Геофизические поля представляют собой особую форму материи, обеспечивающую связь в Земле макрообъемов массивов горных пород в единые системы геологических тел, осуществляющую передачу действия одних геологических тел на другие, удерживающую гидросферу и атмосферу, поддерживающую процессы энергопереноса, необходимые для существования жизни на Земле. Согласно определению, имеющемуся в "Геологическом словаре", геофизическим полем или физическим полем Земли называется множество значений физических величин (параметров), количественно характеризующих естественное или созданное в Земле искусственное физическое поле (или отдельные его элементы) в пределах определенной области или территории Земли.
Удобно разделение физических полей Земли на два класса - естественного и искусственного происхождения (Бондаренко и др., 1998; Геофизические методы исследования, 1988; Хмелевской, 1997, 1999).
К естественным физическим полям Земли относятся: гравитационное (поле силы тяжести), геомагнитное, температурное, электромагнитное, сейсмическое (поле упругих механических колебаний) и радиационное (поле ионизирующих излучений). Через физические поля осуществляется взаимодействие Земли как планеты с Солнцем и со всем остальным макрокосмическим пространством. В пределах Земли и ее ближайших окрестностей природные физические поля принято называть геофизическими, что подчеркивает их непосредственную связь, генетическую и структурную, с нашей планетой. Особо следует подчеркнуть прямую связь полей, которые мы называем геофизическими, именно с литосферой, с другими глубинными "сферами" земного шара и лишь опосредованную связь с
22
процессами, происходящими в ближнем и дальнем космосе. Это значит, что все рассматриваемые геофизические поля обусловлены особенностями строения литосферы и Земли в целом (например, гравитационное и геомагнитное поля) либо характером геодинамических, физических и химических процессов (например, сейсмическое, радиоактивное, температурное, электромагнитное поля).
Искусственные неуправляемые поля (техногенные физические поля) обусловлены работой механизмов и машин, энергетических установок, транспортных средств, средств связи и других источников антропогенной деятельности.
Все названные естественные (природные) и искусственные (техногенные) геофизические поля являются неуправляемыми, т.е. они существуют помимо воли исследователей, использующих их для решения тех или иных задач по изучению оболочек Земли, в том числе и с экологическими целями. Специально же для геофизических исследований Земли, поисков и разведки полезных ископаемых, решения инженерных, технических и экологических задач широко используются управляемые поля, которые создаются искусственно с помощью разных источников: возбудителей упругих волн (взрывных или невзрывных), батарей и генераторов постоянного или переменного тока, источников гамма-излучения и нейтронов и др. (Хмелевской, 1997, 1999).
Как отмечалось выше, экологически аномальные проявления природных физических полей могут быть названы экогеофизическими, а техногенных - экофизическими. Необходимость более жесткого, чем в классическом определении геофизического поля, разделения геофизических и физических полей диктуется всей историей формирования биосферы.
Жизнь на Земле появилась и развивалась в условиях преимущественного влияния гравитационного, геомагнитного, радиационного и температурного полей. Гравитационное поле, если и менялось на протяжении истории существования биосферы, то, видимо, плавно, эволюционно. Это позволяет предполагать, что в каждый достаточно большой геологический отрезок времени биосфера существовала при относительно стабильном гравитационном поле.
Геомагнитное поле подвергалось более радикальным скачкообразным изменениям. Об этом свидетельствует дрейф геомагнитных полюсов и смена магнитной полярности (инверсии геомагнитного поля) с временным интервалом от 0,5 до 10 млн лет, что подтверждают данные палеомагнитных исследований.
23
Общая гравитационная, магнитная и температурная обстановка на Земле в процессе эволюции биосферы обеспечила возможность устойчивого существования, точнее, приспособления живых организмов вплоть до переживаемых нами исторического и геологического отрезков времени. В то же время неуклонно возрастающее техногенное энергетическое воздействие на все живые организмы на Земле, обусловленное увеличивающимся уровнем электромагнитного загрязнения среды в очень широком частотном диапазоне, и особенно в области радио- и более высоких частот, может оказать непредсказуемое влияние на биосферу. Роль техногенного электромагнитного воздействия оказывается весьма существенной и заслуживает особого внимания еще и потому, что большинство процессов, происходящих в живых организмах и регулирующих их деятельность, относятся к классу электрохимических и электрофизических. Поэтому при оценке экологической роли физических полей следует учитывать влияние электромагнитных полей, и в первую очередь техногенных, как более "молодых" и непривычных для биоты. Физические поля всех видов, действующие в пределах литосферы или на ее границе с другими "сферами", преобразованные, аккумулированные и распределенные под влиянием ее пространственно-временной структуры и свойств, могут быть отнесены к геофизическим вне зависимости от их природы. Следует также иметь в виду, что естественные геофизические и техногенные физические поля не существуют раздельно, а накладываются друг на друга в соответствии с принципом суперпозиции. Согласно этому принципу суммируемые поля, создаваемые отдельными источниками, в нашем случае естественными и техногенными, взаимно независимы, т.е. любое из этих полей в присутствии остальных является таким же, как при их отсутствии. Иными словами, речь идет о сложении полей, при котором отсутствует влияние полей друг на друга (линейные эффекты). Однако в физических полях Земли наблюдаются и нелинейные эффекты, когда изменение интенсивности одного поля приводит к изменениям тех или иных параметров как этого, так и других физических полей (например, сейсмоэлектрический, пьезоэлектрический эффекты и др.).
Что же касается экогеофизических и экофизических аномалий, то приставка "эко" обусловлена необходимостью подчеркнуть то обстоятельство, что они могут оказывать воздействие на природные и природно-технические экосистемы. Краткая характеристика геофизических полей приведена ниже (Хмелевской, 1997, 1999).
24
