Коротковолновое излучение Солнца оказывает влияние на процессы, происходящие в атмосфере Земли. Так, например, ультрафиолетовые и рентгеновские лучи частично ионизуют слои воздуха, образуя слой земной атмосферы — ионосферу. Ионосфера играет важную роль в осуществлении дальней радиосвязи: радиоволны, идущие от радиопередатчика, прежде чем достичь антенны приемника, многократно отражаются от ионосферы и от поверхности Земли. Состояние ионосферы меняется в зависимости от условий освещения ее Солнцем и от происходящих на Солнце явлений. Поэтому для обеспечения устойчивой радиосвязи приходится учитывать время суток, время года и состояние солнечной активности. Во время наиболее мощных вспышек на Солнце число ионизованных атомов в ионосфере возрастает и радиоволны частично или полностью поглощаются ею. Это приводит к ухудшению или даже к временному прекращению радиосвязи.
Систематическое исследование радиоизлучения Солнца началось только после второй мировой войны, когда выяснилось, что Солнце — мощный источник радиоизлучения. В межпланетное пространство проникают радиоволны, которые излучает хромосфера (сантиметровые волны) и корона (дециметровые и метровые волны) — они и достигают Земли.
Радиоизлучение Солнца имеет две составляющие — постоянную, почти не меняющуюся, и переменную, спорадическую (всплески, «шумовые бури»). Радиоизлучение «спокойного» Солнца объясняется тем, что горячая солнечная плазма всегда излучает радиоволны наряду с электромагнитными колебаниями других длин волн (тепловое радиоизлучение). Во время больших хромосферных вспышек радиоизлучение Солнца возрастает в тысячи и даже миллионы раз по сравнению с радиоизлучением спокойного Солнца. Это радиоизлучение, порожденное быстропротекающими нестационарными процессами, имеет нетепловую природу.
Ряд геофизических явлений (магнитные бури, т. е. кратковременные изменения магнитного поля Земли, полярные сияния и др.) вызван солнечной активностью. Но эти явления происходят не ранее чем через сутки после вспышек на Солнце. Вызываются они не электромагнитным излучением, доходящим до Земли через 8,3 мин, а изверженными корпускулами, которые с опозданием проникают в околоземное пространство.
Корпускулы испускаются Солнцем и тогда, когда на нем нет вспышек и пятен. Непрерывно расширяющаяся корона создает солнечный ветер, охватывающий движущиеся вблизи Солнца планеты и кометы. Вспышки сопровождаются «порывами» солнечного ветра. Эксперименты на космических ракетах и искусственных спутниках Земли позволили непосредственно обнаружить солнечные корпускулы в межпланетном пространстве.
Во время вспышек в межпланетное пространство проникают не только корпускулы, но и магнитное поле — все это определяет «обстановку» в околоземном космическом пространстве. Так, например, солнечный ветер деформирует геомагнитное поле, сжимает его и локализует в пространстве; корпускулы заполняют радиационный пояс. С проникновением корпускул в земную атмосферу связаны полярные сияния. После вспышек на Солнце на Земле происходят магнитные бури. Так, после вспышки 4 августа 1972 г. произошла сильная магнитная буря, нарушившая радиосвязь на коротких волнах, наблюдались полярные сияния и резкое снижение уровня космических лучей, которые шли к нам из глубин Галактики и которым преградили путь изверженные Солнцем плазменные потоки (эффект Форбуша).
Проблема «Солнце — Земля», связывающая солнечную активность с ее воздействием на Землю, находится на стыке нескольких важнейших для человечества наук — астрономии, геофизики, биологии, медицины.Некоторые части этой комплексной проблемы исследуются уже несколько десятилетий, например ионосферные проявления солнечной активности. Здесь удалось не только накопить множество фактов, но и обнаружить закономерности, имеющие большое значение для осуществления бесперебойной радиосвязи (выбор рабочих частот радиосвязи и прогнозы условий радиосвязи).
Давно известно, что колебания магнитной стрелки во время магнитной бури особенно заметны в дневное время и имеют наибольшую амплитуду, иногда достигающую нескольких градусов, в периоды максимума солнечной активности. Хорошо известно и то, что магнитные бури обычно сопровождаются свечением верхних слоев атмосферы. Это полярные сияния — одно из красивейших явлений природы. Необычайная игра красок, внезапная смена спокойного свечения стремительным перемещением дуг, полос и лучей, образующих то гигантские шатры, то величественные занавесы, издавна привлекала к себе людей. Полярные сияния, как правило, наблюдаются в полярных областях земного шара. Но иногда в годы максимумов солнечной активности их можно наблюдать и в средних широтах. В полярных сияниях преобладают два цвета: зеленый и красный. Окраска полярных сияний обусловлена излучением атомов кислорода. Существует связь между явлениями на Солнце и процессами в нижних слоях земной атмосферы. Солнечное излучение воздействует на тропосферу. Выяснение механизма этого воздействия необходимо для метеорологии.
В последнее время все большее внимание ученых привлекают разнообразные явления в биосфере, которые, как показывают наблюдения, связаны с солнечной активностью. Так, биологи отмечают, что в течение 11-летнего цикла солнечной активности происходят изменения в приросте лесонасаждений, условиях существования отдельных видов животных, птиц, насекомых. Врачи заметили, что в годы максимума солнечной активности заметно обостряются некоторые сердечно-сосудистые заболевания и нервные заболевания. Это, в частности, связывается с обнаруженным влиянием геомагнитного поля на различные коллоидные системы, включая кровь человека. Изучение подобных солнечно-земных связей только начинается.Чтобы всесторонне исследовать явления, происходящие на Солнце, проводятся систематические наблюдения Солнца на многочисленных обсерваториях. Изучение воздействия Солнца на Землю требует объединения усилий ученых многих стран.
Поразительные особенности
● Одиночная звезда. По оценкам астрономов, 85 процентов звезд, находящихся вблизи Солнца, представляют собой группы из двух и более звезд, вращающихся относительно друг друга. Такие звезды удерживаются вместе благодаря силе тяготения.
Солнце же — одиночная звезда. В своей книге «Guide to the Sun» астроном Кеннет Филлипс пишет: «Тот факт, что Солнце — одиночная звезда, кажется довольно необычным». Как утверждает Гонсалес, именно поэтому орбита Земли обладает большей стабильностью, что, в свою очередь, способствует благоприятным условиям для существования жизни на нашей планете.
● Массивная звезда. Еще одна особенность, по словам Гонсалеса, приводимым в журнале «Нью сайентист», заключается в том, что «Солнце входит в 10 процентов самых массивных звезд, находящихся поблизости от него». Филлипс отмечает: «Солнце составляет 99,87 процента массы всей Солнечной системы, поэтому его силы тяготения управляют всеми небесными телами этой системы».
Благодаря такой особенности Солнца Земля находится относительно далеко от него — на расстоянии 150 миллионов километров — и все же удерживается на своей орбите. В свою очередь, такое большое расстояние до Солнца защищает все живое на Земле от испепеляющих солнечных лучей.
● Тяжелые элементы. Гонсалес отмечает, что Солнце содержит на 50 процентов больше тяжелых элементов,— таких, как углерод, азот, кислород, магний, кремний, железо и прочие,— чем другие звезды такого же возраста и типа. В этом отношении наше Солнце выделяется на фоне себе подобных. «Содержание тяжелых элементов на Солнце очень низко,— отмечает Филлипс,— но на некоторых звездах... содержание тяжелых элементов еще более низкое». Звезды с таким содержанием тяжелых элементов, как у Солнца, составляют отдельную категорию, так называемое звездное население I типа.
Как это влияет на существование жизни на Земле? Дело в том, что тяжелые элементы необходимы для поддержания жизни. Но эти элементы редкие, они составляют менее одного процента Вселенной. Однако наша Земля состоит почти полностью из тяжелых элементов. Почему? Потому что, как утверждают астрономы, Земля вращается вокруг необычной домашней звезды — нашего Солнца.
● Менее эллиптическая орбита. Еще одно преимущество Солнца связано с тем, что оно относится к звездному населению I типа. Такие звезды обычно вращаются по почти круговым орбитам вокруг центра Галактики»,— говорится в книге «Guide to the Sun». Орбита Солнца менее эллиптическая, чем орбиты других звезд такого же типа и возраста. Почему это важно для существования жизни на Земле? Потому что круговая орбита Солнца не позволяет ему внедриться во внутренние области Галактики, где часто происходят вспышки сверхновых (взрывающихся) звезд.
● Спокойное Солнце. С этим связан еще один интересный факт о звезде нашей Солнечной системы. По сравнению с другими звездами никакой заметной изменчивости в излучении Солнца нет. Иными словами, его ослепительный блеск удивительно ровен и постоянен.
Такое относительно постоянное и ровное свечение Солнца крайне существенно для жизни на Земле. «Само наше присутствие на этой планете,— говорит ученый Карл Хуфбауэр,— уже доказывает, что светимость Солнца — один из самых стабильных природных факторов».
● Наклонение орбиты. Орбита Солнца лишь слегка наклонена к плоскости нашей Галактики, Млечного пути. Это означает, что угол между плоскостью орбиты Солнца и плоскостью нашей Галактики очень мал. Какая польза от этого живым организмам на Земле?
Далеко за пределами Солнечной системы нас окружает огромное сферической формы скопление комет, называемое облаком Оорта. Если бы наклонение орбиты Солнца по отношению к плоскости нашей Галактики было больше, то Солнце резко бы пересекло плоскость нашей Галактики, что могло бы вызвать гравитационное возмущение в облаке Оорта. К чему бы это привело? На Землю, по словам астрономов, обрушился бы град комет, что вызвало бы катастрофу.
О чем говорят нам солнечные затмения?
В нашей Солнечной системе по меньшей мере 60 лун, вращающихся вокруг семи из девяти планет этой системы. Однако Земля, по всей видимости, единственная планета Солнечной системы, с которой можно наблюдать живописные зрелища — полные затмения. Почему это так?
Солнечное затмение наблюдается, когда Луна находится между Солнцем и Землей. Чтобы Луна точно закрыла собой Солнце, видимые размеры Солнца и Луны должны приблизительно совпасть. Именно так все и происходит! Хотя диаметр Солнца в 400 раз больше диаметра Луны, расстояние от Солнца до Земли примерно в 400 раз больше, чем расстояние от Земли до Луны.
Но существующее расстояние от Земли до Солнца — а значит, и кажущийся размер Солнца — не только условие для полного солнечного затмения. Это также чрезвычайно важное условие существования жизни на Земле. По его словам, «если бы мы были чуть ближе к Солнцу или чуть дальше от него, на Земле был бы палящий зной или леденящий холод, и она стала бы необитаемой».
Но и это еще не все. Луна — необычно большой спутник Земли — тоже способствует существованию жизни на нашей планете, поскольку силы притяжения Луны обеспечивают более ровное вращение Земли вокруг своей оси. Менее равномерное вращение Земли привело бы к катастрофически резким колебаниям климата. Таким образом, чтобы на Земле существовала жизнь, необходим целый ряд условий: определенное расстояние между Солнцем и Землей, определенный размер Луны, а также множество других условий, связанных с природой Солнца.
Заключение
Как автомобиль с умело отлаженными механизмами говорит нам кое-что о мастерстве работавшего с ним автомеханика, так и наше Солнце — в сравнении с другими небесными телами — говорит нам многое. Исключительные особенности нашей домашней звезды, благодаря которым на Земле существует жизнь, ясно свидетельствуют о том, что эта звезда — дело рук мудрого и всесильного Конструктора и Творца.
Литература
1. Энциклопедия для детей. Т.8. Астрономия. – 2-е изд., испр. /Глав. ред. М.Д. Аксёнова. – М.: Аванта+, 1998.
2. И.С. Шкловский. Звезды: их рождение, жизнь и смерть. – М.: Наука, 1997.
3. И.С. Шкловский. Вселенная, жизнь, разум. – М.: Наука, 1976.
4. «Пробудитесь»
5. Интернет
Страницы: 1, 2, 3
