стинной солнечной активности. Эта зависимость настолько стабильна, неизменна, что ее можно использовать «наоборот», то есть по характеру изменения толщины годичных колец деревьев определять величину солнечной активности.
А. Дуглас выполнил большой объем работ, которые были отнюдь нетривиальными. Будучи астрофизиком, он, в сущности, занялся, как казалось на первый взгляд, чисто биологической проблемой. Не было средств для перевозки древесных спилов с разных материков. На это уходила часть собственного заработка. Не хватало рабочих рук — помогала семья А. Дугласа. Тем не менее дело было сделано. И какое дело! Оно позволило не только показать, сколь тесно мы связаны с космосом (раз связана с ним жизнь растений, значит, связана с ним и наша жизнь, жизнь всей биосферы), но и дать в руки специалистов различных профилей новый мощный инструмент, позволяющий определять хронологию по спилам деревьев. В сущности, появилась новая наука — дендрохронология. Надо добавить, что создавал дендрохрогнологию А. Дуглас не только по спилам деревьев, но и с привлечением археологии. Те периоды, которые не перекрывались срезами деревьев, он восполнял деревьями (бревнами), которые были спилены ранее, но хорошо датировались. Так, он использовал бревна из развалин древнеиндейского поселения Хопи. Датирование бревен было проведено археологами на основании найденных здесь же осколков глиняной посуды. Любопытно указать, что за вторую половину XVII в. данные дендрохронологии А. Дугласа хорошо согласовались с солнечными данными только после того., как астроном из Гринвича Е. Маундер уточнил солнечные данные за этот период.
Ф. Н. Шведов озаглавил свою статью о возможных прогнозах засухи так: «Дерево как летопись засух». Исследования показали, что следует говорить не только о засухах, определяемых по срезам деревьев, но и о всем комплексе земных процессов, как в земной атмосфере и гидросфере, так и в биосфере.
На сегодняшний день данные по дендрохронологии, полученные А. Дугласом, существенно расширены. Но это отнюдь не умаляет огромной заслуги самого А. Дугласа. Он был пионером в этом трудном деле. Он первым не просто обратил внимание на связь между развитием растений и солнечной активностью, но и получил доказательства этой связи (рис. 40).
Большая дендрохронологическая летопись собрана в Аризонском университете США. Здесь среди тысячи живых деревьев имеется даже такое, возраст которого составляет 4600 лет. Кроме живых в летописи были использованы и мертвые (сухие) деревья. Вся летопись, или, другими словами, непрерывная дендрохронологическая таблица составила на 1967 год период протяженностью 7117 лет. Работы продолжались и после 1967 г., то есть таблица продолжает расти. Это значит, что начиная с 5150 г. до н. э. мы можем знать прирост деревьев за каждый из 7117 лет. Эта дендрохронологическая таблица имеет огромное значение не только для изучения солнечно-земных связей, но и для составления прогнозов земных процессов, которые зависят от солнечной активности, для прогнозов засух и влажных периодов. Обработка этих данных с помощью современных математических методов позволяет делать такие прогнозы.
Советские ученые также достигли немалых успехов в составлении хронологических таблиц по срезам деревьев. Конечно, в Европе и Азии нет мамонтовых деревьев, живущих в продолжение тысячелетий, как в Америке, тем не менее составлена таблица начиная с 884 г. н. э. Использовались не только деревья (в живом и мертвом виде), но и бревна археологических раскопок.
Исследование срезов деревьев позволило установить не только наличие 11-летнего цикла (с двумя максимумами). Наиболее устойчиво, четко выделяется 22-летний цикл. Он является главным и по физической сути единым в солнечной активности. С периодом в 22 года меняются циклически направления магнитных полей солнечных активных областей. Но из срезов деревьев было четко установлено и наличие «векового» цикла. Для секвойи он равен 84 годам. Но амплитуда (размах) колебаний вековых циклов меняется от одного цикла к соседнему. Эти изменения, колебания имеют период, равный примерно 600 годам. Так проявляется в развитии растений 600-летний цикл солнечной активности. Важно понять, что циклы более длинные составляются циклами более короткими, то есть одни завязаны с другими. Так, максимумы (гребни) 600-летнего цикла накладываются на вековые колебания. От их соотношения зависит результат такого наложения. Поэтому не надо думать, что в природе идут процессы по жесткому кругу с определенным периодом. Процессы в одном цикле (любой продолжительности!) не повторяют полностью процессов в предыдущих циклах той же длительности. Но сама цикличность процессов неизменна. Она проявляется не только в изменении толщины годичных колец деревьев, но и в атмосферной циркуляции, а значит, и в осадочных отложениях в озерах и уровне воды в реках, морях и озерах и т. д.
Очень не хотелось бы, чтобы у читателя сложилось представление, что достаточно знать солнечные циклы различной продолжительности, чтобы установить все, что происходило в околоземном пространстве и биосфере. Такое упрощенное понимание солнечно-земных связей всегда приносило только вред солнечно-земной физике и гелиобиологии. На самом деле пути воздействия космоса на биосферу, в частности на растения, значительно сложнее. О цикличности процессов в околоземном пространстве и возможности их прогнозирования Ф. Н. Шведов писал: «Как бы полны ни были наши познания относительно периодичности осадков в прошедшем, они должны иметь эмпирическое значение и не могут быть с уверенностью распространяемы на будущее до тех пор, пока не будет доказана неизменность той неизвестной причины, которою эта периодичность обусловливается».
Что касается причин, то их довольно много. Прежде всего, влияние космических условий на развитие растений можно разделить на две группы — прямое и опосредствованное. Прямым является такое влияние, при котором космический фактор (например, лучистая энергия Солнца) действует на клетки растения непосредственно. Так, растения переводят энергию солнечного волнового излучения непосредственно в химическую энергию органических веществ. Имеются и другие возможности прямого влияния космических факторов (например, электромагнитных волн) на растения и животные.
Кроме прямого воздействия, космические факторы могут оказывать (наказывают) опосредствованное влияние на растения, то есть они изменяют атмосферную циркуляцию, что приводит к изменению климата, а эти изменения, в свою очередь, влияют на развитие растений. Мы же видим только конечный результат — толщину годичного кольца данного дерева. А ведь изменение циркуляции атмосферы в регионах с разными местными природными условиями приведет к разным последствиям в изменении осадков, температуры. Поскольку условия развития деревьев (разных типов леса) очень сильно влияют на его прирост, то и результаты в виде толщины годичных колец будут различными. Так, было установлено, что высоко над уровнем моря ширина годичных колец деревьев зависит главным образом от температуры во время вегетационного периода, тогда как на более низких уровнях (в долинах) она зависит прежде всего от увлажненности. У среднеазиатского можжевельника — арчи в жаркие сезоны в долинах рост замедляется (годовые кольца тонкие), а в горах в такие сезоны возникают наибольшие годовые кольца, то есть растение развивается ускоренно. Надо иметь в виду, что развитие зависит и от типа данного леса. Однако несмотря на все это, во всех изменениях годичных колец различных деревьев выявляется определенная их зависимость от солнечной активности.
УРОЖАИ И СОЛНЕЧНАЯ АКТИВНОСТЬ
Вопрос о связи урожаев сельскохозяйственных культур с солнечной активностью имеет длинную историю. Известно, что еще в III в. до н. э. Катон Старший, римский писатель, заметил, что цены на рожь зависели от солнечной активности (от «помрачения Солнца»). При высокой солнечной активности урожаи ржи были лучше и поэтому цены на рожь снижались. Во времена Галилея эту проблему обсуждал Батиста Балиани. Он высказал предположение о влиянии солнечных пятен на Землю. Казалось естественным, что потемневшие участки поверхности Солнца (пятна) излучают меньше солнечной энергии. Поэтому чем больше пятен, тем заметнее охлаждение Земли, которое оказывает влияние на растительный мир. Откуда было знать в то время, что пятна являются источником солнечной энергии, которая переносится к Земле невидимыми потоками заряженных частиц.
Английский астроном Вильям Гершель также интересовался, как количество пятен на Солнце может влиять на развитие растений. Что такое влияние имеется, он не сомневался. Это было в XVIII в., когда существование 11-летнего цикла солнечной активности еще не было установлено. Но было достоверно известно, что количество пятен на Солнце меняется от года к году. Чтобы внести ясность в данный вопрос, Гершель сопоставил собранные им данные о солнечных пятнах почти за двести лет с рыночными ценами на пшеницу. Связь оказалась в принципе очень простой и четкой — цены были тем меньше, чем выше была солнечная активность. При высокой солнечной активности климат становится более влажным, поэтому урожаи пшеницы лучше, а рыночные цены на нее ниже.
Впоследствии этим вопросом занимались многие исследователи. Было установлено, что развитие растений (а значит, и урожаи) тесно связано с уровнем солнечной активности. Конечно, это справедливо не только для ржи и пшеницы. Так, качество вина и урожаи винограда связаны определенным образом с уровнем солнечной активности. Более детальные исследования показали, что связь между солнечной активностью и ростом растений зависит и от местных особенностей климата, как это мы уже видели в случае деревьев и кустарника. Причем солнечная активность влияет на рост ра