Пусть сильнее грянет буря

Изображение: NASA

По изучению влияния геомагнитных бурь на здоровье населения Россия впереди планеты всей

Ярослав Рыбаков

15 апреля, 2015 15:05

12 мин

Одна из обычных напастей в России — геомагнитные бури. Сообщения о них газеты публикуют наравне с прогнозами погоды, а самые мощные из них могут оказаться и на первых полосах. Заранее предупрежденные, а часто и предубежденные граждане, массово жалуются на недомогания, чаще всего на низкое артериальное давление и мигрени.

«В нашей стране всплеск солнечной активности — это угроза, а в северных странах Запада, наоборот, повод обрадоваться и приготовить фотоаппарат для съемок такого интересного зрелища, как северное сияние», — иронизирует Анатолий Белов, заведующий лабораторией исследования вариаций космических лучей Института земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн им. Н.В. Пушкова РАН (ИЗМИРАН).

От Солнца до железных дорог

Действительно, главный виновник геомагнитных бурь — Солнце. Звезда никогда не бывает полностью спокойна, на ней постоянно происходят сложные процессы, связанные с взаимодействием магнитного поля и потоков горячей плазмы. И хотя поток солнечного излучения и частиц «поливает» Землю без перерыва, время от времени превращается в мощный вал. Миллионы тонн вещества, закручиваясь, выбрасываются в космическое пространство, и иногда траектория его полета пересекается с Землей на орбите.

Магнитное поле планеты, словно громадный кокон окружающее ее, останавливает львиную долю частиц далеко за пределами атмосферы. Оно оберегает нас от губительного действия космических лучей, но когда на него обрушивается мощный поток солнечного вещества, испытывает грандиозные возмущения. Высоко в ионосфере эти процессы отражаются ярким светом полярных сияний: возбужденные солнечными частицами молекулы сбрасывают избыток энергии в виде излучения. «В солнечной активности одна "хорошая вещь" — полярные сияния, — добавляет Анатолий Белов, — а все остальные, в общем-то, "плохие"».

Солнечная активность непостоянна: она следует собственному 11-летнему циклу, за время которого частота и сила происходящих на его поверхности событий проходят периоды повышения и понижения. «Пока Солнце находится в минимуме, всплески его активности мы можем предсказать заранее, давая вполне надежные прогнозы на 27 дней вперед, а иногда и на несколько месяцев, — пояснил «Русской Планете» Анатолий Белов. — Однако в максимуме на Солнце доминируют всевозможные спорадические события, взрывы и выбросы, которые плохо предсказуемы. В это время мы можем дать прогноз только в том случае, если видим что-то на Солнце. То есть, когда что-то уже случилось, и может прибыть к Земле через 2–3 дня. Впрочем, вариабельность тут достаточно серьезная: от пяти дней и до 15 часов. За это время мы можем дать прогноз достаточно уверенно. В минимуме легче, но в максимуме интересней».

С 1998 года в подмосковном Троицке, в ИЗМИРАН действует Центр прогнозов космической погоды, ежедневно формирующий отчеты и прогнозы по текущей солнечной и геомагнитной активности. Эта информация необходима многим службам, ведь если ионосфера на мощные события на Солнце отзывается всего лишь сияниями, нашей технике приходится сложнее. Геомагнитные бури и создаваемые ими слабые наведенные токи способны вызвать сбои в работе электроники и спутниковых систем связи и навигации. В некоторых странах, например, в Канаде отмечались и случаи серьезных аварий в сетях электропередачи с полным нарушением электроснабжения целых провинций.

Фото: ТАСС

«Наводки слабые, но когда проводов много, они действуют на всю длинную сеть, и случиться может настоящее бедствие, — рассказывает Анатолий Белов. — Представьте себе современный мегаполис, полностью отключенный от электричества хотя бы на несколько часов».

Данные подмосковного Центра прогнозов космической погоды востребованы и авиацией, и космонавтикой, и МЧС, и даже железнодорожниками – они на практике показывают, что любая геомагнитная буря может нарушить работу управляющей автоматики, которая во многом завязана на системы, использующие слабые токи.

«По счастью, в таких обстоятельствах стараются как можно скорее остановить движение, включив красный свет, — добавляет Анатолий Белов. — Поэтому аварий у нас пока не было. Однако есть данные, что где-то в Скандинавии, в начале 2000-х, железнодорожная катастрофа по вине геомагнитной бури все-таки случилась. Но могу точно сказать: мы проверяли данные по 20 бурям, произошедшим за предыдущий цикл солнечной активности, и в 20 случаях из 20 такое воздействие на автоматику железнодорожную сеть отмечалось».

На высоких широтах

Железнодорожники нашей страны испытывают воздействие магнитных бурь в полной мере – чем ближе находится дорога к полюсам, в окрестностях которых интенсивность геомагнитных бурь особенно велика, тем сильнее эффект. Геомагнитная активность влияет и на здоровье, чем севернее проживает человек, тем сильнее на него могут воздействовать бури. Возможно, в этом состоит одна из причин, по которым изучение такого влияния получило наибольшее распространение именно в российских широтах.

По словам старшего научного сотрудника отдела солнечно-земных связей ИЗМИРАН Марии Рагульской, «эту тему можно назвать "восточноевропейской"» – активнее всего магнитными бурями интересуются ученые из России, Украины и других близких стран, хотя уделяют этому явлению исследователи и в Италии, и в Норвегии.

«Когда мы занялись этим вопросом в 1998 году, мы обнаружили, что большая проблема состоит в отсутствии нормальных мониторинговых наблюдений за влиянием, которое может оказать геомагнитная буря на состояние здоровых людей, — рассказала Мария Рагульская в интервью «Русской Планете». — Необходимо было провести достаточно длительные, ежедневные наблюдения. Первая наша группа состояла из 25 добровольцев».

Отработав методику наблюдений, подмосковные ученые организовали постоянные исследовательские группы с коллегами из других городов и стран. В рамках межвузовского проекта «Гелиомед» такие команды ведут работы от северных Апатитов и Якутска — до Симферополя и Софии. Ключевые работы над проектом проводятся в подмосковном ИЗМИРАНе и на Украине.

Благодаря такому охвату географическая выраженность воздействия геомагнитных бурь стала совершенно очевидной. На юге их влияние совершенно незаметно на фоне действия обычной погоды, а вот на северных широтах оно может быть даже выше. «На широте Москвы это влияние можно разделить примерно на 55–60% от геомагнитных бурь и 40–45% от погодных условий», — добавляет Мария Рагульская.

Эти отклонения далеки от традиционных «газетных» представлений о действии геомагнитных бурь. В частности, исследователи не отмечают ясных изменений артериального давления, этот показатель куда сильнее зависит от обычного атмосферного давления. Зато существенные изменения отмечались в проводимости кожи, тонких особенностях сердцебиения, субъективной оценки собственного состояния подопытных. «Когда эти пики, «выбросы» параметров психофизиологического состояния человека статистически достоверно превышают нормальный для него «коридор», мы можем уверенно говорить о состоянии стресса», — пояснила Мария Рагульская.

Особенно вредным это воздействие считать не стоит. Ежегодно мы можем переживать десятки геомагнитных бурь, многие из них даже не замечая. Да и вся жизнь на Земле эволюционировала при регулярных возмущениях магнитного поля планеты — эти обстоятельства нельзя назвать ни новыми, ни непривычными. Их появление создает лишь определенный стресс, возможно, даже необходимый для организма.

Схема взаимодействия солнечного ветра с магнитосферой Земли

Схема взаимодействия солнечного ветра с магнитосферой Земли. Изображение: NASA

Просто стресс

«Свет от Солнца идет до нас примерно восемь минут, а выброшенные частицы плазмы могут добраться и через несколько дней, — продолжает Мария Рагульская. — Я бы сравнила это действие с фотографией: есть проявитель и закрепитель, так первая «волна» излучения может вызывать первые изменения, а вторая «волна» частиц — уже создавать геомагнитную бурю и настоящие заметные воздействия».

Впрочем, серьезной опасностью для здоровья такие воздействия считать не стоит. Ученые поясняют, что влияние геомагнитных бурь не выходит за рамки типичной неспецифической стрессовой реакции, которая развивается в рамках обычного приспособления организма к изменению среды. «На первой фазе повышается выработка гормонов и происходит «синхронизация» работы внутренних систем и органов, наблюдается повышенное возбуждение, — говорит Мария Рагульская. — Как правило, этой фазы мы даже не замечаем, а иногда некоторые даже радуются определенному повышению жизненного тонуса».

Несколько хуже становится на следующем этапе, когда на планете начинается полноценная геомагнитная буря. Впрочем, для здоровых людей все эти процессы практически незаметны, а возможно, и полезны. Небольшая встряска организма лишь повышает его тонус, после чего состояние спокойно переходит к третьей фазе, восстановлению.

«С учетом всего этого нам совсем не нравится, когда из геомагнитных бурь журналисты делают какой–то ужас, — подчеркивает Мария Рагульская. — Это нормальный, не слишком сильный стрессовый фактор. Более того, он способствует улучшению работы организма, и в особенно затянувшиеся и слабые периоды солнечного минимума состояние даже здоровых людей может ухудшаться — возможно, за счет отсутствия этого внешнего «синхронизирующего» фактора».

Люди как черные ящики

Однако стресс стрессу рознь, и если для здорового человека полезно находиться в окружении некоторого количества бактерий, пациента с поражениями иммунной системы лучше от них изолировать, создать достаточно стерильные условия. «Сердечникам», особенно находящимся в реанимации геомагнитная буря может создать совершенно ненужные проблемы. По данным Марии Рагульской, смертность у таких пациентов действительно коррелирует с состоянием магнитного поля Земли.

Некоторые хирурги и медики по-своему борются с этой опасностью, внося необходимые коррективы в графики операций и даже создавая импровизированные системы защиты своих пациентов от возмущений геомагнитного поля. Однако если решать проблему системно, полезной была бы система прогноза возможных опасностей.

По мнению Марии Рагульской, все необходимое для этого ученые уже готовы предоставить. «Мы не представляем природы влияния геомагнитной активности на наш организм, но в данном случае это и не требуется, — поясняет она. — Мы можем рассматривать процесс, как черный ящик, и использовать в качестве датчиков специально подобранных добровольцев, живущих в разных городах, прежде всего, на севере. Как только на них будут отмечены изменения состояния, мы можем предупредить остальных».

В самом деле, механизмы воздействия геомагнитного поля на наше состояние остаются совершенно невыясненными, однако в лаборатории оно демонстрируется и на других модельных организмах — в частности, бактериях, с которыми исследователи также работают в рамках проекта «Гелиомед».

Различные гипотезы указывают на возможные изменения в «тонких» свойствах воды или упаковки (фолдинга) белков, работы ионных каналов, передающих сигналы нервных клеток. Достаточно ясно показаны изменения в процессах свертывания крови. Однако точного представления об этих механизмах нет, и пока вопрос о прогнозирующей системе висит в воздухе, ученые продолжают работать.

ТЕГИ

поддержать проект

Для поднятия хорошего настроения, вы можете угостить наших редакторов чашечкой кофе

Маленькая чашка кофе