2.2.2. Геомагнитное поле, его влияние на биосферу Земли и здоровье человека

В числе факторов воздействия на биосферу Земли и здоровье человека значительное место принадлежит окружающему её магнитному полю и его колебаниям, связанным с Солнцем и межпланетным магнитным полем. Наличие магнитного поля является одним из условий формирования и нормального существования органической жизни на нашей планете. Планета Земля представляет собой гигантский магнит, имеющий магнитные полюса в северном и южном полушарии, с небольшим отклонением от их географических полюсов.

Своим существованием геомагнитное поле (ГМП) обусловлено круговыми токами, порождаемыми жидким, состоящим в основном из железа, ядром Земли. Магнитное поле Земли простирается вокруг неё на значительное расстояние, имея конусообразную форму, протяженностью до 70-80 тысяч километров в направлении к Солнцу, и в десятки раз большее в сторону от него. Происходящие на Солнце события – главный фактор колебаний физических параметров ГМП. Вспышки на Солнце, особенно в период повышенной солнечной активности, сопровождаются выбросом в межпланетное пространство электронов, протонов и других составляющих солнечной плазмы («солнечный ветер»). Усиление высокоскоростных (400-1000 км/сек и более) потоков солнечного ветра и связанной с ним ударной волны к Земле вызывает сильные изменениям напряженности и индукции магнитного поля (его «возмущения»), получившие название геомагнитных бурь (ГМБ), включающие в себя 2 основные фазы - нарастания геомагнитного возмущения (6-7 часов) и фазу возвращения к исходной активности (2-4 суток).

Использование средств внеземной астрономии позволило открыть ранее неизвестный тип солнечного возмущения (выбросы корональной массы), не являющихся следствием хромосферных вспышек но приводящих к ускорению процессов в солнечной плазмы и усиливающих геоэффективный эффект солнечного ветра. Поскольку в генезе ГМБ весьма велика роль не только излучениям Солнца, но и межпланетного магнитного поля, некоторые исследователи предлагают именовать такие бури «магнитосферными». Между частотой ГМБ и солнечной активностью имеется выраженная корреляция. Средняя частота ГМБ колеблется от 1-2 в год минимума солнечной активности и 45-50 бурь в год её максимума. Подсчитано, что в условиях умеренных и сильных бурь человек находится в течение 15% продолжительности своей жизни и в зависимости от последней количество пережитых им бурь может достигать 2500 и более. Активность геомагнитного поля характеризуется различными физическими индексами (Dst, G, А и К-индекс). G-индекс характеризует интенсивность вариаций ГМБ по пятибальной шкале со градацией их уровней от G1 (слабые бури) до G5 (экстремально сильные бури). В плане осведомленности населения наиболее часто используются т.наз. K-индекс, характеризующий отклонение магнитного поля Земли от нормы в течение трёхчасового интервала. Он имеет значения 0 до 9 для каждого трёхчасового интервала (0-3, 3-6, 6-9 и т. д.) мирового времени.

Эти значения вычисляются как среднее из показаний нескольких геомагнитных обсерваторий расположенных между 44 и 60 градусами северной и южной геомагнитных широт. G1 соответствует Kp=5, G2 — Kp=6, G5 — Kp=9. По принятой в настоящее время шкале геомагнитная обстановка оценивается как спокойная, если К-индекс находится в пределах от 0-2, слабо возмущенная – К-индекс 2-), малая ГМБ – 9 (К-индекс 4-5), большая буря – К-индекс 6-7), очень большая буря - К-индекс 7,5- 9. Хотя ГМБ продолжаются сравнительно недолго (от 6-7 ч. до нескольких суток) после чего физические характеристики ГМП обычно возвращаются к своим обычным показателям, они способны оказывать значительное влияние на биосферу Земли. В результате такого влияния нарушается радиосвязь и навигация космических кораблей, нормальное функционирование различных электрических устройств и линий электропередач, трансформаторов на телефонных подстанциях, точной электроизмерительной аппаратуры и др. Разогревая верхние слои атмосферы ГМБ создают потоки тепла в нижние её слои (в тропосферу), способствуя возникновению в ней циклонов, формирующих плохую погоду. К регионам, где космическая непогода проявляет себя более ощутимо, нежели в других местах, относятся находящиеся севернее 60-й параллели (в России, например), это области вокруг Мурманская, Архангельска, Петрозаводска и приближенные к ним. Каждый человек имеет «свое» электромагнитном поле, формирующееся при сочетании индивидуального и геомагнитного полей. И хотя еще в древние времена люди осознавали, что Солнце влияет на жизнь на Земли, но лишь в прошлом веке такое влияние на человека было научно доказано. В частности, было отмечено, что в дни магнитных бурь возрастали частота инфарктов миокарда и инсультов у пожилых людей, возникновение несчастных случаев и травматизм на транспорте и в производстве, нарушалась работа телефонных станций и др. российский судебный медик из Томска В.П. Десятое обнаружил, что на вторые сутки после вспышки на Солнце (начало магнитных бурь) значительно выше, чем в другие дни количество самоубийств. Последующие научные исследования, в т.ч. широко проводившиеся в России и на Украине, привели массу фактов, убедительно свидетельствовавших о реальности связи состояния здоровья человека с гелиокосмическими воздействиями, с вызываемыми ими ГМБ, в частности.

По характеру реакции на гелиогеофизические и метеорологические явления принято всех людей (пациентов) делить на две группы – чувствительных и субъективно не чувствительных к воздействию таких явлений. Среди практически здоровых молодых лиц соотношение первых и вторых составляет примерно 20% и 70%. Но такое соотношение существенно изменяется с возрастом и наличием различных хронических заболеваний. Особенно чувствительны к неблагоприятным погодным воздействиям (в т.ч. к ГМБ) лица старше 50-60 лет. Среди них, особенно среди страдающих сердечно-сосудистыми, бронхо-легочными, аллергическими, нервно-психическими и другими заболеваниями количество гелиометеочувствительных достигает 80-90%. Любопытно, что отсутствие субъективных проявлений неблагоприятного влияния ГМБ на здоровье и работоспособность человека вовсе не свидетельствует о том, что такое влияние действительно не происходит. В одном из наблюдений за практически здоровыми молодыми людьми (студентами) было показано, что хотя наблюдаемые не предъявляли никаких субъективных жалоб на плохое самочувствие или снижение работоспособности, в дни плохой погоды, сочетавшиеся с ГМБ, у наблюдаемых увеличивалось, в сравнении с обычным, время реакции на внешние раздражители (звуковые, оптические), увеличивалось время выполнения и снижалось количество правильных ответов на различные тестовые задания и др. Нередко уже за сутки до ГМБ ослабляется концентрация внимания, дискомфортное общее самочувствие, слабость. Специфическими проявлениями обычно являются обострения сердечно-сосудистых и других хронических заболеваний, которыми страдает тот или иной человек. У многих таких больных резко увеличивается артериальное давление, появляются болевые ощущения в области сердца, возникают тяжелые гипертонические кризы, нередко инсульты, инфаркты миокарда, случаи внезапных смертей, обостряется течение нервно-психических заболеваний. Каков же механизм возникновения таких реакций? Полученные к настоящему времени научные данные позволяют указать на несколько основных звеньев этого механизма.

Доказано, что в канун и период ГМБ повышается выделение кортикостероидов и других «гормонов стресса», и при этом снижается производство иммуномодулятора мелатонина, усиливается свертываемость крови, возрастает концентрация способствующего такой свертываемости фибриногена, ослабляется микроциркуляция крови, возрастает опасность возникновения тромбов, закупоривающих просвет сосудов. Снижается концентрация кальция в водных средах организма, нарушается проницаемость клеточных мембран, изменяется активность ферментных систем, снижается уровень естественного иммунитета. Многие ученые обращают внимание на близость параметров геомагнитных колебаний (0.5-2,0 Герца) к частоте сердечных сокращений, а следовательно происходит опасное наслоение внешнего физического ритма, на внутренний, что провоцирует возникновение аритмий, спазмы сердечных сосудов. Когда речь идет о влиянии ГМБ на функции организма нередко высказывается сомнение в том, что энергия магнитного поля мала и вряд ли способна восприниматься чувствительными системами и клетками организма. Некоторые ученые высказывают мнение, что чувствительность человека к ГМБ природного происхождения уменьшает техногенный электромагнитный фон, формируемый многочисленными производственными и электробытовыми устройствами, контакт с которыми всё более возрастает (чувствительность к ГМБ как бы ослабляется повседневными техногенными электромагнитными шумами). Обращается внимание, например, на магнитные поля в метро, связанные с движением поездов и др. Убедительный ответ был дан в свое время (1967 г.) Г.В.Плехановым. Он показал, что энергетический уровень магнитных бурь действительно невелик, но все же он примерно в 100 раз выше пороговых значений клеточной восприимчивости и реакции клеточных структур человека и животных (кстати, многие животные весьма чувствителен.

Опасность магнитных бурь и в том, что ритмичные изменения геомагнитного поля происходят в диапазоне 0,5–2 Гц., совпадающих с ритмом биения нашего сердца. В биологических системах, в том числе в организме человека, существуют упорядоченные движения электрических зарядов (электронов и ионов), определяющие основные процессы жизнедеятельности клеток. Кроме токов и зарядов, в живом организме имеются маленькие “магнитики”; это – молекулы различных веществ, прежде всего молекулы воды, в эритроцитах и некоторых тканях содержится железо. Меняющееся геомагнитное поле вызывает переориентацию маленьких “магнитиков” в организме, меняя их первоначальное расположение. В организме возникают дополнительно к существующим в нём биотокам иные электрические токи, что ещё больше нарушает его нормальную жизнедеятельность. Временной разрыв между хромосферными вспышками и связанными с ними ГМБ и проявлениями неблагоприятных реакций на них со стороны здоровья человека имеет существенные различия. Большинство людей ощущает такие реакции на 2-3 день после вспышки на Солнце, т.е. с момента начала ГМБ. Однако отмечено, что у некоторых людей подобная реакция возникает и за 1-2 дня до ГМБ, совпадая с появлением вспышек на Солнце.

Солнечное излучение многокомпонентное, его составляющими являются корпускулярные потоки электронов, протонов, ядер гелия, рентгеновское и электромагнитное излучение, выбросы т.наз. «корональной массы» е и др. Возможно реакция на хромосферные вспышки, предшествующая ГМБ обусловлена тем, что рентгеновское и электромагнитное излучение достигают Земли через 8-10 минут от начала вспышки, а корпускулярные потоки лишь через 24-30 часов после неё. Степень проявления субъективных и объективных проявлений воздействия ГМБ зависит от общего состояния организма и его адаптационных резервов. У одних такие проявления слабо выражены, у других могут стать очень опасными, даже угрожающими жизни. Так же различаются реакции во времени - у некоторых они проявляются в начале бури, иногда даже в канун её, у других в разгар или на финальной её стадии. Высказывается предположение, что люди, рожденные в период максимумов солнечной активности, более устойчивы к ГМБ, нежели рожденные в годы спокойного Солнца. В системе медицинской профилактики последствий влияния ГМБ на здоровье и самочувствие человека могут быть использованы геофизические прогнозы солнечной активности и реакции магнитного поля Земли на неё.

Поскольку геомагнитным бурям предшествуют интенсивные хромосферные вспышки на Солнце, а порожденный ими солнечный ветер доходит до Земли за один-два дня, появляется возможность заблаговременного прогнозирования предстоящей геомагнитной бури. Существуют долгосрочные и более достоверные (на несколько дней) краткосрочные прогнозы. Последние наиболее целесообразны для применения в целях оперативной медицинской профилактики. Установлено, что в отличие от слабовероятных долговременных прогнозов, имеющих лишь общеинформационный ориентировочный характер, надежность двухсуточного прогноза приближается к 50%, а 1-2 часового – до 90% и более. Может ли человек ослабить неблагоприятное действие ГМБ, усилить свою сопротивляемость к ним? Прежде всего напомним, что мощнейшим и эффективным путем повышения сопротивляемости организма к любым неблагоприятным внешним воздействиям является повседневное соблюдение основных правил индивидуального здорового образа жизни (рациональное питание, личная гигиена, закаливание и физическая активность, отказ от вредных привычек, физиологический режим дня, чередование трудовых процессом с разумным отдыхом и т.п.). Добавим к этому общему положению несколько конкретных рекомендаций.

Профилактические мероприятия с целью ослабления неблагоприятного влияния ГМБ на состояние здоровья сходны с теми, которые рекомендуются при плохих погодных условиях, для профилактики гелиометеогтропных реакций. Такие рекомендации сводятся к следующим: - следите за прогнозами солнечной активности и возникающими на поверхности Солнца хромосферными вспышками. Знайте, что обычно ГМБ происходят через 1-2 суток после крупных хромосферных вспышек. – по возможности ослабьте свою трудовую нагрузку, не планируйте на ближайшие 3-4 дня мероприятий и других работ, связанных с дополнительным физическим или нервно-психическим напряжением. – при наличии хронических сердечно-сосудистых или иных заболеваний, следуя предварительным советам наблюдающего вас врача, измените (при необходимости увеличьте, добавьте новые) дозировки и частоту приема лекарств, в частности транквилизаторов, гипотензивных аспирин, если нет противопоказаний; - избегайте переедания, нарушения режима питания, злоупотребления алкоголем. – обеспечьте полноценный ночной сон - - особую осторожность проявляйте при сочетании ГМБ с неблагоприятными погодными условиями (прохождением погодных фронтов) Выше уже указывалось, что субъективная и объективная реакция на неблагоприятные внешние воздействия сугубо индивидуальна и может иметь разные проявления. Более того, есть немало людей (в основном молодых) которые субъективно вообще не реагируют на такие воздействия.

Поэтому весьма важно, чтобы каждый человек, особенно страдающий какими-либо хроническими заболеваниями, в пожилом возрасте, знал, чувствителен ли он к изменению внешних (в том числе геомагнитных) воздействий, каких именно, и как такая чувствительность проявляется. Ориентировочный ответ на этот вопрос можно получить будем самонаблюдений. Для этого следует завести «Дневник самонаблюдения» и в течение хотя бы 3-4 месяцев ежедневно фиксировать в нем общее самочувствие, артериальное давление, наличие или отсутствие болей в сердце, головные боли, тревожное настроение, уровень работоспособности, обострения имеющегося заболевания и др. показатели самочувствия и состояния здоровья, а также нарушения режима привычного режима дня, трудовой активности, питания и т.п. За каждый день надо записывать основные погодные (метеорологические и гелиофизические) показатели, в т.ч. показатели возмущенности геомагнитного поля, наличие и уровень ГМБ (все эти показатели сейчас не трудно найти в интернете, многие из них публикуются в местной печати).

Для большей объективности лучше эту группу показателей записать ретроспективно, т.е. после того, как будут зафиксированы показатели самочувствия и здоровья. Затем следует выделить дни и периоды ухудшения самочувствия и сопоставить их с гелиогеофизическими и метеорологическими показателями в эти же дни и периоды, в канун и после их наступления. Такое сопоставление позволит выявить наличие или отсутствие индивидуальной чувствительности к тем или иным факторам внешних погодных воздействий и характер проявлений этой чувствительности. Располагая такими сведениями, с помощью лечащего врача можно определиться, что надо изменять в режиме своего дня, в дозировках и времени приема лекарств в канун неблагоприятных погодных условий и предстоящих ГМБ (прогноз их регулярно публикуется в интернете, в частности, на интернет-сайте института земного магнетизма АН России).

Поскольку одним из отрицательных последствий воздействия ГМБ является усиление тромбообразовательной функции крови, для ослабления этого и при отсутствии противопоказаний (гастрит, язвенная болезнь желудка), предварительно посоветовавшись со своим лечащим врачом, целесообразно принять 100-300 мг аспирина. Тем, кто реагирует на геомагнитные неурядицы нервозностью, тревогой, бессонницей, помогут простые успокоительные средства - валерьянка, настойка пиона, настойка эвкалипта (по 15 капель три раза в день после еды); сок из свежих листьев алоэ. Желательно в эти периоды несколько откорректировать свое питание. Специфической «противомагнитной» диеты не существует. Но соблюдение некоторых правил, несомненно, полезно и усиливает устойчивость к воздействию ГМБ.

Прежде всего – умеренность в пищевой нагрузке (переедание ослабляет приток крови, а следовательно и кислородное обеспечение мозга). Рацион питания должен включать в себя каши (гречневую, овсяную), приготовленные на воде или нежирном молоке. В нем должны быть богатые на микроэлементы и витамины свежие овощи и фрукты (в частности, бананы), отварная рыба. В период ГМБ не переусердствуйте (особенно в пожилом возрасте, при болезнях сердца) с физической нагрузкой. Избегайте резкого подъема с постели после сна, который может ослабить приток крови к мозгу, провоцировать возникновение обморока, головокружения. Перед вставанием полежите спокойно несколько минут, затем не спеша вставайте и одевайтесь. И проследите за тем, чтобы был обеспечен полноценный ночной сон. При необходимости не бойтесь использовать для этого лекарственные препараты (вновь напомним – все лекарства только после предварительной консультации со своим врачом!). Соблюдение этих простых и доступных каждому человеку мер позволит ослабить или вовсе предотвратить неблагоприятное влияние геомагнитных бурь на ваше здоровье