О ЧЕМ РАССКАЖЕТ СОЛНЕЧНЫЙ ВЕТЕР

В интервью "ГА" заведующий отделом астрохимии, астробиологии и экзопланет Бюраканской обсерватории НАН РА, доктор физико-математических наук Арарат ЕГИКЯН говорит о влиянии солнечной активности на биосферу Земли.

- Г-н Егикян, расскажите, пожалуйста, об исследованиях влияния солнечной активности на биосферу Земли, которыми вы занимаетесь.

- Следует уточнить, что я занимаюсь явлениями солнечной активности, а биологические последствия изучают биологи. Далее, нужно учитывать составляющие этого взаимодействия. Когда говорится о солнечной активности, имеются в виду явления в верхних слоях солнечной атмосферы, расположенные выше фотосферы, температура которой порядка 6000 градусов Кельвина. Выше расположена хромосфера, а еще выше – корона – однородная по своему химическому составу наружная часть Солнца, разреженность которой примерно в 100 миллионов раз выше, чем фотосферы. Солнечную фотосферу и корону мы можем наблюдать невооруженным глазом через затемненное стекло во время солнечного затмения. Пятна на внешних слоях атмосферы Солнца европейские ученые наблюдали в средние века, а в Китае – еще в глубокой древности. Пятна и группы пятен изучаются астрономами последние триста лет, а более давние периоды регистрируются по изотопам углерода на годовых кольцах деревьев, некоторым донным отложениям и множеству других данных.

- Что представляют собой эти пятна?

- Это области поверхности Солнца, которым присущи очень сильные магнитные поля, а их температура примерно на 1000 Кельвина ниже, чем в наблюдаемой фотосфере. Из-за явлений солнечной активности в пятнах часто происходят вспышки - выбросы солнечного вещества в межпланетное пространство, а иногда и его обратное падение на Солнце. Эти выбросы добавляются к перманентному истечению вещества Солнца, к солнечному ветру, который формируется в короне и истекает в межпланетное пространство.

- Расскажите подробнее о солнечном ветре.

- По сути это поток плазмы, газодинамическое испарение короны, которое, достигая Земли, обтекает ее, как вода обтекает камень в ручье. Мы называем этот поток солнечным ветром по аналогии с земными ветрами, хотя это поток плазмы. Солнечный ветер у Земли - это протоны и электроны, присутствующие в магнитосфере Земли, состоящей из заряженных частиц, а движение заряженных частиц это ток. Такие токи называются кольцевыми атмосферными токами. Кстати, треть магнитосферных явлений по интенсивности обусловлена именно этими токами, а две-трети - собственно магнитным полем Земли. В результате возмущений солнечным ветром в магнитосфере Земли рождаются электромагнитные волны низкой и сверхнизкой частоты, которые имеют большое биологическое значение.

- То есть эти волны оказывают сильное воздействие на все живое на Земле, ее биосферу?

- Именно так. Первым обратил на это внимание советский биофизик Александр Чижевский, основоположник гелиобиологии, автор монографии "Физические факторы исторического процесса". Можно привести много примеров биологической значимости этого воздействия, но хочу особо отметить, что биосфера с момента возникновения жизни на Земле, а это произошло 3,8 миллиарда лет назад, формировалась под воздействием Солнца. Эволюция биосферы шла параллельно с эволюцией Солнца, которое в ранний период своего существования отличалось более бурным характером. Солнечный ветер был в 100 раз более мощным, и излучение, исходящее от Солнца, в том числе и частицы высоких энергий, были более интенсивными и формировали возмущения, которые в свою очередь воздействовали на биосферу. Земные организмы формировались под доминирующим влиянием солнечной активности, но не только. Вращение Земли вокруг своей оси и Солнца формировало биологические ритмы организмов – суточные, недельные и т.д. Долгое время не было понятно, за счет чего этот недельный ритм происходит, но потом оказалось, что за период 7 дней Земля переходит из одного сектора межпланетного магнитного поля в другой. Секторальные границы этого поля четко устанавливаются исследованиями межпланетных спутников. Разумеется, существует и месячный цикл – период, за который Луна вращается вокруг Земли. Само Солнце тоже вращается вокруг своей оси тоже за период чуть меньше месяца, чем и обусловлены мощные физиологические ритмы в земных живых организмах. Далее – годовой цикл, который обусловлен вращением Земли вокруг Солнца. Это очень важные факторы, влияющие на жизнь всей биосферы, поэтому все явления в жизни земных организмов следует рассматривать в контексте этих ритмов - динамических показателей их состояния.

- Вы могли бы привести примеры воздействия солнечной активности на биологические ритмы?

- Список этих явлений очень большой, поэтому перечислю лишь наиболее яркие и очевидные. Например, давно известно, что эпидемии чумы, холеры и других очень опасных заболеваний, а также, возможно, эпидемии новых вирусных инфекций как-то связаны с солнечной активностью. В статистической связи с солнечной активностью находятся и сердечно-сосудистые заболевания – инсульты, инфаркты, внезапные смерти. Происходят и изменения в состоянии крови, ее свертываемости. Известно влияние солнечной активности и на вес новорожденных, разумеется усредненный, недельные ритмы разности потенциалов точек акупунктуры, в первую очередь, на поверхности кистей человека, и т.д.

- Связаны ли солнечная и сейсмическая активность?

- Эти исследования ведутся и, возможно, дадут очень интересные результаты. Еще в 1990 году в Институте агрохимии проводилась всесоюзная конференция, посвященная предвестникам и биосейсмопрогнозированию землетрясений. Речь шла и об электромагнитных предвестниках землетрясений. Я был приглашен к участию в этой конференции, чтобы доложить о происходящих на Земле явлениях, зависящих от солнечной активности. Как показали результаты исследований, проводимых в течение многих лет, перед землетрясением регистрируются магнитные возмущения и, вероятно, по этим возмущениям можно предсказывать землетрясения. Кстати, профессионально эти явления изучались в Гарнийской лаборатории сейсмопрогнозирования. К сожалению, после возвращения Иосифьяна в Москву в 1986 г. это перспективное направление исследований и сама лаборатория были закрыты, а через два года произошло катастрофическое Спитакское землетрясение. Но связь солнечной и сейсмической активности пока научно не доказана, идет накопление наблюдательных фактов. Причем, локальные геомагнитные импульсы следует отличать от возмущений магнитосферы, обусловленных воздействием Солнца. Возвращаясь к конференции, отмечу, что особый интерес участников вызвал один из докладов армянских агрохимиков. Исследовались образцы почвы в разных регионах Армении, в которых определялась ферментативная активность микроорганизмов. Эти работы проводились в течение 20 лет и дали очень интересные результаты. Оказалось, что, начиная с сентября 1988 года, в регионе Спитака ферментативная активность падала, а в других - нет. На конференции было высказано предположение, что это явление можно использовать как предвестник землетрясения. Но окончательные выводы будут сделаны при проведении дальнейших исследований.

- Влияет ли солнечная активность на погоду и климат?

- Скорее да. Но эти вопросы связаны с влиянием многих факторов и требуют междисциплинарных исследований. Вероятно, малый ледниковый период 17-18 веков – относительное похолодание на Земле в средних широтах, возможно, связан с понижением солнечной активности. Другие возможные причины – усиление активности вулканов, выбрасывающих пепел, замедление течения Гольфстрима. Все эти причины следует изучать системно. За последние полвека добавились и антропогенные явления - выбросы двуокиси углерода и т.д. Следует отметить и корреляцию площадей облаков с уровнем потоков космических лучей. Известен факт модуляции потоков космических лучей солнечным ветром, также меняющимся циклически. А причина появления тропосферных облаков - ионизация атмосферы космическими лучами.

- Как определяется солнечная активность?

- Показатель солнечной активности - число пятен и групп пятен на диске Солнца. Солнечные обсерватории всего мира их наблюдают, и в последнее время оказалось, что с пятнами непосредственно коррелирует радиоизлучение Солнца, и некоторые другие эмиссионные показатели. Но кроме пятен существуют и другие качественные и количественные характеристики солнечной активности, наблюдаемые во всем спектре, в том числе и геомагнитные бури, пульсации магнитного поля и т.д. Сегодня все данные по солнечной и геомагнитной активности публикуются в открытом доступе. Это все, что касается физики явления. Можно указать и, например, на распространение некоторых заболеваний. В статистической связи с этими характеристиками находятся, например, численность популяции саранчи, а также крыс и других грызунов, которые считаются основными переносчиками некоторых опасных заболеваний, в том числе и чумы.

- Какова продолжительность циклов солнечной активности?

- Примерно 11 лет плюс-минус 2-3 года, поэтому мы точно не можем предсказать длительность будущего цикла, но предыдущие циклы мы точно измеряем и знаем, как они протекали. Однако, есть данные и о более длинных периодах, длящихся, например, век. Возможно, колебания уровня Каспийского моря как раз отражают этот период.

- Как определяются начало и конец цикла?

- По числу пятен на солнечном диске, вспышкам на Солнце, солнечному ветру, модуляции космических лучей, регистрируемых на Земле, со спутников и т.д.

- Располагает ли современная наука подтвержденными данными по воздействию солнечной активности на живые организмы?

- Накоплено огромное количество экспериментальных фактов и статистических данных, подтверждающих сильное воздействие солнечной активности не только на процессы, происходящие в живых организмах, но и разного рода события, в том числе и на частоту дорожно-транспортных происшествий. У биофизиков определенной популярностью пользуется идея, связанная с воздействием низкочастотных электромагнитных волн на проницаемость биомембран, с подвижностью определенных ионов и формирующих отклик организма на внешнее электромагнитное воздействие. Таким образом, не вызывает сомнений, что электромагнитные волны низкой частоты оказывают сильное воздействие на всю биосферу. Но задача науки – анализ, обобщение и объяснение происходящих явлений и процессов, выявление их механизмов, законов природы. Достижение этих целей потребует дальнейшего накопления наблюдательных и статистических данных и проведения междисциплинарных исследований, результаты которых позволят не только расшифровать природу и механизмы происходящих процессов, но и будут иметь огромное практическое значение.