Гравитационное поле и его аномалии

Глава 1 Геофизическая экологическая функция литосферы

Определение, значение и структура геофизической экологической функции литосферы

Под геофизической экологической функцией литосферы мы понимаем функцию, отражающую свойства геофизических полей литосферы природного и техногенного происхождения влиять на состояние биосферы и здоровье человека. Эту функцию следует понимать как "способность" литосферы обеспечивать и поддерживать на поверхности планеты и в приповерхностной ее части энергетические условия, пригодные для существования живых организмов.

Энергетическое воздействие окружающей среды на живые организмы реализуется через геофизические поля различной природы - естественные (космического и земного происхождения) и техногенные. Всякое отклонение от "привычных" окружающих условий может нести с собой опасность возникновения негативных для биоты последствий либо непосредственно при изменяющем условия воздействии, либо через значительные промежутки времени (отдаленные последствия). Ответной реакцией живых организмов на воздействие является адаптация (полная или частичная, кратковременная или устойчивая) или патологические изменения в них.

Объектом изучения при исследовании геофизической экологической функции литосферы являются природные и техногенные геофизические поля, их аномальные проявления вплоть до формирования так называемых геопатогенных зон, а предметом исследования - взаимодействие полей с биотой и влияние, которое они оказывают на состояние биоты в целом и, в частности, на здоровье людей.

Геофизические поля - естественные физические поля космического и земного (ионосферного, атмосферного, гидросферного, литосферного, глубинного) происхождения, а также техногенные поля, действующие в пределах литосферы, преобразованные и распределенные ею. Геофизические поля имеют прямую генетическую связь именно с литосферой или с глубинными "сферами" земного шара и лишь опосредованную (через литосферу) связь с процессами, происходящими в ближнем и дальнем Космосе. Это значит, что все рассматриваемые геофизические поля обусловлены либо особенностями строения литосферы и Земли в целом (например, гравитационное и внутреннее геомагнитное поля), либо характером геодинамических, физических и химических процессов (например, радиоактивное, температурное и электрическое поля, а также поле сейсмичности). Перечень геофизических полей включает поля следующих видов: гравитационное (поле силы тяжести), магнитное, электрического тока (постоянного, переменного и медленно меняющегося), температурное, сейсмическое (поле упругих механических колебаний), радиационное (поле ионизирующего излучения). К числу наиболее действенных с экологических позиций следует относить гравитационное, температурное, геомагнитное, электрическое и радиационное поля.

Жизнь на Земле появилась и развивалась в условиях преимущественного влияния гравитационного, геомагнитного и температурного полей. Изменение гравитационного, магнитного и температурного полей в процессе эволюции биосферы обеспечило возможность устойчивого существования живых организмов вплоть до переживаемого нами исторического и геологического отрезков времени. В то же время неуклонно возрастающее техногенное энергетическое воздействие на абсолютно все живые организмы на планете, обусловленное увеличивающимся уровнем электромагнитного загрязнения среды в очень широком частотном диапазоне и особенно в области радио- и более высоких частот, застало биосферу "врасплох", не оставив ей времени для эволюционной адаптации. Роль техногенного электромагнитного воздействия оказывается весьма существенной и заслуживает особого внимания еще и потому, что большинство процессов, происходящих в живых организмах и регулирующих их деятельность, относятся к классу электрохимических и электрофизических.

Следует также иметь в виду, что естественные и техногенные геофизические поля не существуют раздельно, они накладываются друг на друга в соответствии с принципом суперпозиции (наложения).

Природные геофизические поля и их аномалии

Гравитационное поле и его аномалии

Гравитационное поле Земли следует рассматривать как один из основных видов геофизических полей, хотя в строгом смысле литосфера в ее границах не может считаться источником гравитационного поля ввиду малости вклада в его формирование. Только благодаря сильному гравитационному полю, на Земле удерживаются гидросфера и атмосфера, обеспечивающие существование жизни.

В целом гравитационное поле Земли характеризуется большой сложностью структуры и пространственной изменчивостью, которые определяются особенностями плотностного разреза, взаимным расположением и размерами гравитирующих тел на фоне общего планетарного поля силы тяжести. Гравитационное поле (ускорение свободного падения) в пределах поверхности планеты изменяется от 9,78 м/с² на экваторе до 9,83 м/с² на полюсах. На фоне таких закономерных широтных изменений поля силы тяжести могут быть выделены гравитационные аномалии геологической природы и временные вариации, обусловленные приливным воздействием космических тел (в первую очередь Луны и Солнца), приводящим к периодическим изменениям высотного положения поверхности планеты, а также к медленному перераспределению масс внутри земного шара. Приливные вариации могут достигать 3,4*10^-4 м/с², возможная величина вековых изменений силы тяжести в течение года предположительно составляет менее 10^-4 м/с².

В последние годы все большее внимание обращает на себя проявление тех факторов изменения силы тяжести на поверхности литосферы, которые обусловлены инженерной деятельностью человека - извлечением из недр Земли значительного количества ископаемого сырья, искусственным снижением или повышением уровня подземных вод, созданием обширных водохранилищ, строительством крупных городских агломераций. Изменяющаяся в связи с осуществлением подобных мероприятий сила тяжести может в определенной мере отражаться на протекании многих экологически значимых процессов, таких, например, как сейсмотектонические подвижки, обвальные явления, оползне- и карстопроявление, процессы, связанные с проседанием земной поверхности, переработкой берегов крупных водохранилищ. Здесь следует говорить об опосредованном воздействии гравитационных аномалий техногенного происхождения на биоту.