Лекции о Солнце - читать онлайн книгу. Автор: Сергей Язев cтр.№ 57

Все перечисленные обстоятельства в совокупности создали проблеме солнечно-земных связей весьма неоднозначный имидж. Научная несостоятельность некоторых работ, очевидная для научного сообщества, привела к тому, что в глазах многих серьезных ученых, особенно физиков, проблема, точнее ее рассматриваемая часть, стала выглядеть несолидной. В результате заметная часть соответствующих исследований, проводимых в нашей стране, выполняется на инициативной основе, без планового финансирования, и получение грантов от научных фондов по этой теме в настоящее время выглядит проблематичным. Определенный кризис связан еще и с тем, что продолжающееся выявление новых и новых корреляций практически ничего не добавляет к пониманию сути проблемы.

Уже упоминавшийся звенигородский симпозиум по солнечно-земной физике, проходивший в ноябре 2007 года, мне представляется во многом историческим. Здесь председатель научного совета РАН по солнечно-земной физике, председатель программного комитета, академик Гелий Александрович Жеребцов вручал первые медали Чижевского, только что учрежденные. Здесь впервые за многие годы работала полноценная секция гелиобиологии, на которой не хватало мест, и присутствовали многие ведущие ученые в области солнечно-земных связей, солнечники, геофизики, включая директоров ведущих академических институтов, работающих в космической области. И здесь давняя болезнь гелиобиологии проявилась в полной мере: уровень представленных работ и степень доказательности сделанных выводов оказались существенно различными. Прозвучали, например, два доклада о влиянии проявлений солнечной активности на аварийность в авиации, – и выводы двух авторов были в корне противоположными. Однако выводы руководителей симпозиума были, как мне представляется, правильными: исследования необходимо поддерживать, продолжать и развивать, но надлежит добиваться высокого уровня выполняемых работ и их соответствия самым высоким требованиям, предъявляемым научным методом. Такой подход может привести к критическому переосмыслению ряда полученных результатов, но в целом конструктивный подход к гелиобиологии будет полезен для нее. В результате появляется надежда, что в этой непростой области научных исследований будет прогресс. Несмотря на точку зрения скептиков, мнение научного сообщества постепенно поворачивается к взгляду о том, что всестороннее влияние солнечных процессов на земные процессы объективно существует. В портфеле исследователей сложной проблемы солнечно-земных связей есть и гипотезы о возможных механизмах воздействия.

Перечислим список (очевидно, неполный) основных идей, выдвинутых в процессе исследований в ХХ веке. Первая идея уже упоминалась выше. А. М. Молчанов указал на существование целого ряда частотных резонансов в Солнечной системе, отражающих характеристики движения планет. Гипотеза заключается в том, что в процессе эволюции объектов Солнечной системы постепенно сформировались определенные (резонансные) соотношения между периодичностями совершенно разнородных процессов. При этом причинно-следственные связи в общепринятом смысле отсутствуют, а синхронизация колебательных процессов осуществилась за длительное время при наличии слабых энергетических связей между осцилляторами.

Следующая (хотя, хронологически, наверное, первая) – идея вариаций электромагнитного фона на Земле. Ясно, что в период повышения солнечной активности вследствие «ударов» со стороны потоков частиц и коротковолновых солнечных излучений по ионосфере и магнитосфере Земли в последних возникают многочисленные и разнообразные возмущения. Они должны сказываться на электромагнитном поле в нижних слоях земной атмосферы, что, в свою очередь, предположительно должно влиять на живые организмы.

Сомнения вызывает следующее обстоятельство. Изменения электромагнитного поля Земли даже во время сильнейших магнитных бурь не превышают 0,02–0,04 % величины самого геомагнитного поля. В то же время колебания промышленных магнитных полей в городах превышают уровень естественных вариаций в десятки и сотни раз, – казалось бы, если поля и их изменения вообще влияют на состояние живых организмов, влияние созданных человеком полей оказалось бы сильным и наглядным, однако это не так.

Что касается корпускулярной компоненты (потоков частиц), то магнитосфера и атмосфера Земли являются надежными щитами, и непосредственного проникновения частиц на поверхность Земли практически не происходит, за исключением редких ситуаций с крупными протонными вспышками. Поэтому вопрос о механизмах остается самым сложным, и собственно здесь решение проблемы забуксовало. Одним из выходов из тупика может оказаться гипотеза о влиянии не амплитуды, а частоты воздействия: не исключено, что важна не величина солнечного сигнала, а та частота, на которой он передается земным системам. Некоторые частоты в организмах могут оказаться чувствительными, и попадание в резонанс в таком случае должно вызвать сильный отклик. Эта гипотеза нуждается в тщательных проверках на практике.

Близка к этой идеологии и еще одна идея – информационного воздействия. Ее смысл заключается в том, что связь солнечных и земных процессов осуществляется с помощью относительно слабых, «информационных» сигналов-триггеров, не вносящих дополнительную энергию в земные оболочки, но просто «включающих» собственные колебательные или непериодические процессы на Земле. Механизмы такого управляющего воздействия при этом также остаются в общем случае неясными.

Наибольшие надежды в настоящее время возлагаются на идею физико-химического воздействия агентов солнечного происхождения (излучений и колебаний) на земные процессы на уровне молекул и даже атомов. Суть гипотезы заключается в следующем. Возможно, электромагнитное поле на Земле, которое изменяется под воздействием солнечной активности, влияет на физико-химические характеристики вещества (речь идет об очень слабых полях, дополнительная энергия в систему не вносится). Например, переменное поле действует на систему дефектов дислокаций отдельных узлов в кристаллической решетке твердого тела либо на свойства раствора. Если солнечная активность влияет на геофизические поля, то поля, в свою очередь, влияют на свойства вещества на молекулярном (а может быть, и атомном) уровне.

Описываемые факторы относятся к разряду практически не контролируемых. Эффект очень мал, однако современные прецизионные измерительные системы позволяют регистрировать подобные «тонкие» явления. Общая идеология заключается в том, что если вариации солнечной активности оказывают пусть даже слабое воздействие на свойства вещества, то в итоге на уровне сложных систем, включая биологические объекты, эти изменения могут оказаться уже более существенными, сложным образом варьируя состояние систем. Для сложных систем с нелинейными обратными связями (например, живой организм) эффект может быть весьма значительным.

Уже упоминавшийся Б. М. Владимирский и его коллеги, разрабатывая эту гипотезу на основе ряда тонких экспериментов, предполагают, что им удалось обнаружить новое свойство вещества – магнитопластичность, то есть изменение внутренней структуры вещества и его свойств (например, упругости) под влиянием вызванных процессами на Солнце изменений в магнитном поле Земли. Физическая природа эффекта магнитопластичности (если он действительно существует) может быть связана, по мысли авторов гипотезы, с так называемым ядерным магнитным резонансом (ЯМР). ЯМР – это эффекты, связанные с расщеплением энергетических уровней атомного ядра во внешнем магнитном поле (зеемановским расщеплением) либо во внешнем электрическом поле (штарковским расщеплением). Переход атомных ядер из одного возможного состояния в другое (характеризуемый разными подуровнями энергии) должен приводить к избирательному поглощению веществом электромагнитного излучения на резонансной частоте.