Исследовательская работа «Влияние магнитных бурь на организм человека»

Исследовательская работа

«Влияние магнитных бурь на организм человека»

г. Куйбышев, Новосибирская область

Содержание.

1. Введение: проектная идея 3

1. Цели и задачи 4

1. Источники магнитного поля Земли и его природа 5

1. Виды изменений магнитного поля Земли 7

1. Процессы, происходящие на Солнце 8

1. Влияние магнитных бурь на организм человека 10

1. Причины воздействия магнитных бурь на человека 12

2. Способы защиты от магнитных бурь 14

3. Исследование 20

4. Прогнозирование космических аномалий 22

5. Выводы 23

6. Литература 24

Проектная идея.

Когда я училась в начальных классах, то часто наблюдала за своей бабушкой. Иногда она жаловалась на своё плохое самочувствие и в этом обвиняла влияние магнитных бурь. Мне было это интересно, а что же это такое - магнитные бури? При изучении физики я узнала, что такое магнитное поле Земли и что оно изменяется, а магнитные бури действительно существуют. Но этой информации мне было не достаточно, и у меня возникла идея подробнее изучить, что такое магнитные бури и как они влияют на живые организмы, а конкретнее на организм человека. Над этим вопросом я работала более года.

Цели и задачи проекта.

Цель работы: рассказать о магнитных бурях и доказать необходимость исследования этого явления.

Задачи:

• Объяснить причины возникновения магнитных бурь.

• Узнать о последствиях магнитных бурь.

• Понять принцип действия магнитных бурь.

• Ознакомиться с достижениями науки в этой области.

• Исследовать влияние магнитных бурь на организм человека.

Источники магнитного поля Земли и его природа

Сегодня мы знаем, что одна из особенностей Земли как планеты - наличие у неё магнитного поля.

Что же является источником этого магнитного поля? По современным взглядам первая причина - это процессы, происходящие в недрах Земли. Ядро

Земли является жидким и состоит из железа; в нём циркулируют круговые токи, которые и порождают земное магнитное поле: вокруг токов всегда есть магнитное поле.

В 1958 году при помощи космических аппаратов, российские и американские учёные открыли существование вокруг Земли двух «поясов». Эти «пояса» (их называют радиационными) состоят из движущихся потоков заряженных частиц - протонов и электронов, которые создают кольцевой ток. Таким образом, радиационные пояса - вторая причина существования у Земли магнитного поля. В грубом приближении на не слишком больших расстояниях от поверхности планеты её магнитное поле напоминает поле 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.

Ещё одна интересная особенность этих полюсов: они постепенно смещаются. На основе изучения намагниченности извергнутых из глубин Земли и осадочных пород на морском дне получены данные, говорящие о том, что магнитное поле Земли некогда имело почти противоположное направление по сравнению с нынешним.

Виды изменений магнитного поля Земли

Магнитное поле Земли образует магнитосферу нашей планеты. Она простирается на расстоянии 70- 80 тыс. км. В направлении на Солнце и на многие миллионы километров - в противоположную сторону.

В некоторых районах Земли величина, характеризующая её магнитное поле, всегда резко отличается от средних значений. Это ненормальность - аномалия. Большинство аномалий объясняется залеганием под поверхностью Земли горных пород, содержащих железные руды. Примерами могут служить такие места, как Криворожский бассейн, Горная Шория, Курская магнитная аномалия.

Кратковременные изменения, называемые магнитными бурями, вызывают вспышки на Солнце и сопровождающие их выбросы потоков заряженных частиц.

Особенно сильные магнитные бури возникают в том случае, когда такой поток охватывает всю Землю.

Процессы, происходящие на Солнце.

«Солнечная активность» («СА») — термин, характеризирующий текущую солнечную радиацию, ее спектральное распределение, сопутствующие электромагнитные явления и изменения во времени этих характеристик Солнца.

Связь изменений СА и климата Земли исследуется начиная с 1900 года. Ч.Г.Аббот из Смитсонианской обсерватории (САО) был занят изучением активности Солнца. Позже, будучи уже главой САО, он учредил солнечную обсерватарию в Калама (Чили) для дополнения наблюдений, которые проводились в Маунт-Вильсон. Результатом этой работы стало определение 27 гармонических периодов СА в пределах цикла Хейла, включая циклы периодом 7, 13 и 39 месяцев. Также прослеживалась связь этих периодов с погодой посредством сопоставления солнечных трендов с температурой и уровнем осадков в городах. С появлением дисциплины дендрохронологии начались попытки установить связь скорости роста деревьев с текущей СА и последующей интерпретацией прежних периодов. Статистические исследования связи погоды и климата с СА были популярны на протяжении столетий, начиная, по крайней мере, с 1801 года, когда У.Гершель заметил связь между количеством солнечных пятен и ценами на пшеницу. Сейчас эта связь устанавливается с использованием обширных наборов данных, полученных наземными станциями и метеорологическими спутниками, с применением погодных моделей и наблюдений текущей активности Солнца.

Взаимодействие частиц солнечного ветра, магнитного поля Солнца и магнитного поля Земли приводит к изменениям потока заряженных частиц и электромагнитных полей около планеты. Экстремальные солнечные явления могут воздействовать и нарушать работу электрических устройств, в первую очередь работу искусственных спутников Земли. Ослабление активности Солнца считается причиной увеличения межзвездного космического излучения, достигающего окрестности Земли, что может служить причиной образования облачности, тем самым усиливая охлаждающий эффект на климат.

Земные полярные сияния являются видимым результатом взаимодействия солнечного ветра, солнечной и земной магнитосфер и атмосферы. Экстремальные явления, связанные с СА, приводят к значительным возмущениям магнитного поля Земли, что становится причиной геомагнитных бурь.

Влияние магнитных бурь на организм человека

Мы живем в магнитном поле Земли. Замечает наш организм это магнитное поле или нет? А если замечает, то в чем это проявляется?

Магнитное поле Земли (геомагнетизм) – один из факторов воздействия среды обитания на человека и живые существа, его относят к геофизическим факторам. Действие геомагнетизма на здоровье человека может быть благоприятным и неблагоприятным в зависимости от силы воздействия.

Магнитные бури нередко сопровождаются головными болями, мигренями, учащённым сердцебиением, бессонницей, плохим самочувствием, снижением жизненного тонуса, резким изменением давления.

Что же происходит? Во время магнитных бурь образуются агрегаты кровеносных телец (у здоровых людей – в меньшей степени), т.е. кровь густеет. Из-за такого сгущения крови ухудшается кислородный обмен, и первыми реагируют на нехватку кислорода мозг и нервные окончания. Чувствителен также эпифиз, вырабатывающий меланин, – вещество, которое регулирует, в частности, обмен веществ, отвечает за адаптацию организма к неблагоприятным условиям, является антиоксидантом, укрепляет иммунитет и ответствен за суточные биоритмы. У кардиологических больных выработка меланина подавляется, что может привести к серьёзным поломкам в организме. Нет никого, кто был бы свободен от воздействия геомагнитного поля.

В наше время все знают о неблагоприятных днях (когда сильны магнитные возмущения). Реакции организма человека на магнитные бури зависит от его возраста, пола и реактивности нервной системы, состояния здоровья. Мужчины более подвержены воздействию магнитных бурь, чем женщины.

Наибольшей чувствительностью обладает нервная система.

Причины воздействия магнитных бурь на человека.

Мы реагируем на бурю как на сигнал предупреждения о возможной опасности. Организм впадает в стресс, мобилизирует все силы для борьбы. Так что метеозависимость – один из способов борьбы за выживание. Известно, что магнитное поле действует на движущиеся электрические заряды, электрические токи, постоянные 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 токов и зарядов в живом организме имеются маленькие магнитики – молекулы различных веществ, прежде всего воды. Известно, что магниты взаимодействуют. Именно поэтому меняющееся магнитное поле вызывает переориентацию этих маленьких магнитиков в организме. Отклоняясь от обычного направления, они перестают нормально выполнять свои функции, от чего начинает страдать весь организм. В организме человека возникают дополнительные биотоки, что ещё больше нарушает нормальную жизнедеятельность. Практически всё это обусловлено тем обстоятельством, что живой организм является системой электромагнитной и все его функции обеспечиваются благодаря электромагнитным процессам.

Ученые Института космических исследований РАН, Института физики Земли РАН и Московской медицинской академии им. Сеченова разгадали тайну магнитных бурь, влияющих на здоровье людей. Плохое самочувствие без видимых причин многие из нас привычно списывают на "магнитные бури", которые по-научному называются геомагнитными возмущениями. Это реакция магнитного поля Земли на воздействие солнечного ветра, то есть потоки заряженных частиц, которые усиливаются во время вспышек на Солнце. Темой заинтересовались ученые и стали исследовать статистику, которую накопили в разных больницах. Она показывала, что в дни бурь или после них возрастает число инфарктов, инсультов, приступов сердечной недостаточности. И вот – новое исследование.

- Мы проанализировали медицинскую статистику по внезапной смерти от инфаркта миокарда в Болгарии за 25 лет, а затем информацию о вызовах "скорой помощи" в Москве за долгий период, - комментирует свою работу "Известиям" руководитель группы доктор физико-математических наук Тамара Бреус, - и обнаружили, что количество инфарктов и инсультов увеличивается в те дни, когда в ходе магнитных бурь наблюдаются так называемые "жемчужины", или электромагнитные микропульсации с частотой 0,5-2,0 герца (с периодом 1-3 с). Эта частота совпадает с ритмом биения сердца. Ранее было показано: когда организм человека оказывается в таком электромагнитном поле, может возникнуть сбой сердечного ритма, развиться фибрилляция, то есть хаотичное, беспорядочное сокращение сердечной мышцы. Это состояние опасно для жизни.

По подсчетам наших ученых, которые являются мировыми лидерами в этом научном направлении, количество инфарктов в дни сильных магнитных возмущений в Москве возрастает на 13%, инсультов - на 7,5%. Причем в зимнее время почти все бури, сопровождающиеся такими пульсациями, даже слабой интенсивности, активны, а летом их влияние меньше. Руководитель лаборатории хрономедицины ММА им. Сеченова доктор медицинских наук Семен Раппопорт считает: причина в том, что в зимнее время организм человека ослаблен, и это повышает его чувствительность к микропульсациям. Изучая биотропные факторы внешней среды, врачи смогут разрабатывать модели профилактики, вовремя предупреждать сердечнососудистые катастрофы.

Способы защиты от магнитных бурь.

С физической точки зрения можно оградить человека от такого рода вредных влияний природной среды. В роли спасителя может выступать металл. Но для того, чтобы помочь больным в период магнитных бурь нужно иметь экранированные металлом помещения. Это не реально.

В реальных же условиях в периоды магнитных бурь люди остаются незащищёнными. Поэтому большое значение имеют заблаговременные прогнозы магнитоактивных дней.

1. Влияние на состояние здоровья

Магнитные бури, перепады атмосферного давления, смена температур оказывают неблагоприятное действие на здоровье людей. Многие чувствуют предстоящее изменение погоды. Накануне люди с ослабленным здоровьем испытывают боли в суставах, сердце, головную боль, плохо спят и т. д.

Сердечно – сосудистая и кровеносная система

Во время магнитных бурь наблюдается ухудшение состояния больных, страдающих сердечнососудистыми заболеваниями, повышается артериальное давление, ухудшается коронарное кровообращение. Магнитные бури вызывают в организме человека, страдающего заболеваниями сердечнососудистой системы, обострения (инфаркт миокарда, инсульт, гипертонический криз и т. д.).

Сейчас, когда мы заранее узнаём время наступления магнитных бурь, то можем заранее предупредить эти обострения. Чтобы уберечь организм человека от ухудшения здоровья, нужно еще до наступления неблагоприятной погоды любыми способами укреплять здоровье. Это достигается не только медикаментозными средствами.

Органы дыхания

Магнитные бури оказывают неблагоприятное влияние на больных, страдающих заболеваниями органов дыхания. Под действием магнитных бурь изменяются биоритмы. Состояние одних больных ухудшается до магнитных бурь, а других — после. Приспосабливаемость таких больных к условиям магнитных бурь очень мала.

Центральная нервная система

Во время магнитных бурь наблюдается ухудшение состояния людей, страдающих психическими заболеваниями. Увеличивается число несчастных случаев и травматизма на транспорте.

Центральная и вегетативная нервные системы очень чувствительны к геофизическим явлениям.

Другие заболевания

Чем дальше на Север, тем интенсивнее возмущенность магнитного поля во время магнитных бурь. И чем дальше на Север, тем сильнее влияние магнитных бурь на состояние здоровья людей.

Возрастает число преждевременных родов, токсикозов; в этот период наибольшая заболеваемость раком, обострение глазных болезней

1. Влияние на психологическое состояние

Медикам давно известно, что на низкочастотные колебания весьма чутко реагирует психика. Например, нарастающее чувство страха, перерастающее в панику, возникает у некоторых людей перед землетрясением – таким образом, они реагируют на ритмичные подземные толчки и низкочастотные волны, возникающие при этом.

В группе риска оказываются люди, работа которых связана с хроническим стрессом: руководители различных рангов, а также трудоголики. Еще большей опасности подвергаются нервные и неуравновешенные люди.

1. Использование рекомендаций.

Прежде всего, нет никаких основа­ний бояться магнитных бурь, ведь они бывают почти так же часто, как и по­недельники. Тем более нет причин бо­яться очень сильных магнитных бурь, сведения о которых чаще всего и по­падают на экраны телевизоров и поло­сы газет: слишком быстрые изменения магнитного поля Земли неблагоприят­ны для генерации как микропульсаций магнитного поля, так и атмосферных флуктуации, их амплитуда в такие пе­риоды может даже уменьшиться. Ви­димо, еще более сдержанно следует относиться к долгосрочным прогнозам неблагоприятных дней. Даже зная, что возмущение на Солнце уже началось, не всегда удается точно указать день, когда начнется возмущение на Земле.

Еще сложнее составлять месячные прогнозы, когда приходится одновре­менно прогнозировать и вероятность события на Солнце, и его последствий. При такой заблаговременности, самое лучшее, можно указать интервал вре­мени продолжительностью 3-6 дней, когда возмущения более вероятны, но никак не конкретный день.

Ни одно воздействие, даже самое благоприятное, не обходится без хотя бы небольшой нагрузки на организм. Сле­довательно, заботясь о своем здоровье, мы помогаем ему не просто избавиться от нежелательных последствий солнеч­ного влияния, но и добиться положи­тельного результата: повышается рабо­тоспособность, внимание, улучшается память. Если от проблем со здоровьем не удается избавиться, то помощь может понадобиться, но самая обычная, так как магнитная буря не привносит в работу организма ничего принципиально ново­го. Если кому-то помогал корвалол, то, вероятнее всего, что и во время магнит­ной бури поможет этот же препарат.

Сложнее объяснить увеличение чис­ла травм, ведь и на производстве, и за рулем автомобиля находятся достаточ­но здоровые люди. Судя по субъектив­ным ощущениям, можно допустить, что имеют место две принципиально раз­ные причины, приводящие к травмам и авариям. В начале магнитной бури — это снижение внимания, связанное с сонливостью и головными болями, т. е. с расстройствами на уровне регулирую­щих систем организма. Сильнее такие расстройства будут выражены у пожи­лых людей. Их возникновение не про­тиворечит тезису о первичном благопри­ятном воздействии солнечной активно­сти на организм, так как для достиже­ния положительного эффекта также не­обходимы определенные усилия, кото­рые для пожилого организма могут оказаться чрезмерными.

Следовательно, здесь наиболее важ­ной причиной, увеличивающей веро­ятность неблагоприятных последствий, может выступать не самочувствие, а степень загруженности человека по­вседневными заботами. Анализ стати­стических данных позволяет говорить примерно о 3000 дополнительных травм в год в крупном городе, в том числе среди здоровых людей. Совершенно очевидна и рекомендация: спешите медленно! Значительно безопаснее до­стигать высоких результатов не непре­рывным «штурмом», а за счет четкой ритмической организации труда. И это не потому, что так требует начальник, а потому, что ритмичная деятельность как нельзя лучше согласуется с рабо­той нашего организма, в котором прак­тически все процессы организованы в ритмы разной продолжительности.

Главное правило состоит в том, чтобы повышать резервные возможности организма. Для того, чтобы не реагировать на метеоусловия, необходимо правильно организовать режим работы и отдыха, питание.

Начало формы

Избегайте сильных нагрузок. Но найдите время для прогулки.
Изыщите возможность вздремнуть днём минут 30–40.
Благоприятное влияние окажет контрастный душ в течение 20 минут. Это прекрасная зарядка для сосудов, сердца и мозга.
Можно принять ванну из настоя листьев мяты перечной, мелиссы, травы зверобоя или тысячелистника с добавлением чеснока.
Чтобы уберечь пищеварение, перед каждым приёмом пищи пить свежевыжатые овощные и фруктовые соки, подсоленную минеральную воду или воду с лимонным соком. В течение дня обязательно включайте в меню рыбу, морскую капусту, фасоль, чечевицу, картофель в мундире, клюкву, печёные яблоки и свёклу. Включите в свой рацион также несколько бананов, богатых калием, недостаток которого нередко становится причиной нарушений сердечного ритма. В вечерние часы употребляйте только богатую углеводами пищу, а за 3–4 часа до сна воздержитесь от еды.
Сделайте массаж головы, передней поверхности грудной клетки, шеи и живота с использованием таких приёмов, как поглаживание, разминание и растирание. На голове массаж делают от затылка к темени, затем массируют лобную и височную области. В период магнитных бурь избегайте встреч с конфликтными людьми и не принимайте ответственных решений.
Тем, кто реагирует на геомагнитные неурядицы нервозностью, тревогой, бессонницей, помогут простые успокоительные средства — валерьянка, настойка пиона.

Занятия физической культурой

Занятия физической культурой способствуют повышению устойчивости организма к действию неблагоприятных внешних факторов и усилению приспособляемости организма. Физические нагрузки способствуют улучшению обмена и кровообращения, активизации восстановительных процессов, питанию органов, укрепляется нервная система.

Предлагается комплекс упражнений.

Упражнение № 1. Исходное положение — стоя, руки на бедрах. Сделать медленный, умеренной глубины вдох, втянуть живот, резко и сильно выдохнуть.

Упражнение № 2. То же исходное положение. Сделать резкий и сильный выдох, максимально втянуть живот и задержать дыхание на 6—8 секунд. Свободно расслабить мышцы брюшной полости.

Упражнение № 3. Исходное положение — сидя на полу с поджатыми ногами. Спина выпрямлена, руки на коленях. Голова опущена, глаза закрыты или подняты вверх, мышцы лица, шеи,

плеч, рук и ног полностью расслаблены. Сделать медленный, умеренной глубины вдох и вновь задержать дыхание на 1—2 сек.

Упражнение № 4. Медленно вдохнуть 1—2 сек., задержать дыхание — 2 сек. Несколько раз повторить.

Циркулярные упражнения.

1) Ходьба на месте в быстром темпе или бег на месте.

2) Руки с эспандером вытянуть вперед. Растянуть эспандер — вдох, отпустить — выдох. Повторить 15—20 раз.

3) Поставить ноги шире плеч, руки с эспандером поднять над головой. Растянуть эспандер, наклониться вперед-вниз.

4) Лежа на спине, руки за головой. Сесть, достать руками пальцы вытянутых ног, втянуть живот. Сгибание — выдох. Повторять 15—20 раз.

5) Лежа на спине, руки вытянуть вдоль туловища. Поднять выпрямленные ноги, продолжая движение, коснуться пальцами ног пола за головой.

6) Ноги на ширине плеч, руки за головой, локти в сторону. Не отклоняя туловища вперед или назад, перенести вес тела на согнутую ногу, Сделать глубокий полуприсест - выдох.

Исследование

Мы провели своё небольшое исследование с целью выяснения влияния магнитных бурь на организм человека. Объектом для наблюдений взяли учащихся своего класса: 10 человек в возрасте 14-16 лет.

Влияние на состояние здоровья.

Наблюдения проводились совместно с медицинскими работниками.

После использования рекомендаций обращение к мед. работникам уменьшилось.

Влияние на психологическое состояние

Ссоры и конфликты в классе увеличивались, в геомагнитные дни обращались к психологу.

Влияние на учебную деятельность.

В дни магнитных бурь успеваемость ниже, чем в другие дни, активность на уроках снижалась.

Рекомендации:

• Не проводить контрольных работ

• На уроках проводить физ. минутки

• Релаксационные упражнения.

Прогнозирование космических аномалий.

Сегодня информацию о состоянии космической среды поставляет в основном центр космического окружения США. Но государственные интересы России требуют создания собственной надёжной системы регистрации и прогнозирования космических событий, а также службы оповещения об опасных проявлениях космической погоды. Специальная комиссия Российской академии наук под руководством директора Института солнечно-земной физики Сибирского отделения РАН академика Г.А.Жеребцова разработала концепцию отечественной программы «Космическая погода». Она может быть реализована на базе уже созданной сети гелиофизических и геофизических обсерваторий (правда, в последние годы часть из них закрыта и нуждается в восстановлении), а также физических научных институтов, связанных с разработкой космической тематики.

Чтобы использовать знания о космической погоде в прогнозах, необходимо не просто собирать данные, а осмысливать их, строить теоретические модели, обобщать все сведения в целостную картину. Для этого нужен комплекс наблюдательных, инженерных, теоретических работ. Российские учёные имеют хорошие результаты в области исследований солнечной активности, межпланетной среды, магнитосферы, ионосферы и нейтральной атмосферы Земли. Разработаны опытные образцы уникальных приборов. например, специалисты Нижегородского научно-исследовательского радиофизического института создали оригинальный детектор – космический томограф, – который с поверхности Земли одновременно может вести наблюдения по множеству направлений.

Кроме того, в России есть станции, расположенные в уникальных местах, как, например, полярная обсерватория Тикси, где наиболее ярко проявляется космическая непогода: сюда попадают большие потоки частиц, вызывающие возмущение атмосферы. У России есть реальные шансы выйти на ведущее место в изучении этого вопроса.

Выводы: В магнитоактивные дни происходит резкое ухудшение здоровья человека, увеличивается число аварий, конфликтов, преступлений. Поэтому в такие дни рекомендуется:

– исключить алкоголь, физические нагрузки, жирное и сладкое;

– сердечным больным держать под рукой привычные лекарства;

– делать компрессы из эвкалиптового масла, компрессы с мазями из донника, хмеля и зверобоя. Мази легко приготовить в домашних условиях: две столовые ложки свежесушёных и истолчённых в порошок равных частей растений смешивают с 50 г вазелина и тщательно растирают. Хранится мазь в прохладном, тёмном месте;

– активизировать тканевый обмен, принимая сок из свежих листьев алоэ (в свежем виде 2 раза в день за 20 мин до еды); настойку эвкалипта (по 15 капель 3 раза в день после еды); чай из листьев земляники; валерьянку, настойку пиона; чёрную смородину, абрикос, персик, чернику.

Литература:

1. Гальперин Ю.И. Полярные сияния в магнитосфере. – М.: Знание, 1975 – С.58

2. Дубинин Э. М., Подгорный И.М. Магнитное поле небесных тел. – М. Знание, 1980

3. Космонавтика: энциклопедия – М. 1985

4. Кучер Т. В., Колпощикова И.Ф. Медицинская география – М. просвещение , 1996

5. Энциклопедия для детей Т. 8. Астрономия. – М:Аванта + , 2002, - с.507 - 570

24