Исследование влияния космических электромагнитных полей на человека

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ  УЧРЕЖДЕНИЕ ДОПОЛНИТЕЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ  ДЕТЕЙ «ЦЕНТР ТВОРЧЕСКОГО РАЗВИТИЯ И ГУМАНИТАРНОГО ОБРАЗОВАНИЯ  ДЛЯ ОДАРЕННЫХ ДЕТЕЙ «ПОИСК»»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ КОСМИЧЕСКИХ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ НА ЧЕЛОВЕКА

 

 

 

 

 

 

Выполнил учащийся 11 класса ФМО

Перцуков Максим

Научный руководитель канд.тех.наук

Редькин В.М.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

г. Ставрополь

 

 

В настоящее время сделаны попытки  нетрадиционными методами избавиться от патогенного влияния солнечной  электромагнитной активности. В последнее время достаточно часто используется  устройство защиты человека от энергетических аномалий “Гамма-7.Н”, которое представляет собой широкополосный автопреобразователь сверхслабых электромагнитных полей, работающий от энергии аномалии среды без использования дополнительного источника электропитания. В отсутствии энергетических аномалий нейтрализатор находится в слабо активном состоянии от естественных полей Земли и окружающих объектов. При размещении его в зоне энергетической аномалии, создаваемой техническим средством или при возмущениях  естественного электромагнитного фона, нейтрализатор автоматически переходит в рабочее состояние, вырабатывая стабильное высокочастотное поле, противодействующее энергетической аномалии. Взаимодействие излучения нейтролизатора и аномального излучения приводит к ослаблению биовоздействия последнего в 30 - 100 раз, уменьшая, таким образом, воздействие излучения на организм. Конструктивно нейтрализатор выполнен в виде многоступенчатой спирали из специального сплава, уложенной по определенному соотношению осей.

Бытовой прибор "Альфа-21" предназначен для обнаружения и  индикации электромагнитных излучений  в частотном диапазоне от 50 Гц до 300 кГц и персональной защиты от их воздействия. Прибор представляет собой  генератор пульсирующего магнитного поля, воспроизводящий природные колебания магнитного поля Земли (т.н. "волны Шумана"). Формируемое прибором магнитное поле в радиусе до одного метра обеспечивает "принудительную синхронизацию" биологических ритмов организма, устраняя тем самым вредное воздействие искусственных электромагнитных полей и геопатогенных зон.

Однако для ослабления метеотропных реакций значительную роль играет заблаговременное предупреждение населения о наступлении гео- и гелиомагнитных бурь.

Для построения модели необходимо выявить корреляции между показателями солнечной магнитной активности и количеством случаев заболеваемости и смертности. Такие вычисления были проведены для г. Ставрополя на период январь-июль 2002 г.

Результаты исследований свидетельствуют  о том, что медико-биологические, гелиогеофизические метеорологические процессы взаимосвязаны. Наряду со статистическими и экспериментальными исследованиями гелиогеофизических эффектов в биосистемах. Предпринимаются попытки учесть эти эффекты в медико-биологических прогнозах. Поскольку до настоящего времени нет полного понимания механизмов взаимодействия всех звеньев системы Солнце-Земля, прогноз биотропных эффектов во время активных процессов на Солнце так же, как и гелиогеофизический прогноз, в большей мере носит вероятностный характер. Прогноз начала и динамики развития изменения медико- биологических показателей желательно дополнить вероятностными оценками. Для этой цели должна быть выбрана адекватная статистическая модель. Этой задаче и посвящена настоящая работа.

В работе использовались  медицинские  выборки, которые были взяты при  анализе возможностей  гелиогеофизического  прогноза, а именно суточное число  вызовов скорой помощи за данный период. Чтобы результат был  наиболее точным, из исходных данных были исключены все регулярные ритмы социального, гелиогеофизического и другого происхождения :7,30,14,9,27.5 дней, и т. д.

 

 

 

Анализ спектра солнечного и космического электромагнитного  излучения и его влияния на биологические объекты.

 

Факторы внешней среды, оказывающие выраженное влияние на живые организмы, принято разделять на 3 группы: 1) галактические и планетарные процессы, определяющие солнечную активность; 2) процессы, проходящие на Солнце и в значительной мере определяющие геофизические явления; 3) геофизические факторы, связанные с процессами непосредственно на Земле и в околоземном пространстве.

Согласно представлениям солнечно-земной физики, Солнце воздействует на процессы, происходящие вблизи Земли  и у ее поверхности, посредством  электромагнитного излучения (испускаемого Солнцем практически во всех диапазонах длин волн)  и корпускулярных потоков.

Спектр электромагнитного  излучения, преодолевающего расстояние до Земли со скоростью света, простирается от радиоволнового до рентгеновского диапазона.  Корпускулярное излучение Солнца условно делится на постоянное (“солнечный ветер”) и спорадические выбросы потоков плазмы и заряженных частиц – корпускулярные потоки и солнечные космические лучи. Наиболее энергоемкая составляющая корпускулярных потоков в межпланетном пространстве – космические лучи.

Солнечные космические  лучи представляют собой поток преимущественно  протонов  с энергией 10⁶-10¹⁰ эВ.

Первичные космические  лучи представляют собой галактические  частицы с очень высокой энергией – порядка 10¹⁹ эВ. Они взаимодействуют с атомами атмосферы Земли и порождают частицы, называемые “вторичными” или “собственно космическими” лучами. Их интенсивность составляет 1600 частиц/м²*с, а средняя энергия равна 7ГэВ. Почти все первичные частицы прекращают свое существование на высоте 20 км.

Только незначительная часть излучения Солнца проникает  в атмосферу и достигает поверхности  Земли. Максимум лежит в видимой  части электромагнитного спектра. В ближней ультрафиолетовой области  солнечное излучение (за пределами  Земли) остается неизменным, но на поверхность Земли оно уже не попадает (этому препятствует наличие озоносферы). При еще более коротких длинах волн (далекий ультрафиолет, мягкое рентгеновское излучение) излучение также полностью поглощается. Излучения в инфракрасном диапазоне сильно поглощается молекулами атмосферных газов. В диапазоне от субмиллиметровых волн вплоть до длин волн в 20-30 м все излучение достигает поверхности Земли. Радиоволны длиннее декаметровых поглощаются ионосферой. Таким образом, имеющиеся у Земли “защитные экраны” позволяют электромагнитному излучению свободно проникать на его поверхность только в двух диапазонах: оптическом  и радиодиапазоне [1]. Структура излучений и предположительное влияние его компонентов на биооъекты приведены в таблице.

Кроме рассмотренных  выше корпускулярного и электромагнитного  потоков к настоящему моменту  удалось зарегистрировать эффект неизвестного изменяющегося во времени космического воздействия высокой проникающей  способности и обладающего биологической  активностью. Это так называемое Т-излучение Солнца гравитационно-волновой природы предположительно распространяется со скоростью, значительно превышающей скорость света [2].

В настоящее время  накоплен обширный эмпирический материал о взаимодействии биологических систем и физических факторов, обусловленных влиянием на биосферу электромагнитных полей солнечного и космического  происхождения. Всплески электромагнитной и корпускулярной активности Солнца обусловлены появлением и существованием солнечных пятен, проявляющихся на Земле в виде резкого изменения геомагнитного фона – магнитных бурь [3].

 

Таблица. Структура солнечного и космического излучения и его  влияние на биообъект

 

Название	Длина волны	Энергия Кванта		Доля в спектре	Время достижения  орбиты Земли	Скорость распространения	Информация о влиянии  на биообъект
Электромагнитное излучение (солнечная радиация)
1.Гамма-излучение	0.1-1А	2*106 эВ		0.5%	8,3мин	3*108 м/с	когерентное рассеяние, ионизация, повреждение органических молекул, наследственные изменения, лучевое поражение
2. Рентгеновское     а) жесткое     б) мягкое	1-100 А 0,0124-1.24 А	10-0,5*106эВ		1.5%
3. Ультрафиолет      а) А      б) В      в) С	4000-3150 А 3150-2800 А 2800-2000 А	3,3-120эВ		5%			фотохимические реакции  на поверхности кожи, ионизация, образование свободных радикалов кислот, синтез витамина D,
4. Оптическое	4000-7600 А	1,6-3,3эВ		48%			активация зрительных рецепторов, повышение тонуса нервной системы
5. Инфракрасное      а) ближнее      б) среднее      в) дальнее	0.76-2.5 мкм 2.5-50 мкм 50-2000 мкм	1,2*10-4-1,6 эВ		43,5%			фотодиструктивные процессы, активация терморецепторов, нагрев
6. Радиоизлучение      а) ВЧ      б) УВЧ      в) СВЧ	3000-10 м    10-1 м м	1,2*10-9-1,2*10-4эВ		1,5%			в зависимости от частоты и интенсивности оказывает синхронизирующее и десинхронизирующее влияние на различных уровнях
Корпускулярное излучение (солнечный ветер)
Нейтрино Электроны Протоны α –частицы Тяжелые ядра		- 10КэВ 100ГэВ 2- 9 МэВ	1% 1% 90% 7% 1%		1-4 суток	320-1000 км/ч	аналогично влиянию  рентгеновского  и гамма-излучения

 

    Наибольших масштабов солнечное излучение принимает при солнечных бурях. Солнечная буря сопровождается интенсивным испусканием рентгеновского и ультрафиолетового (жесткого и мягкого) излучений, а также выбросом частиц с энергиями от ~1 кэВ до более чем 10ГэВ. Электромагнитное излучение Солнца воздействует на земную ионосферу примерно через 10 минут после явлений на Солнце. Наиболее энергичные солнечные частицы быстро распространяются в межпланетном пространстве. В результате в течение нескольких дней магнитосфера оказывается полностью окружённой потоком подобных энергичных частиц. Часть из них проникает в полярную верхнюю атмосферу. За энергичными частицами  следует облако солнечной плазмы, которое пересекает межпланетное пространство со скоростью ~500-1000км/с. В солнечном ветре генерируется ударная волна, несколько опережающая плазменное облако. Магнитосферные бури являются результатом столкновения системы межпланетная ударная волна - солнечная плазма с магнитосферой.

Солнечная буря – это  наиболее бурные явления, происходящие в центре активной области. Однако развитие и затухание центров активности  также вызывает магнитосферные возмущения. Это обусловлено тем, что подобные процессы приводят к перераспределению магнитных полей и потоков солнечной плазмы, исходящих в межпланетное пространство.

Типичная магнитосферная буря состоит  из трёх фаз. Она начинается, когда  межпланетная ударная достигает  магнитосферы и сжимает её. Несмотря на то что плазма солнечного ветра почти бесстолкновительна, переходный ударный фронт скорее всего имеет небольшую толщину – в несколько тысяч километров, аналогично другим межпланетным неоднородностям. Вследствие этого сжатие происходит весьма быстро. Эффект сжатия отчетливо проявляется в вариациях геомагнитного поля как резкое увеличение его напряженности на поверхности Земли и в магнитосфере.

После сжатия магнитосферы ударной волной и до начала главной  фазы бури наблюдается несколько  относительно спокойных часов – так называемая начальная фаза. В этот спокойный период магнитосфера окружена  солнечным ветром, параметры которого изменены  ввиду прохождения ударной волны. Продолжительность этого периода существенно от одной бури к другой, составляя менее 10 минут в одних случаях и более 6 часов в других.

Главная фаза магнитосферной бури начинается тогда, когда магнитосферы достигает плазменное облако, породившее ударную волну. Эта фаза характеризуется  последовательностью взрывоподобных процессов, называемых магнитосферными суббурями. Именно в этот период большая часть заряженных частиц проникает в атмосферу в области полярных кругов, где магнитное поле Земли слабо.

Еще в 60-х годах XIX века Ж.Ламон в Мюнхене указал на возможную  связь между эпидемиями и пертурбациями в электрическом и магнитном поле Земли. А.Л.Чижевский [4] на большом статистическом материале показал, что степень возбудимости нервной системы, а так же состояние психики зависят от активности Солнца. H. Fridman  и H. Тremel  установили наличие корреляционной связи между геомагнитными возмущениями и числом лейкоцитов. M.Poumailloux, R. Viart  установили абсолютную синхронность между развитием пятен на Солнце и  возникновением случаев инфаркта миокарда. В.Я. Юраж при сопоставлении геомагнитной активности с сердечно-сосудистыми заболеваниями показал, что число осложнений при сердечно-сосудистых заболеваниях значительно возрастает в дни повышенной солнечной активности. Особое внимание привлекает вопрос о влиянии геомагнитного поля на нервную систему. Высказывается мнение о возможном десинхронизирующем влиянии геомагнитных возмущений на биологические ритмы  у больных, страдающих легочными заболеваниями. Доказано влияние магнитного поля  на многие ферментные системы, тканевое дыхание, обмен веществ в живом организме [5].

Однако для понимания  механизмов космобиосферных связей и временной организации биосистем  недостаточно  установления лишь самих  фактов корреляции.

Существует много гипотез, касающихся конкретной физической, физико-химической и биологической интерпретации взаимодействия электромагнитного поля с биообъектом. Несмотря на существование различных точек зрения, многие исследователи едины в главном: электромагнитные возмущения оказывают воздействие прежде всего на физико-химические процессы, а через них – на скорость и направленность биохимических реакций [6].

Описанные физико-химические реакции (и соответствующие  процессы в  биосистеме)  происходят в водной среде, которая может изменять свои свойства и обуславливать механизм действия ЭМП на живые системы [7].

С этой гипотезой  перекликаются  идеи В.А.Аристархова и Л.А. Пирузяна о едином молекулярном механизме  рецепции ЭМП, причем полагается, что  проявление такого механизма в различных  звеньях разнообразно.  Одним  из звеньев служит молекулярная система белок-ион-вода. С помощью теоретического анализа свойств этой макросистемы обосновывается гипотеза  для объяснения  действия полей посредством  изменений в скорости диффузии или механизме процесса и ориентации биомолекул, обладающих анизотропией  магнитной восприимчивости [8].

Рядом исследователей выдвигается  концепции об участии тиоловых соединений в механизме реагирования биосистемы на изменение космических факторов. Эти реакции  имеют большое  значение, поскольку действие ряда гормонов обусловлено присутствием в их молекулах диссульфидных группировок, которые либо необходимы для поддержания  нативной информации молекулы гормона, либо избирательно взаимодействуют с группами клеточных мембран и ферментов, вызывая соответствующие биологические эффекты[9].