Галилео Галилей твердо установил появление и исчезновение пятен, изменение их величины, а также сумел вычислить период обращения Солнца вокруг оси по времени прохождения видимых глазом солнечных образований. Эти наблюдения и положили начало изучению физики Солнца.
Наука гелиофизика, следящая за изменениями солнечной деятельности, – это своего рода врач, прослушивающий биение человеческого сердца. Как удары сердца накладываются на ритм дыхания, так и мелкие возмущения Солнца представляют как бы рябь на крупных волнах активности светила. Но в обоих случаях можно учитывать лишь самые поверхностные симптомы состояния объекта. В середине XIX в. директор Цюрихской обсерватории Р. Вольф уточнил, что основной период солнечной деятельности составляет 11,1 года.
Развитию цикла от минимума до максимума соответствует ветвь роста, а от максимума до минимума – ветвь спада. Однако эти изменения не строго периодичны, поэтому правильнее говорить не о периоде, а о цикле солнечных пятен. Установлено, что длина цикла меняется от 7 до 16 лет, составляя в среднем 11,1 года.
Существуют и другие солнечные циклы. Основными короткопериодическими циклами считаются 27-дневные, связанные с обращением Солнца вокруг своей оси, когда активные области то появляются, то исчезают на обращенной к Земле стороне светила. От этих периодов зависит число магнитных бурь в околоземном пространстве. Максимальное число бурь наблюдается в марте-апреле и сентябре-октябре, поэтому принимается во внимание и полугодовая вариация деятельности Солнца. Из крупномасштабных циклов на Солнце обнаружены 22-летние изменения магнитной полярности пятен, а также 80-90-летние, 170-летние и другие циклы солнечной активности. Пульсаций у Солнца действительно немало. Астрономы убеждают нас, что Солнце – самая обыкновенная звезда, ничем особенно не отличающаяся от тысяч и тысяч желтых карликов Млечного Пути. Спорить тут не приходится, но все же этот карлик в 107 раз «толще» Земли – 1 390 тыс. км в поперечнике! И несмотря на то, что на три четверти он состоит из самого легкого на свете газа – водорода, весит он квинтиллион квинтиллионов тонн!
Более того, за секунду в виде разных излучений и частиц карлик теряет 4 млн т своего вещества. Это сколько же за год? Кому хочется, может подсчитать, но самое удивительное в том, что если все и дальше пойдет такими же темпами, Солнце рассеется без остатка только через 1014лет. Если вы уже умножили 4 млн на 3 600, потом на 24, а потом на 365, сообразите теперь, что значит десять в четырнадцатой степени.
Как может осуществляться планетное влияние на Землю?
«Язык» небесных светил, мистически толкуемый астрологами, получает логическое объяснение на основе изучения приливных явлений. Ведь если существует гравитационное воздействие планет на газообразное тело Солнца, то положение планет сказывается на солнечных процессах, а это опосредованно отражается и на земных явлениях, связанных с солнечной деятельностью. Следовательно, в прогнозировании земных природных событий по положению планет в принципе нет ничего мистического.
С помощью космических аппаратов сейчас установлено существование так называемого межпланетного магнитного поля. Многие биологические процессы, в том числе сердечно-сосудистые и нервно-психические заболевания, протекают в ритме, заданном солнечным ветром.
Невозмущенному Солнцу соответствуют сравнительно небольшие ветровые скорости. На них накладываются более редкие потоки с высокими скоростями. Между скоростью плазмы, ее направлением и концентрацией существуют определенные зависимости. Главные из них связаны с эффектом так называемой архимедовой спирали.
Вспомним фонтан с подвижными струями, вращающимися вокруг оси. Струя воды из такого фонтана изгибается по ходу движения. Так и в межпланетном пространстве выбрасываемые Солнцем потоки корпускул и частиц влияют на состояние магнитных полей и постоянно меняют форму. Пока радиально расширяющийся солнечный ветер, вытягивающий силовые линии, проходит расстояние до Земли, солнечный шар успевает повернуться на некоторое расстояние. В результате углового изменения гелиодолгот силовые линии оказываются направлены либо от Солнца, либо к Солнцу, образуя секторы положительной и отрицательной полярности. Так как Солнце вращается вокруг своей оси, вся совокупность солнечных потоков также вращается с периодом около 27 дней. При этом потоки с большими скоростями будут догонять медленные потоки и сжижать плазму, чем и объясняется возрастание концентрации частиц при нарастании скорости солнечного ветра.
Солнечный ветер играет исключительно важную роль в передаче к Земле солнечной «информации». Земля представляет собой как бы огромный магнит, силовые линии которого образуют вокруг нее своеобразную «обшивку», защищающую нас от солнечного ветра. По силовым линиям магнитосферы корпускулы несутся к полюсам Земли и, приближаясь к плотной воздушной оболочке, создают в ней сполохи – полярные сияния, подобные свечению газа в лампах дневного света. Но причем здесь биоритмы?
А дело в том, что колоссальные потоки материи и энергии от Солнца вращаются радиально, подобно спицам гигантского колеса. Эти потоки-«спицы» периодически, с разными временными интервалами – от нескольких часов, дней до недель и месяцев – «бьются» о земную магнитосферу, влияя при этом на атмосферу, гидросферу и, конечно, биосферу. Логично предположить, что это сказывается на самых различных биологических процессах (фотосинтезе, урожайности, реакциях организма, продуктивности животного мира).
Однако воздействие космоса на нашу планету не ограничивается только такими солнечными факторами, как корпускулярное и электромагнитное излучение разного диапазона волн. Существуют и иные явления.
Лунные циклы
В старинной книге «О деяниях Александра Великого» есть рассказ о посещении кораблями Александра Македонского устья Инда.
Македонцы выбрали местом стоянки остров в середине могучей реки и отправились на берег, оставив на судах лишь охрану. Начавшийся прилив привел флот в состояние хаоса. А в результате последующего спада воды половина кораблей оказалась на суше. Всюду ползали морские обитатели, оставленные отступившей водой. Властелину пришлось принять решительные меры, чтобы подавить панику в войске.
Откуда же, спрашивал летописец, появился этот огромный морской прилив? Куда ушли воды при отливе?
На протяжении веков на эти вопросы отвечали по-разному. Но большинство ученых склонялось к тому, что в колебаниях морской стихии повинна Луна. Вращаясь вокруг Земли, Луна описывает эллипс. Меняет она свое положение и относительно звезд, возвращаясь в одинаковое состояние через 27 суток. Такой отрезок времени называют звездным месяцем. При этом мы каждый раз видим лишь часть освещенного Солнцем полушария Луны (ее фазы – полные, ущербные). Фазы Луны повторяются через 29 суток. Этот промежуток времени называют синодическим месяцем.
Ответить на вопрос, как именно влияет Луна на морские приливы, удалось великому ученому И. Ньютону. Сформулировав в 1687 г. закон всемирного тяготения, он тогда же доказал, что морской прилив есть следствие этого закона. Вспомним: две массы взаимно притягиваются друг к другу с силой, прямо пропорциональной квадрату расстояния между ними. Из этого закона и вытекает физическое объяснение приливов на Земле.
А далее развертывается сложная цепочка взаимосвязей жизненных явлений на Земле с движением безжизненного тела Луны. Дело в том, что, кроме малых приливов-отливов в течение суток, происходят еще колебания водных пространств с периодом почти в месяц (около 27 дней), а также – около 9 и 18 лет («большой и малый сарос»). Последние вызывают особенно мощные размахи колебаний уровня вод. Время от времени океан как бы «разбухает».
Да что говорить о водной оболочке, когда даже литосфера – и та колышется под влиянием гравитационных сил Луны! По расчетам астронома Ф. Зигеля, каждые сутки под ногами москвичей пробегает твердая приливная волна высотой 30 см.
Действие приливных сил на Землю велико, оно создается не только Луной, но и всеми другими космическими телами, и прежде всего Солнцем.
Но какое значение имеют лунные приливы для живых существ?
Зависимость жизнедеятельности морских животных от фазы Луны подметил еще Аристотель, который описал набухание яичников у морских ежей в полнолуние и связывал с фазой Луны появление у берегов устриц.
Приобретенные в процессе эволюции, эти свойства оказываются достаточно стойкими и сохраняются вне естественной среды, например в аквариумах, где никаких приливов не наблюдается. В то же время животные в какой-то мере адаптируются (приспосабливаются) к новому месту обитания.
