Официальный сайт журнала "Экология и Жизнь"
You need to upgrade your Flash Player or to allow javascript to enable Website menu.
Get Flash Player  
Всё об экологии ищите здесь:
  Сайт функционирует при финансовой поддержке Федерального агентства по печати и массовым коммуникациям  
Сервисы:
Каналы:
Каналы:
Блоги:
Дайджесты,
Доклады:

ЭКО-ВИДЕО



Реклама

Профессиональные 3 полосные колонки купить со склада в Москве.

Translate this page
into English

Translate.Ru PROMT©


Система Orphus


Главная О НАС / ABOUT US Статьи Космическая погода

Космическая погода

Космическая погода

Т.К. Бреус

Насколько жизнь на Земле и наше здоровье зависят от Солнца? Что происходит с климатом планеты и как на него влияет космос? Можно ли предугадать катастрофы и погодные катаклизмы? На эти и многие другие вопросы дают ответ наука гелиобиология и Тамара Константиновна Бреус, ведущий научный сотрудник Института космических исследований РАН, доктор физико-математических наук, профессор, руководитель секции гелиобиологии проблемного совета «Солнце – Земля» РАН, много лет изучающая «космическую погоду» и ее влияние на Землю.

 

Царь-солнце

О том, что Солнце – источник жизни на Земле, человечество заподозрило еще на заре своей цивилизации. Его обожествляли, ему поклонялись и приносили жертвы. Почти у всех древних народов небесному светилу отводилось высокое и почетное место в сонме многочисленных языческих богов. У шумеров оно было богом «всевидящего света» Шамаш (или Уту), верховным судьей, хранителем справедливости и истины. В древних Персии, Индии, Иране мудрый и отважный бог плодородия, договоров и дружбы, защитник истины, имеющий 10 000 ушей и глаз – Митра – являлся к людям солнцем.

Солнечная богиня Аматэрасу – верховное божество пантеона – охраняла императорский род в Японии. А Тонатиу – в мифологии древних ацтеков и майя (Тонатиу, науатль – буквально «солнышко») бог неба и Солнца, бог воинов – управлял всей нынешней, пятой, мировой эпохой (по представлениям этих народов, вселенная пережила несколько эр, во время которых Солнцем были различные боги.)

И это не говоря о более известных языческих богах – греческом Гелиосе; римском Аполлоне (кстати, не только предводителе и покровителе муз наук и искусств, но и хранителе света, стад, дорог, путников и мореходов, а также боге-врачевателе и предсказателе будущего); наиболее чтимом верховном божестве Древнего Египта – Ра и древнеславянского бога плодородия и солнечного света, лета и счастья, живительной силы – Даждьбога, имевшего несколько проявлений (Ярила, Хорс).

Гелиобиология изучает воздействие солнечной активности на биосферу, включая человеческий организм. Это междисциплинарная область знаний, объединяющая как задачи исследования геофизических факторов и процессов, связанных с явлениями на Солнце, и возможных физических механизмов, объясняющих их биологическое действие, так и биологическую или биохимическую трансформацию этих механизмов в физиологические проявления живых систем на всех их уровнях – от клеточного до популяционного.

Гелиобиология использует широкий спектр методов исследований: длительные наземные и космические наблюдения различных характеристик гелио-геомагнитной активности, наземные лабораторные эксперименты по моделированию воздействия гелио-геомагнитных факторов и реакций биологических систем, современные статистические методы анализа и сопоставления длинных рядов данных наблюдений, математическое моделирование реакций биологических систем на действие гелиогеофизических факторов.

 

Однако человечеству потребовалось несколько тысячелетий, чтобы на смену интуитивным догадкам пришли научные представления о механизмах воздействия солнечной активности на биосферу нашей планеты, в том числе на организм человека. Только в XIX веке шведский ученый С. Аррениус предположил, что это влияние реализуется через физический агент электромагнитной природы.

В то же время появились и отдельные публикации о влиянии солнечных пятен на колебания цен на сельскохозяйственные продукты, изменение численности животных, физиологическое и патологическое состояния человека и пр. Но это были лишь данные для коротких рядов наблюдений и вызывали вполне обоснованный скептицизм у специалистов, считавших земную биосферу надежно изолированной от космического пространства. Впрочем, критика лишь подстегивала интерес к этой теме и служила дополнительным стимулом для продолжения исследований, ну а время восполняло недостаток собранных фактических материалов.

И вот в 30-50-х годах XX века все работы по этой проблеме обобщены и проанализированы. Более того, сформулирована принципиальная концепция космического влияния (прежде всего, Солнца) на биосферу и предложены эффективные статистические методы анализа (например, метод, который применяется до сих пор и его нынешнее название – метод наложения эпох). Основоположником нового научного направления (гелиобиологии) стал наш соотечественник А.Л. Чижевский. Надо отметить, что помимо работ коллег, им самим был собран, обработан и интерпретирован богатейший фактический материал. Александр Леонидович обнаружил синхронные изменения в возникновении эпидемий, ритмические изменения общей смертности населения планеты за период от V века до первой четверти XX столетия. Существование внешних факторов воздействия, связанных со свойствами околоземного пространства в целом и процессами на Солнце, вызывающими глобальные изменения в биосфере, он подтверждал и анализом вариаций других биологических показателей – миграции рыб, массового размножения микроорганизмов и др.

 

«Когда-то где-то   на Землю упал луч Солнца, но он упал не на бесплодную почву, он упал на зеленую былинку пшеничного ростка или, лучше сказать, на хлорофилловое зерно. Ударяясь о него, он потух, перестал быть светом, но не исчез… В той или другой форме он вошел в состав хлеба, который послужил нам пищей. Он преобразился в наши мускулы, в наши нервы… Пища служит источником силы в нашем организме потому только, что она – не что иное, как консерв солнечных лучей…»

К.А. Тимирязев

 

Работы А. Л. Чижевского получили широкое мировое признание. В 1939 г. ученый был заочно избран почетным президентом I Международного биофизического конгресса в Нью-Йорке и представлен группой выдающихся ученых к соисканию Нобелевской премии.

Разумеется, во времена А.Л. Чижевского наука еще не располагала мощными методами исследования Солнца, понятиями нелинейности биологических систем, как и современными методами статистики, необходимым лабораторным оборудованием. Отсюда некоторая наивность представлений А.Л. Чижевского о биотропных факторах солнечной активности.

 

Pro et contra

Лишь новые технические возможности науки привели к открытию в 1960-х годах солнечного ветра и магнитосферы Земли, давшему новую информацию о среде, в которой существует биосфера. Теперь уже по полному праву на передний план учеными выдвинуты вариации слабых естественных электромагнитных полей, связанных с воздействием солнечного ветра и межпланетного магнитного поля на магнитосферу Земли. Исследования по гелиобиологии активно продолжались, предоставляя специалистам обширный материал, свидетельствующий о существовании отклика биологических систем на воздействие слабых естественных электромагнитных полей (ЭМП). В нашей стране этими работами занимались Б.М. Владимирский, Л.Д. Кисловский, В.Г. Сидякин, Н.А. Темурьянц и др. А при Научном совете по геомагнетизму в Академии наук была создана специальная подкомиссия, координирующая работы по этой проблеме и осуществляющая по ним экспертизу.

Вскоре проблема биологических реакций и механизмов действия слабых ЭМП (менее 1 мТл) вышла за рамки фундаментальной гелиобиологии, породив магнитобиологию (она изучает биологические эффекты слабых низкочастотных переменных магнитных и электрических полей любой природы) и обнажив экологические риски – электромагнитное загрязнение среды обитания (как результат производственной и бытовой деятельности человека) и потенциальную опасность для здоровья слабых низкочастотных полей нетепловой интенсивности, что резко повысило интерес к этой области исследований.

Сегодня подобные эффекты достоверно наблюдают в медицине, в биологических экспериментах на уровне организмов и популяций. Однако физический, биологический и биохимический механизмы, приводящие к отклику биологических систем на их воздействие, все еще остаются непонятными и вызывают резкие споры у ученых.

А причин для скептицизма по отношению к гелиобиологии в конце прошедшего века было достаточно. И прежде всего исследователей смущал энергетический парадокс – малая величина амплитуды естественных ЭМП (от десятых долей до нескольких сотен нанотесла), существенно меньшая величины электромагнитного шума производственной и бытовой природы. Более того, она примерно на десять порядков меньше характерной энергии биохимических реакций, имеющих тепловой масштаб (кТ). Другая особенность проблемы состоит в том, что химические реакции с характерной энергией кТ идут в микроскопических объемах, в то время как такой же по порядку величины квант энергии магнитного поля (например, геомагнитного) содержится в объеме на 12 порядков большем (и соответствует объему биологической клетки). Возникает вопрос: как собрать энергию ЭМП по макроскопическому объему и передать ее на микроскопический уровень?

Другой причиной скептицизма была противоречивость клинических и медицинских наблюдений со статистическими исследованиями длинных рядов этих данных. Так, если в случае коротких рядов данных удавалось получить значимые коэффициенты корреляции, то в случае статистических исследований длинных рядов медицинских и гелиогеофизических данных получались низкие коэффициенты линейной корреляции. К примеру, были проведены поиски линейной корреляции данных наблюдений за 4 года о смертности в Америке от коронарной недостаточности и инсультов головного мозга (275 млн показателей) и различных индексов солнечной активности. Статистически значимые связи медико-биологических и гелиогеофизических параметров в этих исследованиях тогда не были обнаружены (спектральный анализ в работах 1970-1980-х годов не проводился). А поэтому и интерес к гелиобиологии у западных ученых пропал, и концепции А.Л. Чижевского о взаимодействии ритмических процессов многие зарубежные коллеги благополучно похоронили.

Но в это же самое время в большом числе клинических наблюдений и лабораторных экспериментов с животными, активно проводившихся у нас и в ряде зарубежных научных центров выявлялись: 1) определенная синхронность в появлении экстремумов в заболеваниях и их связь с солнечной активностью; 2) наступление обострений на первые и вторые сутки после геомагнитных возмущений; 3) существенные реакции сердечно-сосудистой системы, а именно падение сократительной функции сердца во время геомагнитных возмущений; 4) пароксизмы вегетативной нервной системы; 5) эффекты гиперкоагуляции, изменения состава крови и другие эффекты.

Конечно же, подобное противоречие со статистическими исследованиями вызывало недоумение и приводило к заявлениям, что обнаруживаемые клинические и лабораторные эффекты, скорее всего, являются артефактом.

В значительной степени разрешить проблему энергетического парадокса воздействия слабых природных ЭМП на биологические системы и заметному прогрессу в понимании проблем гелиобиологии и магнитобиологии способствовали успехи теории индуцированных шумом переходов и ее практических приложений к биологии. Согласно этой теории биологические объекты – это сложные открытые нелинейные системы, для поведения которых эффекты влияния слабого внешнего шума являются, в противоположность интуитивным представлениям, фундаментальными. Внешний шум может играть активную роль в процессах их самоорганизации.

Известный американский специалист в области математической биологии (один из пионеров в разработке моделей явлений самоорганизации биологических систем) Артур Уинфри (Arthur T. Winfree), например, исследуя биологические ритмы, продемонстрировал, что при определенных условиях, под влиянием весьма слабых возмущений, группа биологических «осцилляторов» (в том числе пульсирующие клетки мозга и сердца) спонтанно становятся синхронизованными и начинают биться в унисон. Он также показал, каким образом даже наиболее стабильные из подобных ритмов могут внезапно коллапсировать. При этом возникают хаотические движения, иногда приводящие к фатальным последствиям. В сущности, подобные явления возникают в точке сингулярности фазы, т. е. в случае, когда фаза процесса не может быть определена однозначно. Становилось очевидным также, что неоднозначность реакции сложных нелинейных систем на слабые воздействия является их характерным свойством, и что она зависит не только от характера воздействующего фактора, но и от состояния самой системы. По всей видимости, это и могло приводить к неоднозначности и плохой воспроизводимости лабораторных экспериментов.

 

Биологические часы

Важными для становления плодотворных концепций в гелиобиологии стали хронобиология (или биоритмология) и хрономедицина, занимающиеся вопросами временной организации биологических объектов, а также исследованием процесса интеграции в генетическую структуру живых организмов ритмов внешних датчиков. Специалисты обратили пристальное внимание на то, что характерной чертой биологических объектов являются биоритмы, определяющиеся как самой природой биосистем, их генетическим аппаратом, так и внешними датчиками. Именно это и выдвинуло их на передний план.

В середине 1980-х группой, возглавляемой профессором С.И. Рапопортом (при общем руководстве академика РАМН Ф.И. Комарова – со стороны медиков и Т.К. Бреус – со стороны физиков), были проведены уникальные экспертные исследования по поиску биологических эффектов солнечной активности с учетом успехов хронобиологии и хрономедицины. Особенностью этой работы было применение новых спектральных и спектрально-временных методов в комплексе с использованием большого банка медицинских данных популяционного характера (около 6 млн измерений медицинской скорой помощи в Москве) в целенаправленных клинических и лабораторных экспериментах. Эти исследования не только подтвердили достоверность биологических эффектов солнечной активности, но и выдвинули концепцию биологических причин их существования, показав, что ритмы естественных ЭМП сыграли важную роль в самоорганизации биологических систем и на ранних стадиях эволюции «завели» «биологические» часы.

Ученые, вошедшие в группу С.И. Рапопорта, провели аналогию с хорошо известным происхождением суточных (циркадианных) биологических ритмов, которые возникают под воздействием ритмов другого фактора солнечной активности – волнового излучения Солнца (т. е. освещенности и, соответственно, температуры). По их мнению, эндогенные ритмы, сформировавшиеся под влиянием гелиогеофизического датчика времени, устойчивы – сама адаптационная система организма поддерживает его в таком состоянии. Но во внешней среде происходят резкие апериодические изменения, т. е. сбои ритмов внешнего времядатчика (например, геомагнитные возмущения), следовательно, должна происходить и десинхронизация внутренних биологических ритмов как одно из проявлений общего адаптационного синдрома. Подобный синдром наблюдается, например, во время трансконтинентальных перелетов (при десинхронизации фаз суточных ритмов).

Но здоровый организм быстро справляется с этими сбоями ритмов. А вот если биологическая система находится в состоянии неустойчивости, т. е. имеется патология адаптационной системы (заболевание), или эта система еще не сформирована (как у детей), или перенапряжена из-за воздействия другого стрессового фактора – реакция организма на сбой времядатчика может быть очень серьезной (даже необратимой).

 

Ключ к часам

Так что же это за ритмы электромагнитных полей, сыгравшие столь важную роль в самоорганизации биологических систем? О гелиогеофизических ритмах с периодами, соответствующими периоду собственного вращения Солнца, специалисты заговорили с начала космических исследований. В частности, о приходах к нашей планете рекуррентных высокоскоростных потоков солнечного ветра с приблизительно 27-дневной периодичностью и их роли в формировании геомагнитной активности. Но детальной структурой и динамикой в цикле солнечной активности их, а также более короткопериодических гелиогеофизических ритмов всерьез занялись лишь в 1980-х годах.

Именно тогда стало очевидно, что собственное вращение Солнца с периодом около 28 дней и его гармоники – около 14, 9, 7 и т. д. дней – основная причина формирования наблюдающихся ритмов.

Стало известно, что изменения магнитных полей, активных областей на Солнце, которые формируют коронарные дыры и определяют выход высокоскоростных потоков солнечного ветра в межпланетное пространство, имеют ритмическую структуру. Исследователи выделили отчетливо выраженные ритмы с периодами около 27,03 и 13,5 дней, как для скоростей солнечного ветра, так и для фотосферных магнитных полей. Период 13,5 дней они связывают, в частности, с инерциальными осцилляциями, которые возникают при вращении жидких тел (звезд или планет).

Позже было показано, что ритмические компоненты более выражены в вариациях магнитных полей Солнца, чем в скоростях солнечного ветра, по-видимому, из-за того, что на последние оказывают влияния взаимодействия высокоскоростных потоков с медленным солнечным ветром в межпланетном пространстве, в то время как полярность магнитных полей в межпланетном пространстве остается неизменной. Кстати, это лишний раз подтверждает точку зрения ученых, считающих, что конфигурация магнитных полей на нашей звезде контролирует ускорение солнечного ветра и является более фундаментальной характеристикой солнечной активности, чем скорость солнечного ветра. Следует подчеркнуть, однако, что исследования ритмов солнечных характеристик в области периодов меньше 10 дней практически отсутствуют.

 

 

Физические модели

Сегодня есть немало теоретических моделей физических механизмов биологических эффектов слабых полей. Чаще всего их разделяют на три группы:

феноменологические модели (в их число входит и стохастический резонанс как усилительный механизм в магнитобиологии);

макроскопические модели (в том числе и биомагнетит в магнитном поле, вихревые электрические токи, индуцированные переменным электромагнитным полем, и др.);

микроскопические модели, рассматривающие движения заряженных частиц и частиц со спином в магнитном поле (к примеру, модели резонансные, осцилляторные, интерференционные, реакции с участием свободных радикалов и т. д.).

 

Магнитная индукция космических излучений составляет 1×10−10 – 1×10−7 Тл, т. е. меняется от 0,1 до 100 нТл (нанотесла) и является величиной переменной с частотами от 0,1 до 10 Гц.

Магнитное поле Земли значительно варьирует в пространстве, но может считаться постоянным во времени. На широте 50° магнитная индукция в среднем составляет 5×10−5 Тл, а на экваторе (широта 0°) – 3×10−5 Тл, т. е. постоянная составляющая находится в пределах 30-50 мкТл (микротесла = 10−6 Тл).

Для сравнения: сувенирный магнит на холодильник создает поле около 0,05 Тл = 50 000×10−6 Тл, т. е. 5 тыс. мкТл.

 

Стоит остановиться чуть подробнее на стохастическом резонансе (или стохастической фильтрации), учитывающем позитивное действие тепловых возмущений среды – шума, который, как считается, должен разрушать исследуемый биологический эффект. Это явление объясняет, как слабый периодический сигнал на фоне шума может быть захвачен мультистабильной системой, совершающей хаотические переходы из одного состояния в другое под действием шума. Как оказалось, «захват» сигнала подпорогового уровня происходит только при определенной интенсивности шума (при высокой интенсивности шума под его воздействием система совершает быстрые переходы, и влияние периодического сигнала не сказывается, а при низкой интенсивности шума система «созревает» слишком долго, и воздействие периодического сигнала не проявляется).

Стохастический резонанс – это не резонанс в смысле увеличения отклика при подстройке частоты управляющего сигнала под собственную частоту системы. Здесь отношение сигнал/шум на выходе системы максимально при подстройке уровня шума во входном сигнале под определенную величину. Такой механизм, во всяком случае, позволяет понять, почему, например, интенсивные техногенные поля могут оказаться не биотропными, в то время как слабые естественные поля вызывают очевидные биологические эффекты, а также почему не все геомагнитные возмущения вызывают биологический отклик.

Но несмотря на то, что этот механизм немного улучшает ситуацию, проблемы он не решает. Усиление сигнала при стохастическом резонансе происходит «всего» в 100 раз, тогда как требуемая величина составляет 1010 – именно на 10 порядков требуется увеличить сигнал исходя их оценок энергии биохимических реакций. Независимо от этого явление стохастического резонанса в последнее время нашло успешное применение в биологии и позволило, например, объяснить реакции механорецепторных клеток речного рака на акустические сигналы подпорогового уровня в смеси с шумом.

 

Механизм частотной модуляции

Из числа других физических механизмов, относящихся по классификации к микроскопическим резонансным моделям, следует отнести цикл исследований, стартовавших работами Либоффа и продолженных у нас в стране В.В. Ледневым и его сотрудниками. Они основаны на том, что магнитобиологические эффекты модулированного по величине магнитного поля обнаруживают полосы эффективности, как по частоте, так и по амплитуде.

Сравнительно недавно Леднев и его коллеги получили эффекты воздействия не только полей микротеслового и нанотеслового диапазона, но впервые продемонстрировали биологические эффекты пикотеслового диапазона – 1×10−12 Тл. Они использовали поле 640 пТл с частотой 10 Гц, что довольно близко к геомагнитным микропульсациям, имеющим амплитуды порядка 100 пТл и частоты в диапазоне от 0,2 до 5 Гц. Ученые достоверно показали, что комбинированные с постоянным магнитным полем крайне слабые переменные магнитные поля с амплитудами в области микротеслового, нанотеслового и даже пикотеслового диапазонов оказывают существенное воздействие на свойства биологических тестовых систем как животного, так и растительного происхождения.

 

 

 

Зависимость скорости регенерации планарий (Dugesia tigrina) от индекса модуляции γ BAC / f, где γ – гиромагнитное отношение

 

 

Приведенные на рисунке данные хорошо аппроксимируются теоретически для поля со слабой синусоидальной компонентой с амплитудой BAC = 1,6 мкТл в области значений 0 < γ BAC / f < 6,1 и при значении γ = 42,578 Гц/мкТл, соответствующем спину ядра атома водорода. Авторы работы делают вывод: полученные результаты свидетельствуют о том, что спины ядер атома водорода являются первичными мишенями во взаимодействии магнитных полей, использованных в экспериментах с биосистемами. Максимумы биологического действия полей соответствуют параметрам, при которых теоретически ожидается максимальная интенсивность магнитного шума, генерируемого частотно-модулированной прецессией спинов ядер. Величина наблюдаемых биоэффектов зависела теоретически предсказуемым образом от соотношения амплитуды и частоты переменной компоненты полей и сохранялась при одновременном пропорциональном изменении амплитуды и частоты поля.

Важной особенностью частотной модуляции является то, что при определенных соотношениях между частотой и амплитудой переменной компоненты поля амплитуды ближайших к несущей частоте сателлитов могут быть большими даже при очень малых величинах магнитной индукции переменных полей. Предполагается, что такое перераспределение интенсивности в частотно-модулированном спектре сигнала может служить пусковым сигналом в цепи межмолекулярных взаимодействий, в конечном счете, приводящих к экспериментально наблюдаемым эффектам этих полей.

Возможно, что дополнительной причиной биоэффектов низкочастотных полей являются и магнитные моменты диамагнитных токов атомов и молекул, так как для пикотеслового поля магнитный момент выражается гиромагнитным отношением γ = 14 000 Гц/мкТл. Такая величина γ соответствует угловой скорости прецессии магнитного момента диамагнитных электронов в атомах и молекулах.

 

В экспериментах Леднева использовалось комбинированное магнитное поле

B = BDC + BAC cos 2πft,

где ВDC и BAC – величины магнитной индукции постоянной (геомагнитной) и переменной (космически обусловленной) компонент поля, соответственно; f – частота переменной компоненты. Постоянное магнитное поле служит источником постоянного отклонения спиновых волчков от неподвижного положения. Это можно представить как вращение юлы, отклоненной от вертикали, что заставляет ее ось описывать окружность; причиной отклонения осей вращения электронов и ядер атомов как раз и служит магнитное поле.

В постоянном поле происходит равномерная прецессия магнитных моментов (например, ядерных спинов) вокруг оси поля с частотой Лармора:

ν0 = γ×BDC,

где γ – величина гиромагнитного отношения для данного магнитного момента. Добавление к постоянному полю параллельной ему переменной компоненты приведет к частотной модуляции электромагнитного поля, генерируемого прецессией вращающихся заряженных частиц. При этом электромагнитный шум, издаваемый волчками, усиливается, что авторы и считают «спусковым крючком» биологического действия.

Эффекты пикотесловых полей наблюдались на фоне магнитного шума на частоте 50 Гц с амплитудой 15 нанотесла, т. е. более чем в 20 раз превышающей амплитуду воздействующего поля.

 

Результаты биофизических исследований Леднева и его коллег могут рассматриваться как существенный прорыв в изучении возможного влияния крайне слабых переменных магнитных полей природного и техногенного происхождения на живые системы и прежде всего на человека. Разумеется, необходимо независимое подтверждение измерений.

 

Свободные радикалы

К микроскопическим моделям биоэффектов слабых электромагнитных полей относят класс реакций с участием свободных радикалов. Известно, что скорость некоторых биохимических реакций зависит от величины магнитного поля. Механизм действия поля можно объяснить тем, что оно способствует ориентации радикалов, так как вероятность образования нового продукта из двух радикалов зависит от взаимной ориентации их спинов, изменяющейся в присутствии магнитного поля.

 

Картинка спиновых состояний – волчки параллельные и антипраллельные. Противоположная ориентация спинов благоприятствует реакции (квантовые числа спинов вычитаются, результирующее состояние с квантовым числом 0 – это, как правило, высоковероятное синглетное S-состояние) и снижается при параллельной ориентации спинов, так как приводит к сравнительно маловероятному триплетному T-состоянию, где есть три уровня при одной и той же энергии, отвечающие различным состояниям молекулы. Такая ситуация, называемая трехкратным вырождением, не исключает вероятности существования молекулы в распавшемся (предиссоциированном) состоянии.

У большинства известных молекул основное состояние является синглетным, однако к числу молекул, имеющих в качестве основного триплетное состояние, относится молекулярный кислород О2, что означает высокую вероятность обнаружения его в виде радикалов. Механизм действия магнитного поля, как правило, основывается на том, что вырождение состояний снимается. Тогда дублетное состояние расщепляется на два подуровня, триплетное – на три подуровня, в результате становится меньше вероятность предиссоциации и образования радикалов. Если активность смеси определяется радикалами кислорода, то при наличии поля реакционная активность падает. В частности, уже примерно 15 лет существуют аппараты синглетной кислородной терапии, имеющие выраженный терапевтический эффект. В них воздействие поля меняет в воздухе концентрацию супероксида – гидратированной формы радикала O2, которые могут выполнять в воздухе роль аэроионов Чижевского. (Аэроионы, как показал Чижевский, – это отрицательно заряженные ионы воздуха, необходимые для нормальной жизнедеятельности. В отсутствие аэроионов животные быстро погибают.)

 

Таким образом, смещение «радикального» равновесия в воздухе способно «включить» механизмы биологической чувствительности.

Можно обнаружить выделенный интервал значений магнитного поля – от единиц до сотен миллитесла, когда под влиянием поля доля S-состояний успевает заметно измениться за среднее время жизни радикала в клетке ≈10–9 с, и при этом скорость рекомбинации радикалов зависит от величины магнитного поля. Значение этого интервала зависит от свойств клетки и может соответствовать различным механизмам формирования магнитного поля внутри нее. Наиболее оптимистическим механизмом такого взаимодействия в проблеме слабых магнитных полей уровня геомагнитного поля представляется взаимодействие электронов со спинами ядер.

Численные расчеты показали, что максимальное изменение скорости рекомбинации в поле, порядка геомагнитного – 0,05 мТл, не превышает 1% при времени жизни радикала 10–9 с. Согласно расчетным оценкам, увеличение скорости на 10% получается, если время жизни радикалов возрастает в 100 раз – до значений примерно 10–7 с. Однако это слишком незначительное изменение, и для того чтобы быть действенным, ему требуется механизм последующего «биохимического усиления».

Механизм усиления возможен за счет неравновесных явлений. В этом отношении чрезвычайно интересны идеи, которые в последнее время развиваются на биологическом факультете МГУ В.Л. Воейковым и его сотрудниками.

Разумеется, эти и другие гипотезы еще далеки от количественных оценок и сопоставлений с реальными особенностями биологических эффектов вариаций геомагнитных полей. Однако очевидно, что магнитобиологические эффекты слабых низкочастотных электромагнитных полей надежно установлены, воспроизводимы в экспериментах и серьезно исследуются.

От редакции

Гелиобиология – молодая отрасль знаний, но в ней экспериментально раскрываются многие грани принципиально важной проблемы – механизма биологической регуляции организмов. И вновь мы обнаруживаем, что знаем эти механизмы недостаточно, для того чтобы объяснить нашу связь с окружающим миром. Мы слишком мало знаем о факторах, определяющих самочувствие даже здорового человека, не говоря уже о том, что эти же факторы способны усугубить течение любой болезни. Здесь есть задачи не только для нас самих (чтобы оградить себя от внешних воздействий, мы умеем закрыть форточку или включить кондиционер, но что мы должны уметь еще – неужели сидеть в экранирующей железной банке?), здесь главным является вопрос, прямо вытекающий из гелиобиологических исследований. Перед нами не только нерешенная проблема физиологии, но огромное поле задач для медицины, которая должна научиться «настраивать» наш организм на здоровье так же, как факторы окружающей среды умеют «расстраивать» его! Овладев этим волшебным механизмом, можно было бы эффективно противодействовать многообразным влияниям, которые неконтролируемо воздействуют на нашу жизнь.

Очевидно, что это – междисциплинарная задача, и стоит хорошенько подумать о том, как наладить работу и выработать взаимопонимание между специалистами столь разных областей. Именно работу преодоления барьеров взаимопонимания между учеными различных профессий и выполняет научно-популярный журнал.

влияние солнцакосмическая погода 

16.03.2012, 4466 просмотров.


Нравится

SKOLKOVO
16.02.2018 11:01:00

Блокчейн для дистрибуции кино / TVZavr на Берлинале

Резидент «Сколково» представил на Берлинале новую технологическую платформу для киноиндустрии

технологии, киноиндустрия, платформа, Сколково

14.02.2018 08:19:00

Год Японии в России /Инновационное сотрудничество/Семинар в Сколково

В технопарке «Сколково» прошел семинар «Россия – Япония: коммерциализация технологических инноваций – перспективы сотрудничества», организованный Фондом «Сколково» и ROTOBO, Японской ассоциацией по торговле с Россией и новыми независимыми государствами. Представители «Сколково» и РВК обсудили с сотрудниками японских стартапов, инкубаторов и институтов развития особенности подхода к инновационному бизнесу и перспективы выхода российских стартапов на рынок Страны восходящего солнца.

Инновации, технологии, перспективы, сотрудничество, страны, Россия, семинар, Сколково

15.11.2017 00:06:37

Suvorov Prize - инновационная премия вручена в 7-ой раз / Швейцарско-российская премия имени Суворова

Конкурс изобретений «Эврика» теперь будет получать проекты российско-швейцарского сотрудничества.  В финал вышли пять проектов из России и Швейцарии из различных областей — это биотехнологии,медицинские технологии, и информационные технологии.

Suvorov Prize

02.11.2017 16:41:25

Разработка российских ученых по очистке воды от нефти запатентована в США

Екатеринбургская компания «НПО БиоМикроГели» (резидент «Сколково» и технопарка «Университетский») подтвердила авторство своих изобретений в Соединенных Штатах Америки. В этой стране завершена национальна фаза патентования нескольких технологий уральских ученых с применением биомикрогелей.

разработка

07.10.2017 00:14:10

Собирать или не собрать (данные)? Быть или не быть официальному интернет "просвечиванию".

Московский арбитражный суд не стал запрещать использование открытых персональных данных пользователей социальной сети «ВКонтакте» для оценки их кредитоспособности.

ВКонтакте

06.10.2017 12:36:20

УМНИК создал материал, способный резко повысить скорость зарядки литий-ионных аккумуляторов

Химики из Московского университета им. М.В. Ломоносова разработали способ синтеза катодного материала, который способен обеспечить безопасную работу в режиме быстрого заряда (30-60 секунд заряд аккумулятора до 75%) и разряда с выдачей высокой мощности и плотности тока. Это может быть востребовано во множестве направлений инновационной промышленности, включая робототехнику, БПЛА и даже электромобили. В 2015 году проект был признан лучшим в конкурсе по программе «УМНИК» Фонда содействия инновациям и его  автор получил на развитие грант в размере 400 тыс. рублей.

УМНИК

19.11.2016 00:16:00

Создан образец модульной системы хранения электроэнергии / "Watts" from Skolkovo

Компания Watts Battery (ООО «Уаттс Бэтэри», резидент кластера энергоэффективных технологий Фонда «Сколково») создала первый, готовый к продажам промышленный образец модульной системы для накопления электрической энергии WATTS. Он будет представлен на международном форуме для стартапов и инвесторов SLUSH, который пройдет в Хельсинки с 30 ноября по 1 декабря 2016 года. Обсуждаем «тактико-технические» характеристики модуля:

накопитель, WATT

RSS
Архив "SKOLKOVO UNIT"
Подписка на RSS
Реклама: