидемии чумы, холеры, дифтерии, гриппа, менингита и даже возвратного тифа. Английскими учеными установлен четко выраженный рост нервно-психи-ческих заболеваний при 67 магнитных бурях. Подобные данные получены на 40 тысячах заболеваний. В период 1957¬- 1961 гг. на 30 тысячах заболеваний было прослежено влияние 7, 14, 21, 35-дневных систематических возрастаний магнитной напряженности на тяжесть протекания заболеваний. Обнару¬жено подобное влияние на развитие нарушения сердечно¬-сосудистой деятельности. В этом плане представляют интерес обстоятельные наблюдения, проведенные В. М. Гнедушевым в Свердловске. А. С. Пресман обращает внимание на то, что в периоды солнечной активности возрастают размножение и токсичность ряда болезнетворных бактерий, повышается скорость свертывания крови и число лимфоцитов. В. К. Подшебякин в Киеве на очень большом числе случаев установил четкие изменение биопотенциалов по амплитуде, частоте и форме кривых, происходящие во время магнитных бурь. на основе своих данных он классифицирует людей на следующие группы: к первой группе относятся те, которые изменением значения амплитуды биопотенциала головного мозга реагируют на наступающую магнитную бурю за 3-4 дня; ко второй ¬- реагирующие за сутки; к третьей - в момент самой бури; к четвертой - по прошествии 2-3 дней после бури и, наконец, к последней (10-15% наблюдаемых) - люди, на состоянии биопотенциала которых магнитная буря не отразилась. Приведенные факты не являются исчерпывающими. Однако полу¬ченные в разное время, в разных странах и разными наблюда-телями выводы однозначно доказывают, что факт влияния магнитных полей и магнитных бурь на человека достоверен. Но через какие механизмы осуществляется это влияние? Электрические поля, электрические токи так или иначе про¬являют свое влияние через взаимодействие с электрическими параметрами живого организма. Если влияние магнитного поля обнаружено, то можно предположить, что поле взаимо¬действует с магнитными свойствами живого организма. Характерная особенность действия магнитного поля на жи¬вой организм заключается в том, что он "прозрачен" для поля. От удара палкой жизненно важные органы тела в той или иной степени защищены мускулатурой. Даже силь¬ный огонь не сразу приводит к тяжелому исходу. Система кровообращения, мускулатура, обладающие электропровод¬ностью, в известной степени могут шунтировать опасный ток. Проникающая радиация частично или полностью по¬глощается в поверхностных областях тела. И только маг¬нитное поле действует на весь организм сразу в целом: от тела и органа до клетки и отдельных ее молекул и атомов.
Заключение.
Интересно отметить, что не только человек использует силу земного магнетизма (например, для навигации). Есть некоторые основания считать, что птицы, удивляющие нас способностью при своих перелетах находить места, в которых они когда-то родились и жили, также используют эти силы. Не так давно были проведены интересные опыты с почтовыми голубями, которые, как известно, отличаются способностью определять свое постоянное местонахождение. Пять голубей были увезены далеко от города, в котором они находились. Выпущенные на волю, птицы безошибочно возвратились обратно. Затем каждому голубю под крылья привязались вый маленький магнит и повторили опыт. Оказалось, что только один голубь из пяти возвратился домой, и то после долгого блуждания в пути. Итак, на нашей планете под действием магнитных сил Земли стрелка компаса устанавливается в определенном направлении. Но случается, что стрелка компаса вдруг начинает волноваться, резко и внезапно вздрагивать, метаться из стороны в сторону. Такие явления ученые называют магнитными бурями. Магнитное поле Земли предстоит еще хорошо изучить, что бы до конца выяснить его влияние на приро
Используемая литература1.Большая советская энциклопедия.
2. Короновский Н. В. Магнитное поле геологического прошлого Земли. Соросовский образовательный журнал, N5, 1996, стр.56-63
3. Кошкин Н.И., Ширкевич М.Г. Справочник по элементарной физике. - М.: Наука, 1976.
4. Сивухин Д. В. Общий курс физики. - Изд. 4-е, стереотипное. - М.: ФИЗМАТЛИТ; Изд-во МФТИ, 2004. - Т. III. Электричество. - 656 с. - ISBN 5-9221-0227-3; ISBN 5-89155-086-5.
5.Физика. Перевод с английского под редакцией профессора Китайгородского. Москва. Наука 1975 г.
6. «Физический фейерверк» Дж. Уокера. Перевод с английского под редакцией кандидата физико-математических наук И. Ш. Слободецкого.
ЛИТЕРАТУРЫ
ВВЕДЕНИЕ
Все вещества непрерывно излучают электромагнитные волны. Спектр излучения охватывает большой диапазон длин волн: от радиоволн длиной сотни метров до жесткого космического излучения с длиной волны 10-12м. Природный электромагнитный спектр охватывает волны длиной от 0,00000000000001 метров до 100000 километров. Тепловое (инфракрасное) излучение испускают тела в определенном диапазоне температур. Чем выше температура тела, тем короче длина волны и выше интенсивность излучения.
Инфракрасный обогреватель идеален везде, где нужно получить локальный обогрев поверхности. Будучи абсолютно безвредными, инфракрасные обогреватели обеспечивают эффективный обогрев.
В процессе жизнедеятельности человек постоянно находится в зоне действия электромагнитного (ЭМ) поля Земли. Такое поле, называемое фоном, считается нормальным и не наносит здоровью людей никакого вреда.
Так прочно вошедшие к нам в жизнь различные "умные" машины (компьютеры, сотовые телефоны, микроволновые печи, телевизоры) на самом деле способны принести человеку намного больше вреда, чем кажется на первый взгляд.
Широкие исследования о влиянии электромагнитного излучения на здоровье человека в мире были начаты еще в 60 годы прошлого столетия. Был накоплен большой клинический материал о неблагоприятном воздействии магнитных и электромагнитных полей. Уже в это время было предложено ввести новые заболевания «Радиоволновая болезнь» или «Хроническое поражение микроволнами». В дальнейшем, работами ученых в России было установлено, что наиболее чувствительной к воздействию электромагнитных полей является нервная система человека. Результаты проведенных работ были использованы при разработке санитарных нормативных документов в России.
Поэтому рассмотрение влияния электромагнитного излучения на организм человека является актуальным .
Цель нашего реферата: узнать о механизме и последствиях воздействия электромагнитного излучения.
Перед собой мы ставили следующие задачи :
Проанализировать литературу по данной проблеме;
Выявить механизм влияния излучения
Описать последствия этого воздействия.
Объектом исследования является электромагнитное излучение.
|
Рис.1 Диапазон ЭМВ |
Электромагнитное поле (ЭМП) – физическое поле движущихся электрических зарядов, в котором осуществляется взаимодействие между ними. Частные проявления ЭМП – электрическое и магнитное поля. Поскольку изменяющиеся электрическое и магнитное поля порождают в соседних точках пространства соответственно магнитное и электрическое поля, эти оба связанных между собой поля распространяются в виде единого ЭМП. ЭМП характеризуются частотой колебаний f (или периодом Т = 1/f), амплитудой Е (или Н) и фазой, определяющей состоянии волнового процесса в каждый момент времени. Частоту колебаний выражают в герцах (Гц), килогерцах (1 кГц = 10 3 Гц), мегагерцах (1 МГц = 10 6 Гц) и гигагерцах (1х 10 9 Гц). Фазу выражают в градусах или относительных единицах, кратных. Колебания электрического (Е) и магнитного (Н) полей, составляющих единое ЭМП, распространяются в виде электромагнитных волн, основными параметрами которых являются длина волны (), частота (f) и скорость распространения. Формирование волн происходит в волновой зоне на расстоянии больше от источника. В этой зоне волны изменяются в фазе. На меньших расстояниях – в зоне индукции – Е – волны изменяются не в фазе и быстро убывают с удалением от источника. В зоне индукции энергия попеременно переходит то в электрическое, то в магнитное поле. Раздельно оценивают Е и Н. В волновой зоне излучение оценивается в величинах плотности потока мощности – ваттах на квадратный сантиметр. В электромагнитном спектре ЭМП занимают диапазон радиочастот (частота от 3х104 до 3х1012 Гц) и подразделяются на несколько видов (рис.1). В экстремальных условиях, в частности, в условиях космического полета источником ЭМП различных характеристик становится радио- и телевизионная аппаратура. В основе биологического действия ЭМП на живой организм лежит поглощение энергии тканями. Его величина определяется свойствами облучаемой ткани или ее биофизическими параметрами – диэлектрической постоянной () и проводимостью. Ткани организма в связи с большим содержанием в них воды следует рассматривать как диэлектрики с потерями. Глубина проникновения ЭМП в ткани тем больше, чем меньше поглощение. При общем облучении тела энергия проникает на глубину 0,001 длины волны. В зависимости от интенсивности воздействия и экспозиции, длины волны и исходного функционального состояния организма ЭМП вызывают в изучаемых тканях изменения с повышением или без повышения их температуры.
2. Источники электромагнитного излучения
Линии электропередач, сильные радиопередающие устройства создают электромагнитное поле, которое в разы превышает допустимый уровень. Для защиты человека были разработаны специальные санитарные нормы (ГОСТ 12.1.006-84 регламентирует воздействие электромагнитных излучений на человека), в том числе и те, которые запрещают строительство жилых и прочих объектов вблизи сильных источников излучения.
Зачастую более опасными являются источники слабого электромагнитного излучения, которое действует в течение длительного промежутка времени. К таким источникам относится в основном аудио-видео техника, бытовая техника. Наиболее существенное влияние на человека оказывают мобильные телефоны, СВЧ печи, компьютеры и телевизоры.
Телефоны и микроволновые печи действуют в основном непродолжительное время (в среднем от 1 до 7 минут), телевизоры не наносят существенного вреда, т.к. обычно располагаются на расстоянии от зрителей. Проблема электромагнитного излучения, исходящего от персональных компьютеров, встает достаточно остро ввиду нескольких причин:
1. компьютер имеет сразу два источника излучения (монитор и системный блок)
2. пользователь ПК практически лишен возможности работать на расстоянии
3. очень длительное время воздействия
К еще более тяжелым последствиям могут привести игровые консоли, или приставки, которые подключаются к телевизору. Основная проблема в этом случае сводится к тому, что телевизоры излучают более мощное поле, но дети (основная категория пользователей приставок) не могут удалиться от экрана на достаточное расстояние из-за коротких проводов, расстановки мебели, или картинка просто становиться очень мелкой. Особую опасность представляют старые телевизионные приемники (отечественные "Рассвет", "Рубин") – их ЭМ фон в несколько раз выше, чем у современных мировых брендов (Sony, LG, Panasonic и т.д.). После 5-8 часов, проведенных перед таким телевизором (что в наших семьях не редкость) ребенка бросает в жар, быстро поднимается температура, появляется головная боль. В этом случае детей нужно немедленно выводить из зоны действия ЭМ поля, желательно на улицу. Симптомы быстро исчезают после прекращения действия ЭМ излучения.
Диапазон частот электромагнитных волн, фиксируемых в настоящее время, простирается от 0 до 3*10 22 Гц. Этот диапазон соответствует спектру электромагнитных волн с длиной волны, изменяющейся от 10-14 м до бесконечности. По длине волны спектр электромагнитных волн условно делят на восемь диапазонов. Отличие частот, излучаемых в различных диапазонах, связано с различием микроскопических источников излучения. Основными источниками электромагнитного излучения в современной жизни человека являются:
Электротранспорт – трамваи, троллейбусы, электропоезда.
- линии электропередач – городское освещение, высоковольтные линии.
Бытовые электроприборы.
- теле- и радиостанции – транслирующие антенны.
Спутниковая и сотовая связь – транслирующие антенны.
Персональные компьютеры.
Каждый из перечисленных источников создает электрические и магнитные поля в различном диапазоне частот от 0 до 1000 Гц. При этом создаются такие значения магнитной индукции В, мкТл и напряженности электрического поля Е, В/м, которые в некоторых случаях намного превышают предельно допустимые нормы (ПДН).
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Результаты проведенных исследований по влиянию сотового телефона и других малогабаритных маломощных электронных средств на различные организмы убедительно свидетельствуют о том, что за контакт с подобными устройствами пользователь расплачивается своим здоровьем. Главным источником биологического действия на организм является тонкополевое излучение, создаваемое матричными структурами интегральных микросхем. Интенсивность излучаемого БИС тонкого поля зависит от плотности рисунков в ней и ее размеров. В свою очередь, плотность рисунков в объеме зависит и от количества слоев, из которых состоит микросхема.
Современные электронные средства, такие, как сотовый телефон, представляют особую опасность и для детей. В период формирования организма взаимодействие с сотовым телефоном приводит к резкому старению клеток головного мозга и всего организма и появлению в нем соответствующих заболеваний. К такому выводу пришли и ученые Центра электромагнитной безопасности при ГНЦ «Биофизика» Минздрава РФ. Сегодня во всем мире большое внимание уделяется разработке средств защиты от различного рода излучений электронных средств. Традиционно большинство средств защиты направлены на экранирование электромагнитных излучений. Но бессмысленно экранировать электромагнитное излучение сотового телефона или радиотелефона, так как сам принцип их работы противоречит этому. Исходя из изложенного материала, можно утверждать, что реально положительных результатов для организма человека от устройств защиты, снижающих электромагнитные излучения, нет и не может быть. Вместе с этим защита необходима от тонкополевого излучения БИС. Для всего человечества опасным становится и тот факт, что в окружающей его среде наравне с электромагнитным излучением идет нарастание плотности патогенной тонкополевой энергии (применение сотовых телефонов, радиотелефонов, компьютеров, принтеров, копировальных аппаратов и других средств, в устройстве которых используются высокоплотные матричные структуры, излучающие вредные для организма человека тонкие поля).
Тонкие поля, создаваемые современными электронными средствами, которыми окружил себя человек, представляют серьезную опасность для его здоровья. И, как бы ни упирались производители такого рода устройств и специалисты по продвижению их на рынок, придется писать на упаковках, и в первую очередь, для сотовых телефонов «Опасен для вашего здоровья», и именно по тонкополевому излучению.
Накопленный опыт и многочисленные исследования ученых в разных странах показывают, что за удобства, приносимые научно-техническим прогрессом, приходится расплачиваться здоровьем и не только пользователю сотового телефона, но и людям, находящимся в непосредственной близости от него.
Все это говорит о том, что разработка эффективных способов защиты от негативного влияния тонкополевого излучения электронных средств, использующих современные микросхемы, является одной из важнейших задач профилактической медицины.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Гурский И.П. Элементарная физика. – М.: Наука, 1973
Колтун Марк Мир физики. – М.: Детская литература, 1987
3. Экология и безопасность жизнедеятельности: учеб. пособие для вузов/ Д.А.Кривошеин, Л.А.Муравей, Н.Н.Роева и др.; Под ред. Л.А.Муравья. – М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2002. – 447с.
4. Т.А.Хван, П.А.Хван. Основы экологии. Серия "Учебники и учебные пособия".
Ростов н/Д: "Феникс", 2003. – 256с.
Влияние магнитного поля
За последние 10 лет накоплено много данных о биологическом действии магнитных полей (МП). Хотя не все эти работы равнозначны по своей ценности, многие из них свидетельствуют о прогрессе в этой отрасли знания. В последние годы появился ряд обобщающих работ, в которых детально разбираются вопросы магнитобиологии.
Наличие биологического действия магнитных полей ныне в литературе доказано с документальной точностью. Биологические явления, связанные с воздействием МП, описаны на большом числе экспериментальных биологических объектов. Сюда относятся бактерии, культуры клеток, насекомые, растения и другие организмы, так же как и млекопитающие, включая человека.
Для лучшего понимания биофизических механизмов действий МП на живые организмы представляется целесообразным рассмотреть ряд физических концепций. В отличие от внешних электрических полей (случай безконтактного действия) магнитные поля легко проникают в биологические структуры, так что весь организм испытывает на себе воздействие поля. В случае равномерного магнитного поля весь организм испытывает практически равномерное воздействие. В случае градиентного поля его воздействие постепенно усиливается от одной стороны биологического объекта к другой.
В табл. 6 представлен ряд возможных взаимодействий, которые, по современным представлениям, играют важную роль в биофизических механизмах биологического действия магнитных полей. Однако в литературе приведено мало прямых доказательств, свидетельствующих о значимости каждого из указанных механизмов. В случае неоднородных полей парамагнитные частицы могут притягиваться к более сильному полю, а диамагнитные - к более слабому полю; это явление невозможно в полях с равномерным распределением магнитной энергии. В случае воздействия переменных магнитных полей «непрямые» эффекты могут быть вызваны электрическим током, индуцированным магнитным полем.
О специфическом действии магнитных полей высокой и низкой напряженности на человека известно относительно мало. Исследования в области магнитобиологии в прошлом были направлены главным образом на определение влияния магнитных полей, отличных от геомагнитных, на животных, растения и простые химические системы. Этой теме посвящен один из обзоров.
Поскольку человек развивается в магнитном поле Земли, логично предположить, что удаление человека из этого окружения может нанести ущерб его здоровью. В литературе описано немного случаев воздействия ослабленного магнитного поля на организм человека. Накоплен определенный опыт в период проведения регламентных работ внутри колец с таким полем.
Таблица 6. Возможные механизмы биологического действия магнитных полей
Освидетельствование здоровья технического персонала, работающего большую часть времени в условиях воздействия ослабленного магнитного поля в течение нескольких лет не выявило заметных отклонений. Сводные данные по этому вопросу представлены в табл. 7.
Таблица 7. Влияние магнитных полей на человека
По мнению Бейшера, в условиях длительного воздействия (порядка нескольких суток - недель) наблюдаемые биологические эффекты, по-видимому, вызываются постепенным накоплением продуктов обмена в результате нарушения физического и биохимического равновесия. У животных, подвергавшихся воздействию магнитных полей умеренной напряженности (в диапазоне от 1000 до 10 000 гауссов) в течение от нескольких суток до нескольких недель, был выявлен ряд явлений биологического действия. Сюда относятся замедление роста, изменение гематологических показателей, морфологические изменения и замедленное заживление раны.
Высказывается мнение, что вышеупомянутые эффекты могут быть вызваны торможением процессов митоза, что быстроделящиеся опухоли могут оказаться особенно чувствительными к действию магнитных полей. Эксперименты на мышах, восприимчивых к опухолевым заболеваниям, дали многообещающие результаты, и по этой причине возможность использования магнитных полей в лечении раковых заболеваний человека должна стать объектом пристального внимания врачей.
Доказательство возможного мутагенного эффекта магнитных полей сомнительно. Клоуз и Бейшер не выявили каких-либо генетических отклонений в развитии дрозофилы, подвергавшейся воздействию полей с напряженностью до 120 000 гауссов в течение одного часа. Мюлей и Мюлей также не выявили каких-либо генетических последствий пребывания дрозофилы в магнитных полях с напряженностью от 100 до 4000 эрстед за период наблюдения от одного до трех поколений дрозофилы. С другой стороны, Тэйгенкамп, также проводивший наблюдения на дрозофиле, обнаружил мутации и отклонения в коэффициенте соотношения рождаемости особей различного пола у мух, подвергавшихся воздействию полей величиной до 520 эрстед на протяжении 24 час.
Таким образом, вопрос о возможном генетическом действии магнитных полей все еще остается открытым.
Имеются данные о том, что человек может переносить кратковременное воздействие магнитных полей высокой напряженности без каких-либо патологических эффектов. Это подтверждается опытом лиц, работающих в различных физических лабораториях в США, которые в процессе своей повседневной работы или в аварийных ситуациях подвергались воздействию магнитного поля с напряженностью до 20 000 гауссов в течение 15 мин. Единственными симптомами, выявленными в период пребывания людей в магнитном поле, были изменения вкусовых ощущений и появление нерезко выраженной зубной боли у ряда лиц с металлическими пломбами во рту. Явлений последействия отмечено не было. Лица, подвергавшиеся воздействию переменных полей, обнаружили зрительные ощущения, названные фосфенами. Принято считать, что эти ощущения являются результатом непрямого действия наведенных электрических токов.
Таблица 8. Предельно допустимые нормы для пребывания в магнитных полях, рекомендованные Стенфордским центром линейных ускорителей
Руководителями Стэнфордского центра линейных ускорителей рекомендован ряд предельно допустимых доз пребывания человека в магнитных полях. Указанные величины представлены в табл. 8. Они отражают как
результаты экспериментальных наблюдений, проведенных на животных, так и результаты тщательного обследования технического персонала Центра, подвергавшегося воздействию магнитных полей.
Новицкий и др. в своем обзоре приводят результаты обследования А. М. Вяловым 1500 специалистов, подвергнувшихся воздействию магнитных полей в процессе профессиональной деятельности. Эти специалисты провели в общей сложности 20-60% своего рабочего времени в условиях воздействия магнитного поля, напряженность которого в области рук составила величину 350- 3500 эрстед, а в области головы не более 150-250 эрстед. Автором был описан ряд «общих» симптомов, таких, как головная боль, жалобы на утомление, явление пониженного артериального давления и уменьшение числа лейкоцитов в циркулирующей крови. Был описан также ряд «специфических» эффектов, связанных с воздействием магнитных полей на руки у ряда специалистов. Эти «специфические» эффекты включают потливость ладоней кистей рук, высокую температуру кожных покровов, отек подкожных тканей и шелушение кожи на ладонной поверхности рук. На основе полученных данных Вяловым разработаны предельно допустимые уровни облучения людей магнитным полем, которые представлены в табл. 9.
Таблица 9. Предельно допустимые нормы для пребывания человека в магнитных полях, рекомендованные А. М. Вяловым
Эти уровни мало отличаются от аналогичных уровней, рекомендованных Стэнфордским центром линейных ускорителей для продолжительных воздействий магнитных полей на организм человека. Более низкие уровни предельно допустимого поля, его напряженности, по данным Вялова, по-видимому, являются следствием упомянутых выше симптомов «специфического» действия магнитного поля на руки специалистов.
Биологическое действие магнитных полей слабой напряженности
Обычный уровень геомагнитного поля на поверхности Земли составляет величину приблизительно 0,5 гаусса, или 50 000 гамм (1 гамма=10 -5 гаусс), но оно несколько меняется в зависимости от географической широты и времени. Механизмы физиологического действия магнитного поля слабой напряженности, если это действие вообще существует, в литературе описаны недостаточно. Принципиально можно создать экспериментальную зону почти с полным отсутствием магнитного поля либо путем экранирования этой зоны, либо путем компенсации геомагнитного поля Земли. Исследования биологического действия подобных ослабленных магнитных полей представляют значительный интерес, поскольку а) они дают возможность исследовать неблагоприятное действие, связанное с отсутствием геомагнитного поля в процессе космического полета человека, и б) представляют научный интерес с точки зрения потенциальной физиологической роли нормального геомагнитного поля Земли на состояние организма человека.
В литературе описан ряд исследований, проведенных по изучению влияния ослабленных магнитных полей на различные биологические организмы, и открыт ряд явлений этого биологического действия. Обзор работ этого направления представлен в статье Коун-ли. Здесь будут представлены результаты исследований, проведенных только на человеке.
В ряде работ указывается на наличие тесных корреляций между состоянием здоровья человека и либо различными географическими вариациями геомагнитного поля, либо временными флуктуациями в магнитном поле данной географической зоны. Однако значимость этих корреляций до настоящего времени до конца не выяснена.
Описаны два очень сходных экспериментальных исследования, которые были проведены на добровольцах, находившихся в магнитных полях с напряженностью приблизительно в 50 гамм или меньшей. В общей сложности шесть испытуемых провели 10 суток в магнитном поле слабой интенсивности, указанной выше. Обследуемые лица не отметили каких-либо отклонений в состоянии здоровья и чувствовали себя хорошо. Для выявления потенциально возможных неблагоприятных последствий воздействия магнитного поля слабой напряженности в работах были использованы физиологические и психологические тесты, большинство из которых показало отрицательные результаты. Однако было выявлено достоверное изменение порога критической частоты слияния мельканий, или частоты, на которой мелькающий свет не может быть различим визуально от непрерывного света. Эти тонкие сдвиги в показателе критической частоты слияния мельканий не могут считаться индикатором неблагоприятного действия магнитного поля слабой интенсивности. Они, однако, свидетельствуют, о том, что отсутствие геомагнитного поля оказывает на организм человека биологическое действие и, по-видимому, длительное отсутствие геомагнитного поля вызовет более серьезные последствия.
В заключение следует указать, что статические магнитные поля в лабораторных экспериментах на животных в ряде случаев обнаруживали неблагоприятное действие, но в литературе мало данных о возможном неблагоприятном действии магнитных полей на человека в зависимости от напряженности магнитного поля, его градиента и длительности воздействия. Имея в виду недостаточность данных по этой проблеме, рекомендованные уровни предельно допустимого воздействия магнитным полем, разработанные в Стэнфордском центре линейных ускорителей (см. табл. 8) и на основе результатов обследования С. М. Вялова (см. табл. 9), могут рассматриваться лишь приблизительными, ориентировочными показателями, которые будут меняться по мере уточнения и получения новых данных. Мало известно о биологическом действии переменных магнитных полей на человека, и по этой причине в настоящее время не могут быть даны обоснованные рекомендации по предельно допустимым уровням воздействия на человека указанными полями.
Неблагоприятных биологических отклонений у лиц, подвергавшихся воздействию ослабленного магнитного поля в течение 10 суток, не наблюдалось. Однако получены данные, свидетельствующие о том, что обычное геомагнитное поле Земли играет определенную физиологическую роль в организме человека, значимость которой еще не установлена. Тем не менее выход человека за пределы обычного геомагнитного поля Земли должен считаться возможным фактором опасности в будущих космических полетах большой продолжительности.
Скачать реферат: У вас нет доступа к скачиванию файлов с нашего сервера.
Исследования влияния магнитного поля на различные функции жизнедеятельности человека проводились в различных условиях: во-первых, в условиях экранирования от геомагнитного поля, во-вторых, в условиях, когда геомагнитное поле было скомпенсировано искусственным полем, а также при естественной возмущенности геомагнитного поля - геомагнитных бурях.
Прямое экранирование от геомагнитного поля заключается в создании камер со стенками, толщина которых рассчитана так, чтобы уменьшить напряженность геомагнитного поля. Такие стенки обычно делают из пармаллоя или мю-металла толщиной 1 мм. В камере из таких стенок геомагнитное поле уменьшается от 50.000 до 50 ± 20 гамм.
В такой камере проводили опыты со здоровыми людьми. Двое испытуемых в течение 5 дней находились в подобной камере, а трое суток до и после опыта они находились в неэкранированной комнате. Когда они находились в комнате без геомагнитного поля (остаточное поле составляло только 50 гамм), у них изменялась критическая частота световых мельканий. После их перехода в неэкранировэнную комнату с обычными геомагнитными условиями частота световых мельканий снова становилась нормальной. Частота световых мельканий определяется по тому, сколько световых вспышек на экране в темноте успевает зафиксировать испытуемый. Значит, в магнитных условиях реакция человека становится медленнее, поэтому та частота, с которой он способен регистрировать световые мелькания, уменьшается. Частота световых мельканий является показателем качества функционирования центральной нервной системы.
В других опытах у людей, находившихся в экранированном подземном бункере, где геомагнитное поле было уменьшено в 100 раз, период циркадных ритмов увеличивался до 25,65 ± 1,024 ч. В неэкранированном помещении он составлял 25,00 ± 0,55 ч. Поясним, что в обычных условиях в человеческом организме преобладают ритмы с периодом в одни сутки (24 ч). Если же человек находится в постоянных условиях, то у него наблюдаются так называемые циркадные ритмы с периодом, отличающимся от продолжительности суток, а именно 20 - 28 ч.
Таким образом, описанные опыты показали, что у человека при кратковременном его пребывании в немагнитной (гипомагнитной) среде немедленно изменяется реакция центральной нервной системы.
Устранить геомагнитное поле можно не только экранированием, но и компенсацией. Можно создать магнитное поле, обратное по направлению и такое же по величине, как геомагнитное поле. В сумме эти два поля будут в идеале давать нуль. Т. е. среда будет немагнитная. Конечно, абсолютно точно скомпенсировать геомагнитное поле во всем пространстве не удается, но в наиболее важной для опыта части пространства можно добиться такой компенсации.
Надо иметь в виду, что между этими двумя способами устранения магнитного поля Земли, а именно экранированием помещения или созданием магнитного компенсирующего поля, имеется существенная разница. Когда помещение экранируют от магнитного поля Земли, то в него не проникают и любые другие электромагнитные излучения, которые в обычных условиях действуют на организм человека. Поэтому в опытах с экранированием не всегда достоверно ясно, какая часть изменений в организме человека происходит из-за отсутствия геомагнитного поля, а какая часть из-за экранирования от электромагнитного излучения на различных частотах. Вернемся к опытам по компенсации геомагнитного поля.
Компенсацию геомагнитного поля проводили с помощью системы больших электромагнитов в виде трех модифицированных колец Гельмгольца, которые располагали перпендикулярно друг другу. Вся система была сопряжена с электрическими часами и магнитометром для определения напряженности магнитного поля. В центре указанного объема напряженность суммарного магнитного поля практически была равна нулю, а на расстоянии 2,5 м от центра составляла не более 100 гамм. В том месте, где находились испытуемые, магнитное поле составляло 50 гамм.
Испытывали шестерых мужчин в возрасте 17 - 19 лет в течение 10 дней. Двое из них были для контроля, т. е. находились в естественных условиях с обычным геомагнитным полем. Испытуемые по 5 дней до и после опытов находились в помещении с нормальным геомагнитным полем. У них регистрировали следующие показатели: вес, температуру тела, частоту дыхания, артериальное давление, состав крови, изменения электрокардиограммы и электроэнцефалограммы, психофизиологические тесты и ряд других показателей (всего около 30). Все основные тесты за 10 дней нахождения в условиях без геомагнитного поля не изменялись. Изменялась только критическая частота световых мельканий, которая является важной функциональной характеристикой, связанной с реакцией центральной нервной системы. Эта частота, как и в опытах по экранированию геомагнитного поля, значительно снижалась.
Проводились также опыты, в которых геомагнитное поле экранировалось, а в комнате, где находились испытуемые, создавалось искусственное магнитное поле. Во взаимноперекрещивающихся направлениях создавалось электромагнитное поле величиной 25 мВ/см·с, меняющееся с частотой 10 Гц (т. е. 10 колебаний в секунду). Контрольная группа испытуемых находилась в такой же комнате, не экранированной от геомагнитного поля. Группа испытуемых, находящихся в искусственном электромагнитном поле, не подозревала о его наличии. Опыты длились 3 - 4 недели. В продолжение их у испытуемых измерялись время активной деятельности и отдыха, температура тела, а также выделительная функция почек и электролитный состав мочи.
Проведенные опыты показали, что период циркадных ритмов у подвергшихся действию искусственного электромагнитного поля укорачивался на 1,27 ч. У них были отмечены явления внутренней десинхронизации. Внутренняя десинхронизация ритмики у людей отмечалась чаще в экранированном помещении. При этом период активности у людей ненормально удлинялся до 30 - 40 ч. Период одновременно регистрируемых вегетативных функций оставался нормальным (около 25 - 26 ч). Между периодом активности и периодом вегетативных функций не было прочной фазовой связи. При выключении искусственного поля явление внутренней десинхронизации у испытуемых исчезло. У испытуемых, которые находились в неэкранированной комнате, также наблюдалось удлинение периода активности, но при этом имелась прочная фазовая связь этого периода и периода изменения температуры тела людей: период активности был точно вдвое длиннее периода изменения температуры тела.
Главный вывод, который можно сделать на основании проведенных опытов, состоит в следующем. Слабые электромагнитные поля, как искусственные, так и естественные, оказывают влияние на циркадные ритмы и некоторые физиологические функции у людей, а значит, и на их общее состояние. Оба поля препятствуют десинхронизации, которая наблюдается при отсутствии естественного и искусственного магнитных полей. Конечно, магнитное поле с частотой 10 Гц не является единственным компонентом естественного поля, которое оказывает влияние на человеческий организм.
В других экспериментах было показано, что низкочастотное (2 - 8 Гц) электромагнитное поле оказывает влияние на время реакции человека на оптический сигнал. Магнитное поле 5 - 10 Гц и частотой 0,2 Гц изменяет время реакции человека и на другие раздражители.
Было показано, что если на человеческий организм действует кратковременно переменное магнитное поле с частотой 0,01 - 5 Гц и напряженностью 1000 гамм, то характер электроэнцефалограммы резко изменяется. После включения слабых переменных магнитных полей у людей увеличивается частота пульса, ухудшается самочувствие, появляется слабость, головная боль. При этом было зарегистрировано сильное изменение электрической активности мозга.
В другом эксперименте на голову испытуемого человека действовали искусственным магнитным полем напряженностью 1 Гс, которое изменялось с частотой от 0 до 10 Гц, при этом у испытуемого уменьшалась частота сердечных сокращений приблизительно на 5%.
Все эти эксперименты показывают, что существует прямое воздействие короткопериодических колебаний геомагнитного поля на организм человека. Этот факт имеет большое научное и практическое значение, поскольку во время возмущений магнитного поля Земли (магнитных бурь) регистрируются короткопериодические колебания геомагнитного поля. Значит, эти колебания будут отрицательно воздействовать на организм человека, на его здоровье.
Условия на подводной лодке и в космическом корабле можно сравнить с условиями экранирования от геомагнитного поля. У людей, находящихся под водой, были обнаружены значительные нарушения функциональных показателей, несмотря на то что условия их жизни были хорошими. Им не хватало магнитного поля Земли, которое не могло проникнуть внутрь металлических стенок помещений лодки. При этом наблюдалось снижение основного обмена веществ, уменьшение общего количества лейкоцитов в периферической крови и угнетение пищеварительного и мочегонного лейкоцитоза. Кроме того, у экипажа нарушалась суточная периодика различных функций, появлялись предвестники различных заболеваний, в частности заболевания желудка.
У космонавтов также наблюдаются отклонения по сравнению с их состоянием в земных условиях. Отмечаются сдвиги со стороны обменных реакций, в частности кальциевого обмена. Кроме того, выявлено уменьшение числа эритроцитов, изменение циркадных ритмов и нарушение сна.
Все эти факты указывают на определенное сходство между последствиями нахождения под водой и в космосе. Т. е. сильное уменьшение геомагнитного поля является тем основным фактором, который определяет сходство изменений у людей в тех и других условиях.
Имеется огромный материал в медицинской статистике, где опыты «ставила» сама природа. Нам остается только правильно и корректно проанализировать результаты этих опытов, надо провести статистические исследования медицинских данных. Эти статистические исследования очень важны для решения вопросов о связи колебаний естественных электромагнитных полей и состояния здоровья человека.
Заболеваемость инфарктом миокарда в зависимости от возмущенности магнитного поля Земли исследовалась в Ереванском медицинском институте1.
Проводить количественные исследования связи между инфарктом миокарда и гелио-геофизическими факторами удобно потому, что сам момент возникновения болезни четко определяется.
Проводился анализ истории больных острым инфарктом миокарда, поступивших в терапевтическое и специализированные кардиологические отделения клиники г. Еревана за 1974 - 1978 гг. с целью установления точной даты возникновения заболевания, глубины, распространенности очага некроза, возраста и пола больных.
Кратковременные магнитные возмущения не влияют на частоту заболеваемости инфарктом миокарда. Длительные магнитные возмущения вызывали значительное увеличение заболеваемости в течение двух последующих дней. Из 3279 больных инфарктом миокарда за 1974 - 1978 гг. было 80,6% мужчин и 19,4% женщин.
В магнитоспокойные дни средняя ежесуточная заболеваемость составляла 1,62 ± 0,038. В магнитоактивные дни она равнялась 2,43 ± 0,109.
Статистика показывает, что более чувствительными оказались больные старше 60 лет. В умеренно активные дни влияние магнитного поля было во всех возрастных группах примерно одинаковым.
Больные мужского пола оказались более чувствительны к активности магнитного поля Земли, чем больные женского пола. В магнитоспокойные дни заболеваемость у мужчин составляла 0,31 ± 0,033, а у женщин 0,31 ± 0,016. В магнитоактивные дни эти показатели стали равны 1,99 ± 0,095 для мужчин и 0,44 ± 0,04 для женщин. Соотношение показателей заболеваемости в магнитоспокойные и магнитоактивные дни составили у мужчин 1:1,52; у женщин - 1:1,42. Среди изученных 3279 больных 31,7% были с мелкоочаговым и 68,3% с крупноочаговым и обширным трансмуральным инфарктом миокарда. Если в магнитоспокойные дни мелкоочаговые инфаркты миокарда составили 32,8%, то в магнитоактивные дни - 28,3% (крупноочаговые 71,7%). Таким образом, в магнитоактивные дни крупноочаговые и обширные трансмуральные инфаркты миокарда встречаются на 4,5% больше, чем в магнитоспокойные дни.
Анализ приведенных данных показал, что в условиях активности магнитного поля Земли происходит увеличение частоты болевого синдрома сжимающе-давящего характера, имеющего важное диагностическое и прогностическое значение.
Статистическая обработка данных о вызовах скорой медицинской помощи в Ленинграде за 1969 г. позволила сделать вывод, что ведущим фактором, влияющим на динамику обострений сердечно-сосудистых заболеваний является возмущение магнитного поля Земли. Наибольшее влияние оказывают очень большие и продолжительные магнитные бури.
Методом прямого сопоставления была обнаружена тесная связь между изменением геомагнитного поля и изменением кровяного давления и количества лейкоцитов в крови. Изменение порогового уровня адаптации к темноте у людей, которая является хорошим показателем функционального состояния головного мозга, также очень тесно связаны с возмущениями магнитного поля Земли. Более того, изменения генетических, физиологических, биохимических и радиобиологических процессов у самых различных организмов также коррелируют с солнечными и магнитными бурями.
Были проведены сопоставления короткопериодических колебаний геомагнитного поля с состоянием человеческого организма. Было показано, что когда увеличивается напряженность магнитного поля фундаментальной частоты ионосферного волновода (8 Гц), время реакции человека достоверно уменьшается на 20 мс. Когда же имеются нерегулярные колебания магнитного поля с частотой 2 - 6 Гц, время реакции человека увеличивается на 15 мс.
Проведены исследования по сопоставлению возмущенности магнитного поля Земли и числом заболеваний различными болезнями. Так, была показана связь между напряженностью геомагнитного поля и приступами эклампсии, острой глаукомы, эпилепсии, сердечнососудистыми катастрофами, родовой деятельностью и нарушениями сердечного ритма.
Установлено, что не только центральная, но и вегетативная нервная система здоровых людей очень чувствительна к возмущениям геомагнитного поля. Исследования показали, что во время малых и умеренных геомагнитных бурь усиливается тонус в основном симпатического отдела вегетативной нервной системы. Только в 30% случаев (чаще всего у мужчин) наблюдается усиление тонуса парасимпатического отдела вегетативной нервной системы.
Изменение вегетативной нервной системы под влиянием возмущений магнитного поля Земли влияют на состав крови. В организме человека под действием возмущений геомагнитного поля происходят такие же изменения, как и у животных, когда на них действуют слабые искусственные магнитные поля. При этом наблюдается усиление тормозного процесса в центральной нервной системе, замедление условных и безусловных рефлексов, нарушение памяти, изменение регулярности нормальных и патологических процессов.
По данным измерения артериального давления в течение года и определения количества лейкоцитов в крови у 43 пациентов было достоверно показано, что суточные изменения диастолического давления и содержания лейкоцитов совпадают с ежедневными изменениями магнитного поля Земли. Так же зависит от возмущенности магнитного поля Земли и частота сердечного ритма.
Было проведено более 24 тыс. измерений пульса у практически здоровых людей в возрасте 20 - 40 лет. По этим данным была установлена связь между частотой сердечного ритма и изменением величины магнитного поля Земли.
Важно отметить, что из всех элементов геомагнитного поля наиболее эффективными в смысле влияния на частоту сердечного ритма оказалось магнитное наклонение. Значение элементов магнитного поля объясняется в начале книги . Здесь только подчеркнем, что важен угол, под которым направлен вектор магнитного поля Земли. Во время магнитных бурь этот угол меняется.
Были также получены данные о том, что во время геомагнитных бурь у лиц пожилого возраста учащается пульс и повышается артериальное давление. Изменение уровня адаптации к темноте сетчатки глаза также четко связано с суточной активностью геомагнитного поля. На кафедре офтальмологии Военно-медицинской академии им. С. М. Кирова (Ленинград) изучалась связь между частотой острых приступов глаукомы и изменениями геомагнитного поля2. Был изучен материал пункта неотложной помощи Ленинградской городской глазной больницы с 1961 по 1967 г. Данные о магнитном поле Земли взяты из магнитной обсерватории Воейково, под Ленинградом. Анализ этого материала показал, что в дни с приступами глаукомы средняя величина амплитуды горизонтальной составляющей геомагнитного поля оказалась на 1,3 гамм меньше, чем в дни без приступов глаукомы. На основании этого делается вывод, что декомпенсация глаукомного процесса, помимо прочих причин, зависит от состояния магнитного поля Земли. Этот вывод кажется естественным, поскольку глаукома является общим заболеванием организма и в этиологии его нейрососудистые, эндокринные и обменные нарушения играют исключительно важную роль.
На кафедре глазных болезней Свердловского медицинского института исследовалась зависимость между компенсацией глаукоматозного процесса и геомагнитными бурями3. По данным 666 наблюдений за 17 лет, была обнаружена зависимость между среднедневными показателями числа острых приступов глаукомы и геомагнитной активностью, а также связь этих показателей в 27-дневном цикле в деятельности Солнца. Эта связь проявилась наиболее ярко во время интенсивных геомагнитных бурь. Затем были проанализированы данные за 9 лет (1964 - 1972 гг.) отдельно для геомагнитных бурь с постепенным и внезапным началом. На рис. 30, а показана зависимость числа острых приступов глаукомы от слабых геомагнитных бурь с постепенным началом. Видно, что наибольшее число приступов бывает в день начала геомагнитной бури, за сутки до максимума возмущенности геомагнитного поля. Когда геомагнитное поле восстанавливается, то и количество случаев приступов глаукомы уменьшается. Но уже на 6-е сутки после начала геомагнитной бури возникает новая, такая же интенсивная волна увеличения числа острых приступов глаукомы.
Результаты сопоставления для умеренных и сильных геомагнитных бурь с постепенным началом показаны на рис. 30, б. Видно, что наибольшее количество острых приступов глаукомы приходится также на день начала геомагнитной бури. Но на 4, 7 и 9-е сутки после начала бури отмечается тенденция к небольшому увеличению количества острых приступов глаукомы на фоне уже низкой геомагнитной активности.
Результаты сопоставления для слабых геомагнитных бурь с внезапным началом показаны на рис. 30, в. Видно, что наибольшее количество острых приступов глаукомы имеет место в день начала бурь, который совпадает с максимальной геомагнитной активностью. Наблюдаются две волны резкого повышения количества острых приступов на 2-е сутки до и на 4-е сутки после начала бури. Эти геомагнитные бури вызывают значительные колебания частоты острых приступов глаукомы, которые продолжают проявляться на фоне уже спокойного геомагнитного поля. Случаи умеренных и сильных геомагнитных бурь с внезапным началом показаны на рис. 30, г. Эти бури способствуют развитию максимального числа острых приступов глаукомы в первые сутки после начала бури, что совпадает с максимумом солнечной активности. Опять же количество приступов увеличивается на 3, 6 и 9-е сутки после начала геомагнитной бури. Полученные данные позволяют более объективно подойти к профилактике острых приступов глаукомы с учетом конкретной геомагнитной ситуации.
Была изучена общая и местная заболеваемость злокачественными новообразованиями в Туркмении за 1959 - 1967 гг.4 Принимались в расчет только больные, у которых указанный диагноз был установлен впервые. Представлены данные в интенсивных показателях на 10.000 населения. Результаты проведенного исследования видны на рис. 31. Здесь показаны зависимости относительных чисел солнечной активности (левая ось) и показателя заболеваемости за период с 1954 по 1967 г. Видно, что в годы снижения солнечной активности (1959 - 1964 гг.) заболеваемость злокачественными новообразованиями увеличивалась. Наибольшая заболеваемость раком (как общая, так и местная) имела место в период спокойного Солнца 1964 - 1965 гг. Напомним, что в этот год проводились скоординированные международные исследования солнечно-земных связей по программе Международного года спокойного Солнца (МГСС). Наименьшая заболеваемость раком имела место при самой высокой солнечной активности.
Чем объясняется такая зависимость? Опытным путем было показано, что в годы максимальной солнечной активности лейкоцитарный показатель становится более низким, чем в годы спокойного Солнца. При снижении же солнечной активности содержание лейкоцитов в периферической крови увеличивается.
Наиболее чувствительными к радиации являются молодые интенсивно делящиеся малодифференцированные клеточные элементы. Лейкопения в периоды повышенной активности Солнца, видимо, объясняется торможением митотического процесса вследствие влияния солнечной активности на малодифференцированные клетки костного мозга.
Поскольку раковые клетки также являются малодифференцированными, усиленно делящимися элементами, можно предположить, что имеет место тормозящее действие солнечной активности на развитие злокачественных опухолей. При этом можно предположить, что солнечная активность задерживает рост зарождающихся злокачественных опухолей и не оказывает влияния на доброкачественные процессы и предраковые образования.
Максимальное увеличение заболеваемости раком в годы спокойного Солнца не является результатом озлокачествления потомков клеток «облученных» еще в годы активного Солнца, т. е. 6 - 7 лет назад. Видимо, оно является результатом отсутствия тормозящего действия солнечной активности на деление злокачественных клеток в ранней стадии развивающейся опухоли, которая возникает от любой другой причины.
Суточная ритмика радиочувствительности отмечена многими исследователями. Сопоставление ее с ходом возмущенности геомагнитного поля показало, что результаты радиационного воздействия на живой организм в каждый данный момент времени зависит от состояния геомагнитного поля в данном месте, где проводятся опыты.
Было отмечено, что колебания веса тела у контрольных и облученных животных имеют также четкую синхронность с изменением геомагнитного поля именно за тот период и в этом месте, где проводились исследования.
Исследовались также напряженные и ответственные периоды в физиологии женского организма, такие, как родовая деятельность и течение менструального цикла. Была проведена статистическая обработка большого числа данных, которые сопоставлялись с показателями возмущенности геомагнитного поля. При этом было установлено, что количество наступлений месячных кровотечений у женщин в определенные дни зависит от возмущенности магнитного поля Земли. Во время успокоения магнитного поля Земли частота начала менструаций увеличивается, а во время увеличенной возмущенности магнитного поля, наоборот, месячные кровотечения начинаются реже. Длительность менструального цикла также связана с возмущенностью геомагнитного поля. Эта связь прямая, т. е. большей магнитной активности соответствует большая длительность менструального цикла.
Установлено, что суточная ритмика как начала, так и окончания родов зависит от суточного хода возмущенности геомагнитного поля. При повышенной возмущенности магнитного поля Земли родовая деятельность усиливается, т. е. магнитные бури провоцируют преждевременные роды.
Когда была сопоставлена кривая суточного хода возмущенности магнитного поля Земли и кривая суточного ритма родов, то оказалось, что они очень похожи, практически повторяют друг друга. Только кривая суточного ритма родов сдвинута на 6 ч относительно кривой магнитной возмущенности. Это дает основание предполагать, что скрытый период проявления действия геомагнитного поля на родовую деятельность близок к 6 ч.
Сильные геомагнитные возмущения вызывают нарушение в ритме интенсивности родов. В 1-й день магнитной бури учащаются случаи начала родов. На 2-й день бури число родов уменьшается, а на 3 - 4-й день снова увеличивается. К концу магнитной бури число родов уменьшается до начального уровня, характерного для невозмущенного магнитного поля Земли. Во время магнитной бури чаще начинаются преждевременные роды, а к концу бури заметно увеличивается число быстрых родов.
Динамика возникновения и изменения амплитудных и частотных свойств короткопериодических колебаний магнитного поля Земли, которые сопровождают геомагнитные бури, во многом соответствует динамике возникновения процессов в организме женщин.
Из всех заболеваний, которые подвержены действию магнитных бурь, сердечнососудистые были выделены прежде всего, поскольку их связь с солнечной и магнитной активностью была наиболее очевидной. Собственно, открытие этой связи, сделанное французскими медиками, привело к тому, что, уяснив эту связь, они смогли по состоянию больных с сердечнососудистыми заболеваниями давать картину солнечной активности.
Связь между магнитной активностью и организмом человека при развитии какого-либо заболевания важна как на начальной стадии заболевания, так и на последующих его этапах. Разница состоит в том, что если на первой стадии развития болезни последствия влияния магнитного поля могут быть не катастрофическими, то в стадии, когда организм сильно поражен болезнью, действие магнитной бури, как правило, вызывает большие сдвиги. Это видно на примере таких состояний, как предэклампсия и эклампсия, токсикозы беременности и др. Наиболее наглядным примером такой зависимости является группа сердечнососудистых заболеваний. За последнее время накоплено много фактов, свидетельствующих о влиянии геомагнитных возмущений на течение и обострение этих заболеваний, особенно на поздних этапах развития болезни.
Проводилось сопоставление зависимости тяжести сердечнососудистых заболеваний от многих факторов внешней среды, таких, как давление атмосферы, перепады температуры воздуха, осадки, скорость ветра, облачность, ионизация, радиационный режим и т. д. Однако достоверная и устойчивая связь сердечнососудистых заболеваний выявляется именно с хромосферными вспышками и геомагнитными бурями.
Число сердечнососудистых заболеваний четко различается по количеству в магнитоспокойные и в дни возмущений. Например, по данным Свердловска за 1964 г., среднедневной показатель частоты мозговых инсультов составил 3,5, а в магнитоактивные дни - 5,2. По данным Ленинграда за 1960 - 1963 гг., число вызовов скорой помощи к больным с инфарктом миокарда на один день с высокой магнитной активностью составляло 6,6, тогда как в магнитоспокойный день число вызовов было равно 3,4. Число осложнений, которые возникают при сердечнососудистых заболеваниях, в том числе и число случаев скоропостижной смерти, увеличивается с увеличением возмущенности магнитного поля. Эти явления наблюдаются синхронно в далеко расположенных городах.
Установлено, что в день возникновения магнитной бури и в ближайшие сутки-двое после нее наблюдается наибольшее число сердечнососудистых катастроф и летальных исходов. То, что максимум заболеваемости приходится на первый или второй день после магнитной бури, говорят о реактивности самого организма и о латентном периоде в развитии того или иного осложнения. Но, видимо, более важно то, что сама структура электромагнитного поля, которое сопровождает геомагнитные бури, изменяется в зависимости от времени, отсчитываемого от начала геомагнитной бури. Это - наличие короткопериодических колебаний магнитного поля (КПК), их амплитуды, частоты, а также их изменений в солнечном цикле. Действительно, дни, когда сердечнососудистая заболеваемость и осложнения, связанные с этими заболеваниями, увеличиваются, совпадают с днями, когда отмечается появление и усиление КПК геомагнитного поля. Это еще раз подтверждает, что КПК особенно сильно действуют на биологические объекты. Короткопериодические колебания имеют различные закономерности и характеристики во время геомагнитных бурь с постепенным и внезапным началом. Поэтому становится понятным, что те и другие магнитные бури действуют на биологические объекты по-разному, так как здесь сказывается действие КПК. По этой же причине, видимо, отличается и сама динамика течения заболевания в различные фазы одной и той же магнитной бури.
Напомним, что наиболее часто появляются коротко-периодические колебания типа Pс1 на 3 - 4-й день после прохождения магнитной бури с внезапным началом. Колебания типа РсЗ наблюдаются на 2 - 4-й день после геомагнитной бури с внезапным началом. В эти дни и следует ожидать отрицательного их последействия на здоровье человека (и состояние других биологических объектов). Если раньше увеличение числа инфарктов в эти дни вызывало удивление, то увязка подобного факта с усилением КПК все объясняет.
Мы уже говорили, что во время геомагнитных бурь происходят изменения состава крови даже у здоровых людей. Остановимся на этом вопросе подробнее.
Прямым сопоставлением возмущенности геомагнитного поля и количества лейкоцитов в крови было показано, что обе эти величины изменяются синхронно. Далее было обнаружено, что функциональное состояние крови у здоровых людей изменяется во время геомагнитных бурь. При этом снижается активность фибринолиза, что повышает вероятность тромбообразования. Читателю покажется странным, что величина СОЭ (по прежней терминологии - РОЭ) у одного и того же человека изменяется в течение суток и даже много раз в день. Установлено, что эти изменения у здоровых людей связаны с изменением вертикальной составляющей геомагнитного поля за этот же период. Путем ежедневных измерений в течение 4 месяцев была исследована динамика количества эритроцитов и содержания гемоглобина у здоровых людей. Оказалось, что при слабой и средней возмущенности геомагнитного поля показатели крови изменяются в соответствии с динамикой глобального изменения геомагнитной активности. Когда же происходит резкое изменение геомагнитной активности (увеличивается за один-два дня больше чем на 100), может наблюдаться снижение количества эритроцитов и гемоглобина. Исследования показали, что у здоровых молодых людей в период геомагнитных бурь в крови уменьшается количество лейкоцитов и тромбоцитов, замедляется свертываемость крови, увеличивается СОЭ и фибринолитическая активность.
Оказалось, что в разных городах СССР (Кировск, Петрозаводск, Москва, Тернополь, Ужгород) характер изменения эритроцитов и гемоглобина в крови аналогичен и связан с динамикой глобального изменения геомагнитной активности.
1. Каразян Н. Н. Зависимость инфарктов миокарда от активности магнитного поля Земли. - Кровообращение, 1981, XIV, № 1, с. 19 - 21.
2. Жохов В. П., Индейкин Е. И. - Вестник офтальмологии. 1970, № 5, с. 29 - 30.
3. Качеванская И. В.- Вестник офтальмологии, 1976, №4, с. 16 - 18.
4. Куприянов С. Н., Геринг-Галактионова И. В. - Здравоохранение Туркменистана, 1967, №11, с. 25 - 29.
Источник - Мизун Ю. Г., Мизун П. Г. Космос и здоровье.- М.: Знание, 1984. 144 с.- (Наука и прогресс).
