10618 (Солнце и ритмичность в природе)

План

Введение………………………………………………………………….………..3

1. Ритмичность в природе…………………………………………….…….….4

2. Солнечные часы…………………………………………………….…….….6

3. Солнечная активность и ее влияние…………………………….……….…8

Заключение……………………………………………………………….…..….13

Список литературы……………………………………………………..….……14

Введение

Одной из важнейших проблем современного естествознания является изучение цикличности процессов, протекающем в живом организме. Эта проблема интересует врачей и авиаторов, садоводов и орнитологов, биохимиков и генетиков, биофизиков и иммунологов, физиологов и космонавтов.

Идея ритмического течения процессов в природе и человеческой жизнедеятельности имела приверженцев еще в самый ранний период развития естествознания. В IV в. до н. э. гениальный мыслитель древности Аристотель писал: "Продолжительность всех этих явлений, и беременности, и развития, и жизни совершенно естественно измерять периодами. Я называю периодами день и ночь, месяц, год и времена, измеряемые ими, а кроме того, лунные периоды... Подобно тому, как море и всякого рода воды стоят, как мы видим, неподвижно или волнуются соответственно движению или покою ветров, а воздух и ветры — соответственно периодам солнца и луны, а также и то, что возникает из них или в них, необходимо следовать за этими периодами, ибо в порядке вещей, чтобы периоды менее важные следовали за более важными."

Итак, одним из условий существования живых систем является свойственная живой материи ритмичность биологических функций.

Выработанная всем ходом эволюции временная последовательность взаимодействия различных функциональных систем организма с окружающей средой способствует гармоничному согласованию разных ритмических биологических процессов и обеспечивает нормальную жизнедеятельность целостного организма. Тем самым выявляется важное адаптивное значение биоритмов для жизнедеятельности организма.

Цель реферата – изучить влияние солнечных ритмов на природу.

1. Ритмичность в природе

Природная система характеризуется свойственными ей пространственными и временными ритмами. Под пространственными ритмами понимаются особенности строения системы: расположение в пространстве ее частей, форму и симметрию. В реферате о ритмичности нам потребуется еще несколько определений, уточняющих понятия: ритм, цикл, период.

Период - это число, характеризующее гармонику в частотном спектре временного ряда значений какого-либо параметра состояний системы, имеющее размерность времени, полученное усреднением или в результате какой-либо другой математической процедуры при выявлении скрытых периодичностей.

Цикл - процесс смены системой качественно различных состояний от исходного к нему же, причем различие сходных качественных состояний в расчет не принимается.

Ритм - это всегда повторяемая "смена фаз, т.е. непрерывная смена качественно различных состояний". Такое определение ритму дал Н.Я.Пэрна в своей книге "Ритм, жизнь и творчество". Ритм - не просто синусоидальное, волнообразное изменение величины какого-то параметра, это всегда изменение в соотношении качеств: на смену одному (или одним) идет другое (или другие) и так непрестанно.

Сложная ритмическая картина системы складывается под влиянием ее собственных процессов и от воздействия извне. Ритмичность необходима для согласованного функционирования частей системы. Всякая природная система распределена в пространстве, занимает конечный объем, никогда не может быть сосредоточена в одной точке. Все известные процессы в природе имеют конечные скорости течения, значит любой элементарный акт в системе длится определенное конечное время. За время своего существования природная система обязательно проходит ряд сходных состояний, образующих цикл жизнедеятельности природной системы. Необходимость повторного согласованного действия разных частей системы в каждом из циклов, приводит к наблюдаемой всюду ритмичности природных явлений. Ритмическая организация внутренней деятельности системы приводит к ритмичным внешним влияниям ее на другие системы.

Биологические ритмы описаны на всех уровнях, начиная от простейших биологических реакций в клетке и кончая сложными поведенческими реакциями. Таким образом, живой организм является совокупностью многочисленных ритмов с разными характеристиками.

С понятием «ритма» связано представление о гармонии, организованности явлений и процессов. В переводе с греческого слово «ритм», «ритмос» означает соразмерность, стройность. Ритмическими называются такие явления природы, которые периодически повторяются. Это движение небесных тел, смена времен года, дня и ночи, периодичность приливов и отливов. А также чередование максимумов и минимумов солнечной активности.

Различные физические явления отличаются периодическим, волнообразным характером. К их числу можно отнести электромагнитные волны, звук и т.д. В жизни примером служит изменение атомного веса элементов, отражающее последовательное чередование химических свойств материи.

Основные ритмы в природе, наложившие свой отпечаток на все живое на Земле, возникли под влиянием вращения Земли по отношению к Солнцу, Луне и звездам.

Природная система - открытая система, то есть подвержена влиянию других природных систем. Это означает, что ритмы внутри одной системы могут быть обусловлены ритмами других систем через взаимодействие между системами.

2. Солнечные часы

Всем очевидно влияние Солнца: смена времен года, суточная активность… Год, как основа нашего календаря, – это полный оборот Земли вокруг Солнца, и был заложен в календарь древними астрологами. Астрология всегда выделяла Солнце и Луну, как небесные тела, доминирующие в своем влиянии по сравнению с прочими телами – планетами. И сейчас тому есть физическое обоснование: действительно, масса Солнца несравнимо больше массы других тел Солнечной системы, а также оно дарит нам тепло и свет, электромагнитное излучение.

Итак, год – это длинный солнечный цикл, соответствующий полному обороту Земли вокруг Солнца, а сутки – это короткий солнечный цикл, соответствующий обороту Земли вокруг своей оси. В те времена, когда зарождался наш календарь, сутки не имели такой же точной длительности в часах, да и само понятие часа было иным. Тогда границы суток устанавливались двумя последовательными кульминациями Солнца (кульминация – это самая высокая точка на небе, которую достигает Солнце за сутки). Или между двумя моментами восхода Солнца. И с точки зрения биологии более верны именно такие границы суток.

Мы с детства привыкли считать, что все живое на земле подчинено этим двум солнечным циклам – годичному и суточному. Мы знаем также и такое обоснование этих влияний: это в основном изменяющееся количество тепла и света, которое поступает от Солнца. Летом в северном полушарии Солнце поднимается выше и светит дольше в течение суток, чем зимой, лучше прогревая Землю. А в южном полушарии – наоборот: Земля больше прогревается, когда у нас зима. Но мало кто задумывается еще и о таком факте, как скорость Земли на ее орбите. Летом она минимальна (для обоих полушарий, разумеется). В это время стрелка «солнечных часов» движется медленнее, чем зимой всего лишь на 7%, но исследования ученых самых разных направлений, от геологов до биологов, показывают, что даже такое небольшое изменение скорости Солнца относительно Земли является источником значительных перемен, имеющих циклическую основу. И причина этого не столько в изменении скорости перемещения Солнца, как в изменении расстояния между Землей и Солнцем. У Земли почти круговая орбита, но все-таки она имеет небольшой эксцентриситет, и чем ближе Земля к Солнцу, тем больше ее скорость. Близость к Солнцу усиливает взаимное влияние, а более высокая скорость движения планеты требует от всего живого на Земле более быстрой реакции на изменения во влиянии Светила.

3. Солнечная активность и ее влияние

Влияние Солнца на Землю не исчерпывается только орбитальным движением Земли и ее вращением вокруг своей оси. У Солнца есть собственная «жизнь», называемая солнечной активностью: раскаленная масса Солнца находится в непрерывном движении, которое порождает пятна и факелы, меняет силу и направление солнечного ветра. На эту солнечную жизнь сразу реагирует магнитное поле Земли и ее атмосфера, порождая различные явления, воздействуя на животный и растительный мир, провоцируя вспышки рождаемости разных видов животных и насекомых, а также заболевания людей.

В 1610-1611 гг. несколько ученых независимо друг от друга обнаружили на поверхности нашего Светила темные пятна. Это были Г.Галиллей, И,Фабрициус, Х.Шейнер и Т.Гариот. Эти пятна наблюдали и ранее, но из-за такого человеческого свойства, как консерватизм ума, ученые не хотели признавать их и считали ошибками наблюдений. Нередко встречались упоминания о пятнах на Солнце и в древних летописях. В Древней Руси сквозь дым лесных пожаров люди видели на Солнце "темные пятна, аки гвозди".

Галилео Галилей твердо установил появление и исчезновение пятен, изменение их величины и вычислил по ним период обращения Солнца вокруг своей оси. Так было положено начало изучению физики Солнца.

В связи с вращением Солнца вокруг оси теперь выделяют 27-дневный короткопериодический цикл Солнца. В течение этого времени солнечные пятна медленно движутся по обращенной к Земле стороне Солнца, задавая динамику магнитных бурь на планете. Изучение спектра деталей солнечных пятен позволило определять скорости и направления движения вещества в них, и тогда оказалось, что солнечное пятно представляет собой вихревую трубку. Образовавшись из еле заметной точки, пятно живет от одного дня до нескольких месяцев, постепенно исчезая. Обычно размер пятен достигает 2’, но иногда могут появляться гигантские пятна. Появление больших пятен и групп пятен обычно сопровождается магнитными бурями на Земле, что проявляется в колебаниях магнитных стрелок компасов, нарушениях радиосвязи и т.п. Откликается полярными сияниями и грозами.

В 1844 г. любитель астрономии аптекарь Г.Швабе обнаружил периодичность в пятнообразовательной деятельности Солнца. В среднем каждые 11,13 лет наступает максимум числа солнечных пятен. Однако изменения внутри этого цикла не являются строго периодическими, а сама длина цикла меняется от 7 до 17 лет. Обнаружили также вековой цикл – 80-90 лет – с которым меняется максимальная высота максимума, цикл изменения магнитной полярности – ок.22 лет и др.

Причины циклической деятельности Солнца остаются пока неведомыми. Одни ученые склоняются к мнению, что ее основой являются внутренние механизмы, другие утверждают, что это гравитационные влияния обращающихся вокруг Солнца планет. Вторая точка зрения выглядит логичнее. Нужно учитывать и тот факт, что обращение планет происходит не столько вокруг Солнца, сколько вокруг общего центра тяжести всей Солнечной системы, по отношению к которому само Солнце описывает сложную кривую. Если учесть к тому же, что Солнце – не твердое тело, то такая динамика вращения непременно воздействует и на динамику движения всей солнечной плазмы, задавая ритмы солнечной активности.

Один из основоположников космического естествознания А.Л.Чижевский в 1930 году занялся изучением связи жизненных ритмов с циклами внешней среды, обработал большое количество исторических данных и провел собственные исследования. Прежде всего, его интересовали циклы активности Солнца. Его книга «Эпидемические катастрофы и периодическая деятельность Солнца» была переиздана в 1938 году французским издательством «Гиппократ», а в 70е годы выдержала у нас два массовых издания под названием «Земное эхо солнечных бурь» (М.Мысль, 1973, 1976). Теперь изучением ритмов, и не только солнечных, а любых космических ритмов, занимаются специалисты самого разного профиля – геологи, физиологи, врачи, биологи, гистологи, метеорологи, астрономы.

Например, установлено, что исходя из солнечной активности, можно прогнозировать погоду, в частности, засухи в тех или иных участках Земли, а также размножение вредителей: грызунов и саранчи. Такие прогнозы позволяли предпринимать определенные меры, например, в 1958 году Н.С.Щербаков предсказал размножение саранчи и ее залет на территорию Туркмении, и ее быстро ликвидировали благодаря его прогнозу. В основе такого массового размножения вредителей лежат изменения климатических факторов, связанных с солнечной активностью.

Изучение влияния Солнца на рыб может помогать и рыбодобывающей отрасли. Камчатский ихтиолог И.Б.Бирман в 1976г. в своей докторской диссертации показал, что одной из внешних причин колебаний численности рыб кроме Луны может быть и солнечная активность. В эпохи максимума солнечной активности наблюдались наиболее мощные подходы амурской горбуши для нереста. В это время на Амуре наблюдались повышенные летние и часто очень низкие зимние температуры. Такие условия вызывают у рыбы ускоренное созревание гонад и сжигание энергетического запаса. Преждевременно созревшие рыбы устремляются в нетрадиционные для них низовые притоки Амура. Их истощение приводит к массовой гибели, и течение рек несет тысячи неотметавших икры рыб. А икра, отложенная в неблагоприятной среде, в большой своей массе погибает. Все это ведет к снижению численности рыб в следующие года. Также замечено, что на Амуре и других дальневосточных реках наиболее высокие паводки обычно совпадали с периодами максимумов солнечных пятен.

На основании своих исследований динамики природных процессов в зависимости от солнечной активности, Бирман еще в 1957 г. предсказывал, что в ближайшие 10 лет запасы кеты без применения энергичных мер резко уменьшатся. Действительно, после максимума 1957 г. это произошло.

Ученые не обошли вниманием и животноводство. Кроме динамики засух, которая обуславливает корм для животных, Д.И.Маликов на основании многочисленных экспериментов пришел к выводу, что от солнечной активности и погоды зависит также и состояние половой функции производителей и изменчивость живого веса потомства.