Вплив геомагнітного поля Землі на клімат

Приклад приводиться на основі географічних карт нашої держави – України.

 

Рис. 12. Карта магнітного поля України. [3²]

 

Рис. 13. Карта показників середньорічної кількості опадів України. [3³]

4. Вплив магнітного  поля на живі організми

4.1. Магнітні  поля та їх взаємодія з живими організмами

Магнітне поле – складова частина, „електромагнітного поля”, що є окремим видом матерії. Особливість  магнітного поля проявляється в його механічному діянні лише на рухомі електричні заряди або на тіла, які  мають магнітний момент, незалежно від того, рухаються вони чи ні. Джерелами магнітного поля є рухомі електричні заряди, наприклад, струм у провідниках. Магнітне поле пов’язане з електричним полем. Цей зв’язок проявляється в тому, що при зміні одного з них виникає друге. Магнітне поле, що існують навколо магнічених тіл, в тому числі й магнітів, спричиняються рухом електричних частинок, з яких складаються тіла (електронів, нуклонів). Основними характеристиками магнітного поля є вектор напруженості Н в заданій точці поля (у вакуумі) та вектор магнітної індукції В (при наявності середовища). Ці величини є силовими характеристиками діяння магнітного поля на певні магнітики або на контури з електричним струмом. Напруженість магнітного поля обчислюють в ерстедах (в СГСМ системні одиниці) і в („ампер на метр”) в МКСА системі одиниць). Напрям вектора Н магнітного поля, створюваного електричним струмом у провіднику або контурі, можна визначити за правилом гвинта. Для наочної характеристики магнітного поля запроваджено поняття про лінії напруженості магнітного поля або лінії магнітної індукції, що є кривими лініями, дотичні до яких в кожній точці збігаються відповідно з напрямами векторів Н або В. самі ж величини цих векторів виражають густиною ліній напруженості чи індукції, тобто кількістю відповідних ліній, які перетинають перпендикулярну до них площину в 1 см² або в 1 м². Основним законом магнітних явищ вважають Біо-Савара закон.

В історії людства  був час, коли магніт називали „каменем кохання”, „каменем мудрості”. Розповідають, що в середньовіччі магніт охороняв житла городян від злодіїв, Кусок магніту клали біля дверей, і тоді металеві речі, що їх тримав злодій, міцно прикипали до цього металу. Злодії лякався і тікав.

 

Згодом магніт було передано на користування вченим. Він мав  таку гучну славу, що навіть знаменитий Ньютон носив у своєму персні, замість дорогоцінного каменя кусочок дуже сильного магніту.

У нашій країні є металургійні заводи де використовують електромагнітні  насоси. Залежно від напряму дії  магнітного поля насоси перекачують  рідкий метан або, коли потрібно, гальмують його надходження, регулюють витрату. Раніше все це робилося тільки за допомогою ковшів. Новий спосіб полегшує транспортування рідкого метану. Експерименти, проведені в лабораторних умовах, а потім на Єнакіївському металургійному заводі, показали, що при безперервному пропусканні ливарного чавуну через магнітне поле значно прискорюється очищення метану від зайвої сірки. Інколи магнітне поле приходить на допомогу силі тяжіння. Так, консервні бляшанки для перевірки герметичності занурюють у ванну з водою. Звичайний транспортер для цього не придатний: бляшанки відриваються від нього і спливають. Якщо транспортер зробити з пластин нержавіючої сталі і поліетити в поле сильних магнітів, то консервні бляшанки притягуватимуться до транспортера. Звичайна вода, якщо її пропустити через магнітне поле, змінює свої властивості. Вона не утворює напилу на стінках, посудини. Це явище використовують у парових котлах для зменшення накипу на його стінка. Наша планета як відомо „купається” в гігантському магнітному полі. Магнітний панцер захищає її від бомбардування космічних частинок. Але це поле впливає на земні процеси, наприклад, на рослини.

Магнітні сили підвищують урожай. Так, помідори, вирощені в штучному магнітному полі, дозрівають швидше і дають більше плодів. Ученим треба ще багато зробити, щоб добре вивчити загадки взаємодії магнітного поля і рослин.

У результаті багаторічних спостережень канадські вчені –біологи прийшли до висновку, що пшениця, посіяна  в напрямі схід-захід росте краще і дає більший врожай, ніж посіяна в напрямі північ-південь. Це явище канадські вчені пояснюють чутливість рослин до магнітного поля Землі. Поле електромагнітів використовують для очищення насіння культурних сільськогосподарських рослин від насіння бур’янів. Для цього все насіння зміщують з дрібним залізним порошком, який прилягає до насіння бур’янів і не прилягає до гладенької поверхні насіння культурних рослин. Коли суміш насіння проходить повз електромагніт, то насіння бур’янів притягується до електромагніту і таким чином відокремлюється від насіння культурних рослин.

Тепер магнітне поле використовується у медицині для виймання дрібненьких  кусочків заліза, що потрапить в  око, або осколків від розриву  снаряду чи гранати, які застряли недалеко від поверхні тіла. Магнітне поле широко використовується також для лікування ряду захворювань. Вам, певно, доводиться чути про такі апарати як ВЧ, УВЧ, рентген та інші, що створюють магнітне поле.

Коли в людини раптово  зупинилося серце, масаж часто примушує його знову забитися. Але масаж серця можна робити тоді, коли відкрита грудна клітка. А якщо під руками немає хірургічних інструментів? Група лікарів з Медичного центра Брукліна (США) пропонує ввести в серцевий м'яз розчин дуже дрібного порошку заліза і потім підвести до грудей потужний електромагніт. Під дією магнітного поля частинки заліза почнуть рухатися і потягнуть за собою м’язові волокна... Коли магнітне поле змінне, можна добитися, що м'яз почне скорочуватись в потрібному ритмі. За допомогою магнітного поля дослідники примушували серце собаки битися протягом чотирьох годин. Можливо, настане такий час, коли магнітне поле є допомагатиме хірургові лікувати серце.

Спостереження показати, що магнітне поле є у кожного чоловіка. Але дуже слабке. Так, згинаючи і  розгинаючи руку, людина створює на своїй поверхності магніт. Напруженість магнітного поля серця дуже мала. Магнітне поле серця являється змінною величиною, виникаючою одночасно з його електричною активністю.

Отже, магнітне поле прийшло  на службу до людини. Але виникає запитання: „Не стане магнітне моле небезпечним для людини?”[6]

 

4.2. Геомагнітні  бурі

Геомагнітні бурі — збурення магнітного поля Землі  тривалістю від кількох годин до кількох діб, викликане надходженням в околиці Землі збуджених високошвидкісних потоків сонячного вітру (рис. 14) і пов'язаної з ними ударної хвилі. Геомагнітні бурі відбуваються в основному в середніх і низьких широтах Землі.

У результаті спалахів на Сонці в космічний простір викидається величезна кількість речовини (здебільшого протонів і електронів), частина яких, рухаючись зі швидкістю 400-1000 км/с, за один - два дні досягає земної атмосфери. Магнітне поле Землі захоплює з космічного простору заряджені частинки. Дуже сильний потік часток збурює магнітне поле планети, через що швидко і сильно змінюються характеристики магнітного поля.

Рис. 14. Викиди сонячної речовини взаємодіють

з магнітосферою Землі. [4]

 

Таким чином, геомагнітна  буря — це швидкі й сильні зміни  в магнітному полі Землі, що виникають  у періоди підвищеної сонячної активності.

Пік активності Сонця  під час попереднього сонячного  циклу припав на 2001-2002 роки, коли сонячні  вітри виходили з поверхні нашого світила майже постійно, а сонячні плями досягли свого максимуму. Тоді ж фахівці відзначали і вкрай несприятливі наслідки активності і для нашої планети — електронне обладнання давало збої, супутники на орбіті працювали з помилками.

Найсильнішою сонячною бурею з усіх будь-коли зафіксованих стала буря 1859 року, відома як «Каррінгтонська подія», яка вивела з ладу більшість магнітних приладів і телеграфні системи. Згідно з аналізом шарів льодової кори, подібний викид частинок Сонцем відбувається лише раз на 500 років. Сонячні бурі такої активності можуть спалити штучні космічні супутники і викликати глобальне відключення електрики.

Геомагнітні бурі впливають  на багато областей діяльності людини, з яких можна виділити порушення  зв'язку, систем навігації космічних  кораблів, виникнення поверхневих зарядів  на трансформаторах і трубопроводах  і навіть руйнування енергетичних систем.

Магнітні бурі також  впливають на здоров'я і самопочуття  людей. Вони небезпечні в першу чергу  для тих, хто страждає артеріальною гіпертонією і гіпотонією, хворобами серця. Приблизно 70% інфарктів, гіпертонічних кризів та інсультів відбувається саме під час сонячних бурь.

Магнітні бурі нерідко  супроводжуються головним болем, мігренню, прискореним серцебиттям, безсонням, поганим самопочуттям, зниженим життєвим тонусом, перепадами тиску. Вчені пов'язують це з тим, що при коливаннях магнітного поля сповільнюється капілярний кровотік і настає кисневе голодування тканин.

У 1930-х роках у Ніцці (Франція) випадково було відмічено, що частота інфарктів міокарда та інсультів у людей похилого віку різко зростала в дні, коли в роботі місцевої телефонної станції спостерігалися сильні порушення аж до повного припинення зв'язку. Згодом було встановлено, що порушення телефонного зв'язку відбуваються під час магнітних бур. На цій підставі і був зроблений висновок, що інфаркти та інсульти, як і самі зриви телефонної мережі, пов'язані з магнітними бурями.

Гострі суперечки викликав свого часу питання про вплив сонячної активності на виникнення нещасних випадків і травматизму на транспорті та у виробництві. На це вперше вказав ще в 1928 році Олександр Чижевський, а в 1950-х роках німецькі вчені Рейнгольд Рейтер та Карл Вернер з аналізу близько 100 тисяч автокатастроф встановили різке збільшення їхньої кількості на другий день після сонячного спалаху. Пізніше російський судовий медик з Томська Володимир Десятов виявив різке зростання числа самогубств (у 4 - 5 разів у порівнянні з днями спокійного Сонця) також на другу добу після спалаху на Сонці. А це якраз відповідає початку магнітних бурь.

У Ялті, у НДІ ім. Сеченова за п'ять років було обслідувано 1842 хворих, з яких 445 страждало на гіпертонічну хворобу, 815 — на церебральний атеросклероз, 582 — на ішемічну хворобу. Дослідження показали, що погіршення стану здоров'я цих хворих було тісно пов'язано із сонячними та магнітними бурями. З початком сонячної бурі (в день посилення Сонячної активності) збільшувалося число випадків погіршення здоров'я хворих, що страждають на гіпертонічну хворобу. Під час магнітних бур виявлялися симптоми погіршення стану хворих, що страждають серцево-судинними захворюваннями, ставали частішими випадки підвищення артеріального тиску, погіршувався коронарний кровообіг.

Магнітні бурі змусили  вчених останнім часом уважно спостерігати за невеликою шишкоподібною залозою, яка називається епіфіз. Епіфіз виробляє гормон мелатонін, який діє як імуностимулятор, тобто відновлює порушену імунну систему людини. Але найголовніше — мелатонін керує біоритмами людини, змушує її вночі спати, а вдень активно діяти. Під час магнітних бур характер виділення мелатоніну порушується, біоритми «пливуть», що найчастіше призводить до найсумніших наслідків.

До негативного впливу магнітних бур вразливі за різними  даними від 50 до 75% населення Землі. При цьому момент початку стресової  реакції може зсуватися щодо початку  бурі на різні терміни для різних бур і для конкретної людини. Багато людей починають реагувати не на самі магнітні бурі, а за 1-2 дні до них, тобто в момент спалахів на самому Сонці.

Також відмічено, що до 50% населення планети здатні до адаптації, тобто до зменшення до нуля реакції  на кілька магнітних бур, що йдуть підряд одна за одною з інтервалом 6-7 днів, і що молоді люди практично не відчувають впливу магнітних бур.

У теорії впливу магнітних  бурь на людину є супротивники, які  дотримуються тієї думки, що гравітаційні збурення, пов'язані зі зміною взаємного розташування Землі, Місяця та планет сонячної системи, незмірно малі в порівнянні з тими, яким люди піддаються у звичайному житті (вібрації, прискорення і гальмування в громадському транспорті, різкий спуск і підйом тощо).[6]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Висновок

Вивчивши матеріали  з поданої теми можна зробити  наступні висновки:

1. Гравітація або тяжіння — властивість тіл із масою притягуватись одне до одного.
2. Гравітаційне поле Землі – фізичне поле, зумовлене тяжінням маси Землі і відцентровою силою, яка виникає внаслідок добового обертання Землі.
3. Чим більша маса тіла, тим потужніше його гравітаційне поле.
4. Відштовхуюча сила зумовлена обертанням Землі навколо своєї осі і називається відцентровою.
5. Сила тяжіння утримує тіла і предмети на поверхні Землі, а гравітаційне поле утримує на відстані супутник Землі Місяць.
6. Клімат та геомагнітне поле Землі пов’язані через ландшафтну структуру місцевості.
7. Магнітні поле впливають на живі організми.

Звертаючи увагу на те, що природа Землі та її магнітного поля вивчена іще не досконало, думаю у найближчому майбутньому, нас чекає багато цікавих відкриттів.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список літератури:

1. Визгин В. П. Релятивистская теория тяготения (истоки и формирование, 1900—1915). — М.: Наука, 1981. — 352c.

2. Глебовский Ю. С., Никитский В. Е. Справочник Геофизика/ Магниторазведка – М., Недра. – 1980. – С. 60-63.

3. Мала гірнича енциклопедія. В 3-х т. / За ред. В. С. Білецького. — Донецьк: «Донбас», 2004. — ISBN 966-7804-14-3.

4. Мизнер Ч., Торн К., Уилер Дж. Гравитация. — М.: Мир, 1977.

5. Пушков А.Н., Чернова Т.А. Особенности пространственно-временной структуры вековой вариации геомагнитного поля. М., изд. ИЗМИРАН СССР. 1972. – С. 1-32

6. Остапенко П. Д.//Вопросы  о погоде/ Ленинград, Гидрометеоиздат., 1986. – С. 73-386.

7. Рикитаки Т. Электромагнетизм и внутреннее строение Земли. - Л., Недра, 1968. – С. 20-21.

8. Симоненко Т. Н. Условная классификация региональных магнитных аномалий. В кН.: Магнитные аномалии земных глубин. – К., Наукова думка, 1976. – С. 5-17

9. Солошенко Е. Н., Бойчук  Ю. Д., Бугай О. В.// Суммы, Университетская книга, 2002. – С. 139-144

10. Холодов Ю. А.// Шестой  незримый океан/ М., изд. «Знание», 1978. – С. 43-47

11. Холодов Ю. А// Человек  в магнитной паутине/ М., изд. «Знание», 1972. – с. 143

 

 

Рисунки: