Проектно-исследовательская работа учеников 9 класса:«Исследование магнитного поля Земли»

Всероссийский конкурс проектно-исследовательских работ учащихся

Муниципальное бюджетное образовательное учреждение

«Синекинчерская основная общеобразовательная школа»

(д.Сине-Кинчеры)

Тема проектно-исследовательской работы:

«Исследование магнитного поля Земли.»

 

Авторы: Сергеев Дмитрий,9 кл.

Кириллова Наталья,9 кл.

Руководители: Хмелев Сергей Геннадьевич,

учитель физики и информатики.

 

2016 год

 

Введение

1. Магнитное поле Земли. Гипотезы о возникновении магнитного поля Земли

2. Особенности изменения магнитного поля Земли и влияния Солнца на магнетизм Земли

3. Влияние магнитного поля на растительный и животный мир

4. Влияние магнитного поля Земли и влияние магнитных бурь на человека

5. Инверсия ( переполяризация ) и современная техногенная цивилизация

6. Исследование зависимости учащихся и учителей от влияния магнитных бурь

Заключение

Литература

 

Введение.

Цели исследования проекта:

привлечь внимание учащихся к глобальным проблемам Земли.

изучить особенности магнитного поля Земли и выявить его влияние на живые организмы.

исследовать причины и последствия изменения полярности магнитного поля Земли.

Задачи исследования:

Изучить различные гипотезы возникновения магнитного поля Земли.

Провести анализ научных исследований и сделать вывод о ближайшей смене магнитных полюсов Земли.

Изучить влияние магнитного поля земли на животных ,растений и птиц.

Провести теоретические исследования о последствиях изменения магнитных полюсов на современную цивилизацию.

Изучить влияние магнитного поля земли на человека.

Изучить литературу по выявлению особенностей магнитного поля Земли.

Выявить степень воздействия солнечной активности на процессы, происходящие на планете.

Исследовать зависимость самочувствия человека от геомагнитных возмущений.

Объект исследования:

Магнитное поле Земли.

Гипотеза:

При быстрой смене магнитных полюсов Земли животный мир сможет адаптироваться, а человечество ждёт неминуемая гибель.

Актуальность исследований:

Сегодня всё больше исследований учёных разных стран посвящены глобальным проблемам представляющим угрозу человечеству. Среди них достаточно мало внимания, на наш взгляд, уделяется вопросу выживания человечества в условиях смены магнитных полюсов.

   Изучая различные гипотезы о возникновении магнитного поля земли, мы столкнулись с последними данными о возможной скорейшей смене магнитных полюсов. Сегодня всё чаще учёные многих стран мира высказывают опасения по поводу происходящих изменений в природе, угрожающих современной цивилизации. Рассмотрев последние исследования, мы пришли к выводу, что среди них мало внимания уделяется проблеме сохранения современного мира в условиях смены магнитных полюсов Земли.  

  На  основе анализа статистических данных по землетрясениям, извержениям вулканов, дрейфу магнитных полюсов и другим геологическим процессам доказано, что геодинамическая активность за последние 100 лет возросла, и продолжает непрерывно возрастать. Необходимо, однако, признать, что человечество не подготовлено к вступлению в фазу глобальных катаклизмов ни технологически, ни экономически. Поэтому целью нашей работы является исследование причин и последствий смены магнитных полюсов.

    Исследования минералов показывают, что магнитное поле Земли за 4-5 млрд. лет существования планеты меняло свою ориентацию с севера на юг и обратно сотни раз. Существуют гипотезы о том, что именно смена Земной полярности стала причиной вымирания динозавров. На смену динозаврам пришли другие виды. В данной работе мы изучим поведение домашних животных при смене магнитных полюсов, а также систематизируем все известные факты о влиянии магнитного поля на жизнедеятельность организмов.

  Таким образом, цель данного исследовательского проекта познакомить с магнитным полем Земли и его влиянием на живые организмы.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

Изучить литературу по данной теме;

Познакомить с особенностями магнитного поля Земли;

Изучить влияние магнитного поля на организм;

Установить основные способы защиты от магнитного поля;

Протестировать учащихся;

Создать диаграммы;

Приготовить презентацию, тезисы и сделать вывод.

Магнитное поле Земли.

Гипотезы о возникновении магнитного поля Земли.

    Это может быть удивительно, но сегодня нет единой точки зрения на механизм возникновения магнитного поля планет, хотя почти общепризнанной является гипотеза «магнитного гидродинамо», основанная на признании существования токопроводящего жидкого внешнего ядра. Тепловая конвекция, то есть перемешивание вещества во внешнем ядре, способствует образованию кольцевых электрических токов. Скорость перемещения вещества в верхней части жидкого ядра будет несколько меньше, а в нижних слоях - больше относительно мантии в первом случае и твердого ядра - во втором. Подобные медленные течения вызывают формирование кольцеобразных (тороидальных) замкнутых по форме электрических полей, не выходящих за пределы ядра. Благодаря взаимодействию тороидальных электрических полей с конвективными течениями во внешнем ядре возникает суммарное магнитное поле дипольного характера, ось которого примерно совпадает с осью вращения Земли. Для "запуска” подобного процесса необходимо начальное, хотя бы очень слабое, магнитное поле, которое может генерироваться гидромагнитным эффектом, когда вращающееся тело намагничивается в направлении оси его вращения.

   Не последнюю роль играет и солнечный ветер - поток заряжённых частиц, в основном протонов и электронов, идущих от Солнца. Для Земли солнечный ветер представляет собой поток заряженных частиц постоянного направления, а это не что иное, как электрический ток.

    Согласно определению направления тока он направлен в сторону, противоположную движению отрицательно заряженных частиц (электронов), т.е. от Земли к Солнцу. Частицы образующие солнечный ветер, обладающие массой и зарядом, увлекаются верхними слоями атмосферы в сторону вращения Земли. В 1958 году был открыт радиационный пояс Земли. Это огромная зона в космосе, охватывающая Землю в области экватора. В радиационном поясе основными носителями зарядов являются электроны. Их плотность на 2 - 3 порядка превышает плотность других носителей зарядов. И таким образом существует электрический ток, вызванный направленным круговым движением частиц солнечного ветра, увлекаемых круговым движением Земли, порождающий электромагнитное "вихревое” поле.

    Следует отметить, что магнитный поток, вызванный током солнечного ветра, пронизывает и вращающийся вместе с Землей поток раскаленной лавы внутри нее. В результате этого взаимодействия в ней наводится электродвижущая сила, под действием которой течет ток, который так же создает магнитное поле. Вследствие этого магнитное поле Земли является результирующим полем от взаимодействия тока ионосферы и тока лавы.

    Что же приводит в действие геодинамо. К 40-м гг. прошлого столетия физики признавали три необходимых условия образования магнитного поля планеты, и последующие научные построения исходили из данных положений. Первое условие - большой объем электропроводящей жидкой массы, насыщенной железом, образующей внешнее ядро Земли. Под ним расположено внутреннее ядро Земли, состоящее почти из чистого железа, а над ним - 2900 км твердых пород плотной мантии и тонкой земной коры, образующей континенты и ложе океана. Давление на ядро, создаваемое земной корой и мантией, в 2 млн. раз выше, чем на поверхности Земли. Температура ядра также крайне высока - около 5000о по Цельсию, как и температура поверхности Солнца.

  Вышеописанные параметры экстремальной среды предопределяют второе требование к работе геодинамо: необходимость источника энергии для приведения в движение жидкой массы. Внутренняя энергия отчасти термального, отчасти химического происхождения создает внутри ядра условия выталкивания. Ядро больше разогревается внизу, чем наверху. (Высокие температуры "замурованы” внутри него со времен образования Земли.) Это означает, что более разогретая, менее плотная металлическая составляющая ядра стремится вверх. Когда жидкая масса достигает верхних слоев, она теряет часть своего тепла, отдавая его вышележащей мантии. Затем жидкое железо остывает, становясь плотнее, чем окружающая масса, и опускается. Процесс перемещения тепла путем поднятия и опускания жидкой массы получил название тепловой конвекции.

    Третье необходимое условие поддержания магнитного поля - вращение Земли. Возникающая при этом сила Кориолиса отклоняет движение поднимающейся жидкой массы внутри Земли так же, как она поворачивает океанические течения и тропические циклоны, вихри перемещения которых видны на космических снимках. В центре Земли сила Кориолиса закручивает поднимающуюся жидкую массу в штопор или спираль, подобно оторвавшейся пружине.

    Земля обладает насыщенной железом жидкой массой, сосредоточенной в ее центре, энергией, достаточной для поддержания конвекции, и силой Кориолиса, закручивающей конвекционные потоки. Данный фактор крайне важен для поддержания работы геодинамо на протяжении миллионов лет. Но нужны новые знания, чтобы ответить на вопрос о том, как образуется магнитное поле и почему время от времени полюса меняются местами.

 Особенности изменения магнитного поля Земли и

влияния Солнца на магнетизм Земли.

Магнитное поле Земли не является неизменным. Уже давно замечено: магнитные полюсы нашей планеты далеко не постоянны. Точнее сказать, это вечные бродяги. Учеными выяснено, что за последнее пять-шесть веков магнитные полюсы планеты совершили путешествие по большому кругу, причем сейчас они завершают цикл. Ученые нашли «ключик» и к магнитному прошлому нашей Земли. Магнитные полюсы Земли миллиарды лет путешествуют по Земле. Около полутора-двух миллиардов лет назад северный полюс находился, судя по современной карте, в штате Колорадо. Триста миллионов лет назад, он достиг японских берегов. Затем путешествовал в районе Владивостока, потом достиг Ледовитого океана и сейчас приближается к берегам Северной Америки, как бы завершая свое великое кругосветное путешествие, длящееся миллионолетия. Еще большей неожиданностью явилось другое открытие: поле Земли не только непрестанно изменяется в пространстве, оно меняет свою полярность. Северный магнитный полюс неоднократно становился южным, а южный – северным. И это, с точки зрения геологической истории, совершалось «мгновенно». Палеомагнитологи изучая образцы земных пород, относящихся к разным периодам истории Земли, установили, что напряженность земного магнитного поля не остается постоянной. Кирпичи, обожженные в XV веке значительно более намагничены, чем кирпичи, изготовленные в ХХ веке. Магнитное поле за последние столетия значительно ослабевает. Расчеты показывают, что если эта тенденция сохранится, то через четыре тысячи лет Земля размагнитится совсем. Трудно даже представить, что произойдет на нашей планете. Сохранится ли на ней жизнь? Однако новые исследования, «археологических горшков», относящихся к медному веку, дали новые результаты: три – четыре тысячи лет назад напряженность земного поля была такой же, что и сейчас. Значить, поле как бы пульсирует в веках, изменяя свою силу. Земля находится в невидимых магнитных щупальцах, силках, которые повседневно и повсеместно оказывают свое влияние на различные процессы, протекающие в атмосфере и в недрах нашей родной планеты.

На Земле имеются такие территории, где ее собственное магнитное поле сильно искажается залеганием железных руд. Например, Курская магнитная аномалия, расположенная в Курской области.

Причина кратковременных изменений магнитного поля Земли - действие "солнечного ветра", т.е. действие потока  заряженных  частиц, выбрасываемых  Солнцем. Магнитное  поле  этого потока  взаимодействует  с  магнитным  полем  Земли, возникают "магнитныебури". На частоту и силу магнитных бурь влияет солнечная активность.
В годы максимума солнечной активности (один раз в каждые 11,5 лет) возникают такие магнитные бури, что нарушается радиосвязь, а стрелки компасов начинают непредсказуемо "плясать".

Результатом   взаимодействия   заряженных  частиц  "солнечного  ветра"  с  атмосферой  Земли  в  северных  широтах является такое явление, как "полярное сияние".

Все в природе – живое и неживое – пронизано магнитными силами, связано с ними нерасторжимо. На магнитное поле Земли сильнейшие влияние оказывает Солнце. В периоды его высокой активности над планетой бушует магнитная буря. Незримая и неслышная, она спускает с цепи самые неистовые силы Земли. Многие наблюдения свидетельствуют: когда в атмосфере разряжаются магнитные бури, на Земле они порой оборачиваются ураганами, наводнениями, извержениями вулканов, землетрясениями. Чехословацкие и американские геофизики проследили связь между магнитным полем земли и климатическими условиями. Выяснилось четкая закономерность: с 1925 по 1970 год в Северном полушарии росла напряженность магнитного поля и соответственно повышалась среднегодовая температура. В южном полушарии Земли происходило обратное – одновременно снижалась напряженность и температура. С 1640г по 1710г. На Солнце почти полностью отсутствовали пятна и на земле повсеместно стояли суровые зимы. Некоторыми учеными высказано предложение, что с изменениями магнитного поля, его направленности, меняется характер планетных движений воздушных масс. Если это так, то будущее принесет нам весьма ощутимые перемены. Поскольку магнитный полюс смещается к западу, то следует ожидать и западного «дрейфа» атмосферных потоков. А значит на Европу надвигается климат, который сейчас господствует в Азии.

3.Влияние магнитного поля на растительный и животный мир.

Рассмотрим некоторые факты влияния магнитного поля на различные функции растений и животных в зависимости от их ориентации в магнитном поле.

Влияние магнитного поля на растения: Уже то обстоятельство, что растения (как и пчёлы) всё время находятся под действием магнитного поля Земли, предполагает его определяющий вклад в жизнь флоры.

Эффект зависимости роста растений (или их частей) от магнитного поля называется магнитотропизмом (тропос — направление). Данный эффект изучался досконально в естественных и искусственных условиях. В обоих вариантах растения не оставались безучастными к влиянию магнитного поля и проявили одинаковую реакцию на направление магнитного поля.

Объяснения такой реакции заложены физиологией растений. Сюда входят не только рост и формирование растений, но и жизнедеятельность на клеточном уровне. Перечислять «магнитные причуды» растений можно долго. Посмотрим на самые простые примеры.

Начать убеждаться в магнитной зависимости растений осуществимо даже визуально. Например, в свободном развитии растения ориентируются в направлении южного магнитного полюса. В первую очередь, корни развиваются преимущественно в этом направлении.

При искусственной ориентации корешков опытных зародышей пшеницы в направлении южного магнитного полюса, все растение (и корни и стебли) развивалось более эффективно, по сравнению с ориентацией зародыша в направлении северного магнитного полюса. Аналогичный эффект наблюдается и у других сельскохозяйственных культур: ячменя, овса, подсолнечника, кукурузы, свеклы, огурцов, гороха, дыни и др. В том же направлении расположены и боковые корни растений, растущие в свободных условиях. Таким образом, функционально-биохимические свойства растений имеют прямую зависимость от направления магнитного поля.

Другой пример, если семена хвойных пород (ели, сосны и др.) при высеве ориентировали корешками зародышей на юг, то они прорастали быстрее на 4—5 дней, чем ориентированные на север.

Следующий пример не из мира чудес, но что-то около этого. Известно, что существуют циклы солнечной активности, сменяющиеся примерно каждые 11 лет. Так вот у растений так же имеется такой цикл. Здесь связь спрятана несколько глубже.

Суть заключается в следующем. Все растения по-разному направлены в пространстве. Одни симметричны. Другие дисимметричны. Последние могут иметь  правый или левый тип направления. Например, если «двигаясь» по лепесткам мы будем двигаться вправо (по часовой стрелке) – это правостороннее растение, а если лепестки будут расположены в обратном направлении, то это левостороннее растение. Имеются и другие признаки дисимметричности. Такое отношение к определённому типу не является постоянным. Дело в том, что каждые 11 лет…. Догадались? Правильно. Происходит смена типа ориентации растения в пространстве. Причём смена типа направления полностью соответствует циклам солнечной активности. Изменение полярности на Солнце (переполюсовка, смена полюсов) и смена типа дисимметрии цветков у растений находятся в строгом соответствии друг с другом.

Научные исследования достоверно доказали, что если семена растений по левому типу ориентировать кончиком зародышевого корешка к южному магнитному полюсу Земли, то они растут быстрее и имеют более высокую ферментативную активность (в частности, больше содержание хлорофилла). Физиологические процессы в растениях разных типов характеризуются различной количественной и качественной зависимостью от магнитного поля. Урожайность правильно ориентированных растений повышается на 13—52%. Чтобы получить аналогичный качественный эффект для правых растений, их зародыши необходимо ориентировать к северному магнитному полюсу.

Конечно, можно было бы «свалить» всю ответственность за лучшее развитие растения, ориентированного в южном направлении, не на магнитное поле, а на солнечный свет. Однако дополнительно на магнитный аспект в развитии растений указывает распределение обмена веществ в растении. Как выяснили учёные с помощью меченого фосфора, на северной и южной сторонах идет существенно более интенсивное поступление фосфора внутрь растения, чем с восточного или западного направлений.

Как мы знаем, магнитное поле Земли на разных участках местности имеет различные характеристики. Это «знают» и растения. Если на каком-то участке Земли магнитное поле обладает значениями, значительно превышающими средние показатели, то направление развития корневой системы растения зависят от полюсов не так выражено.  Например, в районе Курской магнитной аномалии корневая система растений не имеет четко выраженной ориентации. Поэтому важно знать и учитывать не только направление магнитных полюсов вообще, а непосредственно направление и силу магнитного поля в данном месте.

Магнитное поле Земли оказывает влияние не только на корневую систему растения, но и на стебель, листья, другие части. Основная масса корзинок цветков, цветущих широким веером, чётко ориентирована в пространстве в сторону Солнца: на юго-восток, юг, юго-запад. Туя восточная до 90% скелетных веток, отходящих на восток и запад, разветвляет в вертикальных плоскостях главным образом в направлении север — юг. Даже картофель в юго-восточном направлении «выбрасывает»  большее  число листьев.

Влияние магнитного поля на птиц : Ученым наконец удалось выяснить принцип работы полученной от природы навигационной системы птиц, благодаря которой они могут ориентироваться используя магнитное поле Земли.

 Исследователи из колледжа Бэйлора утверждают, что благодаря серии экспериментов они смогли обнаружить как определенные клетки мозга кодируют направление и интенсивность магнитного поля Земли.

Ученые говорят, что птицы как и многие представители животного мира в состоянии чувствовать магнитные силы. Более того, птицы во время сезонных перелетов летят исключительно по магнитным маршрутам.

До настоящего времени, наука не могла объяснить, что выступает в качестве рецепторов у птиц. Но благодаря проведенным исследованиям, ученые смогли найти объяснение того, как нейроны в мозге голубя помогали определить не только направление магнитного поля, но и его интенсивность. Это можно сравнить с обычной навигационной системой автомобиля. Стоит напомнить, что некоторые участки мозга птиц активируются в тот период, когда на организм начинает действовать магнитное поле. Для того чтобы изучить подобное явление ученым пришлось использовать электродную методику, которая больше известна как вестибулярное ядро. Именно эта методика дает возможность записывать активность в том случае, если птица, в частности голубь, был в контакте с изменением магнитного поля.

В свою очередь клеточный механизм ответил на угол и интенсивность магнитного поля. Чувствительность клеток этого механизма состоит в прямой зависимости от угла магнитного поля по отношению к голове птицы. В таких условиях, ученые показали, что птицы настроены на конкретные направления.

Ученые утверждают, что вестибулярные нейроны могут входить в состав рецепторов сети. Именно эта сеть направляет информацию о силе, а также о интенсивности магнитного поля в другие части мозга.

Проведенные исследования не показывают как именно птицам удается чувствовать магнитное поле. Исходя из этого, ученые утверждают им не удалось определить механизм, который позволяет чувствовать магнитное поле. Проанализировав результаты эксперимента, ученые пришли к выводу, что существуют определенные клетки, которые, вполне возможно несут ответственность за эту возможность.

Влияние магнитного поля на животных

Установлено, что магнитные поля оказывают заметное действие как на одно­клеточные организмы (вольвокс, инфузории), так и на высокоорганизованные (от рыб до млекопитающих).

В одном из опытов при кормлении рыб создавали магнит­ные поля. В результате у них вырабатывался условный рефлекс на магнит. При создании магнитного поля рыбы под­плывали к экспериментатору в ожидании пищи.

Советские ученые установили, что рыбы, пересаженные в незнакомый водоем, в 87% случаев двигались в направле­нии магнитного меридиана. При этом они учитывают на участках миграционного пути гидрофизические показатели: температуру воды, прозрачность, скорость течения, характер дна, глубину водоема. При стабильности этих показателей становится более ясным воздействие геомагнитного поля.

В опытах немецкого энтомолога Г. Беккера было замече­но, что майские жуки, пчелы, кузнечики и мухи обладают способностью определять направление силовых линий гео­магнитного поля.

В безветренную погоду или при слабом ветре эти насеко­мые совершают посадку чаще всего в направлениях восток – запад, север – юг и стремятся сохранить это положение тела или изменяют его скачком на 90°. Когда их помещали в камеру, где магнитное поле было понижено на 95%, двукры­лые располагали тело в любых направлениях. В поле посто­янного магнита, в 100 раз превышающем геомагнитное, они сначала приходят в возбужденное состояние, а через не­сколько минут располагаются параллельно или перпендику­лярно магнитным силовым линиям.

Многочисленными опытами доказано, что электромагнит­ные поля заметно влияют на плодовитость животных, но на разные виды по-разному: плодовитость у мышей под дей­ствием искусственного магнитного поля понижается, у пло­довой мушки дрозофилы возрастает; бактерии стафилококки в этих условиях усиленно размножаются, а при экранирова­нии замедляют развитие; бабочки пяденицы в магнитном поле откладывают меньше яичек, а бактерии кишечные па­лочки совсем перестают размножаться.

   Несмотря на то, что магнитное поле нельзя увидеть, обитатели Земли хорошо его чувствуют. Перелетные птицы, например, отыскивают дорогу, ориентируясь именно на него. Существует несколько гипотез, объясняющих, как именно они ощущают поле. Одна из последних предполагает, что птицы воспринимают магнитное поле визуально. Особые белки – криптохромы – в глазах перелетных птиц способны менять свое положение под воздействием магнитного поля. Авторы теории считают, что криптохромы могут играть роль компаса.

   Кроме птиц магнитное поле Земли вместо GPS используют морские черепахи. И, как показал анализ спутниковых фотографий, представленных в рамках проекта Google Earth, коровы. Изучив фотографии 8510 коров в 308 районах мира, ученые заключили, что эти животные предпочтительно ориентируют свои тела с севера на юг (или с юга на север). Причем "реперными точками" для коров служат не географические, а именно магнитные полюса Земли. Механизм восприятия коровами магнитного поля и причины именно такой реакции на него остаются неясными.

   Из всего вышесказанного можно сделать вывод, что магнитное поле Земли напрямую влияет на каждое живое существо на планете. Как же повлияет на животных его изменение? Точно сказать нельзя. Одна из гипотез утверждает, что динозавры вымерли именно во время очередной смены магнитных полюсов.

   Смена магнитных полюсов Земли - это не одномоментное явление, а длительный геологический процесс, измеряемый десятками тысяч и даже миллионами лет Правда, некоторые ученые считают, что такие перемены происходили в течение очень короткого времени. Если бы смена полюсов растягивалась на длительный срок, говорят они, то жизнь на нашей планете в эти промежутки была бы уничтожена солнечной радиацией, которая беспрепятственно проникала бы в атмосферу и достигала ее поверхности, поскольку для солнечного ветра, кроме магнитного поля, нет преград.

   А пока что наблюдается возрастание скорости перемещения магнитных полюсов, что никак не походит на обычный, "фоновый” дрейф. Так, например, магнитный полюс Северного полушария "пробежал” за последние 20 лет более 200 км в южном направлении.

   Итак, проанализировав последние исследования о возможной скорой смене магнитных полюсов, мы решили провести эксперимент на домашнем животном. В результате длительных наблюдений мы пришли к выводу, что в 80 % случаев наш питомец отдыхал, ложась головой на север (южный магнитный полюс).

Это подтверждает и исследования британских ученых. Затем, мы с помощью двух постоянных магнитов поменяли хомячку полярность магнитного поля так, что северный магнитный полюс в локальной области проживания хомячка сменился на южный. Наблюдая за поведением животного, мы отметили возросшее беспокойство, агрессивное поведение, снижение аппетита и ухудшение сна. В любой момент мы готовы были приостановить эксперимент, дабы не навредить ему, однако, к нашему удивлению, животное через неделю адаптировалось и уже ложилось спать головой на новый, искусственно созданный южный полюс. Данный эксперимент подтвердил нашу гипотезу о том, что животный мир сможет адаптироваться при переполяризации магнитных полюсов. Однако не все так однозначно, поскольку, как уже было сказано, смена магнитных полюсов Земли повлечет за собой более серьезные изменения климата. Поэтому вопрос выживаемости животных в таких условиях является темой для других, более обширных исследований.

4.Влияние магнитного поля на человека.

Человек на планете Земля постоянно находится под воздействием магнитного поля. Человеческое тело также обладает собственным магнитным полем, различным для разных органов. Важным моментом является поддержание относительного баланса между внешними и внутренними магнитными полями. Бесспорным является факт, что внешние магнитные поля в значительной мере определяют состояние наших внутренних магнитных полей.

Врачи и ученые эксперты в области физиологических процессов, происходящих под влиянием магнитного поля в человеческом организме, обращают повышенное внимание на влияние магнитного поля на кровеносно-сосудистую систему человека, эффективность переноса кислорода кровью, транспортировку питательных веществ, но наиболее чувствительной к магнитному полю является нервная система. На магнитные поля реагирует и многие другие системы организма: эндокринная, сердечно-сосудистая, дыхательная, костно-мышечная и пищеварительная системы, органы чувств и кровь.

В макромолекулах (нуклеиновые кислоты, протеины и т.п.) под влиянием магнитных полей возникают заряды и изменяется их магнитная восприимчивость. Магнитная энергия макромолекул в результате такого воздействия превышает энергию теплового движения. Именно данный эффект даёт возможность использовать магнитное поле для запуска ориентационных и концентрационных изменений внутри биологически активных макромолекул. Этот эффект влияет на скорость биохимических и биофизических процессов. Активность ионов является важнейшим регуляторным механизмом человеческого организма. Эта активность определяется, в первую очередь, связью с макромолекулами и степенью гидратации (то есть связью с молекулами воды). Благодаря возрастанию ионной активности в тканях организма под воздействием магнитых полей происходит стимуляция клеточного метаболизма, то есть увеличение обмена веществ.

Влияние магнитного поля на различные системы организма

У человека при кратковременном его пребывании в немагнитной (гипомагнитной) среде немедленно изменяется реакция центральной нервной системы.

Циркадный ритм (биоритм жизни человека) напрямую зависит от магнитного поля Земли. Слабые магнитные поля - техногенного и естественного происхождения - оказывают влияние на циркадные ритмы и физиологические функции человека, что в итоге сказывается на общем состоянии.

Исследования показали, что при воздействии на человеческий организм кратковременного переменного магнитного поля с частотой 0,01 — 5 Гц происходит резкое изменение характера электроэнцефалограммы мозга человека. Под воздействием слабых переменных магнитных полей у человека возрастает частота пульса, начинает болеть голова, ухудшается самочувствие и чувствуется слабость во всём организме. При этом происходит сильное изменение электрической активности мозга.

Влияние магнитных бурь на человека.

Эксперименты подтверждают существование прямого воздействия крайне низкочастотных колебаний геомагнитного поля на организм человека. Исходя из этих сведений можно заключить, что во время магнитных возмущений на Земле (то есть во время магнитных бурь) низкочастотные вариации геомагнитного поля будут отрицательно воздействовать на самочувствие и здоровье людей.

В Ереванском медицинском институте исследовали взаимосвязь между возмущениями геомагнитного поля и уровнем заболеваемости инфарктом миокарда. Инфаркт миокарда очень удобен для исследования, так как можно чётко определить время его возникновения, а затем соотнести с временем различных гелио-геофизических явления, например, магнитных бурь.

По данным измерения артериального давления в течение года и определения количества лейкоцитов в крови у 43 пациентов было достоверно показано, что суточные изменения диастолического давления и содержания лейкоцитов совпадают с ежедневными изменениями магнитного поля Земли. Так же зависит от возмущенности магнитного поля Земли и частота сердечного ритма.

Влияние солнечной активности на человека. Исследования показали, что в зависимости от солнечной активности в крови человека изменяется количество лейкоцитов: при высокой солнечной активности концентрация лейкоцитов падает, и наоборот.

Суточная динамика радиочувствительности является предметом многих исследований, которые показали, что результат радиационного воздействия на человека в любой момент времени зависит от состояния геомагнитного поля в непосредственном месте проведения исследований.

Влияние магнитного поля на женщин. На основе многочисленных исследований зависимости менструального цикла, течения беременности и родов от уровня возмущённости геомагнитного поля было установлено, что, например, чем выше магнитная активность, тем длительнее менструальный цикл, а суточная ритмика начала и окончания родов находится в прямой зависимости от динамики изменения возмущенности геомагнитного поля. Также было установлено, что магнитные бури провоцируют преждевременные роды.

Влияние магнитного поля на развитие болезней. Поскольку магнитные поля воздействуют на весь организм человека - в той или иной степени подвергаются воздействию все системы, то и во время заболеваний ничего существенно не изменяется. Однако, если здоровый организм ещё может справляться, то есть адаптироваться, к воздействию магнитных полей, то чем сильнее он заболевает, тем существеннее становится воздействие. Организму, ослабленному продолжительной болезнью, даже незначительное, слабое воздействие может нанести существенный, а иногда и непоправимый урон.

Исследования показали, что в день прохождения магнитной бури и на протяжении ближайших 1-2 дней после неё сильно возрастает количество обращений людей с сердечно -сосудистыми проблемами и летальных исходов. Наш организм реагирует на воздействие не мгновенно, поэтому пик обращений приходится не на день самой магнитной бури, а на первый или второй день после неё. Также влияет и изменение самого магнитного поля, частота, амплитуда и модуляция которого изменяется по мере прохождения и спада магнитной бури.

Во время геомагнитных бурь у здоровых молодых людей замедляется свертываемость крови, в крови уменьшается количество лейкоцитов и тромбоцитов, увеличивается скорость оседания эритроцитов и активность тромбооразования. Исследования в различных городах показали, что характер изменения гемоглобина и эритроцитов в крови является схожим и связан с глобальными изменениями геомагнитной активности.

Важность магнитного поля для человека. Снижение уровня внешнего магнитного поля ведёт к нарушению магнитного поля в кровеносной системе, в результате чего нарушается кровообращение, транспортировка кислорода и питательных веществ к органам и тканям, что может в итоге привести к развитию болезни. Таким образом, недостаточный уровень внешнего магнитного воздействия по степени вреда, наносимого им организму, может вполне соперничать с дефицитом минералов и витаминов.

5.Инверсия ( переполяризация ) и современная техногенная цивилизация.

    Геофизики предупреждают, что смена полюсов опасна для жизни на Земле. Магнитные поля искривляют поток солнечного ветра (заряженных частиц, летящих от Солнца). В результате большинство из них огибает Землю по замкнутой траектории и не наносит вреда земным организмам. Резкие колебания привели бы к тому, что число высокоэнергичных частиц, проходящих через атмосферу, увеличилось бы в десятки раз.

    А теперь представим себе, что произойдёт с современной техногенной цивилизацией в этих условиях. Системы связи, спутники, навигационные приборы, военное высокоточное оборудование и многие друге элементы современных технологий выйдут из строя. Начнётся паника на мировых рынках, что повлечёт за собой глобальный экономический кризис. Пока развитые страны мира будут держать экономический удар, в слаборазвитых странах вспыхнут эпидемии, голод и войны. Эта цепочка событий будет продолжаться, пока часть человечества не уничтожит сама себя. Поэтому, на наш взгляд, в условиях нарастающей угрозы вымирания цивилизации необходимо задуматься о таком варианте развития событий.

    Мы не зря провели параллель в нашей работе и сравнили реакцию одного из представителей животного мира с реакцией целой цивилизации в условиях переполяризации.

   Человек – homo sapiens – также является частью природы и в состоянии справиться с подобными природными катаклизмами. Представим, например, глухую вымирающую российскую деревушку, которых, к сожалению, все больше в нашей стране.

   В такие места уже не доходят линии электропередач, нет сотовой связи и других признаков современной цивилизации. Люди, проживающие там, естественно и не узнают о панике на мировых рынках. Скорее всего, они всего лишь заметят некоторые изменения в природе, например, к удивлению обнаружат, что птицы уже не улетают, как раньше, на юг, и почувствуют физическое недомогание.

6. Исследование зависимости учащихся и учителей

от влияния магнитных бурь.

После изучения этого материала у меня появилось желание самому пронаблюдать, как влияют магнитные явления на самочувствие людей. Я проследил эту закономерность на примере разновозрастных групп людей.

1 группа: ученики с 8 до 14 лет, так как у нас основная школа ,

2 группа : учителя с 30 до 60 лет.

Перед собой поставил цель: установить степень воздействия магнитных бурь на нашу работоспособность и самочувствие и рассчитать процент зависимых от числа опрошенных. Отслеживание мы проводили в течение 1 месяца.

Всего было опрошено 12 человек. Из первой группы- 8 учащихся. Из второй группы 4 учителя. На вопрос: Влияет ли на ваше самочувствие магнитные бури, были получены следующие ответы:

Результаты исследований, произведённых в школе вывел в виде диаграммы.

Самочувствие иногда ухудшалось в день предшествующий сложному или в последующий. Основные жалобы, которые высказывали на здоровье, были: головная боль, слабость, перепады артериального давления. Большая зависимость людей 2 группы объясняется возрастными изменениями, ослаблением защитной функции организма. Кроме того, были выявлены люди, обладающие магнитной защитой.

Влияние магнитной бури на учителей оказалось более заметным. Мы думаем это связано с возрастом, чем он старше тем он более метеозависим. В среднем магнитная буря повлияла на 35% учителей.

Мы сделали вывод, учащиеся и учителя, не страдающие заболеваниями, не заметили происходящее. А вот те, кто получил травму ранее, имеет хронические заболевания, инвалидность, а так же преклонный возраст чувствовали себя плохо.

Магнитная буря способна ударить по самым слабым местам. Хронические заболевания способны обостриться, сердце сбивается с ритма, плохое настроение сменяется затяжной депрессией. Реакция каждого человека индивидуальна. У одного возникает слабость, другой страдает от головной боли, снижения физической активности. Человек может стать раздражительным и тревожным без видимой на то причины.
В группу риска попадают кардиобольные. Во время геомагнитных ситуаций, увеличивается количество инсультов, инфарктов, приступов стенокардии. Также в такие дни подвержены недугам люди, страдающие от избыточного веса, расстройств вегетососудистой системы.

Эхо магнитных бурь может настигнуть человека не в день бури, а накануне, либо после неё. Необходимо избегать как физических, так и эмоциональных нагрузок. Но это не значит, что всё время человек должен проводить в постели.

Нужно помнить, что весной и осенью магнитные бури случаются намного чаще, чем в другое время года.

Сейчас, когда мы заранее узнаем время наступления магнитных бурь, то можем заранее предупредить эти обострения. Чтобы уберечь организм человека от ухудшения здоровья, нужно еще до наступления неблагоприятной погоды любыми способами укреплять здоровье. Это достигается не только медикаментозными средствами.

Таким образом, я проверил, что влияние геомагнитных возмущений на организм человека существует, но оно сугубо индивидуально. У одних магнитные бури вызывают заметную ответную реакцию, у других же есть от природы хорошая защита от магнитных атак. В результате эксперимента все участники узнали о своей зависимости или не зависимости от влияния магнитных бурь. Для зависимых мы, провели консультацию о том, как помочь себе в сложные геомагнитные дни. Порекомендовали не подвергаться большим физическим нагрузкам, принимать заранее соответствующие медикаменты. Так же показывали им дни магнитных бурь за месяц вперед. Метеозависимым людям обязательно следует знать, когда будут магнитные бури.

Этот прогноз магнитных бурь поможет им как можно легче пережить опасные для них дни месяца.

Итак, давайте посмотрим, когда же нас ждут магнитные бури в этом месяце:

Дни в сентябре, когда ожидаются возмущения магнитосферы, и возможны магнитные бури:

2 сентября - возможны возмущения магнитосферы Земли

5 сентября - возможны возмущения магнитосферы Земли

6 сентября - возможны возмущения магнитосферы Земли

​17 сентября 2016 возможны возмущения магнитосферы Земли

18 сентября 2016 возможны возмущения магнитосферы Земли

19 сентября 2016 возможны возмущения магнитосферы Земли

20 сентября 2016 возможны возмущения магнитосферы Земли

26 сентября 2016 возможны возмущения магнитосферы Земли

28 сентября 2016 магнитная буря уровня G2 (средняя)

29 сентября 2016 магнитная буря уровня G2 (средняя)

30 сентября 2016 магнитная буря уровня G2 (средняя)

1 октября 2016 магнитная буря уровня G1 (слабая)

2 октября 2016магнитная буря уровня G1 (слабая)

3 октября 2016 возможны возмущения магнитосферы Земли

4 октября 2016 возможны возмущения магнитосферы Земли

17 октября 2016 возможна магнитная буря уровня G1 (слабая)

18 октября 2016 возможны возмущения магнитосферы Земли

Как видите, сентябрь-октябрь месяц предвещает быть не самым спокойным с точки зрения солнечной активности, поэтому заблаговременно примите все меры предосторожности, чтобы как можно легче пережить опасные дни.

Самое лучше, что можно сделать в день магнитной бури, это по возможности отказаться от тяжелой работы и провести как можно больше времени на воздухе. Прогулки на свежем воздухе позволят намного легче перенести неприятные ощущения, которые вызывает возмущение геомагнитного поля Земли.

Диетологи рекомендуют в опасные дни питаться умеренно и не налегать на жирное, сладкое и тяжелую пищу. В эти дни отдайте предпочтение легкой постной пище, которая намного легче усваивается и не утяжеляет процесс пищеварения. Кстати, не рекомендуется есть жирное мясо еще и по той причине, что в дни магнитных бурь повышается уровень холестерина в крови.

Так как магнитные бури хуже всего переносятся людьми, страдающими от гипертонии и других заболеваний сердца, рекомендуем вам держать при себе успокоительное средство, как таблетки или капли валерьянки, настойки боярышника, пустырника. Если очень болит голова, обязательно выпейте таблетку аспирина, которая поможет вам облегчить состояние за счет разжижения крови.

В дни магнитных бурь особенно осторожными следует быть людям, работа которых связана с повышенным вниманием. Так как геомагнитное возмущение Земли скажется на хронических заболеваниях, состоянии сердечно-сосудистой и иммунной систем, вы можете испытывать раздражение, упадок сил и нежелание работать. Это все может привести к понижению трудоспособности, о чем обязательно следует помнить. Отнеситесь к своему состоянию философски и не зацикливайтесь на мелочах, даже если они очень сильно вас раздражают.Как ни странно, но не все люди реагируют на магнитные бури.

Если вы ведете активный образ жизни, стараетесь думать о положительном, то и опасные дни в сентябре не будут омрачать ваше настроение плохим самочувствием. Дни магнитных бурь в сентябре - октябре 2016 никак не повлияют на ваше состояние и здоровье. Но в любом случае следует знать, что стало причиной вашего возможного плохого самочувствия, если еще пару часов назад вы были здоровы, полны сил и энергии.

Заключение.

По данным инженеров из службы GPS за последний год «бег» магнитных полюсов нашей планеты увеличился. Север смещается на юг с пугающей скоростью 8 метров в час…Восемь метров в час – 180 метров в сутки, это 65 км в год. Исследователи заверяют, что сейчас они наблюдают самое быстрое в наблюдаемой истории снижение напряженности магнитного поля.

Итак, что же это значит для нас? На самом деле пока что ученые спорят о хоть сколько-нибудь единой теории. А они разнятся от «страшилок» - вроде того, что Земля остановится и все живое на ней погибнет, до полностью пофигистских «никто вообще ничего не заметит».

    В данной работе мы поставили цель - исследовать, как повлияет переполяризация Земли на техногенную цивилизацию, а также на животный мир на нашей планете. В результате анализа последних исследований ученых мы выявили, что животные ориентируются по линиям индукции магнитного поля Земли и весь животный мир смог бы выжить при переполяризации.

   Не стоит проводить масштабных исследований, чтоб доказать, что современная цивилизация в таких условиях выжить не сможет, поскольку человечество слишком сильно зависит от искусственно созданной техногенной среды обитания.

   Однако, в результате наших исследований мы выявили, что переполяризация повлечет за собой цепочку событий, влияющих на климат нашей планеты. Поэтому задачами для дальнейшего изучения ученых мы видим моделирование ситуации, предсказание последствий и направление усилий для предотвращения последствий переполяризации Земли.

По окончании работы я с уверенностью могу сказать, что справился с поставленной целью. Довольно подробно рассмотрел, как магнитные силы влияют на живые организмы, человека. В результате ее завершения я понял, что магнетизм – это наука будущего, многочисленные тайны хранит она в себе. Решить их – значит научиться жить в гармонии с природой, с Землей, с Вселенной. Я надеюсь, что приобретенные знания пригодятся мне в дальнейшей жизни. В любом случае работа над этим проектом была увлекательной и познавательной. Ведь, по словам Альберта Эйнштейна: «Радость видеть и понимать – есть самый прекрасный дар природы!» 

Проводя данную исследовательскую работу, мы узнали много нового о магнитном поле и магнитных бурях. Прочитав много теоретического материала, узнали, как магнитная буря влияет на здоровье человека. Проведя статистическую обработку результатов наших исследований, мы пришли к выводу, что магнитная буря влияет на здоровье человека, в большей степени на людей, которые имеют хронические заболевания, травмы, инвалидность, а также чем старше, тем более метеозависим. Правда, какой – либо пропорциональной зависимости мы не выявили.

Главное правило, которое мы вывели для себя и рекомендуем всем для того, чтобы не реагировать на метеоусловия, необходимо постоянно укреплять здоровье, заниматься физкультурой, правильно организовать режим работы и отдыха, питание.

Я думаю, что, выполняя исследовательский проект, я приобрел умения критически работать с полученной информацией, анализировать и сопоставлять имеющие факты, находить пути решения возникающих проблем. Все это мне необходимо будет для моего дальнейшего успешного продолжения образования.

ЛИТЕРАТУРА

1. Энциклопедия для детей Т.8. Астрономия – М.: Аванта+, 2002г.
2. Космонавтика: Энциклопедия. – М. 1985г.
3. Кугер Т.В., Колпощикова И.Ф. Медицинская география – М.: Просвещение, 1996г.
4. Дубинин Э.М., Подгорный И.М. Магнитное поле небесных тел. – М: Знание, 1980г.
5. Гальперин Ю.И Полярные сияния в магнитосфере – М.: Знание, 1975г.
6. Журнал «Физика в школе». – 1999. - №6.
7. Мезенцев В. Чудеса: Популярная энциклопедия – 4е издание, перераб. и дон. – Алма-Ата, 1990. Т.2

8. Дьяченко А.И. Магнитные полюса Земли. – М., 2003.

9. Дубров А.П. Геомагнитное поле и жизнь. Геомагнитобиология. – М., 1984.

10. Головин Н.И., Курик М.В. Геомагнитная экология человека.

12. Азимов А. Выбор катастроф. – М., 2002.

13. Журнал «Новый век», 2000.

14. http://ianews.ru/articles/86291 /.