13.4. Космос и Земля

Земля — колыбель человечества. Но нельзя же вечно жить в колыбели!

К. Э. Циолковский

Человечество всегда интересовалось тем, какое место занимают человек и Земля в окружающем мире. Понимали, что Земля как структурная единица мира связана с космосом и космос оказывает определенные воздействия на Землю. Но эта связь трактовалась по-разному. С древнейших времен влияние небесных тел на человека рассматривается в астрологии. Астрология возникла в те очень далекие времена, когда все явления окружающего мира: землетрясения, извержения вулканов, засухи, эпидемии—наши предки приписывали не законам природы, открытым много позднее Кеплером, Галилеем, Коперником, Ньютоном и другими учеными, а.воле таинственных божеств. К таким божествам они относили известные светила: Солнце,

330

Луну, Меркурий, Венеру, Марс, Юпитер и Сатурн. Воле этих же светил приписывались и изменения в судьбах конкретных людей. Успехи, удачи, обогащение и неожиданные болезни, нищета, потеря близких — все это считалось "проделками" светил. Но от бед можно уберечься, если знать, как расположены к тебе звезды, что готовят они сегодня и в будущем. Именно это стремление уберечься от бед и привело к расцвету и столь долгой жизни астрологии.

Современное общество, как и в прошлом, относится к астрологии неоднозначно. В то время как серьезные ученые критикуют астрологов и астрологию, разбирая ее буквально "по косточкам", периодические издания полны гороскопов и предсказаний. Имена астрологов также известны сегодня, как имена популярных артистов. Книги по астрологии пользуются популярностью.

В чем же суть астрологии? Если это наука о взаимосвязи ритмов человека и космоса, наука, более прочих учитывающая диалектическое единство Человека и Вселенной, то и оценка должна быть соответствующей. Ведь отрицать это единство в наши дни просто невозможно. Однако в том-то и камень преткновения, что в течение тысячелетий в астрологии видели инструмент предсказаний и ключ к загадочной и пугающей книге судеб. И несмотря на все оговорки, отказаться от привычной роли пророчицы астрология не в силах и сегодня. Реальная астрология, существующая в истории, — это учение о предсказании будущего на основе наблюдений звездного неба. Жизнь показывает, что именно сама логика познания, противоречия, взлеты и тупики обусловливают в немалой мере тот интерес к астрологии, который мы наблюдаем сегодня. Отрицая такую астрологию, вместе с тем наука признает неразрывную связь, единство Человека и Мира, их взаимосвязь и влияние Космоса на процессы, происходящие на Земле, в том числе на биосферу и человека. Рассмотрим некоторые из них.

Наиболее близким небесным телом к Земле является его спутник Луна. Давно подмечено и воздействие Луны на Землю и на все живое на нем. Разница в силах притяжения со стороны Луны различных участков земной поверхности вызывает изме-

331

нение силы тяжести на земной поверхности и поэтому возникают во всех сферах Земли (гидросфере, литосфере, атмосфере) известные явления приливов и отливов. Естественно, эти изменения сказываются и на биосфере, и человеке. Особенно существенными они становятся во время новолуний и полнолуний, когда к лунным приливам и отливам прибавляются и солнечные.

Поскольку сила притяжения создает приливное ускорение, обращенная к Луне сторона Земли притягивается с силой, на 7% большей, чем центр Земли. Эта разность сил ведет к искажению формы Земли — растягивает шар вдоль линии, соединяющей Луну и Землю. Энергия приливов превращается в тепловую, причем выделяемая мощность составляет около 3 • 10¹⁹ эрг. Влияние приливного трения не ограничивается историческим периодом; и оно действовало с древнейших геологических эпох. У некоторых ископаемых кораллов найдена кольцеобразная структура, подобная годичным кольцам роста деревьев, по которой можно проследить суточную и годичную скорость роста. Влияние сил притяжения Луны приводит к торможению вращения Земли, вследствие которого продолжительность земных суток медленно увеличивается. Было установлено, что 400 млн лет назад год длился 400 суток, следовательно, продолжительность суток была около 22 ч. Месячные кольца показали, что лунный месяц тогда был равен 21 суткам.

При изменении фаз Луны изменяется степень освещенности Земли со стороны Луны. Эти явления, естественно, оказывают какое-то влияние на биосферу и человека. Хотя Луна и не оказывает прямого воздействия на человеческую жизнь, она обогащает ее благодаря таким явлениям, как океанские приливы и затмения. А иногда, созерцая Луну, мы испытываем истинное вдохновение. Известные недельные ритмы явлений биосферы связаны с влиянием Луны и ее фазами. Видимо, обнаружив такие связи Луны и Земли, появляются различные астрологические прогнозы и гадания. В частности, еще в начале XVIII в. в Англии появился трактат, в котором говорилось о том, что приступы эпилепсии, астмы, истерики и головокружения могут быть связаны с различными фазами Луны.

332

Безусловно, наибольшее влияние на процессы, происходящие на Земле, оказывает Солнце. Солнце играет исключительную роль в жизни Земли. Весь органический мир нашей планеты обязан Солнцу своим существованием. Солнце — не только источник света и тепла, но и первоначальный источник многих других видов энергии (энергии нефти, угля, воды, ветра).

Издавна у разных народов Солнце было объектом поклонений. Его считали самым могущественным божеством. Культ непобедимого Солнца был одним из самых распространенных (Омон и Ра — бог Солнца у египтян, Гелиос — греческий бог Солнца, Аполлон — бог Солнца у римлян, Митра — у персов, Ярило — у славян и т. д.). В честь Солнца воздвигали храмы, слагали гимны, приносили жертвы. Ушло религиозное поклонение дневному светилу. Сейчас ученые исследуют природу Солнца, выясняют его влияние на Землю, работают над проблемой применения практически неиссякаемой солнечной энергии. Из всей энергии, излучаемой Солнцем в космическое пространство, примерно одна двухмиллиардная часть достигает границы земной атмосферы. Около трети энергии солнечного излучения, падающего на Землю, отражается ею и рассеивается в космос. Много солнечной энергии идет на нагревание земной атмосферы, океанов и суши. От Солнца поверхность Земли получает более чем в 2000 раз больше энергии, чем она сама испускает, поэтому можно сказать — вся биосфера Земли образована и существует за счет солнечной энергии.

Пионером изучения солнечно-земных связей является наш соотечественник А. Л. Чижевский. Солнце посылает на Землю свет и тепло; электромагнитные излучения от жесткого гамма-излучения до километровых радиоволн, потоки заряженных частиц; Солнце воздействует на Землю либо прямо, т. е. в виде переноса солнечной энергии к Земле, либо путем перераспределения уже накопленной энергии в магнитосфере, ионосфере и нейтральной атмосфере Земли. Общеизвестно, что основой жизнедеятельности биосферы на Земле являются суточные и годичные биоритмы, связанные с движением Солнца.

333

Комплекс нестационарных образований в атмосфере Солнца (пятна, факелы, протуберанцы, вспышки и др.) называется солнечной активностью. Солнечная активность имеет 11-летнюю цикличность. В годы максимума солнечной активности на Солнце много центров активности (возмущенное Солнце). В годы минимума центров активности мало (спокойное Солнце).

То, что Солнце — основа возникновения и существования жизни на нашей планете, а также причина большинства протекающих на ней физических и химических процессов, — тривиальная истина, привычная с незапамятных времен. Однако роль его гораздо значительнее и сложнее, нежели предполагалось ранее. Александру Леонидовичу Чижевскому удалось научно доказать, что для органического мира Земли существенна не только постоянно излучаемая Солнцем энергия, но и периодически возникающие изменения "солнцедеятельности", или солнечной активности. Наиболее ярко солнечная активность проявляется в виде солнечных пятен, образующихся на его поверхности. Во время минимума солнечной активности число пятен минимально, во время максимума достигает наибольшего значения. Как показали систематические наблюдения пятен, проводимые на протяжении многих десятилетий, в их проявлении на поверхности Солнца имеются определенные закономерности. В качестве меры пятнообразовательной деятельности Солнца используются числа Вольфа:

W = 10g + f,

где g — число групп пятен, f — общее число всех пятен, видимых на диске Солнца. Оказалось, что число пятен на Солнце изменяется приблизительно периодически с периодом около 11 лет. От Солнца к Земле идут потоки ионизированной плазмы и связанного с ней магнитного поля, называемые солнечным ветром, который по-существу является непрерывно расширяющейся внешней солнечной короной. Состав и параметры солнечного ветра коррелируют с солнечной активностью.

Активные процессы, происходящие на Солнце, в той или другой степени воздействуют на Землю, на состояние ее атмос-

334

феры, на ее магнитное поле и на ее биосферу, в частности на организм человека. Так, еще в XIX в. было замечено, что амплитуда суточных колебаний магнитного поля Земли изменяется от года к году в ритме с числом пятен на Солнце. Наблюдения показали, что спустя 1-2 суток после прохождения больших пятен или их групп через центральный меридиан Солнца возникают особенно сильные неправильные колебания величины магнитного поля Земли — магнитные бури. И они, и полярные сияния связаны с движущимися от Солнца корпускулярными потоками.

Непосредственно во время вспышек, наблюдаемых в хромосфере, происходят нарушения радиосвязи, особенно на длинах волн от 15 до 60 м. Они обусловлены резким возрастанием ионизации в ионосфере под действием повышенного излучения Солнца в ультрафиолетовом и рентгеновском диапазонах.

При исследовании поперечных срезов стволов деревьев было обнаружено, что толщина годичных колец в различные годы была неодинаковой, она ритмично повторялась. Было найдено, что в любом районе Земли рисунок расположения колец одинаков у всех деревьев. Были исследованы древесные отложения за последние 3000 лет. На основе этого были получены четко выраженные циклы роста, составляющие около 11 лет. Максимуму солнечной активности соответствуют широкие кольца, что указывает на благоприятные условия роста деревьев в этот период.

Изучение исторических документов показало, что имевшие место в прошлом вспышки чумы, холеры, скарлатины и дифтерии приходились преимущественно на годы максимумов активности Солнца. Современные статистические данные указывают на то, что количество случаев обострения сердечно-сосудистых заболеваний в момент появления на Солнце вспышки увеличивается в 3-5 раз. По-видимому, в ритме с солнечными явлениями изменяются некоторые функции человеческого организма. По некоторым данным, чем больше активность Солнца, тем меньше средняя концентрация соляной кислоты в желудке. В максимуме активности способность сыворотки крови растворять инородные частицы и микробы примерно на 30% меньше, чем в минимуме.

335

В результате и понижается барьер, которым организм защищает себя от болезнетворных микробов.

В целом влияние солнечной активности на человека происходит через возмущения магнитного поля Земли во время вспышек. Отмечается существенное влияние флуктуации солнечной активности и геомагнитной возмущенности на разнообразные, в том числе биологические процессы на Земле (динамика популяций, животных, эпидемий, количество сердечно-сосудистых кризисов и т. д.). Наиболее вероятной причиной таких связей являются низкочастотные колебания электромагнитного поля Земли. Под воздействием солнечной активности на Земле происходят прекращение радиосвязи, всплески шумового радиоизлучения, ионосферные и магнитные бури, полярные сияния, внезапные увеличения интенсивности космических лучей и т. д.

Надежно установлена связь солнечной активности с погодно-климатическими изменениями. Имеется цикл появления засухи с периодом около 22 лет. Не вызывает споров связь солнечной активности с частотой следования гроз. Если солнечная активность влияет на климат и погоду, то нет ничего удивительного, что важнейшие циклы солнечной активности просматриваются в показателях урожайности. Установлена закономерность: в Северном полушарии наибольшая урожайность приходится на годы максимума солнечной активности, в Южном полушарии — наоборот, наиболее обильные урожаи собирают, как правило, в эпохи минимума.

Сколько-нибудь значительное увеличение интенсивности приземного ультрафиолетового излучения длиной волны около 290 нм смертельно опасно для подавляющего большинства организмов. Амплитуда этих модуляций составляет от 10 до 50% в зависимости от технической оснащенности сельского хозяйства данной страны. Синхронизация биологических процессов такого рода с вариациями солнечной активности возникает не из-за погодных изменений, а обязана своим происхождением непостоянству совсем другого экологического параметра — электромагнитных фоновых полей. На низких (ниже 10⁴ Гц) и сверхнизких (ниже 10² Гц) частотах, где напряженность полей достигает довольно значительных величин, электромагнитное излучение генерируется в верхней атмосфере — магнитосфере. Эти процессы контролируются явлениями на Солнце, солнечной активностью (внешняя корона Солнца доходит до Земли). Получается, что упомянутые вариации могут отражать вариации солнечной активности. Эти колебания генерируются на самой границе магнитосферы. Организм проявляет очень высокую чувствительность к сверхнизкочастотным магнитным и электрическим полям малой напряженности. Сейчас не подлежит сомнению, что амплитудно-спектральные вариации низкочастотного электромагнитного фона приводят к биохимическим, физиологическим и т. п. изменениям в организмах — от бактерий до человека.

При анализе европейской статистики смертности от чумы и холеры А. Л. Чижевским обнаружено, что они приурочены в основном к максимумам солнечной активности. Сейчас известны также статистические данные, указывающие на увеличение числа случаев осложнений при родах с возрастанием уровня геомагнитной возмущенности (степень выраженности такого явления усиливается с приближением к высоким широтам). В 11-летнем цикле солнечной активности частота следования естественных электромагнитных возмущений и их масштаба сильно различаются при переходе от максимума активности к минимуму. Возможно, поэтому организмы, чей эмбриональный период развития приходится на максимум и минимум солнечной активности, приобретают какие-то характерные особенности, определенные различия. Действительно, на протяжении двух последующих десятилетий накоплены данные, указывающие на существование некоторых конституциональных различий организма человека в зависимости от фазы 11-летнего цикла, на которую приходится дата его рождения. Выявленные различия охватывают широкий круг параметров. Например, некоторые показатели кровяного давления у школьников тем выше, чем выше был уровень солнечной активности в год их рождения. Дети, внутриутробное развитие которых проходило при более высоком уровне солнечной активности, в среднем более подвержены некоторым заболеваниям, и протекание определенных заболеваний у таких детей имеет примечательные особенности. Было замечено также, что риск заболевания шизофренией статистически коррелирует с уровнем солнечной активности в период внутриутробного развития.

Была также обнаружена закономерная циклическая повторяемость скачков в развитии науки, явно коррелирующая с солнечной активностью. Например, все эпохи повышенной солнечной активности, приходящиеся на период творческой жизни А. Эйнштейна, непосредственно отразились на ней. Это можно проследить как по его наиболее выдающимся достижениям 1905, 1916, 1927, 1938 и 1949 годов, так и по соответствующим циклическим вариациям статистических количественных показателей плодотворности этого гениального ученого.

А. Л. Чижевский установил несомненное влияние всплесков солнечной активности на массовое состояние и поведение людей, на происходящие время от времени всплески массовых безумств и психических расстройств. Таким образом, земная ноосфера оказывается непосредственно связанной со средним периодом циклически изменяющейся солнечной активности.

Число таких примеров можно легко увеличить. Мы ограничимся упоминанием о существовании специальных физиологических тестов, дающих существенно различные результаты при их применении в зависимости от того, родился ли испытуемый в годы максимума или минимума солнечной активности. Зависимость типологических характеристик организма человека от фазы 11-летнего цикла, на которую приходится период его эмбрионального развития, усиливается, акцентируется, когда магнитный момент Земли достигает минимума. В такие эпохи становятся существенными и другие циклы электромагнитных возмущений, накладывающиеся на "основной" 11-летний цикл: сезонные, недельные. В настоящее время зависимость физиологических, психологических и т. п. личностных характеристик человека от сезона его рождения (точнее, от сезона, на который приходятся критические периоды развития эмбриона) многими считается несуществующей. Это определенно неверно. Доказано, например, что риск заболевания шизофренией заметно выше для лиц, родившихся в интервале с января по апрель, и особенно в интервалах повышенной геомагнитной возмущеннос-ти. Определенные типологические характеристики организма человека зависят от того, в какую фазу солнечного 11-летнего цикла он родился. Поскольку фаза солнечного цикла может быть связана с определенными планетными конфигурациями, то эти типологические характеристики оказываются связанными также и с взаимным расположением планет. Соблазнительно предположить, что такая корреляционная связь была подмечена в древности и послужила идейной основой для развития древнейшей космической доктрины — астрологии. Одним из первых, кто обратил внимание на эти возможные гносеологические корни возникновения астрологии, был А. Л. Чижевский. Но такое предположение о происхождении астрологии вызывает, конечно, целый ряд вопросов.

Таким образом, мы можем резюмировать следующее: вероятной причиной столь глубокого и прочного интереса древних к астрономическим наблюдениям Луны, Солнца и, видимо, планет было удовлетворение потребностей в прогнозе и изучении гармонии важнейших ритмов биосферы. Метод прогноза ясен. Из известной сейчас цепочки корреляционных связей (конфигурации планет — солнечная активность — проявления солнечной активности в биосфере и атмосфере) древние астрономы использовали два звена, сопоставляя непосредственно взаимное расположение планет с проявлениями солнечной активности в среде обитания.

Имеющиеся в настоящее время данные позволяют предполагать, что таким образом можно было в принципе прогнозировать урожайность, численность промыслового зверя, улов рыбы, эпидемии и эпизоотии, а также контролировать демографическую ситуацию в пределах 11-летнего цикла. Вероятно, тогда же была подмечена связь некоторых существенных типологических характеристик организма человека с фазой 11-летнего цикла, в которую он родился, т. е. с взаимным расположением планет. Упомянутые особенности, очевидно, зависят также от сезонарождения (т. е. от перемещения Солнца относительно звезд) и от околомесячной (околонедельной) ритмики, показателем которой могут служить лунные фазы. Эта эмпирическая связь, вероятно, послужила идейной основой для возникновения астрологии, хотя сейчас ясно, что все эти эффекты обусловлены солнечной активностью, чье воздействие на организм опосредствовано вариациями электромагнитного фона на низких и сверхнизких частотах.

ВЫВОДЫ

1. На определенной стадии эры вещества произошла фрагментация однородно распределенного вещества Вселенной. Согласно критерию Джинса, сгущения, возникшие в однородной среде, либо уплотняются под действием сил тяготения, либо рассасываются под действием газового давления. Критический размер сгущения и его масса по критерию Джинса зависят от соотношения температуры и плотности.

2. Структура галактики определяется начальными условиями ее образования. Другими словами, галактики рождаются либо как спиральные, либо как эллиптические, и в процессе эволюции тип галактики сохраняется. В настоящее время имеются уже довольно хорошо разработанные модели превращения огромного облака газа, сжимающегося в результате действия закона всемирного тяготения сперва в протогалактику, а потом в галактику.

3. Наша Галактика — гигантская звездная система, состоящая из двухсот миллиардов звезд и представляющая собой диск с утолщением в центре — гало. Считается, что она образовалась примерно 13 млрд лет назад. Среди звезд, или населения, есть звезды более молодые и более старые, причем молодые звезды сконцентрированы в достаточно тонком диске, а старое население Галактики почти равномерно занимает сферический объем с увеличивающейся концентрацией к центру.

4. Согласно концепции эволюции звезд, из газопылевых комплексов, наблюдаемых в виде туманностей, под действием тяготения образуются фрагменты, по форме напоминающие шар.

Этот шар постепенно вращается, уплотняется, разогревается изнутри — образуется протозвезда. При достижении температур 8 млн К начнутся термоядерные реакции, прекращающие дальнейшее сжатие, и протозвезда станет звездой.

5. Скорость эволюции звезд зависит от их первоначальной массы. Состояние горячего белого карлика — вероятное будущее звезды с массой, примерно равной солнечной — до 1,2 М_с. Устойчивое состояние таких звезд длится примерно 9-10 млрд лет. После выгорания водорода в центре такой звезды образуется ядро из гелия, в оболочку которого перенесутся термоядерные реакции. Внешние оболочки начнут расширяться, и звезда превратится в красного гиганта. Его оболочка постепенно теряется в пространстве, а горячее ядро, сжимаясь, станет белым карликом. Большие звезды — бело-голубые гиганты и сверхгиганты — могут эволюционировать до 1 млрд лет. В их недрах температуры много больше солнечных, и там идут термоядерные реакции с образованием новых химических элементов. Звезды массами меньше двух солнечных могут потерять устойчивость на последних этапах эволюции и взорваться как сверхновые, обогатив пространство тяжелыми химическими элементами, а затем сжаться до состояния нейтронной звезды. Нейтронные звезды и черные дыры — возможное будущее достаточно массивных звезд массами, превышающими солнечную более чем вдвое.

6. Современная наука предлагает картину рождения и развития Солнечной системы из холодного газопылевого комплекса — протопланетного облака около 5 млрд лет назад. Исследования распространенности химических элементов на планетах показывают, что все планеты имеют единое происхождение и единый возраст.

7. В формировании Земли существенную роль играли тепло недр и процессы радиоактивного распада. Формирование земной коры происходило в течение длительного периода, который, по данным палеонтологии, разделен на эры, периоды, эпохи, века. Большую роль в эволюции Земли сыграло наличие гидросферы и появление органической жизни на ней.

Вопросы для контроля знаний

1. Какие причины приводят к фрагментации однородно распределенного вещества?

2. В чем заключается критерий Джинса в образовании галактик?

3. Чем подтверждается верность термоядерного источника солнечной энергии?

4. Объясните, почему судьба звезды оказалась в сильной зависимости от ее массы.

5. О чем говорит наличие тяжелых химических элементов в звездах?

6. Какие гипотезы происхождения планет вам известны? Какие закономерности движения планет Солнечной системы они объясняют?

7. Какие общие особенности планет Солнечной системы свидетельствуют о едином происхождении планет? Поясните распространенность химических элементов в Солнечной системе.

8. На какие этапы разделяют эволюцию Земли?

9. Поясните, как сформировались атмосфера, гидросфера и биосфера Земли?

10. Какие солнечно-земные связи вы знаете?

11. Какие процессы происходят при звездном нуклеосинтезе?

12. Как происходило образование ядер элементов, расположенных после железа в таблице Менделеева?

13. Можно ли считать Солнечную систему единственной планетной системой?

14. В чем проявляются тектонические процессы на Земле?

15. Где расположены континентальные плиты?

16. Почему среди планет земной группы только Земля является жизнеспособной планетой?

17. Какова природа земного магнетизма?

342