4. Естественный фон. Солнечное излучение

В окружающей нас природной среде имеются источники, со­здающие шумовой, электростатический и электромагнитный естест­венный фон Земли. Естественные источники можно разделить на постоянно действующие (например, космические пыль и излучения, магнитное поле Земли, солнечное излучение, морской прибой, ат­мосферное электричество и т. п.) и кратковременные (гром, молния, извержение вулкана и т. д.).

К основным источникам, создающим электромагнитный и шу­мовой фон, относятся Солнце, магнитосфера, атмосферное элект­ричество.

Наряду с электромагнитным фоном в биосфере всегда присут­ствуют шумы естественного происхождения с широким спектраль­ным диапазоном и разной интенсивностью (от тихого шелеста листьев до грохота при извержении вулканов и грозовых разрядах). Все составляющие естественного фона взаимосвязаны и взаимоза­висимы.

Среди естественных источников, создающих электромагнитный фон, основным, безусловно, является Солнце, играющее огромное значение для поддержания жизни на Земле. Солнце является цент­ральным телом нашей планетной системы и ее основным источни­ком энергии, которая возникает вследствие термоядерной реакции, протекающей в его ядре. Возможность протекания этой реакции обеспечивается чрезвычайно высокими давлениями (примерно 250 миллиардов атмосфер) и температурами (~1,5 10⁸ К), возника­ющими вследствие собственной гравитации из-за гигантской массы Солнца, примерно равной 2∙10³⁰ кг, что составляет 99,87 % всей массы Солнечной системы. Плотность вещества в его ядре достига­ет примерно 160 г/см³.

В результате реакции, происходящей в ядре Солнца, воз­никает излучение очень высоких частот, которое за счет рассеяния, поглощения, реэмиссии и других процессов по мере продвижения к периферийным областям Солнца испускается в виде квантов ультрафиолетового, видимого и инфракрасного диапазонов. При этом присутствует и корпускулярное излучение. При среднем рас­стоянии от Земли до Солнца полное количество падающего излуче­ния за время 60 сек. на площадь в один квадратный сантиметр составляет около 1,97 ккал. Эта величина названа солнечной посто­янной и колебание ее не превышает одного процента. По этой величине можно судить о постоянстве солнечного излучения. Если эта величина увеличилась бы на 10%, то наша Земля превратилась бы в пустыню, а в случае уменьшения этой постоянной на 10% – Земля покрылась бы тонким слоем льда. При общей мощности Солнца, равной примерно 3,83∙10²⁶ Вт, на Землю приходится около 2∙10¹⁷ Вт.

Роль солнечного излучения для биосферы огромна. Оно является одним из главных источников высококачественной, экологически чистой энергии нашей планеты, под влиянием которого зародилась жизнь на Земле.

Электромагнитный фон в окружающей нас природной среде, в основном, определяется под воздействием солнечного ветра, который представляет собой поток электромагнитной энергии и по­ток заряженных частиц, взаимодействующих с магнитным полем Земли.

Получаемая Землей энергия Солнца остается постоянной, что является фактором стационарности теплового естественного баланса земной планеты. Солнечные вспышки не оказывают кардинального значения на энергетический баланс Земли. Однако солнечные вспыш­ки оказывают существенное влияние на многие биохимические, био­физические процессы. Солнце, в конечном счете, является одним из основных источников энергии Земли не только в виде постоянной подачи электромагнитной энергии, но и других источников энергии, таких, как органическое топливо (уголь, нефть, торф, газ и т. п.), механическая энергия ветра, морского прибоя и т. д., происхождение которых во многом обусловлено солнечным излучением. Солнечно-земные связи настолько переплетены, что невозможно разграничить условия существования и развития биосферы от воздействия солнеч­ного излучения.

В настоящее время интенсивно изучаются все стороны взаимодей­ствия солнечного излучения с биосферой Земли, так как это имеет большое значение для понимания всех процессов, происходящих в та­кой сложной, упорядоченной, диссипативной, неравновесной системе, как «человек – окружающая среда». Солнечно-земные связи изуча­ются не только гелиобиологией, гелиогеофизикой, гелиометеорологией, но и экологией.