Interested Article - Воздействие Солнца на Землю

Солнце оказывает многоплановое воздействие как на живую, так и на неживую природу Земли. Основное влияние происходит через видимое излучение, ультрафиолетовое излучение, излучение в более коротких диапазонах длин волн и через корпускулярные потоки солнечного ветра.

Влияние на живую природу

Вид Земли из космоса — косвенный результат воздействия на планету солнечного излучения.

Солнце играет очень важную роль в жизни Земли.

И животным, и растениям очень важен свет Солнца (в частности, это касается и людей). Некоторые люди просыпаются и бодрствуют только тогда, когда светит Солнце (это касается и большинства млекопитающих , земноводных и даже большинства рыб ). Протяженность солнечного дня оказывает значительное влияние на жизнедеятельность организмов на Земле. В частности, зимой и осенью, когда Солнце в Северном полушарии стоит низко над горизонтом и продолжительность светового дня мала и мало поступление солнечного тепла , природа увядает и засыпает — деревья сбрасывают листья, многие животные впадают на длительный срок в спячку ( медведи , барсуки ) или же сильно снижают свою активность. Вблизи полюсов даже во время лета поступает мало солнечного тепла, из-за этого растительность там скудная — причина унылого тундрового пейзажа, и мало какие животные могут проживать в таких условиях. Весной же вся природа просыпается, трава распускается, деревья выпускают листья, появляются цветы, оживает животный мир. И всё это благодаря всего одному-единственному Солнцу. Его климатическое влияние на Землю бесспорно. Именно благодаря наклону оси планеты относительно плоскости орбиты и (в гораздо меньшей степени) планетарной эллиптической орбите обращения вокруг Солнца, солнечная энергия неравномерно поступает в разные районы Земли в разные времена года, что сформировало полностью климат и климатические пояса планеты.

В зелёных листьях растений содержится зелёный пигмент- хлорофилл . Этот пигмент является важнейшим катализатором на Земле в процессе фотосинтеза . С помощью хлорофилла происходит реакция диоксида углерода и воды — фотосинтез , и одним из продуктов этой реакции является кислород , который необходим для жизни почти всему живому на Земле и глобально повлиял на эволюцию нашей планеты — в частности, радикально изменился состав минералов . Реакция воды и углекислого газа происходит с поглощением энергии, поэтому в темноте фотосинтез не происходит. Фотосинтез, преобразуя солнечную энергию и производя при этом кислород, дал начало всему живому на Земле. При этой реакции образуется глюкоза , которая является важнейшим сырьём для синтеза целлюлозы , из которой состоят все растения. Поедая растения, в которых за счёт Солнца накоплена энергия, существуют и животные. Растения Земли поглощают и усваивают всего около 0,3 % энергии излучения Солнца, падающей на земную поверхность. Но и этого, на первый взгляд, маленького количества энергии достаточно, чтобы обеспечить синтез огромного количества массы органического вещества биосферы . В частности, постепенно, переходя от звена к звену, солнечная энергия достаётся всем живым организмам в мире, включая и людей. Благодаря использованию минеральных солей почвы растениями в состав органических соединений включаются также следующие химические элементы : азот , фосфор , сера , железо , калий , натрий , а также многие другие элементы. Впоследствии из них строятся огромные молекулы белков , нуклеиновых кислот , углеводов , жиров -веществ, жизненно необходимых для клеток .

Влияние на неживую природу

Земная поверхность и нижние слои воздуха — тропосфера , где образуются облака и возникают другие метеорологические явления, непосредственно получают энергию от Солнца. Солнечная энергия постепенно поглощается земной атмосферой по мере приближения её к поверхности Земли — далеко не все виды излучения , испущенного Солнцем, попадают на Землю. На Землю доходит только 40 % солнечного излучения, 60 % излучения же отражается и уходит обратно в космос . В настоящее время наблюдается тенденция к увеличению поглощаемого Землёй количества солнечного тепла по причине увеличения количества в атмосфере Земли парниковых газов (см. Парниковый эффект ). Под действием солнечного света и понижения атмосферного давления умеренного или резкого, на Земле происходят такие природные явления, как туман , дождь , снег , град , смерч , ураган .

Происходит перемещение огромного количества воды на Земле, действуют такие океанические течения как Гольфстрим , течение Западных Ветров и т. д. Достаточно знать, что одно изменение русла теплого океанского течения, вызвало засуху на большей части территории Африки несколько тысяч лет назад, следствия чего наблюдаются сегодня. Вследствие влияния так же явлений Эль-Ниньо — Ла-Нинья на гидрометеорологические и экологические условия океанов, морей и материков не только экваториальной зоны, происходит интенсивное испарение влаги, которая затем охлаждается и выпадает в виде дождя. Не будь всего этого — на Земле не было бы жизни . Под действием солнечного тепла образуются облака , бушуют ураганы, дует ветер , существуют волны на море , а также происходят медленные, но необратимые процессы выветривания , эрозии горных пород . Все эти явления и делают нашу планету настолько разнообразной, неповторимой и красивой. Все эти процессы на Земле происходят за счёт воздействия на Землю не всех видов солнечного излучения , а только некоторых его видов — это, в основном, видимое и инфракрасное излучение . Именно воздействие последнего вида излучения нагревает Землю и создаёт погоду на ней, определяет тепловой режим планеты.

Приливные силы , создаваемые гравитацией Солнца, (примерно в два раза более слабые, чем приливные силы Луны), вносят свой вклад в формирование приливов и отливов в морях и океанах Земли.

Влияние солнечного ветра

Помимо этого в атмосферу Земли проникает поток ионизированных частиц (в основном гелиево-водородной плазмы), истекающий из солнечной короны со скоростью 300—1200 км/с в окружающее космическое пространство ( солнечный ветер ), видимых во многих районах близ полюсов планеты, как «северное сияние» (полярные сияния).

Множество природных явлений связано с солнечным ветром, в том числе магнитные бури, полярные сияния и различные формы кометных хвостов, всегда направленных от Солнца.

Солнечная активность вызывает возмущения в магнитосфере Земли , которые, в свою очередь, могут воздействовать на земные организмы. Раздел биофизики , изучающий подобные влияния, называется гелиобиологией .

Влияние ультрафиолетового излучения

Ультрафиолетовое излучение Солнца разрушает молекулу кислорода, которая распадается на два составляющих её атома (атомарный кислород), и возникшие таким путём свободные атомы кислорода соединяются с другими молекулами кислорода, которые ещё не успели разрушиться солнечным ультрафиолетовым излучением, и в результате получается его аллотропная модификация, состоящая из трёх атомов кислорода — озон . Озон жизненно важен для существования жизни на Земле. Образуется он за счёт солнечного излучения и магнитного поля Земли, вследствие их взаимодействия возникает электростатическое поле в высоких слоях атмосферы, ниже которого образуется озон и формируется озоновый слой , а электростатическое поле Земли выражается благодаря атмосферным электрическим разрядам — молниям. Благодаря этому процессу до поверхности Земли доходит лишь малая часть жёсткого ультрафиолетового излучения. Ультрафиолетовые лучи опасны для человека и животных, и поэтому образование озоновых дыр представляет серьёзную угрозу для человечества.

Однако в небольшом количестве ультрафиолет необходим человеку. Так, под действием ультрафиолета образуется жизненно необходимый витамин D . При его недостатке возникает серьёзное заболевание — рахит , которое может возникнуть по оплошности родителей, которые прячут своих детей вдали от солнечного света. Недостаток витамина D опасен и для взрослых, при недостатке данного витамина наблюдается размягчение костей не только у детей, но и у взрослых (остеомаляция). Из-за недостатка поступления ультрафиолетовых лучей может нарушиться нормальное поступление кальция, вследствие чего усиливается хрупкость мелких кровеносных сосудов, увеличивается проницаемость тканей. Недостаточность солнечного света проявляется также в бессоннице, быстрой утомляемости и др. Поэтому человеку периодически необходимо бывать на солнце.

Ультрафиолетовые лучи также в небольшом количестве (в большом количестве они могут вызвать рак кожи ) усиливают работу кровеносных органов: повышается количество белых и красных кровяных телец ( эритроцитов и тромбоцитов ), гемоглобина , увеличивается щелочной резерв организма и повышается свёртывание крови. При этом дыхание клеток усиливается, процессы обмена веществ идут активнее. Ультрафиолетовые лучи позитивно воздействуют на организм и посредством других природных факторов — они способствуют ускорению самоочищения атмосферы от загрязнения, вызванного антропогенными факторами, способствуют устранению в атмосфере частичек пыли и дыма, устраняя смог .