Глава 6 взаимосвязь космоса и живой природы

На биосферу Земли влияют многие явления, происходящие за пределами земного шара, во Вселенной, причем воздействие многих космических объектов и тел на живую природу Земли циклично. Одним из основных космических объектов, оказывающих существенное влияние на биосферу Земли, является Солнце – главный источник энергии. От Солнца зависит суточная и годовая активность живых су­ществ, климат и т.д.

Солнечные циклы и климат Земли

Солнечная активность изменяется циклически. Продолжительность солнечных циклов различна, наиболее четко выделены циклы длительностью 11, 22, 90, 178, 600, 1800 и т.д. лет. С такой же цикличностью происходят определен­ные изменения и в климате на Земле.

Например, соответственно 11- и 22-летнему циклам солнечной активности бывают засухи. На основании этих циклов было предсказано наступление засушливого лета на Среднем Западе США в 1974 г. Даже предсказанная засуха может нанести огромный ущерб, а если к засухе не будет соответствующей подготовки, то ущерб окажется еще большим.

Длительный анализ наблюдений показал, что суще­ствуют и более продолжительные циклы чередования влажных и засушливых лет — примерно 30-40 лет. Или, другими словами, каждая третья-четвертая засуха является особенно жестокой. Примерно 30-летний цикл сильнейших засух наблюдается на Русской равнине.

Значительные изменения климата происходят в связи с 600-лет-ними циклами солнечной активности. Однако особенно серьезно климат изменяется с периодом, равным примерно 1800 лет. На основании исследований было установлено, что существуют циклы с гораздо большим периодом: с цикличностью в 180-200 млн лет повторялись ледниковые эпохи. Последний ледниковый период по таким масштабам закончился совсем недавно, примерно 40 тыс. лет назад.

Наиболее влажные периоды имели место примерно около 4500 и 2000 лет до н.э., перед началом новой эры (200 г. до н.э.), и примерно в 1500 г. н.э. Эти влажные периоды каждый раз сменялись сухими, что подтверждается многочисленными данными о колебаниях уровней морей, озер и рек. Поражает воображение прошлое сегодняшней Сахары, которая когда-то была цветущим краем с богатым животным и растительным миром. В тот период на рубеже V и IV столетий до н.э. в Сахаре и на всей Земле был влажный климат. Последний период сухого климата приходится на VI-X вв. В этот период Исландия была покрыта березовыми лесами, а Гренландия была цветущей страной с плодородными землями. Примерно с XIII в. наступило похолодание, и Гренландия покрылась ледниками. На основании этих наблюдений можно предположить, что очередное «золотое время» с обилием растительности и животных может наступить для Сахары примерно к XXXIII в.

Ученые установили, что погода и климат зависят не только от величины солнечной активности в 11-летнем цикле, но и от других характеристик ее изменения в целой серии циклов. Из-за этого имеются сменяющие друг друга климатические эпохи продолжительностью примерно 42 года. Климат такой эпохи отличается от климата предшествующей и последующей, но похож на климат той эпохи, которая была ранее предшествующей. Таким образом, если необходимо успешно предсказать климат на будущую эпоху, нужно анализировать не только что минувшую 42-летнюю эпоху, а и предшествующую ей. Например, одна из 42-летних эпох длилась с 1933 по 1975 гг. Ее сменила эпоха, в которой мы живем. Для того чтобы предсказать климат нашей эпохи, необходимо внимательно проанализировать процессы в атмосфере, гидросфере и биосфере в периоды с 1878 по 1932 гг. и с 1798 по 1832 гг.

На примере изменения климата Земли в зависимости от солнечной активности наилучшим образом иллюстрируется взаимосвязь живой природы и космоса. На резкие изменения солнечной активности реагируют скорость вращения Земли вокруг своей оси и характеристики атмосферы (циркуляция, давление, температура, атмосферные осадки); гидросферы (уровни океанов и морей, их ледовитость, температура воды, речной сток, уровни озер, колеба­ний размеров ледников и др.). И, конечно же, вся живая природа приспосабливается к изменениям, происходящим в биосфере в зависимости от влияний космоса.

Воздействие солнечной активности на биосферу Земли

Под влиянием космических факторов изменяются характер атмосферной циркуляции, погода и климат на Земле, и все эти изменения не могут не сказываться на живых организмах. Ярким доказательством влияния космоса на живые организмы является анализ толщины годичных колец деревьев. Она зависит от количества осадков или, другими словами, от характера атмосферной циркуляции. Исследования среза дерева, возраст которого 3200 лет, показали, что обычно чередуются 11 годичных колец быстрого роста (большой толщины) и 11 колец медленного роста (тонких), что наглядно подтверждает связь растительного мира с 11-летними солнечными циклами. На срезах деревьев устойчиво и четко выделяется и 22-летний цикл. Причем именно он является главным периодом солнечной активности, оказывающим влияние на живые организмы.

Наукой доказано, что солнечное излучение воздействует на ход развития растений и животных через свое влияние на свойства воды как среды обитания и как неотъемлемого компонента живых организмов. Влияние Солнца на живые организмы также проявляется в смене суточной активности, с изменением времен года, которая, как известно, связана с движением Земли вокруг Солнца. Солнечная активность влияет на процессы миграции птиц и рыб. Резкие изменения численности животных (как и изменения толщины годичных колец деревьев) наблюдаются также в периоды максимумов солнечной активности.

Существенное влияние на живые организмы оказывает изменяющееся в соответствии с космическими циклами магнитное поле Земли. Весьма чувствительны к магнитному полю растения. Такие заключения были сделаны на основании исследований зародышей пшеницы, кукурузы, огурцов, свеклы, подсолнечника, гороха, дыни, ячменя, овса, а также семян сосны, ели и др.

Магнитное поле оказывает влияние на плодоношение растений, а также на животных, птиц и насекомых, например, на их способность ориентироваться в пространстве. Птицы совершают как незначительные пе­релеты на 100-200 км, возвращаясь затем в свои гнездовья, так и сезонные миграции весной и осенью на расстояния в несколько тысяч километров, и благодаря магнитному полю они держат правильный курс. Любые изменения условий внешней среды, кроме магнитного поля, не сбивают их с курса, а если магнитное поле Земли меняется (например, во время магнитной бури), то птицы могут сбиться с правильного пути.

Аналогичным образом магнитное поле воздействует на миграцию рыб и животных (например, леммингов), правда, способность ориентироваться в пространстве с помощью магнитного поля сохранили только те рыбы и животные, которые постоянно перемещаются (мигрируют) на большие расстояния.

Огромное влияние на биосферу и живые организмы оказывает Луна, движение которой вызывает приливы и отливы воды, усиливая или ослабляя магнитное поле нашей планеты. Под воздействием Луны, таким образом, находятся все живые существа, так как в составе каждого из них есть вода.

Солнечные циклы и здоровье человека

Одним из основных космических факторов, влияющих на биосферу Земли и на здоровье человека, является солнечная активность, имеющая циклический характер. Она определяет эпидемические процессы на Земле.

Все формы инфекционных болезней в разных регионах Земли резко меняют свой ход в зависимости от солнечной активности и обостряются в момент перелома. Наибольшие резкие изменения солнечной активности наблюдаются в середине ветви подъема или спада активности солнечного 11 –летнего цикла, т.е. в периоды так называемых «реперов» солнечных циклов. Таким образом, цикличность эпидемических процессов должна быть равной примерно пяти с половиной годам. Это подтверждается анализом данных об эпидемических процессах. Так, пики заболеваемости скарлатиной в Московской области приходятся на время, когда солнечная активность менялась наиболее резко, с цикличностью 5,5 лет. Статистические данные показывают, что серьезными эпидемиями отмечены 1946, 1950, 1956, 1961, 1967, 1971 и т.д. годы.

Конечно, цикл длительностью 5,5 года является не единственным для эпидемических процессов. Анализ частоты появления дифтерии в разных регионах Земли показал, что продолжительность циклов составляет примерно 3, 5, 8, 11, 14 и 18 лет. При этом продолжительность промежутков между эпидемиями в зависимости от географического положения составляет 3-4 или 6-7 лет. Часто встречаются и эпидемии со сравнительно долговременным циклом – примерно в 11 лет.

А иногда циклы эпидемических процессов могут сбиваться, так как в периоды природной периодич­ности эпидемий активно вмешиваются социальные факторы, что хорошо прослеживается, например, в периоде после окончания Второй Мировой войны.

На цикличность эпидемий также оказывает влияние изменение природных процессов, обусловленное свободными колебаниями положения географического полюса Земли. Эти колебания не являются строго периодичными, однако подчиняются некоторой известной закономерности.

Конечно, изучение влияния космических факторов, в том числе солнечной активности, на человека очень важно, т.к. оно позволяет оценивать сроки наступления эпидемий, дает возможность прогнозирования их масштабов, а значит, позволяет подготовиться к негативным влияниям и снизить воздействие инфекций на человека.

На здоровье человека оказывают влияние не только длиннопериодные колебания солнечной активности и другие космические факторы, но и короткопериодные, характеризуемые днями и месяцами изменения биосферных факторов, например, геомагнитная активность.

Многими исследователями анализировались статистические данные о количествах инфарктов миокарда, инсультов, кризисов, скоропостижных смертях, т.е. о так называемых конечных точках состояния здоровья человека. Изменения этих показателей сопоставлялись как с индексами солнечной и геомагнитной активности, так и с метеорологическими показателями, и было установлено, что эти зависимости различны в разных регионах земного шара, в разные фазы солнечной активности, для разных типов геомагнитных бурь и для разной погоды.

Так, в дни геомагнитных бурь увеличивается количество приступов стенокардии: их примерно на 25% больше, чем при спокойном геомагнитном поле. 70% всех смертей по причине инфаркта миокарда приходится на недельные интервалы, в пределах которых наблюдались магнитные бури, а наибольшее количество смертельных исходов инфаркта миокарда приходится на сам день геомагнитной бури и следующие за ним три дня. В периоды геомагнитных бурь происходит увеличение выброса адреналина в кровь, что равносильно стрессу, состоянию тревоги и беспокойства. Установлено, что в эти периоды увеличивается свертывающий потенциал крови, что и является основной причиной сердечно-сосудистых заболеваний, роста числа тромботических осложнений. Исследована зависимость 23 физиологических показателей человека от уровня возмущенности магнитного поля Земли, и оказалось, что 21 показатель меняется в соответствии с изменением этого поля.

Большой интерес для ученых представляют исследования зависимости различных физиологических показателей человека от солнечной и геомагнитной активности. Убедительно показано, что разные структуры го­ловного мозга проявляют различную чувствительность к изменениям погоды и магнитного фона Земли. За последние десятилетия активно велись изучения влияния межпланетного магнитного поля на здоровье человека, отыскивались связи между характе­ристиками межпланетного магнитного поля и состоянием здоровья людей. Прямое влияние практически исключено, поскольку межпланетное магнитное поле не проникает в магнитосферу Земли, но были выявлены косвенные влияния через возмущение магнитного поля нашей планеты. Было установлено, что при перемене знака межпланетного магнитного поля усиливаются нервно-психические расстройства, а равновесие остальных нервных процессов нарушается.

На здоровье человека, и в особенности на психическое здоровье, оказывают влияния и сезонные колебания. Так, в период межсезонья, осенью и весной обостряются многие хронические заболевания.

Таким образом, статистически доказано влияние космических факторов и факторов биосферы Земли на здоровье человека, что позволяет делать прогнозы на тот или иной период, а значит, предотвращать многие заболевания и снижать уровень смертности.

Следует отметить, что помимо космических и биосферных факторов проблемы здоровья человека находятся в существенной зависимости от состояния экологии нашей планеты.

Колонизация Солнечной системы

Практическое значение колонизации обусловлено необходимостью обеспечить нормальное существование и развитие человечества. С течением времени рост населения Земли, экологические и климатические изменения могут создать ситуацию, когда недостаток пригодных для обитания территории поставит под угрозу дальнейшее существование и развитие земной цивилизации. Такую ситуацию, например, создадут неизбежные изменения размеров и активности Солнца, которые чрезмерно изменят условия жизни на Земле. Также к необходимости заселения других объектов Солнечной системы может привести и деятельность человека: экономическая или геополитическая ситуация на планете; глобальная катастрофа, вызванная применением оружия массового поражения; истощение природных ресурсов планеты и др.

В рамках идеи колонизации Солнечной системы необходимо рассмотреть «терраформирование» (лат. terra – земля и forma – вид) – преобразование климатических условий планеты, спутника или иного космического тела для создания или изменения атмосферы, температуры и экологических условий в состояние, пригодное для обитания земных животных и растений. Сегодня эта задача представляет теоретический интерес, но в будущем может получить развитие и на практике.

В качестве объектов, наиболее пригодных для заселения их колонистами с Земли, в первую очередь рассматриваются Марс и Луна. Остальные объекты могут быть также преобразованы для проживания на них людей, однако осуществить это будет гораздо труднее ввиду условий, царящих на этих планетах, так и ряда других факторов (отсутствие магнитного поля, чрезмерная удаленность или приближенность к Солнцу). При колонизации и терраформировании планет необходимо будет учитывать следующее: величина ускорения свободного падения, объем принимаемой солнечной энергии, наличие воды, уровень радиации, характер поверхности, степень угрозы столкновения планеты с астероидом и другими малыми телами Солнечной системы.