زمین مغناطیس و بیولوژی



 زمین مغناطیس و بیولوژی

 

مترجم: فرید احسان لو
منبع:راسخون

 

و.د.پارکینسون
آثار زیست شناختی میدان‌های مغناطیسی بسیار ضعیف‌اند. انسان میدان‌های هزاران بار قوی‌تر از میدان مغناطیسی زمین را هم احساس نمی‌کند، و این عجیب نیست زیرا کالبد ماتهی از مواد مغناطیسی است، و جریان‌های موجود در بافت‌های زنده هم بسیار ضعیف‌اند. اما این جریان‌ها مرتبط با سلسله اعصاب‌اند که کوچکترین بی‌نظمی در آن ممکن است پیامدهای خطرناکی داشته باشد.
درباره تأثیر میدان‌های مغناطیسی شدید بر جانوران و گیاهان آزمایش‌های فراوانی انجام گرفته که نتیجه بسیاری از آن‌ها منفی بوده است. اما بارنوتی موارد متعددی از تأثیر میدان‌های شدید بر جانوران گزارش کرده که مرگ موش در میدانی با گرادیان ۱-Tm50 یکی از آن‌هاست. طبق گزارش بایشر موش‌ها در میدان‌هایی تا T14 هم زنده مانده‌اند.
در هر صورت، آثار ناشی از بسامدهای زیاد یا میدان‌های شدید مستقیماً به موضوع بحث این مقاله مربوط نمی‌شود؛ ما می‌خواهیم آثار زیست شناختی مربوط به میدان مغناطیسی زمین را بررسی کنیم.
می‌دانیم که میدان مغناطیسی بر ذرات باردار متحرک اثر می‌گذارد. بنابراین میدان مغناطیسی زمین بعضی از پرتوهای کیهانی اولیه را (که می‌بایست به زمین برخورد می‌کردند) منحرف می‌کند. در نتیجه، شدت پرتوهای کیهانی در مناطقی که بالاتر از عرض‌های جغرافیایی حدود ⃘ ۵۰ واقع شده‌اند بیشتر است تا در عرض‌های پایین‌تر.
یوفن اولین کسی بود که عقیده داشت نبودن این اثر حفاظی میدان مغناطیسی زمین می‌تواند تأثیر شدیدی بر حیات بگذارد. او می‌گفت که پیش از شکل گیری هسته زمین، به صورتی که بتواند میدان مغناطیسی ایجاد کند، حیات در زمین ناممکن بوده است؛ یعنی آثار حیات از وقتی در زمین پدید آمد که حفاظ کافی در مقابل پرتوهای کیهانی مرگ آور فراهم شد. می‌دانیم که در حین واژگونی میدان مغناطیسی زمین، یا میدانی وجود نداشته، و یا اگر وجود داشته شدتش بسیار کم بوده است، و این یعنی که اثر منحرف کننده این میدان به مدت هزاران سال بسیار ضعیف بوده است. بنابراین طبق نظریه یوفن می‌توان انتظار داشت که ردی از این آثار در فسیل‌های مربوط به دوران واژگونی به صورت میزان غیر عادی نابودی گونه‌ها مشاهده شود. اپدایک و همکارانش و همچنین واتکینز و گودل در سال ۱۹۶۷ چنین شواهدی دال بر تقارن واژگونی‌های میدان مغناطیسی زمین با انقراض بعض گونه‌های جانوران پیدا کردند. هر دوی این پژوهش‌ها فقط در مورد شعاعیان در آب‌های جنوبگان انجام گرفته بود. عموماً نظر بر این است که هرچه شار پرتوهای کیهانی زیاد‌تر باشد موجب جهش‌های بیشتری خواهد شد، ولی در مورد وجود ارتباط میان جهش‌ها و نابودی گونه‌ها تردیدهای زیادی وجود دارد. فعلاً نظری که کلاً بر آن توافق شده این است که جو زمین حفاظ خوبی است، به طوری که حتی اگر کل زمین هم تحت تأثیر همان شاری از پرتوهای کیهانی قرار می‌گرفت که به عرض‌های بالا می‌تابد، اثر زیست شناختی قابل توجهی به بار نمی‌آمد.
مورد دیگر، تأثیر احتمالاً شدید‌تری است که پرتوهای کیهانی بر ازن کره می‌گذارند. ازن کره نام لایه‌ای است از جو در ارتفاع ۱۰ تا ۵۰ کیلومتر، که چگالی مولکول‌های ازن (۳O) در آن بیشینه است.
اهمیت ازن برای زیست‌کره در این است که ازن نوار جذب (نوارهارتلی ) شدیدی در ناحیه فرابنفش نزدیک، و طول موج قطع تیزی در nm300 دارد. هر کاهش قابل توجهی در چگالی ازن، امکان می‌دهد تا تابش فرابنفش بیشتری از جو عبور کند. چنین فرایندی می‌تواند اثر عمیقی بر زیست‌گره بگذارد، و حتی ممکن است منجر به نابودی و انقراض گونه‌هایی از جانوران شود.
ازن از ترکیب اکسیژن تک اتمی (حاصل از جذب نور خورشید در ناحیه ۱۷۶ تا nm244، یا ناحیه شومان) با اکسیژن دو اتمی تشکیل می‌شود.
O3 + M M+ O + O2→
(M نماینده مولکول دیگری است که لازم است در واکنش باشد تا انرژی اضافی را به صورت انرژی جنبشی جذب کند). ازن در اثر واکنش با اکسید ازت (NO)، که در حکم کاتالیزور است، تجزیه می‌شود. یعنی
O3 + NO →NO2 + O2
O + NO2→NO + O2
نیکوله نشان داده است که واکنش ازت اتمی با ۲O مهمترین منبع NO در ازن کره است. ازت اتمی از یونش تفکیکی ۲N حاصل می‌شود، و بنابراین تابش کیهانی نقش تعیین کننده‌ای در توزیع NO دارد. میزان تولید NO در عرض‌های جغرافیایی مختلف نشان می‌دهد که میدان مغناطیسی زمین به طور مستقیم بر چگالی NO، و در نتیجه بر چگالی ازن اثر می‌گذارد.
گزارش های متعددی در دست است مبنی بر این که میان پدیده‌های مختلف ژئو فیزیکی و سلامت انسان رابطه ظریفی وجود دارد. ولی نشان دادن همبستگی‌های معین با یک عامل به خصوص مثلاً تعداد لکه‌های خورشید – مشکل است. به نظر می‌رسد که این همبستگی‌ها به دلیل دخالت عوامل دیگر بازمان تغییر می‌کنند.
طبق این گزارش‌ها، از پدیده‌های کیهانی چیزی که بیشترین اثر را بر سلامت انسان می‌گذارد، مؤلفه شعاعی میدان مغناطیسی میان سیاره‌ای (IMF) است. در منطقه مدار زمین این اثر را باد خورشیدی، که حامل این میدان است، تنظیم می‌کند. جهت مؤلفه شعاعی (IMF) می‌تواند به طرف خارج از خورشید (منفی) یا به طرف خورشید (مثبت) باشد. این مؤلفه پس از ۲ تا ۱۰ روز که بخش‌های متفاوت باد خورشیدی از زمین می‌گذرند، تغییر می‌کند. قطبیت را می‌توان با مشاهده رفتار میدان مغناطیسی زمین در عرض‌های بالا (در کلاهک قطبی) تعیین کرد.
نیکلایف و همکارانش در سال ۱۹۷۶ فهرستی از عوارض روان – آسیب شناختی در مورد یک گروه ۸۵ نفری (شامل ۷۵ نفر بیمار و ۱۰ نفر سالم) فراهم آوردند و نتایج حاصل را با تغییرات قطبیت باد خورشیدی و فعالیت مغناطیسی (شاخص Ap) مقایسه کردند. معلوم شد که شاخص گروه مورد مطالعه، برای INP مثبت بالاتر است (یعنی تعداد موارد عارضه بیشتر است) تا برای IMF منفی، و به خصوص یکی دو روز پس از تغییر قطبیت از منفی به مثبت این شاخص خیلی بالا می‌رود. مؤلفان این گزارش در توضیح سازوکار تأثیر فعالیت‌های IMF بر انسان اظهار کرده‌اند که IMF تپش‌های میدان مغناطیسی را متوقف می‌کند. به نظر آن‌ها تحریک به وسیله میدان‌های مغناطیسی خارجی کم بسامد برای درمان بعضی از این بیماران ضروری است، و مغناطو درمانی احتمالاً در آینده به کار گرفته خواهد شد.
این نوع بررسی‌ها حاکی از آن است که احتمالاً بین ژئومغناطیس و سلامت انسان رابطه‌ای وجود دارد، ولی رسیدن به یک نتیجه قطعی مستلزم مشاهدات خیلی بیشتری است؛ نتایج این مشاهدات باید از لحاظ آماری با معنی باشند و تداخل عوامل دیگر در آن‌ها به دقت در نظر گرفته شده باشد.

 



لینک منبع

اشتراک گذاری مطلب

انتشار مطالب با ذکر منبع مجاز می باشد.