Космические лучи и видообразование
Так как в период инверсии величина магнитного поля значительно понижается (хотя и не достигает нулевого значения) и оно перестает выполнять свои защитные функции, то поток вторичного космического излучение, особенно нуклонная составляющая (нейтроны) будет иметь максимальное значение на всех широтах, т.к. интенсивность нуклонного компонента вторичных космических лучей (нейтронов) довольно сильно зависит от изменения геомагнитного порога (Рис.3) [27−28]. Модуляция вторичных нейтронов может достигать 10000%, тогда как модуляция общеионизующего компонента не превышает 50%. Вторичные нейтроны вносят основной вклад в естественный радиационный фон нашей планеты [27]. Общая формула пространственного распределения нейтронного потока была получена в работе [27]:
(1)
где
– интенсивность нейтронов у поверхности
Земли;
– геомагнитная жесткость – величина,
характеризующая минимальную энергию,
которой должна обладать частица для
того, чтобы достичь пункта на поверхности
Земли с заданными географическими
координатами;
– постоянные коэффициенты.
В
периоды инверсии геомагнитного поля
геомагнитная жесткость
резко уменьшается, фактически приближаясь
к нулю.. Выражение (1) позволяет рассчитать
интенсивность нейтронов во время
инверсии геомагнитного поля в области
полярных широт
и экваториальных широт
.
Соответствующие значения равны:
и
.
Отношение
Видно, что распределение нейтронного
потока по поверхности Земли стало
практически изотропным, и интенсивность
потока увеличилась в 1000 раз. Столь резкое
увеличение интенсивности нейтронов
обусловлено проникновением в атмосферу
Земли малоэнергетичных солнечных
протонов.
Следовательно, можно предположить, что если атмосферные нейтроны ответственны за некоторые вышеупомянутые мутации, то число подобных мутаций резко увеличится. Конкретный физический механизм данных мутаций предстоит дальнейшему исследованию. Считается, что одним из основных процессов, приводящим к образованию новых видов, является мутация полиплоидии [29]. Подобная мутация проявляется в появлении клеток с двумя ядрами. Согласно работе [32] средняя скорость эволюции молекулы гемоглобина была не постоянна, а имела максимум 400-500 млн. лет назад, в.
рис. 3. Пространственное распределение вторичных нейтронов
как функция географической широты
при минимальной солнечной активности в Северном а) и Южном полушариях б) [65]
эпоху выхода животных из Мирового океана на поверхность, что совпадает с периодом одной из инверсий магнитного поля (Табл. № 1). Поэтому, именно в этот промежуток времени должен наблюдаться процесс наиболее интенсивного видообразования. Этот эффект должен проявляться в аномально высокой скорости вымирания видов [29−31], которую можно оценить по смене видов ископаемых останков.
Рассмотрим
основное уравнение популяционной
генетики []. Пусть в постоянном магнитном
поле динамика частоты
гена
описывается уравнением:
(2)
где
,
– коэффициенты приспособленности;
– частота мутаций;
– частота обратных мутаций.
Положим,
что параметр
прямо пропорционален интенсивности
нейтронного потока
:
.
Тогда, в стационарном состоянии
и уравнение (1) принимает вид:
(3)
В
случае, если
то
.
Следовательно, если интенсивность
потока возрастает в
раз, то
и число стационарных состояний линейно
растет (Рис.4). На Рис. 5 показано отношение
стационарных состояний при минимальной
и максимальной интенсивностях нейтронного
потока. Видно, что отношение
с увеличением
линейно возрастает.
На
Рис. 6–7 приведены решения уравнения
(2) для различных временных интервалов
(отсчет ведется от некоторого условного
нулевого момента). Из Рис. 6 видно, что
изменение частоты
некоторого гена
при постоянных внешних условиях
происходит за довольно короткие временные
интервалы, далее частота
остается постоянной на всем выбранном
временном интервале. В случае изменения
параметра мутации
,
например в результате резкого увеличения
интенсивности нуклонов
,
изменение частоты
происходит практически мгновенно, и
далее, как и на Рис. 6, остается постоянным.
Таким образом, в свете вышеприведенных данных, в периоды инверсии геомагнитного поля, когда поток атмосферных нейтронов максимален, число подобных мутаций должно резко возрасти, что приведет к взрывному характеру образования новых видов. Это свидетельствует в пользу концепции эктогенетического неокатастрофизма.
Рис.
4. Число стационарных состояний при
минимальной
и максимальной
интенсивностях нейтронного потока
Рис. 5. Отношение стационарных состояний .
Рис. 6. Решение уравнения (2) при неизменных внешних условиях
Рис. 7. Решение уравнения (2) при измененном значении параметра мутации вследствие вариаций геомагнитного поля
Выводы
Новейшие исследования позволяют сделать вывод, что вторичные атмосферные нейтроны играли и продолжают играть значительную роль в процессах биологической эволюции. Время возникновения новых биологических видов совпадает со временем инверсии геомагнитного поля планеты, когда интенсивность атмосферных нейтронов максимальна и равномерно распределена по географическим координатам (широтный эффект отсутствует), что свидетельствует в пользу теории эктогенетического неокатастрофизма. А так как нейтронное излучение обладает максимальным биологическим воздействием, то, скорее всего, именно атмосферным нейтронам принадлежит очень существенная роль в данных процессах.