Название: Экологическая геология - Абалаков А. Д.

Жанр: География

Рейтинг:

Просмотров: 1159

Страница: | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | 31 | 32 | 33 | 34 | 35 | 36 | 37 | 38 | 39 | 40 | 41 | 42 | 43 | 44 | 45 |




7.3. Биологическое действие геофизических полей

Особенности влияния геофизических полей на живые организмы обусловлены не только пространственно-временной структурой этих полей, но и особенностями строения организмов. Так, способность организмов реагировать на электромагнитное поле Земли может быть обусловлена наличием у них в клетках

скоплений магнетита органического происхождения. Такие скопления обнаружены у голубей, пчел, моллюсков и у человека. Кроме того, организм сам является источником магнитного поля, которое может взаимодействовать с внешним полем. Магнитные поля живого организма вызываются ионными биотоками, мельчайшими ферромагнитными частицами, попавшими в организм случайным образом, и неоднородностью магнитной восприимчивости различных органов и тканей, которая проявляет себя в условиях наложения внешнего магнитного поля. В таблице

7.3.1, составленной А. Д. Жигалиным по данным В. Л. Введенского                                                                                         и В. И. Ожогина (Вахромеев, 1995), проведено сравнение уровней сигналов геомагнитного поля и магнитного поля живых организмов.

Таблица 7.3.1

Сопоставление величины геомагнитного поля и магнитного поля живых организмов

 

Геомагнитные поля (Тл)

Магнитные поля организма (Тл)

Поле Земли (10–4)

Городской «шум» (10-7)

Геомагнитный «шум» (10-10– 10-11)

Поле ферромагнитных частиц организма (10-9–10-10)

Поля мышечных тканей, сердца (10-10–10-11)

Поля мозга (10-11–10-12);

вызванные ответы мозга (10-12– 10-13)

 

Гравитационное  поле.  Давление,  выраженное  через  вес пород или вещества, представляет собой силу тяжести, то есть энергию гравитации. Энергия гравитации делится на две составляющие: силу притяжения и силу давления. Оба этих компонента выполняют свои роли в статике и динамике физической поверхности Земли. Температура в виде солнечного тепла и космического холода является энергетической составляющей, которая изменяет свойства тел, их плотность, и, следовательно, взаимоотношения в поле гравитации, подвижность. Наличие сильного гравитационного поля не только позволяет Земле удерживать вокруг себя мощный газовый слой (атмосферу) и водную оболочку (гидросферу), обеспечивать круговорот воды и движение ледовых масс по поверхности планеты, и является одновременно одним из основных факторов, определяющих   активность   геологических   и    биологических

процессов, обеспечивающих существование жизни (Хмелевской,

1997).

Гравитационная  энергия  движения  противодействует энергии   покоя   и   является   в   двух   формах:   потенциальной энергией движения и кинетической энергией движения масс в поле действия силы тяжести.

Гравитационная  зависимость  живых  организмов оценивается по характеру их реакции на изменение величины и

направления      вектора      поля      тяготения.      Гравитационное

воздействие становится потенциально значимым уже для тканевых клеток и микроорганизмов, размеры которых превышают 10 мкм. Если для насекомых и для других мелких биологических объектов физиологическое значение гравитации несущественно, то для крупных представителей животного мира, в том числе и для человека, изменения величины и направления действия поля тяготения являются дестабилизирующими факторами.   Так,   при   значительном   увеличении   поля   силы тяжести уменьшается двигательная активность, снижается количество выводимой из организма жидкости, содержание азота и калия, возрастает количество потребляемой пищи и энергии и содержание в организме воды, натрия, кальция и фосфора.

Обратное по знаку изменение гравитационного поля приводит к уменьшению потребности в пище и энергии, снижению количества воды в организме, содержания натрия, кальция и фосфора.

Температурное поле.  Температура вблизи  поверхности Земли  колеблется  от  -88  до  +58  °С.  Это  говорит  о  том,  что средняя температура, при которой протекают жизненные процессы  и  которая  составляет  от  0  до  +40  °С,  практически всегда поддерживалась на большей части земной поверхности в течение геологически длительного времени. Современные исследования показывают, что температурные границы жизни простираются от -200 до +100°С. Большую роль в жизнеобеспечении играет температурный режим поверхностных и подземных вод. При повышении температуры воды могут происходить нарушения естественного равновесия экологических систем  водоемов  и  водотоков.  Для  синезеленых  водорослей

верхним     пределом     служит     температура    +80     °С.     Для

 

микроорганизмов     лимитирующими     оказываются     значения температуры    +80–100    °С.    Верхние    предельные    значения

температуры являются более критическими, чем нижние. Одно и

то        же    превышение   естественной   температуры   воды   над нормальными значениями может в зависимости от местных условий оказывать как отрицательное, так и положительное влияние на биологические процессы. Повышение температуры воды до определенных пределов может даже стимулировать жизнедеятельность флоры и фауны открытых водоемов.

В то же время температурное поле является одним из факторов, определяющих границу гомеостаза. Так, понижение средней температуры на поверхности планеты на 3–4 °С или повышение ее на 3–3,5 °С грозит последствиями, с которыми современная  цивилизация  может  и  не  справиться.  В  первом случае такими последствиями может быть образование на Земле обширного ледяного панциря и значительное сокращение количества свободной воды, во втором, вода может покрыть огромные пространства и резко сократить места проживания человека и представителей животного и растительного мира.

Электромагнитное поле. Электромагнитное воздействие рассматривается как фактор прямого экологического действия. Длительное систематическое воздействие интенсивных электромагнитных полей промышленной частоты и радиочастот на человеческий организм может вызвать серьезные осложнения в функционировании жизнеобеспечивающих систем. Актуальность поставленной проблемы очевидна в контексте современных представлений о человеческом организме как мультиосцилляторной системе с высокой степенью взаимной согласованности внешних ритмических факторов и внутренних биологических ритмов. Изменение динамических и энергетических параметров электромагнитного поля может привести к развитию необратимых явлений десинхронизации отдельных органов и рассогласованности биоритмов человека.

Индивидуальность  каждого  организма,  тем  более  в различной электромагнитной среде, будет проявляться в различной чувствительности и многообразии форм ответных реакций биологических объектов на малые и ультрамалые воздействия    разнообразных    электромагнитных    систем.    Не

исключено, что в некоторых случаях малые дозы кратковременного электромагнитного воздействия будут положительно сказываться на состоянии живых организмов, в то время как длительное воздействие может привести к тяжелым последствиям.

В ходе эволюции, находясь преимущественно в пределах открытого  пространства, человек  приспособился к стационарному фоновому электромагнитному излучению. Резкий переход его к жизни в замкнутом пространстве, изолированном от фоновых излучений, также может нарушить его гомеостазис. Этот вопрос ставился отдельными исследователями, но до сих пор ответы на многие вопросы не получены.

Первое время после открытия электромагнитного излучения считалось, что человек и биоорганизмы совершенно индеферентны к нему из-за отсутствия соответствующих органов чувств, которые могли бы их фиксировать. В настоящее время доказано, что любой живой организм реагирует на электромагнитные  поля,  причем  дозы  воздействия  последних даже в условиях совершенно нормального режима работы электротехнических и радиотехнических устройств могут быть катастрофическими. Люди, работающие с различными генераторами радиоволн, часто жалуются на потерю аппетита, ослабление памяти, головную боль, быструю утомляемость. Заметное влияние радиоволн на живые организмы наблюдается в жилых и общественных зданиях на расстояниях до нескольких километров от радиостанции или телецентра.

Наиболее опасны для человека такие ситуации, когда мощность резонатора многократно превосходит суммарный энергетический потенциал породивших его систем.

Синергетические  эффекты  при  взаимодействии космических, техногенных и геологических полей могут обусловить различные формы генерации и распространения волн. Пространственно-временные диссипативные структуры становятся генераторами электромагнитных волн и физических полей.   Кроме   того,   распространяются   возмущения   в   виде

импульсов энергии, стоячие волны, квазистохастические волны и

дискретные автономные источники импульсной активности.

Анализ воздействия влияния электромагнитных и низкочастотных колебаний (инфразвука) на человеческий организм приводит к одному убийственному выводу: все эти колебания в различной степени непосредственно воздействуют на кору головного мозга и высшую нервную деятельность, разрушая иммунную систему человека, особенно детей.

Электростатическое поле. Общее самочувствие, внимание, трудоспособность, функциональное состояние основных жизнеобеспечивающих систем человека находятся практически в прямой зависимости от концентрации и полярности аэроионов (атмосферного электричества). Отрицательные аэроионы (в основном это ионы кислорода воздуха) благоприятствуют усилению жизнедеятельности организма, тогда как положительные аэроионы в большинстве случаев оказывают негативное воздействие на организм, а при значительной концентрации способны нанести ему определенный ущерб. Воздух, лишенный аэроионов обеих полярностей, может способствовать при длительном сроке дыхания в условиях такой атмосферы возникновению серьезных заболеваний. Такие же или сходные результаты были получены при проведении опытов над животными в лабораторных условиях, что свидетельствует об универсальности выводов относительно экологической роли естественного электростатического поля.

Радиоактивное поле, или поле ионизирующего излучения, является фактором, могущим оказывать как раздражающее, так и поражающее действие. Основная часть естественного радиационного фона, наблюдаемого на поверхности планеты и в приповерхностных слоях литосферы, обязана своим происхождением,  в  основном,  излучению  радионуклидов, которые образовались вместе с Землей, вошли в состав ее пород и распределились в объеме земной коры. Радиоактивные газы радон-222  и  радон-220  (торон)  обеспечивают  примерно  40  % дозы облучения, с которым приходится сталкиваться населению планеты. В разных частях поверхности Земли и биосферы естественный радиационный фон может различаться в 3–4 раза и более.                          Наименьшей                          интенсивностью (10-3–10-2  мГр/год) характеризуется фон над поверхностью моря, наибольшей  (до  0,9  мГр/год)  –  на  больших  высотах  в  горах,

сложенных гранитными породами. В районах, где распростра- нены  руды      с      большим      содержанием      естественных радионуклидов, радиационный фон, как правило, выше в 100–

1000 раз, чем на прилегающих и отдаленных территориях.

Повышение уровня излучения над фоновым или даже повышенный естественный радиационный фон может рассматриваться   как   мутагенный   фактор.   В   зоне   действия мощных источников облучения (как правило, антропогенного происхождения) не в состоянии выжить ни одно животное или растение. При мощности дозы облучения 0,8–2,1 мГр/ч происходит замедление роста растений и уменьшение видового разнообразия животных. При увеличении мощности дозы до 4,2–

16,7 мГр/ч растительность угнетается и становится восприимчивой к поражению вредителями и болезнями. Более высокоразвитые и в силу этого более сложные организмы острее реагируют      на      радиационное      воздействие,      чем      их

«слаборазвитые» собратья по жизни. Человеческий организм, как показывают научные эксперименты, отличается особой чувствительностью. Млекопитающие, таким образом, обладают наибольшей чувствительностью, микроорганизмы – наименьшей чувствительностью к радиационному воздействию. Семенные растения и низшие позвоночные занимают некоторое промежуточное положение.

Для каждого живого организма существует оптимальное значение уровня одновременного действия нескольких факторов, в том числе и, возможно, в первую очередь энергетического воздействия. Можно ожидать, например, что если несколько факторов действуют одновременно на разные жизнеобеспечивающие системы организма, то конечный биологический  эффект  оказывается  менее  существенным,  чем при воздействии этих факторов на какую-либо одну систему.

Одновременное действие сразу нескольких факторов окружающей  среды  (например,  температурного  поля  и  поля

ионизирующего        излучения,        вариаций        геомагнитного,

электростатического и электромагнитного полей и т. п.) может изменить пределы переносимости организмом каждого из них.

Как     правило,     при     этом     фиксируется     сужение     рамок

переносимости (толерантности), поскольку действие отдельных

факторов может усиливаться за счет ослабляющего организм действия других факторов (синергический эффект).

Однако возможны ситуации, когда действие одного из факторов может оказаться «защитным» в  отношении действия

другого  фактора.  Так,  постоянное  магнитное  поле, микроволновое излучение могут повысить радиационную резистентность        живого        организма,        что        показано

экспериментально. Возможны, по крайней мере гипотетически,

аналогичные эффекты, вызываемые геофизическими полями других видов, присущими литосфере.




Страница: | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | 31 | 32 | 33 | 34 | 35 | 36 | 37 | 38 | 39 | 40 | 41 | 42 | 43 | 44 | 45 |

Оцените книгу: 1 2 3 4 5

Добавление комментария: