Vliv přirozeného okolního záření na živé bytosti

Přirozené okolní záření, s nímž se setkáváme každý den, zahrnuje viditelné světlo, které k nám přichází od Slunce, Měsíce a hvězd. Méně známý je fakt, že tato nebeská tělesa vysílají široké spektrum elektromagnetického záření, přičemž naše oči dokážou vnímat pouze část tohoto spektra – právě viditelné světlo.

Maximální intenzita záření vyzařovaného Sluncem leží právě v oblasti viditelného světla, což je dobře zdokumentováno v odborné literatuře. Není tedy náhodou, že biologické organismy na naší planetě v průběhu evoluce vyvinuly specifické "antény", které jim umožňují využívat právě tuto část elektromagnetického spektra. Těmito citlivými anténami jsou naše oči.

Slunce je pro nás nejvýznamnějším zdrojem přirozeného okolního záření. Předpokládá se, že svou energii získává prostřednictvím jaderné fúze, která probíhá v jeho nitru a uvolňuje obrovské množství radioaktivního záření. Na cestě k jeho povrchu je toto záření zpomalováno a transformováno na méně škodlivé formy. Tento proces je na slunečním povrchu natolik pokročilý, že Slunce vyzařuje především v oblasti viditelného světla, s komponentami v ultrafialovém a infračerveném spektru, což je znázorněno na následujícím obrázku.

Chceme-li popsat absorpci a emisi elektromagnetického záření, používá dnešní fyzika pojem ideálního černého tělesa, které úplně absorbuje veškeré záření na všech vlnových délkách, jež na něj dopadají. Tento koncept slouží jako základ pro teoretické i praktické výpočty elektromagnetického záření.

Záření Slunce (oranžově zvýrazněná křivka na obrázku) se podobá záření ideálního černého tělesa o teplotě přibližně 5 900 K (žlutě zvýrazněná křivka).

Slunce vysílá i jiné části elektromagnetického spektra, jako je rentgenové záření a rádiové vlny, které leží mimo rozsah viditelného záření. Vznikají především v koroně, kde jsou mnohem vyšší teploty než na slunečním povrchu. Během slunečních bouří se pak zvyšuje emisní aktivita v těchto oblastech, což vede k dalšímu vyzařování elektromagnetického záření mimo viditelné spektrum.

Intenzita záření ze Slunce

Před tím, než záření Slunce dosáhne zemského povrchu, prochází atmosférou, která ho filtruje. Tento efekt je závislý na vlnové délce záření. Viditelné světlo a některé části infračerveného záření procházejí atmosférou téměř bez překážek, zatímco UV záření a jiné části infračerveného záření jsou téměř zcela absorbovány.

Selektivní propustnost atmosféry je označována pojmy "atmosférická okna". První okno umožňuje průchod viditelného světla a blízkého infračerveného záření. Druhé okno, označované jako "rádiové okno", propouští vlnové délky mezi přibližně 3 mm a 30 m. Toto druhé okno je mnohem širší než první a pokrývá širší rozsah rádiových vln.

Obrázek ukazuje obě okna v logaritmickém měřítku. Umožňuje to zobrazit v jednom grafu také nízkofrekvenční signály, známé jako "atmosferiky". Tyto signály zahrnují Schumannovy rezonance, což jsou stojaté vlny elektromagnetických oscilací vznikajících v atmosféře.

Frekvenční oblasti přirozeného záření na Zemi

Existují tři hlavní oblasti přirozeného okolního záření, které jsou pro život na Zemi klíčové [KÖNIG 1986]:

1. První atmosférické okno: viditelné světlo a blízké infračervené záření
2. Druhé atmosférické okno: oblasti mezi přibližně 10 MHz a 100 GHz (od 30 m do 3 mm)
3. Atmosferiky: frekvence mezi 7 Hz a 10 kHz, s výkyvy do MHz oblasti

Součástí "Atmosferik" jsou známé Schumannovy vlny nebo Schumannový rezonance. Jsou to stojaté vlny elektromagnetických kmitů, které jsou trvale udržovány výboji blesků, který se vyskytují nad celou Zemí. Mají frekvence od 7 do 30 Hz [KÖNIG 1986, SCHLEGEL 2002]. Více o těchto tématech najdete mimo jiné v knize Dr. S. Kiontke: Fyzika biologických systémů. [KIONTKE 2006].

Potřebují organismy přirozené záření?

Tato otázka je sama o sobě příliš jednoduchá. O záření, které přichází prvním atmosférickým oknem, víme až příliš dobře, že je nepostradatelné pro celý organický život na zemi. Přináší nám světlo a teplo. Bez nich by byla na Zemi taková tma a zima – tak chladná, že by dokonce i kyslík a dusík zmrzly a ležely by jako ledové shluky, a proto by nebyly použitelné pro životní procesy. 

Dalším známým účinkem záření prvního atmosférického okna je produkce vitamínu D pokožky působením UV záření. Tvorba vitaminu D probíhá pomocí UV-B světla (vlnová délka od 290 do 315 nm) (s maximem při 295-297 nm). Také opálení pokožky je způsobeno účinkem UV světla.

Zbývá otázka, zda přirozené záření okolního prostředí s sebou nese ještě další důležité účinky a zda ostatní oblasti (Atmosférika a druhé  atmosférické okno) mohou také poskytnout nějaké příspěvky k životním procesům. I když se věda o tom stále neshodne, existuje již řada pozoruhodných pozorování.

První již zmíněné pozorování spočívá v tom, že během evoluce si  biologické organismy vyvinuly oči právě ve frekvenčním rozsahu, ve kterém se nachází maximum intenzity prvního atmosférického okna, tj.viditelného světla. Zde se přírodě podařilo využít frekvenčního spektra, které jí bylo nabídnuto. Často se proto předpokládá, že tomu tak není pouze u viditelného světla, ale že biologické organismy využívají ve svůj prospěch i jiné části přirozeného záření okolního prostředí. Podpůrným pozorováním je nápadná shoda mezi strukturou Schumannových vln v pásmu jednotek Hz a různými rytmy EEG. Dr. Konnig píše ve své knize "Neviditelné prostředí" toto:

Porovnáme-li nyní registrace alfa rytmu a delta rytmu s registracemi získanými při měření elektrického pole v oblasti ELF (Extremely Low Frequency 3-30Hz), je nápadná podobnost mezi alfa rytmem EEG a signály typu I (Schumannovy vlny) a delta rytmem a signály typu II (lokální výkyvy elektrického pole). I pro odborníka by bylo při posuzování relativně krátkého registračního záznamu obtížné rozlišit, zda se jedná o záznam mozkových toků nebo o záznam výkyvů elektrického pole vyskytujícího se v přírodě.

Jak silný je vliv přirozeného záření životního prostředí na lidské tělo v každodenním životě, nelze snadno odhadnout, protože přirozené záření nemůže být  snadno"vypnuto". To je důvod, proč existuje mnoho pozorování o jevech, které se vyskytují při zvýšených podmínkách záření, ale málo pozorování o vlivu přirozeného záření prostředí za normálních podmínek.

K prozkoumání tohoto posledního vlivu je zapotřebí experimentální zařízení, v němž přirozené záření okolního prostředí by mělo být do  maximálně vyloučeno. Protože nízkofrekvenční podíl je velmi pronikavý, bylo by k tomu zapotřebí masivního stínění. Takový projekt byl zahájen v 60. letech 20. století v Andechs v Bavorsku. Zařízení je známo jako Andechser Bunker.

Experimenty v tomto bunkru byly prováděny po mnoho let. Skupina lidí pobývajících v elektromagneticky stíněných místnostech byla porovnána s jinou skupinou, v elektromagneticky nestíněných místnostech. Byla srovnávána denní periodika klidové aktivity, tělesná teplota, vylučování draslíku a vápníku močí, časový odhad, rychlost práce hlavy a celková citlivost. 

Po měsíci experimentu lidé ve stíněných prostorech vykazovali rytmus 25 až 26 hodin a desynchronizaci denních rytmických parametrů. Také odchylka parametrů jednotlivých osob měla značné rozdíly. Lidé, kteří žili měsíc v elektromagneticky nestíněných místnostech, si udrželi svůj 24hodinový rytmus. Pokud lidé ze stíněné skupiny opět žili v normálních podmínkách, 24hodinová periodika a všechny synchronizační procesy se vrátily. Stejného efektu ho bylo dosaženo i tehdy, když byly osoby ve stíněných prostorech ovlivňovány pulzním magnetickým polem o frekvenci 10Hz. [WEVER 1967], [WEVER 1973].

Vliv jiné části přirozeného záření životního prostředí byl zkoumán  společností Schienle a kol. [SCHIENLE 1998]. Používali přesně reprodukované signály (v pásmu kolem 10kHz), které se vyskytují v atmosféře. Signály aplikovali je u velkého počtu subjektů. Bylo opakovaně zjištěno, že tyto sferické signály mají zřetelný a trvalý vliv na strukturu lidského EEG.

Závěrem lze konstatovat, že dle experimentů má přirozené záření prostředí důležitý vliv na rytmy lidského těla. Vzhledem k tomu, že přirozené okolní záření je přítomno trvale, tento vliv obvykle zůstává nepozorován.

Zkušenosti se zvýšeným přírodním zářením okolí

Slunce není klidný, odjakživa planoucí oheň. Je plné dynamických procesů s výkyvy a erupcemi, které se projevují i na Zemi. Jedním z těchto dynamických procesů je střídání pólů vlastního magnetického pole Slunce (střední síla na povrchu asi 10 gaussů). Severní magnetický pól se stává magnetickým pólem jižním a naopak. Tento obrat se nazývá pólový skok a opakuje se  přibližně po 11ti letech. Celý cyklus změny (do výchozího stavu) trvá 22 let.

V době přepólování se lokálně množí oblasti s mnohem vyšší silou magnetického pole. Svědčí o tom tzv. sluneční skvrny. Jedná se o chladnější oblasti na povrchu Slunce, které jsou tmavší než zbytek povrchu. V těchto skvrnách jsou síly magnetického pole až 4000 gaussů. Nejtmavší skvrny jsou také nejchladnější a mají nejsilnější magnetické pole. 

Během přepólování je počet slunečních skvrn největší. Slunce v té době hoří nejneklidněji. Při tom se mohou objevit prudké výbuchy plynu, jako jsou protuberance a vzplanutí. Tato ohniska jsou známá jako sluneční bouře. Způsobují zvýšený tok částic ze Slunce na Zemi, s nárůstem polárních záře a zvýšeným vyzařováním elektromagnetického záření (zejména mimo oblast prvního atmosférického okna). Magnetické pole Země je stimulováno k nízkofrekvenčním vibracím. 

Sluneční bouře mohou narušit naši vysoce citlivou komunikační technologii. Ohroženy jsou zejména telekomunikační satelity nebo satelity navigačního systému GPS. Například v lednu 1994 sluneční erupce narušila kanadský telekomunikační satelit Anik-E2 na dobu pěti měsíců. Obzvláště silná bouře v Québecu v roce 1989 způsobila přetížení elektrické sítě a 9hodinový výpadek proudu v oblasti kolem Montrealu. Nebezpečí je známé již od roku 1859, kdy dosud největší pozorovaná sluneční bouře způsobila polární záře i v tropických oblastech a výrazně narušila právě vyvinutou telegrafní techniku.

Je zřejmé, že sluneční skvrny a sluneční bouře, které mohou narušit naši techniku, mají také vliv na živé organismy na Zemi. Dlouhodobá pozorování odhalila několik korelací. V době zvýšené aktivity slunečních skvrn jsou negativně ovlivněny [DMITRIEVA 2000], [MENDOZA 2004]:

• Srdce a krevní oběh
• Fyziologie dýchání
• Plicní funkce
•  Absorbce kyslíku
•  Biochemie krve

Kromě toho se stále častěji vyskytují:

• sklony k infekcím
• glaukom
• záchvaty elilepsie
• celkové zhoršení nemocí
• nehody
• úmrtí

Vypadá to tak, že život na Zemi se přesně přizpůsobil úrovni průměrného množství přírodního záření z okolního prostředí. Z toho lze usuzovat, že jak úplná absence, tak přebytek přirozeného záření okolního prostředí může mít negativní účinky.