Когда по улицам мчатся машины неотложной помощи, чтобы помочь людям с сердечным приступом, и, к сожалению, порой не успевая помочь, то полезно помнить, что в этих несчастьях виноваты не только «неотложки». Когда работники ГИБДД «сбиваются с ног», пытаясь хоть как-то наладить обстановку на улицах города при непрерывно поступающих сообщениях о дорожно-транспортных происшествиях (ДТП), то тоже полезно помнить, что в этих ДТП виноваты не только водители и ГИБДД. Когда, как будто по чьему-то злому умыслу, начинаются «глюки» у компьютеров, а некоторые из них вообще выходят из строя, то опять же полезно помнить, что в этом виноваты не только «взломанные» программные продукты. Когда в очередной раз мы слышим о террористических актах, то воспринимаем их просто как чью-то злую волю, что опять же не совсем верно. В последние годы учёные всё чаще и чаще говорят о роли магнитных бурь в жизни отдельных людей и общества в целом.

О магнитных бурях сейчас уже сообщают по радио и телевидению. «Сердечникам» предлагают принять лишнюю таблетку во избежание неприятных осложнений. Но не более того. Никто не выделяет лишние «неотложки», не вызывает на работу добавочные бригады врачей, не расставляет по улицам усиленные посты ГИБДД. А было бы намного лучше, если бы муниципальные службы реагировали на сообщения о магнитных бурях подобным образом.

И не только муниципальные службы. Ведь если Гидрометслужба даёт «штормовое предупреждение», то на него реагируют как муниципальные организации различного уровня, так и аэропорты, и морские порты и т.д. А ведь магнитные бури ничуть не легче по последствиям. Просто они не видны так, как штормы, где ветер, морские волны, ливни и прочие неприятности. Эти бури – возмущения магнитного поля Земли (геомагнитного поля, ГМП), а видны они обычному глазу лишь в виде полярных сияний.

Последствия воздействий магнитных бурь выявляются чаще всего статистическими методами. Для оценки интенсивности бурь обычно используют так называемые K-индексы. Кроме того, поскольку магнитные бури на Земле обычно формируются в результате процессов на Солнце, то часто используются характеристики солнечной активности – относительное число солнечных пятен W и суммарная площадь этих пятен S (подробнее см. ниже).

В таблице представлены коэффициенты корреляции между различными видами сердечно-сосудистых катастроф и гелиогеофизическими факторами, вычисленные по Иркутску за период 1956–1964 гг. [1]. Аналогичные данные были получены при анализе сердечно-сосудистых катастроф в г. Киеве в 1966 г. (1585 случаев). Обобщённый коэффициент корреляции с возмущениями ГМП составил 0,89±0,09 при уровне значимости 0,02 [2].

Здесь следует пояснить, что коэффициент корреляции – это широко распространённая характеристика связи между процессами. Он может меняться от –1 до +1. Уровень значимости характеризует степень доверия к полученным результатам. В частности, доверие к данным по Киеву достигает 98%. Добавка «±» означает оценённую погрешность определения коэффициента корреляции.

Таким образом, получается, что доминирующее влияние на сердечно-сосудистые катастрофы оказывают возмущения ГМП, характеризуемые локальным K-индексом. Лишь при приступах стенокардии проявляется повышенная связь с числом солнечных пятен W (об этих характеристиках см. ниже).

В качестве ещё одного примера исследовавшихся связей между возмущениями ГМП и социально значимыми эффектами следует привести работу [3]. Исследователями из Национального института геофизических исследований (Индия) проводился статистический анализ транспортных аварий на дорогах в их связи с K-индексами. В качестве объектов исследования были выбраны города Хайдарабад и Секундерабад с населением в нескольно миллионов человек. Изучались аварии за период 1965–1969 гг., причём только те, которые официально были зарегистрированы отделом транспортной полиции. Установлена достоверная связь между указанными явлениями – коэффициент корреляции составил +0,74 при уровне значимости 0,05. Общий анализ данных показал, что 83% магнитоспокойных дней (сумма K-индексов 15 ) свободны от ДТП, в то время как для 81% магнитовозмущённых дней (сумма K-индексов 25 ) характерны транспортные аварии и катастрофы.

В целом, по результатам исследований, выполненных в разных странах и городах (Р.Рейтер, Мюнхен; К.Вернер, Гамбург; И.Эрмени, Венгрия; В.П.Десятов, СССР; Масамура, Япония), можно сделать вывод, что в магнитоактивные дни количество ДТП резко возрастает. При этом резко возрастает и детский травматизм.

Казалось бы, ну и что? Это всё наука, мол, а для конкретного человека, может быть, важнее холодно или тепло на улице, что надо надеть самому, и что надеть ребёнку. А все эти магнитные бури, говорят, плохо влияют лишь на больных людей, например, уже перенёсших инфаркт, мы же с ребёнком вполне здоровы. Это заблуждение. Магнитные бури действуют на всех.

Ожидается магнитная буря

Как уже отмечалось выше, многие воспринимают сообщение об ожидаемой магнитной буре как нечто, не касающееся их лично. По принципу «Я вполне здоров, инфарктов у меня не было и пока не будет, занимаюсь спортом и пр.». А значит, сообщение адресовано совсем другим – пожилым, просто больным и т.д.

Но, как известно, абсолютно здоровых людей не бывает. Невосприимчивость к магнитным бурям тоже весьма относительное понятие. И дело даже не в прямом воздействии бурь на организм. Часто бывает косвенное воздействие: через психику окружающих людей («Мама воспринимает бури, раздражена, вот и поругались»). И что-либо подобное.

Особенно интересно воздействие через симбионтов. Например, нашим симбионтом являются энтеробактерии. Они «хорошие», без них мы не можем нормально жить. Но вот группой медиков под руководством К.А.Чернощёкова в Томском государственном военно-медицинском институте было установлено, что во время магнитных бурь энтеробактерии могут мутировать. Причём даже удалось обнаружить эффект «взрывных мутаций». При этих процессах образуются патогенные (т.е. очень вредные для нас) формы. Следствие – энтероколит (в бытовом варианте – понос).

В нашей экспериментальной лаборатории были проанализированы данные о поступлении больных в городскую инфекционную больницу Санкт-Петербурга. Фиксировались больные с диагнозом при выписке энтероколит, дизентерия. Ряды содержали ежедневные данные за два года. Приводить здесь результаты специальных видов анализа (спектральный, кросс-спектральный), видимо, нецелесообразно. Однако интересно посмотреть фрагмент, показывающий корреляцию количества поступления больных и характеристик геомагнитных возмущений (рис. 8). Не правда ли, впечатляет? Конечно, это очень удачный фрагмент. В другие периоды похожесть может быть хуже. Однако при статистическом анализе выявляется очень сильная связь между этими процессами.

Рис. 8. Корреляция кривой количества ежедневного поступления больных энтероколитом 1 и кривой суммарного суточного значения общепланетарного индекса магнитных возмущений K_р. (Для большей наглядности количество заболевших умножено на 10.)

Следует отметить, что в летние месяцы число больных сильно возрастает в связи с естественными обстоятельствами, названными нами эффектом немытого винограда, но с геомагнитными возмущениями связаны лишь вариации числа поступлений.

Основоположник гелиобиологии – А.Л.Чижевский. Загадка неизвестного физикам Z-фактора

Связи между биологическими процессами и ГМП (или солнечной активностью) впервые начал глубоко исследовать выдающийся советский учёный А.Л.Чижевский. Первая его монография на эти темы была издана в 1930 г. в Москве и называлась «Эпидемические катастрофы и периодическая деятельность Солнца». Правда, тираж был для советского времени очень небольшой – всего 300 экземпляров, – так что в настоящее время эта книга, скорее всего, библиографическая редкость. В работах А.Л.Чижевского (например [5, 6]) использовались преимущественно осреднённые данные, например, суммарные годовые или среднегодовые. Но всегда привлекался очень большой статистический материал.

При этом известен не разгаданный до сих пор эффект Вельховера–Чижевского. Казанский микробиолог С.Т.Вельховер, заинтересовавшись идеями А.Л.Чижевского, провёл колоссальное количество экспериментов с так называемыми коринебактериями. В обычном своём варианте это довольно безобидные бактерии, называемые дифтероидными, но иногда они трансформируются и вызывают очень тяжёлое, преимущественно детское, заболевание – дифтерию. А.Л.Чижевский очень тщательно изучал связь эпидемий дифтерии с солнечной активностью, и интерес С.Т.Вельховера к этим исследованиям был совсем не случайным.

Нет необходимости описывать весьма непростую методику экспериментов С.Т.Вельховера. Но получилось следующее. Коринебактерии как бы предчувствуют вспышки на Солнце. Причём эффект предчувствия может составлять до 1–1,5 сут. А.Л.Чижевский попытался объяснить такое предчувствие солнечных вспышек и ввёл понятие пока неизвестного в физике Z-фактора. Ведь эти бактерии воспринимают «нечто», выходящее из глубин Солнца – из так называемой конвективной зоны, – а это «нечто» не является никаким из известных видом электромагнитного излучения (наверху слишком уж всё ионизовано). Загадка Z-фактора остаётся неразгаданной до сих пор.

Проблема солнечно-земных связей тоже не может считаться решённой. Неизвестен конкретный механизм влияния. А.Л.Чижевский предполагал влияние солнечной активности опосредованным через возмущения ГПМ. Однако конкретные биологические объекты, в том числе бактерии, по имеющимся данным, не всегда воспринимают возмущения магнитного поля, а сопровождающие их электрические возмущения слишком малы (можно даже сказать – ничтожны), чтобы всерьёз говорить об электрическом влиянии. Но даже, если в контролируемых лабораторных условиях доказано воздействие на биообъекты слабых искусственных магнитных полей (таких экспериментов довольно много), то сам по себе механизм влияния «чисто» магнитных возмущений до сих пор остаётся загадкой.

В настоящее время последователи А.Л.Чижевского активно продолжают исследования солнечно-земных связей, причём выявляют всё более подробные. По этому направлению периодически проводятся международные конференции и конгрессы. В частности, сильных специалистов собирает международная конференция «Космос и биосфера», регулярно организуемая Крымским научным центром, важную организационную работу проводит секция гелиобиологии научного совета РАН по проблеме «Солнце–Земля» и т.д.

Прогнозы магнитных бурь

Связи, подобные описанным выше, обнаружены в очень большом количестве биологических процессов. Причём не только длиннопериодные, как у А.Л.Чижевского, но и короткопериодные (суточные). Обнаружено влияние возмущений ГМП на совершенно неожиданные процессы, например, на внутриутробное развитие детей (кандидатская диссертация Н.И.Хорсевой), на террористическую деятельность (некоторые последние работы и доклады на научных конференциях) и т.д. Очень любопытны попытки научного рассмотрения с позиций гелиобиологии многих астрологических положений и выводов. Обо всём этом трудно написать в небольшой статье.

Ряд современных данных по взаимосвязям медико-биологических, социальных и гелиогеофизических процессов приводится в атласе [7]. При спектральном анализе данных по динамике преступности в Москве проявляются практически все характерные гелиогеомагнитные периоды. Динамика авиакатастроф, аварий и катастроф на промышленных и технологических объектах, пожаров на складах готовой продукции и т.д. получается связанной с гелиогеофизическими факторами при коэффициентах корреляции до 0,76. Некоторые авторы разработок связывают техногенную аварийность с прямым влиянием ЭМ-полей на техносферу и считают целесообразной организацию ЭМ-мониторинга. В других работах рассматривается причина – воздействие геомагнитных возмущений на обслуживающий персонал.

В силу научно доказанных связей между биологическими и космогеофизическими процессами возникла насущная необходимость прогноза. Такие прогнозы сейчас составляются и сообщаются по каналам радио и телевидения. Трудно сказать, полезно ли это. Ведь мнительные люди, услышав, что ожидается буря, могут сразу же почувствовать себя плохо (ах, сердце!). На самом деле прогнозы ещё весьма несовершенны, и чем на больший срок они даются, тем менее надёжны.

Реальное совершенствование прогнозов чрезвычайно осложняется тем, что физический механизм солнечной активности остаётся до настоящего времени неизвестным. Существуют теоретические модели, например, связанные с периодическим перемещением Солнца относительно общего барицентра (гравитационного центра) Солнечной системы, с влиянием на такие перемещения положения планет Солнечной системы, особенно планет-гигантов. Также известны модели, где предполагается прямое влияние планет на приливные процессы в атмосфере Солнца. Однако все эти модели могут быть использованы лишь для долгосрочных прогнозов солнечной активности.

В то же время известны сверхкороткопериодные изменения активности Солнца, выявляемые в оптическом диапазоне (осцилляции и микроритмы), начинающиеся примерно со 120 мин. Их совокупность может вносить свою лепту в изменчивость солнечного ветра и соответственно в геомагнитные возмущения. Да и собственная технологическая деятельность человеческого общества создаёт электромагнитные возмущения, сравнимые либо даже превышающие уровень гелиомагнитных возмущений. Но о проблеме «электромагнитного загрязнения» в диапазоне гелиомагнитных возмущений здесь написать не получится – это слишком объёмная тема.