В атмосфере под влиянием гравитационного воздействия Луны и Солнца также происходят большие по своим масштабам изменения, усиленные еще дополнительно периодическим
нагревом ее от Солнца. Показателем атмосферных приливов служит изменение давления воздуха, измеряемое барометром. Следует помнить, что приливная сила, возникшая от гравитационного воздействия Луны и Солнца, в любой точке каждой из оболочек Земли непрерывно изменяется из-за вращения нашей планеты и ряда других факторов. Однако сама характерная волна в течение суток сохраняется, только трансформируясь по форме и амплитуде в зависимости от географической широты места. В структуре этой волны имеются две основные составляющие-лунная и солнечная, в которых с помощью метода гармонического анализа выявляется несколько компонент: долгопериодные (недельные и месячные) и короткопериодные (суточные, полусуточные и третьсуточные) [Марчук Г. И., Каган Б. А., 1983].
Для последующего медико-биологического анализа влияния Луны важна не только вся тонкая структура спектра лунносолнечных волн и полуволн, но главным образом наличие коротко- и долгопериодных составляющих, которые определяют биоритмику живых организмов. Например, при анализе циркадианной биоритмики исследователям важно знать, что в приливных явлениях имеется доминирующая полусуточная волна (Ма) с периодом, равным 12 ч 25 мин, соответствующая полусуточному приливу, и солнечная приливная волна (82) с периодом в 12 ч 00 мин. Долгопериодные составляющие-месячная и двухнедельная-имеют период соответственно 27,555 и 13,661 сут. Эти периоды важны, так как проявляются в биоритмике самых различных процессов в организме, указывая тем самым на возможную роль гравитационных приливообразующих сил как внешнего синхронизатора [Браун Ф" 1964, 1977; ХауэншилдК., 1964; Василик П. В., Галицкий А. К., 1977, 1979; Чернышев В. Б., 1980; Нейман Д" 1984; Garzino S., 1982a; Brown F. A., 1983].
Приливы, связанные с действием гравитационных сил Луны и Солнца, отличаются чрезвычайным разнообразием в разных географических точках Земли, что зависит от многих физических факторов. Но при рассмотрении их суточной динамики можно выделить 3 основных типа - суточные, полусуточные и смешанные, или комбинированные [Марчук Г. И" Каган А. Б., 1983; Нейман Д" 1984].
Суточные приливы происходят один раз в сутки и обусловлены действием двух составляющих приливообразующей силы с периодами в 25,8 и 23,9 ч. В ряде мест земного шара (например, у берегов Мексики) в динамике суточных приливов каждые 13-14 дней (в среднем 13,66 дня) наблюдается сдвиг
фазы на 180°, коррелирующий с '/2 цикла склонения Луны (напомним, что тропический лунный месяц равен 27,32 дня), т. е. с пересечением Луной каждые 13,66 дней плоскости небесного экватора. Здесь зримо видно, как движение нашего спутника в пространстве вызывает регулярные изменения геофизических процессов.
Полусуточные приливы отмечаются 2 раза в сутки с периодом в 12,4 ч. Амплитуда их варьирует в течение синодического месяца (29,53 дня) от максимального значения в полнолуние и новолуние до минимальных в различные четверти Луны. Изменения амплитуд составляют полусинодический цикл соответственно смене лунных фаз. Сизигийные приливы повторяются каждые 14-15 дней (в среднем 14,76 дня). Смешанные (комбинированные) приливы имеют различную амплитуду подъема воды и отличаются неравенством периодов,-они наблюдаются у побережья Тихого океана, Австралии, Аравийского полуострова. Мы специально подробно останавливаемся на типах приливных ритмов, поскольку в биологии подразделяются приливные и лунные ритмы [Чернышев В. Б" 1980; Нейман Д., 1984]. Как указывают цитируемые авторы, имеются эндогенные ритмы с пиками активности, повторяющимися каждые 12,4 ч. Они поддаются захватыванию приливными циклами ("околоприливные" ритмы) и большинство из них не отличается устойчивостью и точностью, присущими циркадианным ритмам [Нейман Д., 1984, с. 12].
Кроме того, отмечается, что некоторые виды могут обладать ритмом с удвоенным приливным периодом, равным 24,8 ч. Это обусловлено адаптацией к местному профилю приливов. Исследования показывают, что восприятие приливного фактора во время ежедневной чувствительной фазы связано с циркадианным ритмом и зависит от него. Приливные ритмы могут быть также модулированы суточными циклами освещенности и полумесячными приливными составляющими, что приводит к сложной ритмике у конкретных видов, живущих в определенных экологических условиях. Одновременно с этим у разных видов наблюдаются лунные ритмы, связанные с непосредственным действием лунного света и сменой лунных фаз (сизигийные и синодические ритмы). Эти ритмы прослеживаются у водных и наземных видов независимо от приливных циклов [Чернышев В. Б., 1980; Нейман Д" 1984]; их особенности рассмотрены ниже.
ГЛАВА 3
ЭВОЛЮЦИОННАЯ РОЛЬ ГРАВИТАЦИИ И ПРИЛИВНЫХ ЯВЛЕНИЙ
Гравитационное воздействие Луны и Солнца как таковое и вызываемые им приливо-отливные явления со всем их сложным комплексом геофизических процессов на Земле служат одним из основных эволюционных факторов. Их роль, подобно световому, радиационному и тепловому излучениям, трудно переоценить. Но поскольку этот фактор по своей физической природе отличается от других, его действие, естественно, весьма своеобразно.
3.1. ОСНОВНЫЕ КОСМИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ ЭВОЛЮЦИИ И ИХ ОСОБЕННОСТИ
Развитие биосферы происходило под постоянным формирующим действием факторов внешней среды. Из всей большой совокупности этих факторов (газовые, световые, температурные, радиационные, звуковые и другие) только гравитация и геомагнетизм являются, по нашему мнению, определяющими для становления жизни на Земле, поскольку они отличаются рядом важных свойств по сравнению с другими физическими факторами, действовавшими с самого начала образования Земли как планеты Солнечной системы. Прежде всего эти факторы по сравнению с любыми другими отличались н а и - меньшей изменчивостью своих свойств с момента образования планеты. Кроме того, им присуща четко выраженная периодичность проявления в природных условиях. Возможно, что именно эта особенность гравитации и геомагнетизма послужила основой для синхронизации биоритмики с этими важными геофизическими факторами [Дубров А. П., 1973а, 1974; Василик П. В., 1979, 1983; Василик П. В. и др., 1986; Simpson J. Е., 1966].
У других факторов внешней среды в широких пределах изменялись амплитуда, интенсивность, мощность потока, спектральный состав, сила воздействия даже в небольших по времени периодах эволюции, в то время как физические параметры
30
гравитации и геомагнетизма мало изменялись с начала эволюции живых существ на Земле. Инверсии геомагнитного поля, т. е. смена полярности магнитных потоков, были редким явлением в начальный период истории Земли, да и в более позднее время (кайнозой, мезозой), они разделялись миллионнолетними периодами с четкой геомагнитной периодичностью [Dub- rov A. P., 1978].
Другая важная особенность гравитации и геомагнетизма состоит в том, что оба фактора являются всепро пикающими физическими полями: ничто и никто на Земле или за ее пределами не может быть экранирован от их воздействия. Оба физических поля оказывали свое влияние на все организмы и проникали совершенно свободно без всяких энергетических и информационных потерь на любые расстояния в глубины океанов и морей, толщу земной коры и через огромные просторы Вселенной. Они были незримым и постоянно действующим каналом связи между Землей и Космосом. Эту особенность гравитации и геомагнетизма можно назвать свойством энерго-информационной оптимальности, поскольку они передают живым системам информацию о внешней среде и ее изменениях наиболее экономичным способом - без энергетических затрат, без каких-либо информационных потерь и шумов-и с наибольшей скоростью, которая возможна для геофизических факторов (не считая скорости света).