Биосфероведение - Валерий Степанович Миловатский
Становится понятно, что магнитосфера Земли теснейшим образом связана с активностью Солнца. Поэтому для характеристики функционирования магнитосферы расскажем и о солнечно-земных связях.
О солнечно-земных связях
Солнце относится к пульсирующим звёздам. Оно пульсирует, сжимаясь и расширяясь на 2 метра с периодом 5 минут, есть сведения о том, что период пульсации может быть и 160 минут. Активность солнца очень неравномерная. В годы минимальной активности атмосфера солнца колеблется с размахом в 1300 км в периоде 14 минут.
Самые «знаменитые» – основные 11-летние циклы солнечной активности. Через каждые 11 лет на Солнце резко возрастает число вспышек. Причём, это совпадает с изменением интенсивности галактических космический лучей, приходящих в солнечную систему. Основными считаются и 22-летние циклы, связанные с изменением знака магнитного поля Солнца.
Сейчас установлено, что основой всякой солнечной активности являются изменения магнитного поля Солнца. В спокойные годы его напряжённость держится на уровне нескольких десятков Гс, в годы же активности она достигает 4000 Гс и выше. Солнечный магнетизм обуславливает движение солнечной плазмы и высокоэнергичных частиц, «выбрасываемых» Солнцем в межпланетное пространство и достигающих Земли и других планет. Он охватывает межпланетное пространство вплоть до орбиты Плутона, простираясь на 4,5 миллиарда километра в радиусе от Солнца.
Какие же геофизические явления на Земле вызывает солнечная активность? Сгусток солнечной плазмы, долетев со сверхзвуковой скоростью до Земли и уловленный её магнитосферой, начинает ускоренно двигаться в сфере её замкнутых магнитных линий, образуя мощный кольцевой ток. Кольцевой ток, в свою очередь, индуцирует магнитные бури. А магнитные бури – резкое падение напряжённости магнитного поля 3емли, «прогибание» его. В некоторых районах вплоть до нуля. А это, как мы говорили, резко отрицательно сказывается на живых организмах. Взаимодействуя с верхними слоями атмосферы Земли, солнечная плазма и излучения изменяют ионосферный слой – в результате нарушается радиосвязь, а в северных широтах возникают полярные сияния. В верхних слоях приполярных зон атмосферы происходят энергетические процессы, оказывающие такое сильное действие на формирование погоды на планете, что эти зоны называют «кухней погоды». Под действием солнечной активности меняются температура, давление, динамика циклонов и антициклонов, режим осадков. Годы активности 11-летних и 22-летних циклов обычно связаны с засухами. Известны также и 100-летние и 200-летние циклы похолодания, так называемые «малые ледниковые периоды».
Солнце не всегда «соблюдает» 11-летние и 22-летние циклы. Бывают паузы продолжительностью около 150 лет, когда Солнце спокойно. В действии Солнца на Землю, на её магнитосферу много непонятного и загадочного. Среди этих загадок – влияние солнечной активности на суточное вращение Земли. Так в 1957 году (год небывалой активности Солнца) астрономы отметили резкое временное изменение скорости вращения Земли. То же наблюдалось и в 1971 году, когда сильная активность Солнца была связана со сменой знака магнитного поля Солнца.
О влиянии солнечной активности на биосферу уже было сказано. Добавим лишь, что все воздействия Солнца на биосферу обязательно происходят через магнитосферу Земли. В свою очередь биота, все живые организмы, имеющие многообразные электромагнитные системы и прежде всего информационные, неизбежно реагируют на малейшие изменения магнитосферы Земли.
Связь солнечной активности с биосферой изучает наука гелиобиология. Создал её русский ученый Александр Леонидович Чижевский (1897–1964). Благодаря гелиобиологии ныне хорошо исследована зависимость от 11-летнего цикла эпидемий таких заболеваний как чума, брюшной тиф, дизентерия, скарлатина, ревматизм, церебральный менингит, эпидемии бешенства, гидрофобии (водобоязни).
Вот как живописует действие солнечной активности сам Чижевский: «Девять раз в столетие, в течение 2–3 лет каждый раз, все без исключения явления на земле – синхронно, в мёртвом и живом царстве приступами – приходят в конвульсивное содрогание: страшные ливни, наводнения, смерчи, торнадо, ураганы, бури, землетрясения, оползни, вулканическая деятельность, полярные сияния, магнитные и электрические бури, сокрушительные грозы и, вызываемые ими пожары лесов, степей и городов.
Живая материя в эти годы приходит также в неистовство. Эпидемии и пандемии, эпизоотии и эпифитии проносятся по земному шару. Появляются резкие уклонения от обычного хода хронических и острых заболеваний, общая смертность во всех странах в эти годы достигает своих максимальных значений…Саранчовые совершают в эти годы опустошающие налеты, мигрируют якобы без особых внешних причин рыбы, птицы, грызуны, крупные хищники. Всё неживое и живое на планете приходит в движение!»
В заключение перечислим основные биосферные функции магнитосферы:
1. Защита биосферы от жёсткой радиации солнечных и космических излучений.
2. Обеспечение ритмической организации живого вещества. В том числе, синхронизация внутриклеточных и внутриорганизменных процессов; поддержание физиологических и нейропсихических ритмов.
3. Обеспечение ориентирования в пространстве биосферы разных организмов.
4. Посредничество в связи биосферы с космосом.
Из всех сфер Земли магнитосфера – единственная, которая «просвечивает» все сферы от ядра до околоземных сфер ближнего космоса и непосредственно соприкасается с солнечной магнитосферой. В силу этого магнитосфера Земли как бы интегрирует в себе воздействия всех сфер Земли и выносит получаемый интеграл в космос. Живое вещество, подключаясь к этому земному интегралу, получает возможность слышать пульс Земли от самого её ядра и подстраиваться к нему. Механизмы подстройки пока неизвестны, но совершенно ясно, что наличие у Земли магнитосферы и её взаимодействие с биосферой вовсе не случайны.
Глава 9. О строении Земли и динамике её коры
О ядре, мантии, астеносфере и литосфере 3eмли. О тектонике литосферных плит. Различные модели 3емли. Действие биосферы на формирование и динамику материков.
В предыдущей главе мы увидели, что биосфера Земли теснейшим образом связана с её магнитосферой. Столь же фундаментальна связь биосферы с самим телом Земли. Поэтому здесь мы обращаем свои взгляды на Землю, на её строение.
Как это получается, что наше космическое тело, наша космическая плоть – Земля, – единственная планета в Солнечной системе, которую мы можем потрогать руками, на которой нам выпало жить вместе со всей тварью земной? Как получается, что Земля уже миллиарды лет (почти столько же, сколько она существует сама) несёт на себе всё более усложняющуюся жизнь, имеет биосферу, а другие планеты этого не имеют? Значит, Земля имеет какие-то особенности, дающие ей возможность приютить у себя жизнь, быть ей домом.
На Матушке-Земле всё так чудно устроено и взаимозависимо, что «диву даёшься». Биосфера неразрывно связана с магнитным полем Земли, которое имеет связь с её ядром. Атмосфера необходима всему живому и является неотъемлемой составной частью биосферы. В то же время атмосфера связана с глубинными, химическими (и не только) процессами, происходящими
