Семнадцать лет непрерывных наблюдений диска Солнца немецким
любителем-астрономом Г. Швабе с целью открытия еще одной наиболее
близкой к нашему светилу планеты в момент ее прохождения на фоне
диска Солнца не увенчались успехом. Зато в 1843 г. он сообщил, что
изменение числа и конфигурации пятен на Солнце происходит с 10-летней
периодичностью. Вскоре швейцарский астроном Р. Вольф нашел более
точное значение этого периода - 11 1/9 года и предложил оценивать
солнечную активность по особому индексу, получившему его имя. Индекс
Вольфа характеризует "запятнанность" Солнца и равен сумме числа
солнечных пятен и удесятеренного количества их групп на видимой его
стороне.

Уже на протяжении более ста лет индекс Вольфа остается самым простым
и удобным критерием для оценки активности солнечной деятельности, так
как образование пятен на Солнце находится в тесной взаимосвязи с
возникновением других центров активности в солнечной атмосфере -
факелами, вспышками, протуберанцами и др. Проведенные за этот период
исследования подтвердили и вывод Р. Вольфа, что главным в деятельности Солнца является 11-летний цикл, хотя продолжительность этого цикла и колеблется в пределах от 7 до 16 лет.

Но, пожалуй, еще более интересным оказалось то, что и для многих
процессов на Земле характерна та же самая одиннадцатилетняя
периодичность. Так, более ста лет тому назад была установлена прямая
зависимость между числом магнитных бурь и полярных сияний в атмосфере
Земли и изменением числа пятен на Солнце. В то время представлялось
совершенно непонятным, как может Солнце с расстояния в 150 миллионов
километров "трясти" магнитное поле Земли и зажигать полярные сияния.

Сейчас, когда исследование околоземного пространства производится не
только наземными средствами, но и с помощью искусственных спутников
Земли, многое стало ясным. Оказалось, что от Солнца к Земле постоянно
идет поток заряженных частиц - корпускул - так называемый солнечный
ветер. Он "сдувает" силовые линии магнитного поля Земли, образуя
протяженный хвост-шлейф в магнитосфере Земли. В шлейфе постепенно
улавливаются заряженные частицы и таким образом скапливается
значительное количество энергии, которая может освободиться даже от
небольшого толчка. Именно таким толчком может оказаться усиление
солнечного ветра - например, в связи с выбросом облака плазмы при
солнечной вспышке, - а это приводит как бы к закорачиванию силовых
линий. Плазма из шлейфа устремляется к Земле. Заряженные частицы
движутся вдоль силовых линий, оканчивающихся в зонах полюсов, и
вызывают там возмущения - полярные сияния. Вот причина взаимосвязи
солнечных вспышек с возмущениями магнитосферы Земли, с северными
сияниями, вот причина одинаковой периодичности этих процессов.

Еще в конце XIX века появились работы, в которых была подмечена связь
периодичности в солнцедеятельности с цикличностью атмосферных
(погодных) явлений. Это касалось температуры и давления воздуха у
поверхности Земли, количества осадков и уровней рек и озер,
неравномерности возникновения циклонов, ураганов, смерчей, бурь в
экваториальной зоне.

Позднейшие исследования подтвердили и детализировали сделанные выводы, выявив, в частности, что микроклиматическим колебаниям свойствен не столько 11-летний, сколько 6- и 22-летний циклы. Так, в большинстве районов мира особенно жестокие засухи повторяются с интервалом около 22-х лет, причем, как правило, вблизи минимума солнечной активности, следующего после максимума в четных солнечных циклах. 22-летний цикл проявляется и в планетарных колебаниях климата:
в максимумах четных циклов атмосферное давление в умеренных широтах повышено, а в приполярной области понижено, а в максимумах нечетных циклов - наоборот.

Солнце относится не к переменным, а к "спокойным" звездам, характери-
зующимся высокой стабильностью суммарной излучаемой энергии
- солнечной постоянной, которая колеблется в пределах 1-2 процентов
(почти в пределах точности определения самой постоянной).

Однако солнечные возмущения сопровождаются качественными изменениями спектра излучаемой энергии: резко возрастает доля энергии
рентгеновских, ультрафиолетовых и радиоволн, а также электрически
заряженных и более "жестких" частиц - корпускул. Высокоэнергичные
частицы способны преодолеть и магнитное поле Земли, и верхние слои
атмосферы, передавая свою энергию непосредственно в метеорологически
активные слои. Правда, количество привносимой при этом энергии не
может заметно влиять на температуру и, следовательно, сказываться в
циркуляции нижних слоев атмосферы (тропосферы). Но в связи с
неравномерным распределением собственной энергии тропосферы и
наличием в ней зон неустойчивого динамического равновесия, дополни-
тельная энергия может сыграть роль "спускового крючка", провоцирую-
щего лавинообразный процесс нарушения равновесия и перераспределения
энергии (а следовательно, и разнообразные метеорологические феномены)
в нижней атмосфере.

Проявление 11-летней ритмичности в биологических процессах также
тесно коррелируется с ходом солнечной активности. Основатель нового
раздела науки - гелиобиологии - А.Л. Чижевский еще в 30-х годах
прошлого века в своих публикациях отмечал около трех десятков
феноменов в органическом мире Земли, изменчивость которых во времени
тесно связана с изменениями солнечной активности. В их число попали
величины урожаев различных сельскохозяйственных культур, рост
древесины, время цветения растений, эпифитии (эпидемические болезни
растений), эпизоотии (эпидемические болезни животных), размножаемость
и миграции насекомых (саранчи и др.), рыб, животных (грызунов,
пушных), разнообразные болезни (гипертония, атеросклероз, инфаркт
миокарда, неврозы и т.д.), эпидемии и смертность среди людей и др.
В качестве иллюстрации можно привести зависимость между вспышками
холеры и солнечной активностью в XIX столетии. Напомним, что и
последние вспышки холеры в Одессе и Астрахани (1969 г.) тоже падают
на максимум солнечной активности.

Воздействие колебаний солнечной активности на биосферу также
происходит не прямо, а косвенно через ряд промежуточных звеньев. Один
из механизмов проявляется через колебания магнитного поля Земли,
провоцируемые пертурбациями на Солнце. К колебаниям магнитного поля
чувствительны растения, животные, человек. Эксперименты показали, что
электромагнитные волны сверхнизких частот могут непосредственно
влиять на мозг человека, поскольку диапазон колебаний излучений
Солнца близко совпадает с диапазоном волн электромагнитных излучений
мозга человека. Колебания солнечной активности, вызывая изменение
погоды, климата - в частности, за счет вариаций увлажненности, -
влекут за собой ритмические колебания условий существования в
растительном и животном мире.

Еще более резко, чем 11-летняя, в биосфере проявляется сезонная и
суточная, а также близсуточная (циркадная) ритмичность, механизмы
которых, очевидно, связаны с вращением Земли вокруг своей оси и
вокруг Солнца. Живые организмы адаптировались к ритмической смене
параметров среды обитания. В процессе эволюции возникли
физиологические приспособления, способствующие согласованию функций
организма с условиями внешней среды. Смена сезонов определяет рост,
развитие и гибель растений. Суточное вращение Земли сопровождается
ритмичными колебаниями температуры, освещенности, влажности, давления, электромагнитного поля, уровня радиации и т.д. Суточный ритм
определяет условия обмена веществ в растениях, двигательную
активность (фазы бодрствования и покоя) животных.

Ритмический характер физиологических процессов живых организмов
сформировался благодаря их способности чувствовать время. Опыты
показывают, что и в условиях постоянной освещенности или постоянной
темноты суточный ритм жизнедеятельности животных и растений
сохраняется, хотя и отклоняется незначительно от строгой 24-часовой
периодичности. Следовательно, околосуточный и другие ритмы внутренне
присущи, свойственны объектам живого мира, то есть являются
эндогенными. Известны эндогенные ритмы с частотой от двух тысяч
биений в секунду до одного цикла в год и с более длительным периодом.
Среди них можно упомянуть нервные импульсы, дыхание, ритмы
сердцебиения, пульса, кровяного давления, суточные ритмы физиологической, двигательной, умственной активности, колебания
в глубине сна и т.п.

Безусловно, в выработке биохимических ритмов решающую роль сыграл
и естественный отбор, поскольку выжить и развиваться могли только те
виды растений и животных, внутренние, эндогенные ритмы биологической
активности, которых были близки к ритмам изменения условий окружающей
среды. Параметры же последней в значительной мере обусловлены периодами вращения Земли, а также неравномерностью активности Солнца.

С чем же связана сама 11-летняя цикличность работы нашей
слабопеременной звезды - Солнца? Ясно, что какой-то внешний фактор
должен вызывать возмущения, повторяющиеся каждые 11 лет. Единственной
очевидной причиной может быть лишь возмущающее влияние на Солнце его сателлитов - планет. При обращении планет их притяжение должно
волновать поверхность Солнца примерно так же, как притяжение Луны
вызывает приливы и отливы в океанах и даже в твердой оболочке Земли.
Именно такую идею развивал в начале прошлого века английский ученый
Э. Браун, хотя впервые сама мысль об управлении планетами работой
Солнца была высказана Р. Вольфом.

Каким же образом карлики планеты способны управлять гигантом Солнцем?
Безусловно, образование центров активности на поверхности Солнца не
обусловлено возмущающими воздействиями планет. Но в условиях
неоднородности работы солнечной "машины", резкой неравномерности
выноса энергии с различных участков поверхности Солнца там
складывается обстановка неустойчивого динамического равновесия. При
таком положении и незначительные возмущения от планет могут
становиться дополнительным фактором, вызывающим изменения и создание
нового, несколько отличного от прежнего динамического равновесия.