Название: Экология - Степановский А.С.

Жанр: Экология

Рейтинг:

Просмотров: 2290

К этим эпохам приурочиваются геологические, климатические, биологические изменения на Земле, Спад геомагнитного поля до минимального значения происходит примерно за 2700 лет, а его восстановление — за 8700 лет, т. е. полный цикл составляет около 11 400 лет. Г. Н. Матюшин (1982) считает, что инверсия, происшедшая 250 тыс. лет назад, привела к появлению неандертальца, обладающего зачатками речи.

Таким образом, жизнь на Земле существует в условиях естественного (земного) магнитного поля. Однако напряженность его не везде одинакова. На Земле есть области сильных магнитных аномалий, например в районах залежей магнетитовых и других руд, богатых железом, где напряженность магнитного поля зачастую превышает среднюю величину в 2—3 раза (район Курской магнитной аномалии — КМА).

В последние годы значительно возрастает количество электромагнитной энергии, рассеиваемой в атмосферу электростанциями, радио- и телетрансляционными станциями, линиями электропередач. К 2000 г., по прогнозам, оно составит 0,01% солнечной радиации, а следовательно, явится существенным экологическим фактором. С этой точки зрения представляют интерес экспериментальные исследования, в которых выявляется чувствительность к действию магнитного поля. Например, в1960 г. была обнаружена способность растений реагировать на направление магнитных силовых линий поля Земли. Семена растений, ориентированные зародышевой частью к южному магнитному полюсу, прорастали более энергично, проростки росли быстрее, чем в случае противоположной или поперечной ориентации. Восприимчивость растений к магнитным воздействиям иллюстрируется рядом других факторов: изгибание корешков и проростков высших растений, спорангиев низших грибов по направлению магнитных силовых линий, получившего название «магнитотропизма». Отмечено влияние магнитного поля на преобладание особей мужского или женского пола у некоторых двудомных видов, стимулирующее действие на рост культурных растений, подавление инфекции, например у пшеницы и ячменя, грибного и бактериального характера.

Обследование свекловичных полей Белгородской области (зона КМА) показало отставание роста ботвы и корней сахарной свеклы в районе с аномальным магнитным полем. В целом ряде экспериментальных исследований выявлено, что искусственные магнитные поля большой напряженности вызывают у растений различные нарушения.

Возможность восприятия позвоночными животными магнитного поля обсуждается в научной литературе с середины XIX в. Впервые данный вопрос на научной основе был поставлен в 1855 г. русским ученым А. Т. Миддендорфом, предположившим возможность ориентации птиц по геомагнитному полю. Позднее аналогичное предположение было высказано и в отношение рыб, а с открытием электрорецепторов проблема восприятия магнитного поля рыбами получила новый толчок к развитию. Оказалось, что ампулы Лоренции скатов очень чувствительны к изменению магнитного поля, вертикально пронизывающего тело.

Ионизирующие излучения. Живые организмы нашей планеты постоянно испытывают на себе воздействие ионизирующего излучения. Это необходимый компонент обитания в биосфере. Излучение с очень высокой энергией, которое способно выбивать электроны из атомов и присоединять их к другим атомам с образованием пар положительных и отрицательных ионов, называется ионизирующим излучением. Такой способностью не обладают свет и большая часть солнечного излучения.

Изотопы элементов, которые испускают радиоактивное излучение, называются радиоактивными изотопами, или радионуклидами.

Из трех видов ионизирующего излучения, которые имеют важное экологическое значение, два представляют собой корпускулярное излучение (альфа- и бета-частицы), а третье — электромагнитное (гамма-излучение и близкое ему рентгеновское излучение). Корпускулярное излучение состоит из потока атомных или субатомных частиц, передающих свою энергию всему, с чем они сталкиваются. Альфа-излучение — это ядра атомов гелия, имеющие по сравнению с другими частицами огромные размеры. Длина пробега их в воздухе равняется нескольким сантиметрам, их останавливает листок бумаги или верхний роговой слой кожи человека. При остановке они вызывают сильную локальную ионизацию. Бета-излучение — это быстрые электроны. Они гораздо меньше, и длина их пробега в воздухе равна нескольким метрам, а в ткани — нескольким сантиметрам. Свою энергию они отдают на протяжении более длинного следа. Ионизирующее электромагнитное излучение сходно со световым, отличаясь более короткой длиной волны, оно проходит в воздухе большие расстояния и легко проникает в вещество, высвобождая свою энергию на протяжении длинного следа, так называемая рассеянная ионизация. Гамма-излучение легко проникает в живые ткани, может пройти сквозь организм, не оказав никакого воздействия, или не может вызвать ионизацию на большом отрезке своего пути. Действие гамма-излучения зависит от размера источника и энергии, от расстояния между организмами и источником излучения, так как интенсивность излучения экспоненциально падает с увеличением расстояния. Свойства альфа-, бета- и гамма-излучения схематически показаны на рис. 4.29.

Рис. 4.29. Три типа ионизирующего излучения (по Ю. Одуму, 1986)

Примечание. Показана относительная проникающая способность и специфический ионизирующий эффект

Следовательно, в последовательности альфа-, бета- и гамма-излучения проницаемость возрастает, а плотность ионизации и локальное повреждение уменьшаются. Радиоактивные вещества, испускающие альфа- и бета-излучение, нередко называют «внутренними излучателями», как обладающие наибольшим эффектом, будучи поглощены, заглочены или оказались каким-то образом вблизи или внутри живой ткани. К «внешним излучателям» относят радиоактивные вещества, испускающие преимущественно гамма-излучение. Это проникающее излучение, оказывающее действие, когда его источник находится вне организма.

Другие типы излучения также представляют определенный интерес. Так, нейтроны — это крупные незаряженные частицы, сами по себе не вызывающие ионизацию, но, выбивая атомы из стабильных состояний, они создают наведенную радиоактивность в нерадиоактивных материалах или тканях, сквозь которую проходят. При одинаковом количестве поглощенной энергии «быстрые нейтроны» вызывают в 10, а «медленные» — в 5 раз большие поражения, чем гамма-излучение. Нейтронное излучение обнаруживается вблизи атомных реакторов и в местах ядерных взрывов, но оно играет основную роль при образовании радиоактивных веществ, которые в дальнейшем широко распространяются в природе.

Рентгеновское излучение представляет собой электромагнитное излучение, очень близкое гамма-излучению. Оно обусловлено выбиванием электронов из внешних электронных оболочек, не испускается радиоактивными веществами, рассеянными в окружающей среде.