Солнечно-земные связи. Тривиальная мысль, что жизнь на

Солнечно-земные связи.
Какое скрытое влияние оказывает Солнце на все живое на
Земле?
(Представления о гелиобиологии. Цикл солнечной активности.
Повторение этого цикла в земных явлениях. Открытия А.Л.
Чижевского)
Тривиальная мысль, что жизнь на Земле порождена
и поддерживается Солнцем, - это было понятно людям
испокон веков. Земля получает от Солнца не только свет и тепло,
обеспечивающие необходимый уровень освещённости и среднюю
температуру её поверхности, но и, как теперь мы знаем, подвергается
комбинированному воздействию ультрафиолетового и рентгеновского
излучения, солнечного ветра, солнечных космических лучей. Изменение
уровней этих излучений вызывает цепочку взаимосвязанных явлений в
околоземном пространстве, в магнитосфере, во всех слоях атмосферы,
биосфере, гидросфере и, возможно, литосфере Земли. Изучение этих явлений
и составляет суть проблемы солнечно-земных связей и их роли в нашей
жизни.
Потоки излучения и частиц, излучаемые Солнцем сильно зависят от
явлений на его поверхности. Многие характеристики активных образований
на солнечной поверхности обладают одиннадцатилетней цикличностью–
площадь пятен, частота и количество вспышек, количество протуберанцев, а
также форма короны. В эпоху минимума солнечной активности солнечная
корона меньше по размеру и имеет вытянутую форму, которую придают ей
длинные лучи, искривленные в направлении вдоль солнечного экватора.
Солнечная активность имеет циклический характер со средней
продолжительностью цикла в 11,2 года. Солнечные циклы пронумерованы с
того момента, когда начались регулярные ежедневные наблюдения числа
пятен. Эпоха, когда количество активных областей бывает наибольшим,
называется максимумом солнечного цикла, а когда их почти нет –
минимумом. За последние 80 лет течение цикла несколько ускорилось и
средняя продолжительность циклов уменьшилась примерно до 10,5 лет. За
последние 250 лет самый короткий период был равен 9 годам, а самый
длинный 13,5 лет. Другими словами, поведение солнечного цикла регулярно
лишь в среднем. В подъеме и спаде солнечных циклов существует некоторая
закономерность. Возможно, это указывает на существование более
длительных циклов.
В 1915 г. русский ученый А.Л.Чижевский обратил внимание на
циклическую связь между развитием некоторых эпидемий и количеством
пятен на Солнце. Много позднее, с помощью автоматических межпланетных
станций, было обнаружено явление солнечного ветра—потока частиц,
выбрасываемых с поверхности Солнца, которое может объяснять эту связь.
Последовательность событий в системе Солнце-Земля можно проследить,
наблюдая цепочку явлений, сопровождающих мощную вспышку на Солнце–
высшее проявление солнечной активности. Последствия вспышки начинают
сказываться в околоземном пространстве почти одновременно с событиями
на Солнце (время распространения электромагнитных волн от Солнца до
Земли – чуть больше 8 минут). В частности, ультрафиолетовое и
рентгеновское излучение вызывает дополнительную ионизацию верхней
атмосферы, что приводит к ухудшению или даже полному прекращению
радиосвязи на освещённой стороне Земли.
Обычно мощная вспышка сопровождается испусканием большого
количества ускоренных частиц – солнечных космических лучей. Самые
энергичные из них начинают приходить к Земле спустя чуть более 10 мин
после максимума вспышки. Усиленные потоки таких лучей представляют
собой также один из главных источников радиационной опасности для
экипажей
и
оборудования
космических
кораблей.
Ударная волна от вспышки и облако плазмы за 1,5-2 суток достигают Земли
и вызывают магнитную бурю, усиление полярных сияний, оказывают
влияние на работу электрических приборов и радиоаппаратуры. Имеются
статистические данные о том, что через 2-4 суток после магнитной бури
происходят заметные колебания давления воздуха в верхних слоях
атмосферы, что приводит к увеличению нестабильности атмосферы,
развитию циклонов и других метеоявлений. Магнитное поле планет (в том
числе Земли) служит защитой от солнечного ветра, но часть заряженных
частиц способно проникать внутрь магнитосферы Земли. Это происходит в
основном в высоких широтах, где имеются две так называемые воронки:
одна в Северном, другая в Южном полушариях. Взаимодействие этих
заряженных частиц с атомами и молекулами атмосферы вызывает полярное
сияние.
Статистически установлена связь между уровнем солнечной активности и
ходом ряда процессов в биосфере Земли: уровнем подпочвенных вод,
динамикой популяции животных, эпидемий, эпизоотий, количеством
сердечно-сосудистых кризов у людей
На стыке астрономии и биологии, под влиянием идей Чижевского,
возникла наука гелиобиология, которая исследует связь с солнечной
активностью
колебания
уровня
заболеваемости,
смертности
и
функциональное состояние
нервной системы у людей, урожайность
растений, интенсивность размножения у животных, в том числе насекомыхвредителей и переносчиков инфекций, миграции животных и ряд других
биологических процессов. Солнечные циклы просматриваются в
чередовании узких и широких годичных колец на спилах деревьев, в
статистике засушливых и плодородных лет. Обнаружена четкая
периодичность биологических процессов, связанная с 11-летним и более
длительными циклами солнечной активности, а также с 27-суточным
обращением Солнца вокруг своей оси.
Существует предположение, что чередование малых и больших
ледниковых периодов на Земле связано с затуханием солнечной активности и
глобальным снижением количества пятен на Солнце. В настоящее время
доказано, что есть связь между возрастанием активности в максимуме
солнечного цикла и таянием ледников.
Отголоски солнечных бурь находят в экономических и социальных
процессах
человеческого
общества,
в
индивидуальных
ритмах,
биологических часах человека и животных. Изучение природы и
прогнозирование гелиогеофизических явлений важно для экологии,
космической биологии, медицины, сельского хозяйства.
Вопросы после изучения темы
1.Чему равен период солнечной активности?
2. На какие биологические процессы влияет ритм, задаваемый Солнцем?
3. Как возникают полярные сияния?
4. Почему все службы, обеспечивающие космические программы отслеживают солнечную
активность?
5. Какую опасность для космонавтов на орбите Земли может нести солнечная вспышка?