Солнце является основным источником энергии для жизни на Земле, и огромное количество процессов на нашей планете связано с его излучением. Вся биосфера открыта Космосу, и, образно говоря, она "купается в потоках космической энергии". Перерабатывая эту энергию, живое вещество преобразует всю нашу планету. В этом смысле можно считать, что происхождение, образование и функционирование биосферы является результатом действия космических сил.
Космические факторы, влияющие на биогеохимические процессы и на климат Земли, определяются ее пространственным расположением относительно Солнца (наклон земной оси к плоскости орбиты Земли), расстоянием Земли от Солнца, условиями прохождения солнечных лучей и главным образом процессами, происходящими на Солнце, которые называют в целом солнечной активностью. Поэтому изучение и установление природы солнечно-земных связей имеет огромное значение буквально для всех процессов, протекающих на Земле.
Уже достаточно давно, начиная с середины XVIII века, была установлена цикличность появления солнечных пятен с периодом около 11 лет. Солнечную активность связывают с протуберанцами - плазменными образованиями в солнечной короне. В результате увеличения солнечной активности Солнце извергает огромное количество вещества и энергии, в том числе и в сторону Земли. Причину такой цикличности объясняют в настоящее время так называемой моделью солнечного "динамо". Вещество, перемещаемое внутри Солнца в результате его вращения и конвекции, взаимодействует с его магнитным полем и приводит в действие "динамо" - электрический генератор тока, превращающий механическую энергию в энергию магнитного поля. Когда заряженные частицы движутся вместе с межзвездным веществом, перемещается и связанное с ними магнитное поле.
С этим циклом связан и полный 22-летний магнитный цикл, в результате которого происходит изменение полярности магнитных полюсов Солнца во время наступления максимума солнечной активности. Такой поворот солнечных магнитных полюсов зафиксирован на рубеже третьего тысячелетия. Магнитные полюсы Солнца останутся теперь неизменными до следующего перехода, который, как установлено многолетними наблюдениями, происходит с регулярностью часового механизма.
Подобное происходит и с изменением магнитного поля Земли: Северный и Южный магнитные полюсы меняются местами. Некоторые специалисты (С. Э. Шноль, Г. Н. Матюшин) связывают такие изменения магнитных полюсов Земли с эволюцией перехода от обезьян к человеку, считая, что инверсии магнитного поля активизировали мутации. За 4 млн. лет прошли 4 эпохи различной магнитной полярности. Австралопитек жил в эпоху, когда ситуация с магнитными полюсами была противоположной нынешней. Питекантроп (690 тыс. лет назад) появился, когда произошла переполюсовка. Неандерталец (110 тыс. лет назад) - при очередной переполюсовке. Последний раз смена полюсов произошла при появлении современного человека 30-40 тыс. лет назад. Природа этих загадочных явлений пока остается невыясненной.
Имеются также предположения, что положение земной оси по отношению к Солнцу не совсем стабильно. Время от времени, тоже пока по неясным причинам, она довольно резко смещается по отношению к своему обычному положению. При этом на всей нашей планете также резко меняется климат: в тропических лесах выпадает снег, а тундра оказывается под палящим Солнцем. Возможно, что и известные оледенения и дальнейшие отступления ледников также обусловлены сдвигом оси Земли. Такие глобальные катастрофы приводили как к вымиранию многих видов животных и растений, так и к гибели целых цивилизаций.
Поскольку было установлено, что процессы на Солнце происходят циклически, то естественно было бы ожидать их проявление в цикличности процессов на Земле. Такие связи были отмечены различными учеными, и проявлялись они в изменении климата, оледенениях, сезонных изменениях растительности, вспышках болезней и т.д. Однако, только начиная с работ основателя гелиобиологии А.Л. Чижевского, впервые систематически изучавшего влияние космических факторов на земные процессы в широком диапазоне явлений, можно говорить о новом глобальном подходе к изучению эволюции Земли как в естественно-природном, так в социально-культурном развитии. В частности, он установил зависимость между солнечной активностью и частотой различных эпидемий на Земле. Вспышки различных болезней очень точно соответствуют изменениям в активности Солнца. Чижевскому удалось установить, что от активности Солнца зависит частота несчастных случаев, преступлений, внезапных смертей и падежа скота, а также целый ряд других явлений: уровень озер, грунтовых вод, сток рек, толщина донных отложений ила, количество льда в полярных морях, повторяемость засух, ураганов, ливней, годовые температуры.
Чижевский определял жизнь как способность живого организма пропускать сквозь себя поток космической энергии, а биосферу считал местом трансформации космической энергии, подчеркивая тем самым, что жизнь - в значительной степени явление более космическое, чем земное. В своей работе "Земное эхо солнечных бурь" он писал: "Эрруптивная деятельность на Солнце и биологические явления на Земле суть соэффекты одной общей причины - великой электромагнитной жизни Вселенной. Эта жизнь имеет пульс, свои периоды и ритмы. Жизнь не является результатом случайной игры только земных сил. Она создана воздействием творческой динамики Космоса на инертный материал Земли. Она живет динамикой этих сил, и каждое биение органического пульса согласовано с биением космического сердца - этой грандиозной совокупности материальных объектов Вселенной. За огромный промежуток времени воздействия космических сил на Землю утвердились определенные циклы явлений, правильно и периодически повторяющиеся как в пространстве, так и во времени. На Земле всюду находим циклические процессы, являющиеся результатом воздействия космических сил. В этом бесконечном числе циклических процессов сказывается биение общемирового пульса, великая динамика природы, различные части которой созвучно и гармонично резонируют одна с другой". В этих словах ясно и красиво выражена глубинная сущность связи Космоса и нашей Земли.
Особый интерес представляет утверждение Чижевского, что Солнце существенно влияет не только на биологические, но и на социальные процессы на Земле. Главная его идея - это связь исторических событий с солнечной активностью. Изучив историю 80 стран и народов за 2500 лет, Чижевский показал, что с приближением к годам максимума солнцедеятельности количество исторических событий с участием масс увеличивается и достигает своей наибольшей величины в эти годы. Наоборот, в минимумы активности солнца наблюдается минимум массовых движений. Вот одна из его центральных мыслей, высказанная в книге "Физические факторы исторического процесса": "Более или менее длительные исторические события, продолжающиеся в течение нескольких лет и получающие решительное проявление в эпоху максимума солнцедеятельности, а также сопутствующая этим событиям эволюция идеологий, массовых настроений и пр., протекают по всеобщему историческому циклу, претерпевая следующие ясно обнаруживаемые этапы:
I период минимальной возбудимости;
II период нарастания возбудимости;
III период максимальной возбудимости;
IV период падения возбудимости.
Эти четыре этапа (назовем их периодами) стремятся быть вполне одновременными с соответствующими им эпохами солнцедеятельности: минимумом пятен, нарастанием максимума, максимумом и убыванием максимума с переходом в минимум".
Такова идея функциональной связи общественной возбудимости (войн, революций, массовых движений) с солнечной активностью. Связь эта, если она есть, может быть только статистической, т.е. не соблюдаться во всех случаях. И это понятно, потому что на любое социальное явление влияет множество факторов. Из них мы обычно отдаем приоритет экономическим и политическим противоречиям - социальным двигателям исторического прогресса. Тем не менее, если эта связь хотя бы в небольшом числе случаев имеет место, она должна исследоваться и учитываться.
Необходимость этого важна еще и потому, что она, возможно, ведет к доказательству великой гипотезы об универсальности явления цикличности всех земных и космических процессов. "И кто знает, - пишет Чижевский, - быть может, мы, "дети Солнца", представляем собой лишь слабый отзвук тех вибраций стихийных сил космоса, которые проходят окрест Земли, слегка коснулись ее, настроив в унисон дотоле дремавшие в ней возможности..." Там же он пишет: "Среди великого разнообразия массовых явлений в разные времена перед нами все ясней и ясней обнаруживается стихийный ритм в их жизни, одновременность в биении их пульса, одновременные смены мощных подъемов и глубоких падений. И представим себе, что мы изучили этот ритм, овладели им так, что можем управлять, можем прогнозировать подъемы и спады. Представим и поймем, как возрос бы эффект наших действий и скольких потерь можно было бы избежать, что дает такая методика для выявления новых закономерностей в мировой истории".
Многие разработки и идеи Чижевского применяются в практической космонавтике, например явление метахромазии бактерий, позволяющее прогнозировать солнечные эмиссии, опасные для человека как на Земле, так и в космосе. В последние годы идеи Чижевского о наличии многосторонних космо-земных связей подтверждены в работах по влиянию геомагнитного поля и солнечной активности на биоритмы артериального давления, частоту сердечно-сосудистых заболеваний, поведение эритроцитов, свертывание крови, содержание гемоглобина, гомеостаз живых организмов, почвообразование, барическое давление и циркуляцию атмосферы, осадки, генезис рельефа Земли, неблагоприятные периоды в гео- и биосфере, погоду, эпидемии и т.д.
Таким образом, периодичность солнечной активности является одним из важнейших факторов, влияющих на жизнь на Земле. Общая картина взаимосвязей внутри Солнечной системы настолько разнообразна, что все ее составные элементы - само Солнце, планеты, Земля, околосолнечное и межпланетное пространства - необходимо рассматривать как целостную, но существенно неравновесную систему, в которой роль неустойчивостей и слабых воздействий как управляющих параметров сильно возрастает, и они могут приводить к значительным и непредсказуемым последствиям.