Влияние космической погоды на здоровье населения – магнитобиологические эффекты

Разделы: Физика

План

  1. Введение
  2. Эффекты космической погоды в зоне полярных сияний
  3.  Влияние космической погоды на здоровье населения -  магнитобиологические эффекты
  4. Исследование чувствительности населения с. Сеяха на магнитные бури
  5. Заключение
  6. Литература

 Цель работы: исследование  влияния космической погоды на здоровья населения

 Задачи исследования:
1.Выявить особенности возмущений магнитного поля в зоне полярных сияний в реальном времени с. Сеяха, ЯНАО;
2.Описать ситуации, формирующие космическую погоду на территории с. Сеяха.
3.Выявить основные факторы влияние космической погоды на магнитобиологические эффекты.
4.Провести анкетирование населения с. Сеяха на изменение самочувствия во время магнитных возмущений.

Основной агент – магнитные возмущения (в том числе определяемые по индексам магнитной активности)  в качестве исходной характеристики  космической погоды.

Основной фактор – электромагнитная восприимчивость человека на частотные свойства магнитного поля (резонатор земля – ионосфера, магнитобиология на молекулярном уровне и т.д.),

Основной объект – сердечная систем, нервная система, сбой в биоритмах, биохимические реакции крови, и т.п.

 Практика – профилактика и текущий контроль состояния окружающей среды, контроль состояния организма человека,  метеозависимость и т.п.

1. Ведение
Актуальность исследования обусловлена тем, что в условиях крайнего Севера, где эффекты космической погоды наиболее сильны, происходит дестабилизация состояния организма. Проявляющиеся в отклонении от норм в показателях   сердечно-сосудистой системы,  в проявление психопарадоксальных реакций, (психические расстройства и расстройства поведения, в том числе депрессии), снижение иммунной системы и т.д. Данные, которыми мы располагаем, свидетельствуют о существенных изменениях в функциональной активности мозга.
Снижение уровня здоровья населения, проживающего в условиях крайнего Севера, связано с  влиянием космической погоды. Мы уверены, что уровень здоровья людей формируется в результате взаимодействия природных, социальных и эндогенных (пол, возраст, наследственность, тип нервной системы и др.) факторов. Существенную роль в этом играет так называемый синдром  "заполярного напряжения". А также мы хотим отметить, что в период магнитных бурь, или до или после возмущений, (в течение 2-3 дней), увеличивается число правонарушений. (имеют место случаи на территории  нашего поселения). С чем это связано? Мы, полагаем, что влияние космической погоды связано с функциональной активностью мозга. Такие люди более восприимчивы, более чувствительны к изменениям геомагнитного поля. Мы исследовали заболевания, которые, можем наблюдать и фиксировать - это психические расстройства, расстройства поведения, сердечно-сосудистые заболевания (по данным учреждения МУЗ Ярсалинской ЦРБ, с. Сеяха).
Нарушение сна и работоспособности, а также раздражительность и нервозность могут почувствовать даже совершенно здоровые люди. В такие дни, особенно метеочувствительным гражданам, необходимо четко соблюдать режим дня, не перенапрягаться и выделять больше времени на отдых.

2.Эффекты космической погоды в зоне полярных сияний
Эффекты космической погоды наиболее сильны в зоне полярных сияний, которые в случае Ямала располагается в поясе широт Мыс Каменный – Сеяха – Тамбей. В этих пунктах зимой полярной ночью хорошо видны сияния, которые   подтверждают наличия магнитных возмущений,  наблюдаемые довольно часто.
В нашей школе  установлен магнитометр для непосредственной регистрации магнитных возмущений, педагог   прошел  обучение по курсу физики магнитосферы, в ИЗМИРАН, сформированы группы учащихся, которые занимаются изучением и анализом данных магнитно-вариационной станции.
Цифровая магнитно-  вариационная   станция «Кварц-4» с. Сеяха
Цифровая магнитовариационная станция регистрирует вариации магнитного поля земли, магнитные бури в реальном времени, высчитывает трехчасовой К-индекс.  К-индекс представляет собой условную меру амплитуды   вариаций в баллах от 0 до 9 за 3-х часовой интервал.

К-индекс от «3» до «5», рис 1. Сильная магнитная буря: –  с. Сеяха. Величина восточной электроструи составила 1500 нТл, что соответствует силе тока 3 млн. А.

Для вычисления К-индекса, исходными данными являются магнитограммы. Возмущенность магнитного поля сильно меняется с широтой - ее максимум приходится на зону полярных сияний. Для наших широт значение амплитуды К-индекса «9» равно 1500 нТл. Из магнитограммы видно, что К-индекс равен от 3 до 5 , это значит, что состояние магнитного поля от слабовозмущенного  «3» до  «5» - магнитная буря.
Для региона Ямала, где возмущения магнитного поля наблюдаются достаточно часто, и их сила достигает значительных величин необходимо иметь оперативную информацию в реальном времени. В качестве основного информационного ресурса     используется справочно-информационная система «Полярная геофизика Ямала», доступная по сети Интернет.
Ямал  характеризуется наличием сильных струйных токов на высотах слоя Е ионосферы (100-120км). Такие токи называются  “электроструи” и они представляют наиболее важную часть магнитных возмущений. Основной показатель магнитных возмущений – Dst- вариация (индекс Dst характеризует развитие поля возмущений в период магнитных бурь).

16.02.13. и  22.02.2013 г. 
Идет  продолжительный период активности, полярное  сияние занимало все небо над Сеяхой.

3. Влияние космической погоды на здоровье населения   - магнитобиологические эффекты
Основной агент – магнитные возмущения (в том числе определяемые по индексам  магнитной активности) в качестве исходной характеристики  космической погоды.
Основной фактор – электромагнитная восприимчивость человека на частотные свойства магнитного поля;
Основной объект – сердечная систем, нервная система, сбой в биоритмах, биохимические реакции крови, и т.п.
Практика – профилактика и текущий контроль состояния окружающей среды, контроль состояния организма человека,  метеозависимость и т.п. В рамках разработки и создания системы   медико-экологического мониторинга  влияние  космической  погоды может быть оценено по геомагнитным данным в реальном времени по территории Ямала.
А. Л. Чижевский говорил, что мы не  можем изучать организм как нечто обособленное от внешней среды – от Земли до космоса, ибо живой организм не существует в отдельности, вне этой среды, и все его функции непрерывно связаны с нею.
Проблемы здоровья ямальцев волнуют не только нас.   Специалисты научно исследовательского института медицинских проблем Крайнего Севера собрали данные о 78 человек с различными хроническими заболеваниями и без них.
Вывод: самочувствие у наблюдаемых, в зависимости от типа бури, может ухудшаться до, во время и после магнитной активности.
Мы провели обработку полученного материала   с использованием пакета компьютерных программ. Среди обследуемых лиц было выявлено, что через 24 часа после окончания магнитных бурь в 35,7% случаев, существует следовой эффект магнитных бурь. Через 48 часов после магнитных бурь все гемодинамические показатели возвратились к исходному уровню в магнитоспакойные дни.
Был проведен анализ с учетом исходной активности автономной нервной системы и уровня психоэмоционального напряжения магнитоспакойные дни.
Установлено, что во время усиления геомагнитной активности у большинства обследуемых, повышалось давление, психоэмоциональное напряжение, обострялись абструктивные бронхиты.
Было выявлено, что у мужчин во время магнитных бурь на 12,4% чаще, чем у женщин обнаружены различные отклонения.
При анализе межполовых различий при изменении геомагнитной активности установлено, что изучаемые показатели кардиореспираторной системы имеют более высокие значения у мужчин. Это объясняется как различным гормональным статусом мужчин и женщин, так и нейрохимическими причинами. У женщин выше мощность и активность защитной системы мозга. Анализ изучаемых характеристик систем кровообращения и  дыхания при изменении геомагнитной ситуации демонстрирует нарушение структурной организации реакций, уравновешивающих организм со средой.
Ведущая роль в вопросе о центральных механизмах адаптации к условиям внешней   среды принадлежит функциональной асимметрии головного мозга. При усилении геомагнитной активности установлены изменения количественных характеристик колебаний в обоих полушариях головного мозга. Во время магнитных бурь изменение в каждом из полушарий происходили в среднем на одну и ту же величину.
Таким образом, исследования позволили выявить, что в период магнитных бурь в большинстве случаев наблюдается неустойчивая депрессия.
Полученные результаты подтверждают представление о том, что биологические реакции на изменение геомагнитной составляющей происходят по типу адаптационной стресс-реакции.
Выводы по исследованиям   подтверждают сотрудники  отдела клинических исследований НИИ медицинских проблем Крайнего Севера РАМН.
Официальные данные по Ямалу: обострение 36 заболеваний в следствии влияние на жизненную активность и здоровье ямальцев таких факторов, как потоки радиоизлучений, солнечный ветер (истечение плазмы), солнечные пятна и геомагнитное поле, более 70% случаев смерти от инфаркта миокарда приходится на период магнитной бури и 27% - в спокойные дни. Электромагнитные условия Ямала определяют острое начало ревматизма более чем у 90% больных.

4. Исследование чувствительности населения с. Сеяха на магнитные бури
Участниками   клуба «Гелиос»  было опрошено  более 110  человек. Среди опрошенных людей были взрослые и дети, коренное и пришлое население. Выявлено, что у 32 из них, перед северным сиянием произошло ухудшение общего самочувствия. У 34 человек, наступило резкое ухудшение состояния. 48 человек чувствовали себя нормально. Из 86 анкетируемых обучающихся   школы – интерната,  у 16 наблюдалось ухудшения состояния.
Из анализа анкет, выяснено, что из 100% анкетируемых – плохое самочувствие «до» и «во» время северного сияния наблюдалось у 39 % опрошенных. Так же анализ показал, что мужчины являются более чувствительные к воздействию магнитного поля. 
В наших исследованиях, проведенных на практически здоровых лицах в магнитоспокойные дни и во время изменения магнитной обстановки, были обнаружены достоверные различия. Отмечено увеличение обострений хронических заболеваний органов дыхания. 

5. Заключение
Полярные сияния сопровождают магнитные бури, которые служат эффективным индикатором космической погоды и отражением процесса влияния солнечного ветра на магнитосферу Земли.
Данные  эффекты  оказывают сильное негативное воздействие на здоровье человека и его самочувствие, а так же на современные технологические системы. Одна из причин, по которой мы вели наблюдения вариаций магнитного поля Земли, связана с тем, что самочувствие людей, проживающих в нашем поселке, связано с эффектами воздействия Солнца на Землю, т.е. с магнитными возмущениями.

6. Литература

  1. Космическая среда вокруг нас. Под редакцией доктора физ.-  мат. Наук  А.  Н. Зайцева. Троицк. Издательство «Тровант» 2006.
  2. С.И. Исаев, Н.В. Пушков. Полярные сияния. Москва 1958.
  3. М.А. Шишло,  Ю.А. Холодов, «Электромагнитное поле в нейрофизиологии. М.: Наука, 1979, 190.
  4. Б.А. Воронцов-Вельяминов  «Очерки о Вселенной». Москва 1990.
  5. А. Л. Чижевский «Земное эхо солнечных бурь» М.: Мысль, 1976. 367 с.
  6. Ю.А. Холодов « Реакции нервной системы на электромагнитные воздействия». М.: Наука, 1957. 207 с.
  7. М.Т. Пушкарь, Н.А. Елизарова и др. «Кардиология» 1977. Т. 17. № 2.
  8. Р.М. Баевский, О.И. Кириллов, С.З. Клешсин  «Математический анализ изменений сердечного ритма при стрессе» Л.: Наука, 1984. 240 с.
  9. H. H. Jasper // EEG and Clin Neurophysiol.1958. V. 10. № 2 Р. 370-374.
  10. А.Н. Зайцев, Я.И., Фельдштейн  Sd –вариация магнитного поля в высоких широтах. Полярные сияния. М.: Наука, №  19

Наиболее часто используемые сайты.
http://www.cosmos.ru  – сайт Института космических исследований РАН.
http://www.izmiran.ru – сайт Института земного магнетизма им. Н.В.Пушкова.
www.kosmofizika.ru -  научно-образовательный сайт проф. Л.Лазутина.
http://gsfc.nasa.gov – заглавный сайт НАСА.
http://www.spaceweather.com – оперативный открытый ресурс по космической погоде,
http://www.novosti-kosmonavtiki.ru – жунрал «Новости космонавтики».
http://cosmos.msu.ru/, - образовательный ресурс НИИЯФ  МГУ.
http://microsat.sm.bmstu.ru/. - образовательный ресурс МВТУ им. Баумана
http://rk3dxb.narod.ru. – Троицкий цент творчества молодежи.
http://infra.sai.msu.ru/vega/.- Центр «ВЕГА» в г. Железнодорожный.