Электромагнитная экология становится сегодня все более актуальным направлением в науке

Физика ионосферы и электромагнитная экология – эти научные направления существуют в ТГУ многие годы. И вопросы, которыми занимаются ученые, – взаимодействие электромагнитного излучения с человеком – касаются каждого из нас.

Волна или частица?

В июне 1936 года над территорией Томска произошло полное солнечное затмение. Это событие, замечательное само по себе, оказало на томскую науку неожиданно большое влияние. В то время директором СФТИ был известный ученый В.Н. Кессених, и Академия наук СССР обратилась к нему с просьбой организовать ионосферные наблюдения в период солнечного затмения. Для этого в СФТИ была создана специальная аппаратура, построена ионосферная станция.
Сама ионосфера (верхняя часть атмосферы, начинающаяся на высоте примерно 100 км) была открыта англичанами в 1925 году. В ее составе обнаружили большое количество заряженных частиц, но откуда они взялись, никто не знал. Были выдвинуты две гипотезы, сторонники первой считали, что эти частицы возникают в результате влияния волнового излучения Солнца – ультрафиолета, а их оппоненты предполагали, что во всем виноваты высокоэнергичные заряженные частицы, также идущие к нам от ближайшей звезды. И во время солнечного затмения можно было дать точный ответ, кто в этом споре прав. Дело в том, что ультрафиолетовые волны распространяются со скоростью света и доходят от Солнца до Земли за 8 минут. Корпускулам на это потребуется несколько часов. И по тому, как быстро изменится состояние ионосферы во время затмения, можно будет судить о «виновнике» ионизации.
Это был поистине исторический эксперимент, известный теперь во всем мире. Именно томскими учеными впервые удалось установить, что основным ионизирующим агентом, ответственным за образование ионосферы, является ультрафиолетовое излучение.
С тех пор наблюдения за ионосферой ведутся в ТГУ без перерыва уже более 70 лет. Ионосферная станция работает круглые сутки, измерения происходят каждые 15 минут, и благодаря своей истории, она включена в государственный реестр особо ценных установок и стендов.

Скрытая угроза

На сложившейся за десятилетия технической и научной базе осенью прошлого года в рамках инновационной образовательной программы был создан ЦКП «Физика ионосферы и электромагнитная экология» ТГУ. В его состав вошли: кафедра космической физики и экологии РФФ, сектор ионосферного мониторинга (ионосферная станция), лаборатория космической геофизики и экологии СФТИ, а также испытательная лаборатория по аттестации рабочих мест. В коллективе, который насчитывает 17 человек, работают и биофизики, и радиофизики, и геофизики. Без такого разнообразия специалистов просто не обойтись в решении тех задач, которыми занимаются ученые центра. Большинство из них связаны с электромагнитной экологией – направлением, возникшим в ТГУ более 10 лет назад.
– Электромагнитная экология – это взаимодействие электромагнитного излучения с человеком, – говорит директор центра профессор РФФ А.Г.Колесник. – Электромагнитные поля действуют на человека определенным образом. Но и человек вмешивается в естественный электромагнитный фон Земли, создавая источники такого излучения – ЛЭП, автомобили, бытовые приборы, сотовую связь и т.д. И если к естественному фоновому полю живые организмы и человек были адаптированы за миллионы лет существования, то как повлияет на наше здоровье и на окружающую среду такое резкое «электромагнитное загрязнение», пока не ясно. Но, судя по всему, не лучшим образом. Этим и занимается электромагнитная экология. Электромагнитный фон на 90 процентов определяется состоянием ионосферы, поэтому эти два научных направления центра неразрывно связаны.
Сейчас сотрудниками центра готовится учебник «Электромагнитная экология», в нем, кстати, приведены данные излучения бытовых приборов. Самым опасным, оказывается, является «микроволновка», потому что ее излучение сродни радиационному. Так что, если включили ее – отходите подальше, хотя бы на метр. Очень вредными являются и сотовые телефоны, несмотря на все уверения их производителей. К сожалению, даже сознавая опасность, мы не можем отказаться от этих благ цивилизации, в результате чего все становимся участниками глобального эксперимента: как влияет изменение электромагнитного фона на человека.
Интересная работа в этом направлении ведется совместно с СГМУ и кардиоцентром. Физики выборочно исследовали электромагнитное загрязнение районов Томска, а медики, в свою очередь, провели корреляцию между очагами такого загрязнения и количеством хронических больных, обращений в «скорую помощь» и лечебные учреждения. Результаты неутешительны. В «нехороших» кварталах действительно больше людей, страдающих сердечно-сосудистыми заболеваниями, астмой и другими.

Волшебное зеркало Земли

И все-таки ученых центра больше интересуют «глобальные» проблемы этой области науки.
– Основная идея, над которой мы сейчас работаем, – механизм влияния солнечных вспышек на организм человека, – рассказывает А.Г.Колесник. – Эмпирически о таком влиянии известно давно, но почему это происходит, пока точно не может сказать никто. Дело в том, что излучение, которое выбрасывает Солнце в результате вспышки, задерживается ионосферой, ее по праву называют волшебным зеркалом Земли. До поверхности планеты излучение не доходит и напрямую действовать на человека не может. Тем не менее, во время солнечных вспышек увеличивается количество инфарктов, автомобильных катастроф и так далее. Почему? На этот вопрос мы и дерзнули ответить.
Гипотеза, которую выдвинули томские ученые, уже нашла экспериментальное подтверждение. Еще раньше было установлено, что наша Земля имеет резонатор (его называют резонатор Шумана) – это пространство между поверхностью Земли и нижней границей ионосферы. Как и во всяком резонаторе, в нем могут распространяться волны только определенных длин волн, их частота колеблется в пределах от 6 до 40 Гц. Кора головного мозга человека имеет альфа-ритм, частота которого также находится в этом диапазоне. И физики предположили, а потом и экспериментально установили, что между биоритмами головного мозга и колебаниями в этом резонаторе существует очень хорошая синхронизация.
Еще один резонатор Земли, расположенный выше, находится в аналогичной связи с сердечно-сосудистой системой человека. Их частотные диапазоны – от 0,1 до 5 Гц – также совпадают. Ионосфера на 99 процентов зависит от состояния нашего светила: когда на Солнце происходит вспышка – изменяется ионосфера, соответственно изменяются и геометрия резонатора, его частоты. В результате нарушается синхронизация, что негативно сказывается на состоянии человека. Таков, по мнению ученых, механизм влияния солнечных событий на наш организм.

Ионосфера – одна на всех

В этом году ионосферный центр ТГУ выиграл грант по ФЦП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технического комплекса России на 2007-2012 годы» в размере 6,2 млн. рублей, на научные исследования, и еще 500 тысяч на проведение традиционной международной школы по физике окружающей среды. А к концу года ожидается поступление в рамках инновационной программы ТГУ новой ионосферной станции, которая изготавливается сейчас по спецзаказу в США. Она позволит отслеживать уже динамические процессы в атмосфере.
Ионосфера – «забота» общая, наблюдения имеют международный характер, поэтому у центра весьма обширные связи с различными учреждениями, как нашей страны, так и за рубежом. Кроме того, что данные наблюдений каждый час публикуются на сайте ТГУ и отправляются в мировой центр геофизических данных, в систему Росгидромета для составления прогнозов, существует возможность удаленного доступа к работе ионосферной станции из других городов. На этот же уровень теперь должны вывести и другую измерительную аппаратуру центра.
– Создание центра – своего рода новый импульс для дальнейшего развития наших научных направлений, – считает Анатолий Григорьевич. – Благодаря этому мы смогли объединить усилия для исследований, приобрести новое оборудование. В ионосферном центре сегодня много молодежи – 5 аспирантов, два преддокторанта, три докторанта. Активна студенческая молодежь. Есть все для плодотворной научной работы, а для ученых это главное.

Наталья ШАРАПОВА