Информативно-реферативная исследовательская работа на тему: 'Инверсия магнитного поля Земли и его влияние на человека'.

Муниципальное образовательное учреждение

Дивинская средняя общеобразовательная школа

Районный День науки

Инверсия магнитного поля Земли и

его влияние на человека

Информативно-реферативная

исследовательская работа по физике

Выполнила:

Зайцева Татьяна Вячеславовна, обучающаяся 11 класса

Руководитель:

Орлова Елена Александровна, учитель I квалификационной категории, учитель физики

д. Плоское

2010г.

Оглавление

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

Глава I. Причина земного магнетизма ……………………………………….5

1. Процессы в недрах Земли …………………………………………... 6

2. Радиационные пояса …………………………………………….….8

Глава II. Магнитное поле Земли …………………………………………….11

2.1. Инверсия магнитных полюсов Земли ………………………………14

2.2. Причины инверсии …………………………………………………...18

Глава III. Влияние магнитного поля Земли на человека …………………...23

3.1. Влияние магнитных бурь на организм человека …………………...24

3.2. Реакция организма на магнитные бури ……………………………..26

Глава IV. Анализ статистических данных д. Плоское Починковского района

…………………………………………………………………………………. 28

Заключение ………………………………………………………………………..31

Список использованной литературы ……………………………………………33

Введение

Загадочен и бесконечен мир Вселенной. Сколько неведомых тайн хранит он в себе. Человечество давно мечтало проникнуть в глубину Вселенной, изучить физическую природу небесных тел.

Безбрежен магнитный океан, окружающий планету Земля, и загадочна его жизнь. То он спокоен, и почти ничего не изменяется в его пучине, то он внезапно вскипает, создавая штормовые волны невесомой материи, и все элементы земного магнетизма начинают свои хаотические колебания.

Много столетий естествоиспытатели стремятся понять, почему у земного шара есть магнитное поле, что представляют собой его могучие источники, как глубоко они запрятаны в недрах Земли. И для современных учёных это по-прежнему в значительной мере остаётся тайной. Между тем, разгадав её, удалось бы не только решить важнейшую познавательную задачу, но и больше узнать об образовании и развитии нашей планеты, а также о возникновении и эволюции других планет Солнечной системы.

С давних времён земное магнитное поле интересовало самых выдающихся учёных. Оно поражало их воображение как уникальное явление природы, использование которого сулило большие возможности для решения ряда важных практических задач. Первостепенной из них была ориентация относительно стран света при далеких путешествиях, особенно при пасмурной погоде, когда не видно Солнца или звёзд направление движения нельзя определить по светилам. Тогда правильный путь мог указать лишь магнитный компас, удивительный по простоте навигационный инструмент. Он и открыл путь в океан.

«Магнитный компас - прибор маленький, но без него Америка не была бы открыта!» - говорят моряки, и это не такое уж большое преувеличение. Он создал эпоху в кораблевождении и ныне не потерял своего значения.

В конце 19 века и особенно в 20 веке геомагнитное поле широко изучалось как с целью его использования в навигации, так и для решения других важных задач - поиска месторождений железных руд и иных полезных ископаемых, изучения внутреннего строения Земли, установления геологического возраста горных пород, и в 20 веке и ныне не потерял своего значения, которое сулило большие возможности для решения ряда важных вопросов.

Изучению природы магнитного поля в настоящее время уделяется большое внимание. Учёные пытаются получить ответы на вопросы: когда и как родилось магнитное поле земного шара? Почему оно существует миллиарды лет? Как это поле будет изменяться в будущем?

Сейчас к вариациям магнитного поля проявляют большое внимание, так как помимо научного значения они представляют интерес как явление, оказывающее влияние на практическую деятельность людей. Так, при возникновении вариаций значительной амплитуды - магнитных бурь - нарушается радиосвязь и ухудшается работа многих технических устройств.

Установлено также, что интенсивные изменения геомагнитного поля не безразличны для животных и растений. Бесспорно теперь и влияние вариаций магнитного поля Земли на здоровье людей.

В выбранной теме реферата «Инверсия магнитного поля Земли и его влияние на человека» определена следующая цель: изучение инверсии магнитного поля Земли и его влияние на здоровье человека, профилактических рекомендаций негативного воздействия геомагнитного поля.

Задачи:

1. Изучить и проанализировать литературу по данной теме;

2. Собрать и проанализировать статистические данные своего населенного пункта;

3. Сформулировать профилактические рекомендации врачей.

Глава I. Причина земного магнетизма

Ещё в 1600г. английский физик У. Гильберт показал, что наша Земля - это огромный шаровой магнит. В составе Земли преобладают железо (34,6%), кислород (29,5%), кремний (15,2 %), магний (12,7%). Земная кора, мантия и внутренняя часть ядра твёрдые (внешняя часть ядра считается жидкой) (см. рис. 1).

Рис. 1. Строение Земли

1.1. Процессы в недрах Земли

Турбулентные движения в расплавленном железосодержащем внешнем ядре генерируют электрические токи, под действием которого возникает сильное магнитное поле, простирающееся в космосе на расстоянии более 64000 км. Силовые линии этого поля выходят из одного магнитного полюса Земли и входят в другой.

Существование магнитного поля Земли обусловлено действием постоянных источников, расположенных внутри Земли и создающих основной компонент поля ( 99%), а также переменных источников электрических токов в магнитосфере и ионосфере ( 1%).

В первом приближении на не слишком больших расстояниях от поверхности планеты, её магнитное поле напоминает поле знакомого нам полосового магнита. Северный полюс этого магнита находится в южном полушарии и не на поверхности Земли, а на некоторой глубине, а южный магнитный полюс - в северном полушарии и тоже в недрах планеты. Если мы мысленно соединим эти полюсы прямой, то полученный отрезок диаметром Земли не будет! Это первая особенность магнитных полюсов Земли. Есть ещё одна особенность этих полюсов: они постепенно смещаются. На основании изучения намагниченности извергнутых из глубины Земли и осадочных пород на морском дне получены данные, говорящие о том, что магнитное поле Земли некогда имело противоположное направление по сравнению с нынешним.

Если соединить магнитные полюсы линией по поверхности Земли, то получится магнитный меридиан. Магнитные меридианы - это силовые линии, идущие от одного магнитного полюса к другому. Магнитные меридианы не совпадают с географическими. Между ними образуется угол, называемый магнитным склонением - угол D (см. рис. 2).

Рис. 2. Элементы земного магнетизма

1.2. Радиационные пояса

Исследование околоземного пространства космическими аппаратами показало, что наша планета окружена мощным радиационным поясом, состоящим из быстро движущихся заряженных элементарных частиц - протонов и электронов. Его называют также поясом частиц высоких энергий (см. рис. 3).

Рис. 3. Схема радиационного пояса Земли:

1 - внутренняя часть, 2 -внешняя часть

Внутренняя часть пояса простирается примерно на 500-5000 км от поверхности Земли. Внешняя часть радиационного пояса находится на высоте от 1 до 5 радиусов Земли и состоит в основном из электронов с энергией в десятки тысяч электрон-вольт - в 10 раз меньшей, чем энергия частиц внутреннего пояса.

В магнитосферу Земли вторгается множество заряженных частиц, входящих в состав солнечного ветра (потока плазмы солнечного происхождения).

Частицы солнечного ветра, главным образом протоны и электроны, захватываются магнитным полем Земли и увлекаются по винтовым траекториям вдоль силовых линий (см. рис.4).

Рис. 4. Силовые линии магнитного поля

Вследствие этого заряженные частицы длительное время удерживаются магнитным полем вблизи Земли, в результате чего образуют радиационные пояса Земли.

Магнитное поле Земли - своеобразный щит, оберегающий нас и весь органичный мир. Не будь у Земли магнитного поля, защищающего её от солнечной радиации, наша планета превратилась бы в выжженную пустыню, а живые существа погибли бы.

Во время увеличения солнечной активности интенсивность солнечного ветра возрастает. При этом частицы солнечного ветра ионизируют верхние слои атмосферы в средних широтах (где магнитные силовые линии сгущены) и

вызывают там свечения - полярные сияния (см. рис. 5) и (см. рис. 6).

Рис. 5. Полярное сияние - 1(а) Рис. 6. Полярное сияние - 1(б)

В магнитном поле Земли в условиях разреженного воздуха, так светятся обычно атомы кислорода и молекулы азота.

В некоторых районах Земли величина, характеризующая её магнитное поле (индукция геомагнитного поля В), всегда резко отличается от средних значений. Эта ненормальность (аномалия) объясняется чаще всего залеганием под поверхностью Земли горных пород, содержащих железные руды. Примерами могут служить такие места как Криворожский бассейн, Курская магнитная аномалия, где напряжённость магнитного поля в 5 раз больше средней.

Глава II. Магнитное поле Земли

О магнитном поле Земли (МПЗ) людям стало известно несколько столетий назад. К концу 17в. учёные выявили его характерные особенности, к концу 19в. - научились описывать их математически, а в первой половине 20в. одна за другой стали появляться гипотезы о его происхождении. Во второй половине нашего столетия в связи с существенным развитием измерительной техники произошли принципиальные изменения в науке о земном магнетизме.

Рис. 7. Магнитные полюса Земли

Важный шаг в исследовании магнетизма сделал Карл Гаусс, великий теоретик и экспериментатор, который в 30-е годы прошлого века пришёл к выводу: Земля должна обладать не одним, а многими диполями (телом, имеющим два магнитных полюса) - одним главным, пересекающим всю планету, и несколькими меньшими, каждое из которых простирается от её ядра до того или иного района на поверхности рис. 7.

Только в наши дни, используя спутники Земли, мы полностью убедились, до какой степени был прав «Карл Великий» физики. Действительно, выяснилось, что около 90% силы и направленности магнитного поля Земли зависят от гигантского магнита, лежащего вдоль оси вращения планеты, остальное составляют меньшие поля, окружающие от шести до восьми магнитов, которые указывают в различные районы Монголии, Западной Европы, Центральной Канады, Центральной Африки, южной части Индийского океана и Южной Америки.

Итак, в первом приближении магнитного поля Земли - это поле диполя или поле однородной намагниченной сферы. Магнитный момент Земли составляет 8,17×1025 электромагнитных единиц. Напряжённость поля на экваторе достигает 0,3 Э, на полюсах - 0,6 Э. Это очень слабое поле, поскольку обычный магнит, находящийся в любом школьном физическом кабинете, имеет у своих полюсов несколько десятков эрстед.

Дипольное поле Земли обладает азимутальной симметрией: магнитные меридианы идут от одного полюса к другому по дугам большого круга, а магнитные широты - параллельно магнитному экватору. Магнитные полюсы сдвинуты относительно географических, поэтому наклон магнитной оси к оси вращения планеты составляет 11,5°.

На Земном шаре имеются области, где реальное магнитное поле отличается от дипольного. Это - мировые или континентальные магнитные аномалии, названные так потому, что они простираются на расстояния до нескольких тысяч километров и соизмеримы с площадью континентов (см. рис. 8).

Рис. 8. Карта индукции магнитного поля Земли

Две такие аномалии - положительная и отрицательная - расположены в северном полушарии, а две других - в южном и одна - на экваторе.

На рис. 8 (см. раньше) видно, что материковые аномалии находятся в четырёх районах - на востоке Азии, северной части Северной Америки, в окрестностях Южного магнитного полюса и в южной части Атлантического океана.

Центры аномалий, а также вся картина изолиний смещается к западу. Это западный дрейф геомагнитного поля. Скорость его составляет 0,2° в год.

Понятно, что ни в одной оболочке Земли, кроме жидкого ядра, не может происходить перемещение вещества с такой скоростью. Значит, мировые аномалии связаны с жидким ядром и являются органической частью главного геомагнитного поля, генерируемого в жидком ядре.

2.1. Инверсия магнитных полюсов Земли

Планета Земля обладает рядом известных человечеству параметров. Один из них - местонахождение магнитных полюсов (см. рис. 9) Конечно, в повседневной жизни знания об этом не сильно нужны, тем не менее понятно, что движение магнитных полюсов важно. Но сейчас учёные не могут дать ответ, почему происходит ускорение движения полюсов, поскольку никакой рабочей модели объясняющей этого нет.

Какие бы гипотезы ни строили сегодня учёные относительно поведения геомагнитного поля, очевидно одно - магнитное поле планеты пробудилось и проявляет какую-то активность. Вот только какую?

Рис. 9. Падение напряжённости геомагнитного поля

Необычное поведение магнитных полюсов и резкое падение общей напряжённости поля - лишь её проявления. При этом не следует забывать, что наша Земля - лишь один из атомов в организме беспредельной Вселенной, взаимосвязь с которой может оказаться гораздо сложнее, чем представляется сегодня. Магнитосфера Земли погружена в гелиосферу - магнитную капсулу Солнечной системы, которая, в свою очередь мчится в пространстве через неизведанные галактические магнитные поля.

Смена магнитных полюсов Земли (инверсия магнитного поля, англ. geomagnetic reversal) происходит каждые 11,5 - 12,5 тысяч лет. Называют другие цифры - 13000 лет и даже 500 тысяч лет и более, а последняя инверсия произошла 780000 лет назад (см. рис. 10).

Рис. 10. Смещение северного магнитного полюса

По всей видимости, «переполюсовка» Магнитного Поля Земли - явление периодическое.

На протяжении геологической истории нашей планеты земное магнитное поле изменяло свою полярность более 100 раз (см. рис. 11).

Рис. 11. Изменение конфигурации магнитосферы

Смещение магнитных полюсов регистрируется с1885г. Северный магнитный полюс (СМП), открытый Д.Россом в 1931 года, никогда не стоит на месте. В то же время южный магнитный полюс (ЮМП), хотя в прошлом двигался довольно активно, с 1986 года практически не перемещается (см. рис. 12).

Рис. 12. Инверсия магнитного поля

Северный магнитный полюс (далее СМП) долгое время «блуждал» по территории Канады, но с 70-х годов прошлого века его движение обрело чёткое направление (см. рис. 13).

Рис. 13. Северный магнитный полюс движется в Сибирь

Новейшие данные по состоянию арктического магнитного полюса (движущегося по направлению к Восточно-Сибирской мировой магнитной аномалии через Ледовитый океан) показали, что с 1973 по 1984г. его пробег составил 120 км, с 1984 по 1994г. более 150 км.

Описав за четыре столетия дугу длиной в 1100 км по арктическим канадским островам, теперь со всё возрастающей скоростью (с 10 км/год в 70-х до 40 км/год в 2002-м) СМП движется в нашу Сибирь!

На северные российские просторы он прибудет лет через сорок. Угол «магнитной вариации» - расстояние между географическим и магнитным полюсами планеты станет чуть больше: не 10 градусов, как сейчас, а 13 или 15.

За последние 100 лет магнитный полюс в южном полушарии переместился почти на 900 км и вышел в Индийский океан.

Однако учёные считают, что на этом полюсы не остановятся. Они могут «разбежаться» так, что произойдёт переполюсовка нашей планеты (см. рис. 14).

Рис. 14. Иллюстрация смены полюсов

Когда это произойдёт? Датские и французские учёные утверждают: уже через несколько десятков лет. В некоторых источниках указывается дата 2012 год, в других 2030 год. Правда, оптимисты из других стран предполагают, что процесс может продлиться ещё несколько тысяч лет. Такой большой разброс в прогнозах не случаен: ведь полюсы могут сбавить скорость и вовсе остановиться.

2.2. Причины инверсии полюсов Земли

Мы живём на планете Земля, одной из рядовых планет Солнечной системы, где кроме Земли имеется ещё 9 планет. И все они вращаются вокруг Солнца - центральной звезды нашей системы.

Земля третья от Солнца и находится на расстоянии 150 млн. км. И вращается вокруг него со скоростью, в среднем 30 км/сек, делая один оборот за один год. При этом одновременно Земля вращается вокруг собственной оси как юла, и поэтому имеет слегка сплющенный вид.

Вращение Земли поддерживается электрическим полем ионосферы, которая определяет флуктуации в скорости вращения планеты.

Солнечная активность непрерывно меняется (процесс циклический).

В случае роста солнечной активности (в результате воздействия усиленного корпускулярного и коротковолнового излучения на атмосферу Земли, ионизация последней растет) увеличивается напряжённость электрического поля ионосферы планеты. Земля получает дополнительное ускорение, сила возбуждаемых в поверхностных слоях планеты токов возрастает, это приведёт к повышению геотектонической активности Земли (повышенная сейсмическая активность, активизация вулканов и т.п.)

В случае снижения солнечной активности скорость вращения Земли замедляется, снижается интенсивность внутрипланетных индукционных токов, напряжённость геомагнитного поля падает.

При синхронном вращении Земли и ионосферы (в настоящее время Земля вращается быстрее ионосферы, что ведёт к возбуждению мощных электрических токов в поверхностных слоях Земли) мощный электрический ток перестанет существовать, а, следовательно, и дипольная часть Магнитного поля Земли.

Полярность магнитных полюсов планеты определяется направленностью индукционного тока. Поэтому дальнейшее отставание Земли от ионосферы приведет к возбуждению тока обратной направленности - полярность магнитных полюсов изменится на 180 градусов (инверсия магнитных полюсов Земли).

Магнитная активность Солнца достигает своего максимума примерно каждые 11 лет. В это время мы можем наблюдать крупные солнечные вспышки и корональные выбросы массы. Особую опасность они могут представлять для астронавтов, работающих в открытом космосе или на поверхности Луны, но специалисты НАСА давно научились с этим справляться. Иногда, сильные солнечные выбросы могут ненадолго прерывать радиопередачи или испортить электронику на наших спутниках - но на этот случай на большинстве из них установлена система предохранителей.

Таким образом, смена магнитных полюсов Земли зависит от солнечной активности.

Сейчас мы живём в эпоху потеплений. Оледенение отступает, и на планете с некоторыми колебаниями идет постепенное потепление. Это уже становится фактом. Таяние Арктических льдов, всеобщее повышение температуры, наводнения, активизация вулканических извержений и др. всё это наблюдаемые факторы.

Повышение температуры влечёт за собой изменение и других климатических параметров: давления, влажности, состава атмосферы, круговорота воды и т.д.

И самое главное: происходит разогрев и самой планеты. Земля не абсолютное твёрдое тело, имеет определённую текучесть и это зависит от условий. Поэтому с повышением температуры изменяется её плотность, растёт текучесть.

Сама Земля становится более текучей и менее твёрдым телом. Поэтому при данной скорости вращения 465м/с общее «размягчение» планеты приводит к увеличению сплющенности в плоскости вращения. Из курса физики хорошо известно, что при одинаковой скорости вращения более текучее тело принимает более сплюснутую форму, чем твёрдое.

Насколько будет расти «талия» земли трудно сказать. Это будет зависеть от степени разогрева и длительности потепления. Чем сильнее будет повышение глобальной температуры, тем те больше будет сплющенность Земли, и длиннее будет экваториальный радиус. Рост радиуса, со временем приведёт к замедлению вращения планеты, пока скорость вращения не уравновесится с определённым значением текучести (твёрдости).

Сплющенность играет ещё одну важную функцию. При этом возрастает площадь поверхности тела, что способствует лучшему охлаждению. Поэтому можно сказать, что нынешнее изменение формы Земли это реакция планеты на повышение её температуры.

А когда начнёт вновь охлаждаться произойдёт обратное. Текучесть Земли начнёт уменьшаться (вязкость возрастать), сильнее станут силы поверхностного натяжения, которые будут стараться приводить планету в сферическую форму. Сплющенность Земли начнёт уменьшаться, соответственно уменьшится и экваториальный радиус. Увеличится скорость вращения, и пока опять же на каком то уровне не уравновесятся скорость вращения и текучесть Земли. Т.е. произойдёт сжатие Земли. Таким образом, происходит осцилляция Земли, чередующая сжатием и расширением. Всё это сказывается на климате Земли и это, скорее всего, является одним из серьёзных факторов глобальных потеплений и похолоданий.

В истории Земли неоднократно повторялись такие периоды, а значит с фигурой Земли происходило примерно тоже самое что и сейчас.

Нынешнее таяние льдов, наводнения, блуждание магнитных полюсов, и наконец, изменение формы Земли вследствие роста текучести - это следствие повышения температуры и разогрева нашей планеты.

Активная вулканическая деятельность, наличие жидкого внешнего ядра, текучая астеносфера, тектоника плит - это говорит о том, что наша земля не является застывшей навеки твёрдым «шариком» блуждающим вокруг солнца. Она текуча и в зависимости от температуры может быть и мягкой и твёрдой. При сжатии происходит и внутренний разогрев, что приведёт к расширению, а при охлаждении, наоборот, к сжатию. Получим периодическое сжатие и расширение - осцилляцию. Сюда не малую лепту добавляет и Солнце, оно инициирует, «запускает» механизм активации. Но полностью этот процесс не принадлежит Солнцу. Если бы Земля была застывшим, твёрдым «шариком» навряд ли были бы возможны такие процессы. Это результат активности самой планеты, наличие внутренних ресурсов, наличие источников энергии радиоактивный распад, экзотермические химические реакции, теплота кристаллизации и др.

Планета разогревается изнутри. При такой активной фазе происходит расширение планеты (вначале всеобщее потепление, явление рифтогенеза - горизонтальное расширение коры). А когда активность спадает, наступает охлаждение и сжатие (до определённого момента, пока не сменится на разогрев и расширение). Таким образом, общая эволюция планеты состоит из череды активности и спада, расширения и сжатия. Что и является одним из факторов масштабных потеплений/похолоданий.

Произойдёт ли переполюсовка? Это будет зависеть от степени потепления (разогрева планеты). Если потепление будет затяжной и перевалит некий диапазон температур, то произойдёт переполюсовка. Это будет зависеть не только от Земли. В такие периоды (в периоды потеплений), это будет зависеть и от солнечного, и от межпланетного магнитных полей. Какой степени будет их воздействие?

Если же температура Земли не дотянет до «нужного», то переполюсовки не будет. Всё ограничится ослаблением геомагнитного поля и некоторым «шатанием» его полюсов.

Когда Земля начнёт охлаждаться, то поле снова примет более устойчивое состояние. Не всякое потепление приводит к смене магнитных полюсов. Для этого они должны быть достаточно масштабными.

На скорую смену полюсов указывает факт ослабления Магнитного поля Земли около полюсов, который установил в 2002 году французский профессор геофизики Готь Юло? Магнитное поле Земли ослабло почти на 10% с тех пор, как оно впервые было измерено в 30-х годах 19 века. Факт: в 1989-м жители Квебека (Канада) в результате того, что солнечные ветры прорвались через слабый магнитны щит и вызвали тяжёлые поломки в электрических сетях, остались на 9 часов без света.

Магнитное поле Земли начало ослабевать около 2000 лет назад. Резкое падение его напряжённости было отмечено в последние 50 лет, а с 1994 года начались его мощные флуктуации.

Напряжённость магнитного поля падает неравномерно. За последние 22 года она уменьшилась в среднем на 1,7%, а в некоторых регионах - например, в южной части Атлантического океана, - на 10%. Кое-где, вопреки общей тенденции, напряжённость магнитного поля даже возросла.

Существует так называемая «частота Шумана» (The Schumann Frequency), или резонанс Шумана, - это волна, исходящая от планеты («сердцебиение» - ритм Земли), происходящая со специфической частотой 7,83 Гц. Она была настолько стабильной долгое время, что военные настраивали по ней свои приборы. Однако частота Шумана начала возрастать: в 1994 году - 8,6 Гц, в 1999 году - 11,2 Гц, а в конце 2000 года - около 12 Гц. Предполагается, что когда частота Шумана достигнет 13 Гц, произойдёт смена плюсов.

Итак, вот те факторы, которые указывают на приближающую или уже начавшуюся инверсию геомагнитного поля:

1.Увеличение Солнечной активности, порождающее процессы, приводящие к изменению геомагнитного поля;

2. Внутренние процессы в недрах самой Земли;

3. Уменьшение на протяжении последних 2,5 тыс. лет напряжённости геомагнитного поля, ускорение падения напряжённости поля в последние десятилетия;

4. «Сердцебиение» самой планеты.

Глава III. Влияние инверсии магнитного поля Земли на человека

Земля получает от Солнца свет и тепло, благодаря которым существует всё живое на Земле, и поддерживаются необходимые климатические условия: диапазон температур, давление, состав атмосферы, круговорот воды и т.д.

Так же от Солнца летят к нам и «вредные» лучи. От которых нас защищает магнитное поле планеты, а некоторые лучи (рентген, ультрафиолет) нейтрализуются атмосферой. Колебания солнечной активности быстро достигают Земли.

Магнитные бури - это значительные изменения магнитного поля Земли под действием усиленного солнечного ветра, в результате вспышек на Солнце и сопровождающих их выбросов потоков заряженных частиц (см. рис. 15).

Рис. 15. Магнитные бури на Солнце

Магнитные бури продолжаются обычно от 6 до 12 часов, а затем характеристики земного поля снова возвращаются к своим нормальным значениям. Но за столь короткое время магнитная буря оказывает сильное влияние на радиосвязь и линии электросвязи: прекращается радиосвязь в диапазоне коротких волн на всём освещённом полушарии Земли.

Выходят из строя линии электропередач, наблюдались повреждения трубопроводов (из-за возникающих в них напряжений при резких изменениях магнитного поля), взрываются трансформаторы на телефонных подстанциях и

т.д. установлено и всесторонне изучается влияние магнитных бурь на состояние экосистем и человека.

3.1. Влияние магнитных бурь на организм человека

Магнитное поле Земли - фактор воздействия среды обитания на человека и живых существ. Действия геомагнетизма на здоровье человека может быть благоприятным и неблагоприятным в зависимости от силы воздействия.

У истоков изучения этого явления стоял наш выдающийся соотечественник биолог А.Л.Чижевский (1897-1964) (см. рис. 16).

Рис. 16. Фото Чижевский А.Л. (1897-1964)

Учёный утверждал, что происходящие на Земле природные «буйства» (землетрясения, извержение вулканов и др.) и многие социальные события (эпидемии, войны голодные моры) в значительной степени зависят от 11-ти летнего цикла солнечной активности и солнечных бурь, вызывающих на Земле бури магнитные. В беседе с К.Э.Циолковским он доказывал, что магнитные бури влияют на состояние нервной системы, которая является их своеобразным «приемником». И нервы и головной мозг - очень чувствительные «приёмники» и реагируют с большой быстротой. Нет никого, кто был бы свободен от воздействия геомагнитного поля. Открытия учёного опередили науку почти на столетие.

В наше время все знают о неблагоприятных днях (когда сильные магнитные возмущения), о том, что кровать или диван, на котором спят, надо ставить изголовьем на север, чтобы магнитные силовые линии геомагнитного поля шли параллельно телу, тогда мозг и нервная система отдыхают более продуктивно.

Исследования показали, что реакция организма человека на магнитные бури зависит от его возраста, пола и реактивности нервной системы, состояния здоровья (см. рис.17.). У людей пожилого возраста в эти дни учащается пульс и повышается кровяное давление.

Рис. 17. Результаты исследования

Было отмечено также, что мужчины более подвержены воздействию магнитных бурь, чем женщины. В магнитоактивные дни инфаркты миокарда случаются на 4,5% чаще, чем в магнитоспокойные дни.

3.2. Реакция организма на магнитные бури

Известно, что магнитное поле действует на движущиеся электрические заряды, электрические токи, магниты. В биологических системах, в том числе в организме человека, существуют упорядоченные движения электрических зарядов (электронов и ионов), определяющие все основные процессы жизнедеятельности клеток. Кроме того, и зарядов, в живом организме имеются маленькие «магнитики», это - молекулы различных веществ, прежде всего это молекулы воды. Известно, что магниты взаимодействуют. Именно поэтому меняющееся магнитное поле вызывает переориентацию маленьких «магнитиков» в организме, располагая их иначе, чем прежде. Отклоняясь от обычного направления, они перестают нормально выполнять свои функции, отчего начинает страдать весь организм. В организме человека возникают к дополнительно существующим в нём биотокам иные электрические токи, что ещё больше нарушает его нормальную жизнедеятельность.

Наибольшей чувствительностью обладает нервная система.

А.Л. Чижевский считал, что физика может помочь оградить человека от такого рода вредных влияний природной среды. По его мнению, в роли спасителя выступает металл. Учёный предлагал помещать больных на период магнитных бурь в экранированные металлом палаты. В реальных же условиях люди в периоды магнитных бурь остаются незащищёнными. Поэтому большое значение имеют заблаговременные прогнозы магнитоактивных дней: люди могут заранее принять лекарства.

За многие годы эволюции организмы человека и животных адаптировались к существованию магнитного поля Земли и его некоторым колебаниям. Так, в нем есть электромагнитный «регулятор».

Электромагнитные свойства крови имеют существенное значение для её движения; если бы кровь не обладала этими свойствами, то нагрузка на сердце значительно бы возросла, и оно должно было бы иметь большие размеры.

Влияние космических факторов на здоровье людей в настоящее время интенсивно исследуется в разных странах. Я исследовала влияние магнитных бурь и возмущённой геомагнитной обстановки на здоровье жителей д. Плоское в течение двух месяцев.

Накопленные исследования по влиянию магнитных бурь на здоровье людей показывают, что эти бури затрагивают все органы и системы организма человека. Сначала погибают от воздействия магнитной бури больные, страдающие тяжёлыми расстройствами нервной системы и её центрального аппарата - мозга. Затем умирают лица от болезней сердечно-сосудистой системы, затем идут смерти от тяжёлых заболеваний внутренних органов.

Сопоставление медицинских данных с солнечными явлениями показало, что в день роста солнечной активности увеличивается число инфарктов миокарда. Количество заболеваний этой болезнью возрастает не только во время геомагнитной бури, но и за сутки до неё, а также в течение суток после её окончания. У гипертоников в «магнитные» дни и накануне их отмечается слабость, вялость, сонливость, головные боли, головокружение. Периодическое мелькание «мушек» перед глазами. У здоровых людей в такие дни (см. рис.18) также понижается настроение, и могут появиться головные боли, возникает чувство тревоги и утомления. Подсчитано, что каждая буря, вызванная солнечной вспышкой, уносит в целом во всём мире 1-2 тысячи жизней.

Рис. 18. Неблагоприятные по геофизическим факторам дни

Глава IV. Анализ статистических данных

д. Плоское Починковского района

При исследовании влияния магнитных бурь на здоровье жителей д. Плоское, пользуясь прогнозами погоды, статистическими данными ФАП (фельшерско-акушерский пункт) д. Плоское и данными ЦРБ (Центральная районная больница) г. Починок, а также опросом населения. В результате сопоставления множества фактов было выяснено следующее: в дни геомагнитной активности возрастает число обращений к врачу по поводу сердечной недостаточности, артериального давления, гипертонической болезни.

Статистика заболеваний ФАП д. Плоское, например, декабря показала, максимум обращений к врачу с нарушениями в работе сердечно-сосудистой системы приходится на дни, когда наблюдались магнитные бури - 2, 6, 12, 19, 21, 26, 29 декабря 2009г. - от 30% до 80% заболевших. В январе 2010г. 90% обратившихся к врачу, было с заболеваниями сердечно-сосудистой системы и АД, причём возраст заболевших не только пенсионный, но и средний. Такая же картина наблюдалась в феврале 2010г.: 17, 18, 22, 28 и другие месяца.

По сведениям ЦРБ г. Починок в день из д. Плоское обращается от 5 до 10 человек. С сердечно-сосудистыми заболеваниями, гипертоническими болезнями обращается от 3 до 7 человек.

На диспансерном учёте по сердечно - сосудистым заболеваниям и гипертоническим болезням 20 человек.

Кроме того, был проведён опрос населения д. Плоское. 20 человек в возрасте от 18 до 30 лет, от 30 до 45 лет, от 45 и далее. Было выявлено, что самое плохое самочувствие наблюдается в дни повышенной солнечной активности. В возрасте от 18 до 30 лет болезнь проходит не так остро как от 45 и выше. Больше всего страдают люди престарелого возраста. У всех симптомы: головная боль в области висков, затылка. Головокружение, мелькание «мушек» перед глазами, носовое кровотечение, сонливость, обморочное состояние.

Таким образом, можно сделать вывод: магнитное поле Земли оказывает существенное влияние на здоровье жителей д. Плоское.

По данным опросам ФАП д. Плоское и Починковской ЦРБ построена диаграмма (см. рис. 19).

Рис. 19. Диаграмма статистических данных

Для того чтобы организм мог безболезненно отреагировать на магнитную бурю, он должен обладать необходимым запасом энергии. А также мог заранее к ней подготовиться. Поэтому наступление магнитных бурь в течение последних десятилетий прогнозируется, составляются прогнозы неблагоприятных для здоровья дней. Для того чтобы уменьшить вредное воздействие этих дней на человека, рекомендуется следующее:

1) лучший способ снять напряжение, оказываемое неблагоприятными днями, - это общение с природой, т.е. прогулки в парке, на берегу реки, по лесу, не менее 5-6 км в день;

2) очень полезна регулярная физическая нагрузка;

3) человек должен помнить, что возникающие в «магнитные» дни отрицательные эмоции временны и преходящи, а боль пройдёт вместе с улучшением погоды.

4) нужна активная жизненная позиция и настрой на поиск положительных эмоций: займитесь творческим трудом, почитайте вечную книгу, сходите в церковь;

5) нельзя себя жалеть и укладывать в постель, но нельзя и переутомляться;

6) чтобы не создавать дополнительную искусственную заторможенность своих нервных реакций, ни в коем случае нельзя принимать алкоголь;

7) полезны успокоительные домашние ванны - 40 мин до сна с температурой воды 37 градусов, продолжительностью 15 мин; снимать напряжение запахом ромашки, мелисы, хмеля, валерианы (можно вдыхать запах цветов)

8) в качестве профилактики в неблагоприятные дни нужно больше употреблять капусты, моркови, свёклы, помидоров, огурцов, лука, фруктов, ягод и не есть чистый сахар.

Магнитные бури человек переносит особенно тяжело в местах с загрязнённым воздухом, поэтому необходимо стремиться сделать воздух в своей местности чище и богаче кислородом.

Заключение

Долог и труден путь, по которому идёт наша наука, стремясь раскрыть тайну намагниченной Земли. Но учёные, следуя по нему, сумели сделать не мало для познания природы земного магнетизма. Пусть им не удалось ещё полностью раскрыть эту великую тайну природы и создать теорию магнетизма земли, но они уже очень близко подошли к ней.

Ещё много предстоит понять в механизме возбуждения геомагнитного поля, чтобы ответить на многочисленные вопросы, связанные с загадкой геомагнитного поля Земли. Немало усилий потребуется от учёных, чтобы высказанные ими наиболее верные предположения о геофизических процессах, определяющих этот механизм, превратить в стройную теорию земного магнетизма.

Однако нет сомнений в том, что выполненные исследования по выявлению характера этих процессов пролили свет на первопричину геомагнетизма и уже сегодня есть все основания, чтобы на фронте грандиозного здания науки рядом с формулой Гильберта: «Земля - большой магнит» - написать не менее впечатляющее утверждение: «Земля - гигантский электромагнит».

Изучив тему реферата «Инверсия магнитного поля Земли и его влияние на человека», проанализировав можно сделать следующие выводы, что:

1. изучение геомагнитного поля требует необходимости, т.к. его изменение связано с жизнью людей на планете;

2. геомагнитное поле резонирует с полем человека и оказывает на него влияние;

3. следуя прогнозам магнитных бурь и рекомендациям врачей, можно безболезненно справиться с недугом в неблагоприятные по геофизическим факторам дни.

Инверсия магнитного поля Земли предъявляет иные требования для человека. Действия и поступки человека не должны влиять на разрушение геомагнитного поля Земли. Если мы будем любить свою Землю, оберегать её, не жить одни днём, а думать о будущем нашей планеты, то и планета поможёт нам выжить.

Так что наше будущее в наших руках!

Список использованной литературы

1. Большая энциклопедия Кирилла и Мефодия, 2002г.

2. Воронцов-Вельяминов. Астрономия. - М.: Просвещение, 1989г.

3. Гальперин Ю.И. Полярные сияния в магнитосфере. - М.: Знание, 1975г.

4. Громов С.В., Физика - 10. - М.: Просвещение, 2002г.

5. Демченко Е.А. Рефераты по астрономии. - Волгоград: Учитель - АСТ, 2002г.

6. Журнал «Химия и жизнь». № 1-12, 2009г.

7. Матвеев А.Н. Механика и теория относительности. - М.: Высшая школа, 1986г.

8. Мезенцев В.М.. Когда помогают невидимки. - М.: Детгиз, 1963г.

9. Почтарёв В.И., Михлин Б.З. Тайна намагниченной Земли. - М.: Педагогика, 1986г.

10. Советский энциклопедический словарь. - М.: Советская энциклопедия, 1990г.

11. Тарасов Л.В. Физика в природе. - М.: Вербум, 2002г.

12. Физическая энциклопедия. Т. 2. -М., Советская энциклопедия, 1990г.

13. Чикуров М.В и др. Интегрированный урок - конференция «Магнитное поле Земли и других планет», журнал «Физика в школе», №7, 2003г.

14. Электромагнитные поля и человеческий мозг, журнал «Физика в школе», № 7, 2003г.