Аномальные территории повышенной естественной радиоактивности среды

С подъемом на высоту снижаются парциальные давления кис­лорода и углекислоты – основных акцепторов энергий квантов и частиц, что ведет к росту плотности потока наиболее агрессивных компонентов фона, нейтронного излучения, вторгающихся в ат­мосферу из космоса (табл. 2.2).

Тормозные (экранирующие) функции атмосферы снижаются и в направлениях к Северу, Югу от экватора. Мощность магнито­сферы Земли (геомагнитных полей, замыкающихся на полюсах), экранирующих радиационных поясов снижается с удалением от экватора, что позволяет тяжелым заряженным частицам (сверх­быстрым протонам, нейтронам, осколкам ядер высоких энергий) достигать здесь поверхности планеты и взаимодействовать с со­ставляющими биосферы, растительностью, животным миром, населением. Данные, иллюстрирующие функциональную связь изменений мощности дозы и состава космических излучений с высотой (3,5 км – знаменатель) над уровнем моря (числитель) и отдаленностью от экватора (территории максимальной геомагнит­ной и экранирующей защиты), показывают, что мощность ради­ационного фактора может превышать естественную норму сред­них широт в десятки и более раз:

Широта, град	10–20	30–40	50–60	80–90
Суммарная экви­валентная доза естественных кос­мических излуче­ний, мбэр/год	20,7/243	40/470	50/400	142/803

Тем не менее в большинстве случаев такие районы не только обжиты, но и считаются более здоровыми по сравнению с рав­нинными территориями средних широт. В высокогорьях Памира, например, проводятся тренировки определенных групп профес­сиональных спортсменов с последующим формированием высо­кой стайерской выносливости. Территории Альпийского пояса, Карпат являются зонами оздоровительного отдыха и отличаются, помимо характерных экосистемных норм, более высокой детородной функцией коренных популяций. Прирост населения здесь, как правило, высок, резко отличаясь от аналогичных (отрица­тельных) характеристик здоровья населения западноевропейских стран.

Таблица 2.2 – Изменение мощности потока космической радиации с высотой

Высота над уровнем моря, км	Образование пар ионов, см–3/с	Поток нейтронов, см–2/с
0 – 0,1 (прибрежная зона)	1,9–2,6	8 . 10–3
0,1 – 0,5 (равнины)	2,6–3,0	8 . 10–3
0,5 – 1,5 (предгорья)	3,0–5,6	1,7 . 10–2
1,5 – 2,5 (альпийские луга)	5,6–6,5	6,4 . 10–2
2,5 – 4 (обитание птиц и растений)	6,5–14,6	1,8 . 10–1
£ 10 (скопление микроорганизмов; полеты человека)		1,4

Известно несколько территорий с повышенным фоном есте­ственного космического излучения (табл. 2.3).

Таблица 2.3 – Территории с повышенным космическим излучением

Территория; высота над уровнем моря, м	Суммарная эквивалент­ная доза мбэр/год (%от естественной нормы)	Экологическая характеристика среды	Численность и репродуктивная способность населения (1990–2000 гг.); средний расчетный показатель, ‰
Западное Закавказье, Карпаты; 1428–3724	220–360 (550–900)	Хвойные, буко­вые леса, луга, субтропический климат	4 млн. чел.; + 13,5
Альпийский пояс; 2200–3000 м. Летние пастбища (курорты); 3600–5100	220–580 (550–1450)	Хвойные, кус­тарник (альпий­ские ковровые луга, рододенд­рон, черника)	Несколько млн. чел.; + 0,25
Памир (Китай, Монго­лия, Таджикистан, Афганистан); 3500–4000	360–470 (900–1175)	Степи, леса в долинах рек	Несколько млн. чел.; + 17,1
Гималаи, Индийско-Гангская долина 33 тыс. км2; 4000 –5000	310–490 (775–1225)	Равнины, тропический климат	Несколько тыс. чел.; +10,5
Северные широты, За­полярье (Норвегия, Да­ния, Исландия и др.)	142–472 (355–1180)	Заполярный климат	Несколько млн. чел.; +7,9

На нашей планете существуют также территории с повышен­ной радиоактивностью, обусловленнойаномальной структурой земной коры, имеющей особенности строения горных пород из компонентов, содержащих большие количества естественных ра­диоактивных веществ, проникших в верхние слои литосферы, в том числе в почвенные покровы. Таковыми породами могут быть монацитовые и богатые торием пески, гранитные, сланцевые породы и ряд других. Территориями с повышенной радиоактивностью являются монацитовые районы штатов Керала и Мадера (Индия), где доза облучения населения достигает 3924 мбэр/год, что в 30 раз выше дозы, получаемой населением средних широт, принятой за норму; ряд районов Бразилии (штаты Рио-де-Жа­нейро, Минад-Энейрас, поселок Гуарапари) и остров Ниуэ (Ти­хий океан) с годовыми дозами облучения населения, достигаю­щими 1150–1800 мбэр/год, что в 8,5 – 13 раз выше нормы. На указанных территориях проживают в общей сложности около 500 тыс. человек.

К территориям повышенного радиоактивного фона в нашей стране следует отнести все горно-складчатые периферические об­ласти: Урал, Магнитогорск, Нижний Тагил, Красноярск и др. (око­ло 1 –1,5 млн человек). Источники излучений здесь не только фор­мируют повышенные лучевые нагрузки, но и включены в метабо­лизм всех звеньев экосистем, накапливаясь в организме прожива­ющих здесь жителей. В отличие от районов средних широт с уме­ренным радиоактивным фоном лучевые нагрузки на население здесь превышают естественный фон в 10–15 (порой в 30) раз. Не менее 30 % излучателей здесь представлены a-активными радио­нуклидами группы урана-тория, формирующими преимуществен­ные лучевые нагрузки на гонады, кроветворные ткани, мозг. Вме­сте с тем это не меняет, а порой улучшает состояние здоровья местных жителей. В эволюционном плане именно эти территории явились местами эффективного (конкурентного) видообразова­ния современных сельскохозяйственных растений, животных че­ловека (рис. 2.1).

Рис. 2.1 – Сопоставление крупных урановых месторождений (●) с выявленными Н. И. Вавиловым очагами видообразования (▲)

Помимо территорий аномальных, но постоянных естествен­ных радиационных воздействий, по всей вероятности, определен­ную роль выполняют связанные с ростом солнечной активности периодические глобальные повышения мощности корпускуляр­ных и жестких фотонных излучений, достигающих поверхности Земли в нормальных районах. В 1920-х гг. А. Л. Чижевский просле­дил причинную связь между активностью на Солнце и земной жизнью по летописям, монастырским хроникам, дневникам пу­тешественников, запискам астрономов, данным статистики, ме­дицины, ботаники и др. Столь разнообразные источники помогли ему выявить удивительные закономерности: чума, холера, дифте­рия и другие инфекционные болезниактивизируютсяв периоды максимальной солнечной активности. С колебаниями солнечной активности связаны также циклические изменения количества лейкоцитов в крови, содержания в ней сахара, солей кальция и калия, свертываемость крови, сдвиги электрического потенциала кожи людей, периодические колебания плодовитости диких и сель­скохозяйственных животных. Даже толщина колец на срезах дере­вьев, характеризующая скорость нарастания их живой массы, об­наруживает 11-летнюю периодичность.

Активность Солнца, регулярно повторяющаяся через 11 лет, сопровождается появлением черных пятен, протуберанцев в его короне, выбросом в межпланетное пространство потоков элект­ронов, протонов, тяжелых ионов, с суммарной мощностью ко­торых (до 10²⁵ Дж) атмосфера, радиационные пояса, геомагнит­ные поля планеты не справляются. Потоки протонов, начальная энергия которых превышает 500 МэВ, регистрируются (с 1942 г.) на поверхности Земли с некоторым опозданием после пика сол­нечной активности. Плотность потоков нейтроновво время сол­нечных вспышек большой интенсивности превышает нормаль­ный корпускулярный поток в тысячи (регистрация 23.02.1956), в период малых возрастаний активности – в десятки и сотни раз. Мишенью частиц высоких энергий при малой плотности потока являются преимущественно нейроны, с повреждением которых на макропопуляционном уровне и связаны, по всей вероятнос­ти, возрастающие в этот период агрессивность хищников, час­тота транспортных аварий, обострений хронических нервно-пси­хических и сердечно-сосудистых заболеваний и др. (В. А. Барабой, 1976).