2.2. ФАЗЫ ЛУНЫ
В зависимости от положения Луны относительно Солнца и Земли наблюдается смена лунных фаз. Исторически принято считать за начало фазового лунного цикла новолуние, когда Луна, Солнце и Земля оказываются на одной прямой линии, т. е. астродолготы Солнца и этих двух планет уравниваются. В момент новолуния Луна трудно различима, ее диск почти невидим, поскольку к Земле обращена неосвещенная сторона Луны. Период новолуния приходится на дневное время, поэтому момент наступления этой фазы трудно уловим и точно устанавливается по астрономическим таблицам (см. Приложение). Только ночью можно видеть узкий тонкий серп освещенного края поверхности лунного диска, имеющий вид перевернутой буквы "с". Луну в этот период называют "растущей", "молодой", "прибывающей" (рис. 3).
Вскоре после новолуния, примерно через неделю, наступает следующая фаза - первая четверть. При этом лунный диск освещен почти наполовину, так как разность астродолгот Луны и Солнца составляет в этот момент 90°. В конце 2-й недели после новолуния наступает период полнолуния. Диск Луны полностью освещен, яркость его наибольшая, поскольку Луна
ходится почти прямо против Солнца. Таким образом, новолуние и полнолуние являются двумя важными взаимопротивоположными фазами. Поэтому с древних времен этим двум фазам придавали особое значение, в современных исследованиях биологической роли Луны они также учитываются.
После полнолуния освещение лунного диска постепенно снижается, к концу недели он остается освещенным лишь наполовину, наступает последняя четверть. Лунный серп становится все более похожим на букву "с", про эту фазу говорят, что Луна "сходит", "убывает", "стареет" ("ущербная" Луна). Через несколько дней после этого происходит рождение новой Луны - новолуние, и весь описанный выше цикл повторяется с периодичностью в 29,52 сут (синодический месяц). Этот лунный месяц привлекает особое внимание исследователей, так как отмечена связь многих медико-биологических явлений с изменениями фаз Луны.
По предложению одного из ведущих в мире специалистовселенобиологов Д. Неймана [Нейман Д., 1984; Neumann D., 1981] под лунным ритмом следует понимать 3 ритма, связанных с влиянием Луны: 1) короткопериодный лунно-суточный ритм (двуприливный) длительностью в 24,8 ч, разделяющий две последовательные кульминации Луны; 2) лунно-месячный (сизигийный) ритм с периодом в 14,76 сут, соответствующий времени между двумя последовательными сизигиями (полнои новолуние); 3) долгопериодный лунно-месячный цикл
веский) связанный с длительностью синодического месяца в 29,53 сут. Следует отметить, что выявлены 7-9-дневные геофизические циклы, обусловленные гравитационным влиянием н^ атмосферу и гидросферу. Интересно, что у человека также обнаружены недельные циклы, не связанные с социальной стороной жизни (например, с рабочими или воскресными днями
недели), не нет доказательств их связи с геофизическими 7-дневными циклами.
2.3. ПРИЛИВО-ОТЛИВНЫЕ ЯВЛЕНИЯ И ИХ ФИЗИЧЕСКИЕ ПРИЧИНЫ
Гравитационное влияние Солнца и Луны сказывается на всех оболочках Земли - воздушной, водной и земной, несмотря на огромные расстояния, отделяющие их от Земли. Отметим что само понятие гравитации как физического фактора стало известно лишь к середине XVII в" когда этот термин был введен великим физиком Исааком Ньютоном. Затем, после многочисленных работ ученых разных стран, выполненных в XIX и ЛХ вв., стали ясными физические основы гравитационного влияния на Землю Луны и Солнца. Это влияние, как прямое так и косвенное, очень многообразно [Adderley Е.Е. 1963- Biee Е
1963; Bell В., DeFouwR., 1964; Davidson Т. W. Martynb F 1964-' Michel F. C. et al" 1964; Stolov H., Cameron A., 1964; Carpenter T: et al., 1972; Lieber A. L., 1978a]. Самыми значительными из них являются океанические приливы, разные по своим масштабам и амплитудам в различных географических пунктах Земли [Максимов И. В. и др., 1970; Картер С., 1977; Марчук Г. И Каган Б. А., 1983; Bouteloup J., 1979]. На протяжении тысячелетии люди наблюдали морские приливы и отливы и убедились в их тесной связи с фазами Луны и в сопряженности изменении в окружающей среде с временем наступления этих фаз Многовековые наблюдения привели ученых к выводу о важном значении Луны для природных процессов и о ее существенном влиянии на человека: через озоновый слой, геомагнитную активность, осадки [Currie R., 1988]. "Наше исследование Луны, наше будущее, возможно, в значительной мере зависят от более глубокого понимания приливообразующего действия Луны на Землю" [Картер С., 1977].
Наиболее интересным моментом во всей проблеме приливов является тот факт, что грандиозный по своим масштабам процесс, охватывающий всю Землю, все ее оболочки, вызывается ничтожными по своей величине колебаниями силы тяжести
(рис. 4). Достаточно сказать, что в результате лунно-солнечного притяжения масса тела, например, в одну тонну, изменяется всего на 0,2 г. О величине изменения силы тяжести можно судить по следующим цифрам: ускорение силы тяжести на Земле равно 982,04 см/с^ (g= 982,04 гал), а максимальное изменение за счет влияния Луны и Солнца составляет всего 240,28 мкгал (или 0,24 млгал), т. е. 100-тысячные доли процента от g. Причем из них 164,52 мгал приходится на действие Луны и 75,76 мгал - на долю гравитационного влияния Солнца. Эти ничтожные по своей величине гравитационные силы оказываются достаточными, чтобы приводить в непрерывное движение миллиарды тонн воды, земной тверди и воздушных масс.
Приливные явления возникают за счет совместного гравитационного действия Луны и Солнца на Землю. Наибольшее влияние оказывает Луна, которая несмотря на свои несоизмеримо малые размеры по сравнению с Солнцем, находится на более близком к Земле расстоянии (356000 км), чем Солнце (150-10^ км). Морские и океанические приливы и отливы, повторяющиеся 2 раза в сутки, легко заметны наблюдателю по периодическому повышению и понижению уровня воды в прибрежных районах. Взаимное расположение Земли, Луны и Солнца в космическом пространстве все время изменяется и поэтому величина приливов также изменяется. Ее определяют с помощью приборов, измеряющих высоту поверхности воды во время приливов.
Приливы достигают максимума в новолуние и полнолуние (сизигийные приливы, от латинского слова "сизигий" - соединение), когда Луна и Солнце оказываются на одной прямой линии с Землей. Минимальные приливы, называемые квадратурными (от латинского слова "квадратура"-четверть), наблюдаются в фазе первой и последней четверти Луны, когда разница астродолгот Луны и Солнца составляет 90°, т. е. они располагаются под прямым углом друг к другу (рис. 5).
Менее известны земные и атмосферные приливы [Мельхиор П., 1968; Чепмен С., Линдзен P., 1972], которые не так очевидны, как океанические и морские, но они также имеют глобальные масштабы. Так, в верхней мантии Земли, в самой внешней оболочке земной коры, сила притяжения Луны и Солнца вызывает периодические подъемы и опускания поверхности, наблюдаемые с помощью гравиметров, измеряющих локальные изменения силы тяжести. Под влиянием Луны поверхность Земли поднимается максимально на 35,6 см и опускается на 17,8 см, в то время как Солнце вызывает колебания
п^
поверхности соответственно вверх до 16,4 см и вниз до 8,2 см. Общий размер лунно-солнечных колебаний земной поверхности составляет 78 см: под влиянием Луны на 53,4 см и Солнца24,6 см.
Таково своеобразное "дыхание" Земли - движение ее поверхности под влиянием гравитационных сил. Как отмечалось выше, эти грандиозные по масштабам подвижки водных и земных слоев происходят под влиянием ничтожных по величине гравитационных воздействий, составляющих миллионные доли от модуля земной силы тяжести. Непрерывное движение земной поверхности приводит к большим изменениям в структуре земной коры, скорости вращения Земли вокруг своей оси, параметров орбитального движения и других геофизических явлений (в частности, к дрейфу континентов, сдвигу океанических плит, увеличению разломов и даже частоты происходящих землетрясений) [Necovetics О., 1984].