Александр Дубров - Лунные ритмы у человека
ГЛАВА 2
ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ВЛИЯНИЯ ЛУНЫ НА ЗЕМЛЮ
Луне как естественному спутнику Земли посвящено множество научных исследований, детально рассматривающих все ее физические особенности, орбитальное движение и вращение, связь кинетики движений с Солнцем и планетами Солнечной системы [Болдуин P., 1967; Нейман В. Б" 1969; Копал 3., 1973; Авдуевский В. С., 1984; Пугач А. Ф., Чурюмов К. И., 1987; Whipple F. L., 1963; Rousseau P., 1963; Baldwin R" 1965; Mel chior P., 1966; Firsoff V. A., 1969; Link F., 1970; Kopal Z., 19/1; Bouteloup J., 1979]. В астрофизике система Земля-Луна рассматривается как двойная планета с единым центром массы (барицентр), находящимся на расстоянии 4670 км от центра Земли. Луна-космическое тело с массой в 7,3-Ю'" т, что составляет более 0,01 массы Земли (0,0123), движущееся со скоростью 3681 км/ч (1,023 км/с) по эллиптической орбите, которая наклонена к плоскости эклиптики под углом в 5°09′. Наибольшее удаление Луны от Земли (апогей) составляет 406 800 км, а наименьшее (перигей)-356 400 км (рис. 2). Ниже приводятся краткие сведения о движении Луны для того, чтобы в дальнейшем были более понятны физические основы и медикобиологические особенности влияний Луны, рассматриваемых в настоящей книге.
2.1. ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ О ДВИЖЕНИИ ЛУНЫ
Представить движение Луны в космическом пространстве помогает следующая схема. Если условно считать, что Земля неподвижна в пространстве, то в таком случае Луна при своем движении вокруг Земли в качестве спутника через повторяющиеся интервалы времени будет находиться в определенных одинаковых точках небосвода, видимых с Земли. Но отмеченные интервалы времени будут разными в зависимости от того, что принимается наблюдателем за исходную точку отсчета, в данном случае могут встретиться следующие варианты.
Прежде всего, поскольку Луна движется по небосводу, то наблюдатель может отмечать одинаковые, повторяющиеся из месяца в месяц положения Луны среди звезд. Этот период составляет 27,32 земных суток и называется сидерическим, или звездным (от латинского слова "сидус"-звезда). Когда же изменяются положение Луны по отношению к Солнцу и угол между направлением от Земли к Солнцу и Луне, то наблюдается смена фаз Луны. Одинаковые фазы Луны повторяются через 29,53 земных суток. Этот период составляет синодический лунный месяц (от латинского слова "синодус" — сближение). Необходимо отметить, что различие в величине этих двух лунных периодов обусловлено движением Земли по орбите. Имеются еще 3 важных лунных периода. Один из них связан с периодическим прохождением Луны через перигей. Этот период называется аномалистическим лунным месяцем, его длительность составляет 27,55 сут. Другой важный лунный период-драконический-равен 27,21 сут. Он представляет собой интервал времени между двумя последовательными прохождениями Луны через один из "узлов" лунной орбиты, т. е. пересечение плоскостью лунной орбиты плоскости эклиптики. Укажем еще на тропический лунный месяц с периодом 27,32 сут. Он отражает период обращения Луны вокруг Земли, отсчитываемый относительно точки весеннего равноденствия. Напомним, что эта точка отмечает пересечение эклиптики с небесным экватором.
Из сказанного выше ясно, что каждый из приведенных циклов движения Луны в пространстве имеет свой физический смысл: сидерический отражает положение Луны среди звезд, синодический-угловое расположение по отношению к Солнцу и Земле, аномалистический связан с изменением скорости движения Луны в пространстве (в перигее она наибольшая), драконический указывает время пересечения плоскости эклиптики, а тропический связан с пространственным переходом в небесной сфере. Все периоды, вместе взятые, характеризуют пространственно-временные особенности движения Луны в космосе, определяющие ее связь с другими космическими телами. Из-за гравитационного влияния Солнца и больших планет на Землю и Луну все параметры орбитального движения Луны постоянно изменяются. Например, эксцентриситет орбиты изменяется от 0,044 до 0,072, наклон плоскости орбиты к плоскости эклиптики-с 4°59′ до Ъ°Т и т. д. Период вращения Луны вокруг собственной оси равен периоду обращения ее по орбите. Это равенство осевого и геоцентрического вращения Луны приводит к тому, что к Земле всегда обращена одна и та же сторона лунного диска. Скорость движения Луны среди звезд выше таковой Солнца и составляет У2', смещаясь на 30' каждый час, в то время как Солнце за сутки проходит угловое расстояние в 1° дуги. Такое описание движения Луны мы привели для понимания сложности трактовки медико-биологических процессов, связанных с Луной.
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 находится 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 специалистов селенобиологов 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 (полно- и 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].
