Зона ботвы

Наука

 

«КОСМОС И БИОСФЕРА»
Пленарное заседание

 

Электромагнитные поля крайне низких частот как важнейший экологический фактор

 

Степанюк И.А., Российский государственный гидрометеорологический университет (РГГМУ) 195196, г.Санкт-Петербург, Малоохтинский пр., д.98, кафедра океанологии, e-mail: stepanuk@rshu.ru

 

В РГГМУ более 20-ти лет проводятся исследования электромагнитных полей (ЭМП) крайненизких частот (КНЧ) при геофизических процессах. Установлены закономерности возбуждения ЭМП при приближении циклонов, при конвекции в атмосфере, при выпадении осадков, при взаимодействии ветра с взволнованной поверхностью моря и других процессах. Преимущественное внимание в исследованиях обращалось на формирование ЭМП в узких спектральных полосах, соответствующих "шумановским" резонансам.

Показано, что естественные ЭМП в этих полосах воспринимаются различными видами биологических объектов и являются для них источником важнейшей информации об изменениях гидрометеорологических условий в среде обитания. Особенное значение эти ЭМП имеют для пресноводных и морских рыб, у которых отсутствуют какие-либо иные возможности получения информации о процессах в атмосфере.

В лабораторных и натурных условиях моделировалась изменчивость ЭМП, соответствующая естественным вариациям. Установлены специфические реакции ряда гидробионтов на эти ЭМП: резкое снижение поведенческой активности, подавление естественной ритмики, уход из зоны действия поля. В качестве объектов в экспериментах использовались: карповые рыбы, длиннопалые раки, форель, молодь трески, скаты. Предполагается, что уход из зоны действия поля, специфического для приближающегося шторма, эквивалентен уходу на повышенные глубины. Биообъекты в экспериментах рассматривались преимущественно как "черный ящик", соответственно - с сигналом на входе и реакцией на выходе.

Установлено, что чувствительность к ЭМП может проявляться через восприятие электрического поля только у животных, имеющих органы электрорецепции (акуловые, сомовые и др.). У остальных исследовавшихся гидробионтов выявлено непосредственное восприятие вариаций магнитного поля.

При изучении фоновой импульсной активности электрорецептивных нейронов продолговатого мозга и нервных волокон, связанных с ампулами Лоренцини, у баренцевоморских скатов установлен немонотонный характер спектра этой активности, причем частоты основных экстремумов оказались совпадающими с частотами "шумановских резонансов". Это позволило выдвинуть предположение о "настройке" рыб на поле резонатора Земля-ионосфера.

Изучается влияние на пищевую и двигательную активность рыб геомагнитных возмущений ("магнитных бурь"), обусловленных солнечной активностью и секторной структурой межпланетного магнитного поля. В качестве объектов используются карпы и форель. Выявлена зависимость пищевой активности форели от ГМ-возмущений на основных периодах при коэффициентах корреляции до 0,8.

Исследуются основные источники и пути электромагнитного загрязнения прибрежных вод в диапазоне биологически опасных частот. Выявлены специфические механизмы преобразования высоких частот в КНЧ, обусловленные некоторыми электрофизическими процессами. На физической модели реального эстуария показано сильное влияние орографии на распределение загрязняющих ЭМП, а также выявлен эффект возникновения в устьях рек электромагнитных барьеров, способных препятствовать движению рыб на нерест.

Оценено, что особая экологическая значимость загрязняющих ЭМП крайненизких частот обусловлена тем обстоятельством, что здесь биологически опасные уровни энергетически намного ниже, чем при иных традиционно рассматривающихся видах загрязнений.

Исследуются механизмы прямого восприятия биообъектами переменных магнитных полей (ПеМП). Для моделирования механизмов используются различные виды физико-химических систем. Выявлены реакции на слабые ПеМП (до 200 нТл) таких систем как двойной электрический слой в зоне контакта металл-морская вода, особо тонкие пленки воды (рассматривались как аналог внутриклеточной воды), двухфазная среда: воздух+морские аэрозоли. Установлено, что характеристикой, наиболее чувствительной к воздействующим ПеМП, является дисперсия свойств таких систем. Это позволило выдвинуть предположение о мутагенной и, соответственно, эволюционной роли сверхслабых ПеМП естественного, в том числе - космического происхождения. Также установлено, что в спектре частот воздействующих ПеМП выделяются условно "активные" и "неактивные" области.

---