Артериальное давление под землей

Артериальное давление под землей

5. Температура и давление внутри Земли

Чтобы рассчитать, каких значений достигает давление внутри Земли, вызванное весом горных пород, слагающих различные оболочки, нужно знать плотность пород на всех глубинах и величину силы тяжести также на всех глубинах вплоть до центра.

Как мы видели, плотность пород с глубиною растет, хотя и неравномерно. От 2,5 на поверхности она доходит до 3,4 на глубине около 100 км и до 6,0 на уровне 2900 км ниже поверхности. Здесь, на границе ядра, в величине плотности наблюдается скачок: она сразу достигает значения 9,5 (приблизительно), а далее снова растет равномерно, доходя в центре ядра до 12,5 (по М. С. Молоденскому, 1955) (см. рис. 8).

Рис. 8. Изменение плотности внутри Земли.

Что касается силы тяжести, то о ней можно сказать следующее. Сила тяжести — сила, с которой Земля притягивает к себе все тела. Под влиянием этой силы тела, находящиеся в свободном состоянии (например, в воздухе), падают на Землю, т. е. движутся по направлению к центру Земли, постепенно убыстряясь, т. е. получая «ускорение». Величину «ускорения силы тяжести» можно вычислить. На поверхности Земли ускорение силы тяжести равно приблизительно 9,8 м/сек 2 ; в глубине Земли оно сначала немного возрастает, достигая максимума близ поверхности ядра, а затем быстро падает, доходя в центре Земли до нуля (рис. 9). Это понятно: точка, находящаяся в центре земного шара, притягивается всеми окружающими ее частями, с одинаковой силой по всем радиусам, а в итоге равнодействующая будет равна нулю.

Рис. 9. Изменение ускорения силы тяжести внутри Земли.

Обладая указанными сведениями, мы можем вычислить вес столбика пород с поперечным сечением, равным 1 кв. сантиметру, и длиной, равной радиусу Земли или любой его части. Это и будет давление, оказываемое весом вышележащих пород на элементарную площадку (1 кв. см)в глубине Земли. Расчеты приводят к следующим цифрам: у «подошвы» земной коры, т. е. у основания сиалической оболочки (на глубине 50 км) — около 13 тыс. атмосфер, т. е. около 13 тонн на квадратный сантиметр; на границе ядра — около 1,4 миллиона атмосфер; в центре Земли — около 3 млн. атмосфер (рис. 10). Три миллиона атмосфер — это приблизительно три тысячи тонн на квадратный сантиметр. Это — огромная величина. Ни в одной лаборатории достичь таких давлений пока не удалось.

Рис. 10. Изменения давления внутри Земли.

Перейдем к температуре. По данным измерений в буровых скважинах, а также в шахтах, выяснено, что с глубиной температура растет, поднимаясь приблизительно на 3° на протяжении каждых 100 метров. Подобный темп роста температуры сохраняется всюду, на всех материках, но лишь в наружных частях Земли, близ самой ее поверхности. С глубиной величина «геотермического градиента» (геотермический градиент — изменение температуры в градусах на каждый сантиметр) падает. Вычисления, основанные на учете теплопроводности горных пород, показывают, что геотермический градиент, известный для наружных частей земного шара, сохраняется не далее, чем на протяжении первых 20 км; ниже рост температуры заметно замедляется. У подошвы сиалической оболочки вряд ли температура будет выше 900°; на глубине 100 км — около 1500°; дальше рост ее еще более замедляется. Что касается центральных частей Земли, в частности ядра, то с достоверностью о них оказать что-либо очень трудно. Специалисты, изучавшие этот вопрос, полагают, что недра Земли нагреты не выше, чем на 2–3 тысячи градусов (рис. 11).

Рис. 11. Изменение температуры внутри Земли.

Может быть, интересно для сравнения напомнить, что в центре Солнца температура оценивается в 1 миллион градусов, на поверхности Солнца — около 6000°. Волосок горящей электрической лампочки накален до 3000°.

Интересные данные имеются по вопросу об источниках тепла и тепловом режиме земного шара. Когда-то считалось, что Земля сохраняет в себе «первозданное» тепло, оставленное ей «в наследство» Солнцем, и постепенно теряет его, остывая и сокращаясь в объеме. Открытие радиоактивных элементов изменило прежние представления. Оказалось, что породы, слагающие земную кору, содержат радиоактивные элементы, которые самопроизвольно и непрерывно выделяют тепло. Количество этого тепла оценивается приблизительно в 6 миллионных долей малой калории на 1 кубический сантиметр породы в год, а для того, чтобы покрыть весь расход тепла, излучаемого земной поверхностью в мировое пространство, нужно, чтобы такой же элементарный кубик породы выделял всего лишь три десятимиллионные части малой калории в год. Другими словами, нет никаких оснований полагать, что земной шар остывает. Скорее, наоборот, он может разогреваться. На этом основании в последние годы предложены новые гипотезы развития земной коры и происхождения движений, испытываемых ею.

Учитывая наличие высокой температуры в недрах Земли, мы вправе поставить такой вопрос: в каком же физическом («агрегатном») состоянии находятся внутренние части Земли? В твердом или жидком, или, быть может, газообразном?

Последняя версия, т. е. представление о газообразном состоянии вещества внутри Земли, может быть сразу отклонена. Чтобы превратить в газ минералы, слагающие Землю, нужна гораздо более высокая температура, чем та, которая допустима, судя по изложенным выше данным.

Но в жидком состоянии породы могут оказаться. Известно, например, что «кислые» породы плавятся при 1000°, «основные» — при 1000–1200°, «ультраосновные» — при 1300–1400°. Это значит, что уже на глубине 100–130 км породы должны бы расплавиться. Но там очень высокое давление, а давление повышает температуру плавления. Чье же влияние окажется бóльшим: высокой температуры или высокого давления?

Здесь нужно снова обратиться к помощи сейсмических наблюдений. Продольные и поперечные волны свободно проходят через все оболочки Земли, заключенные между поверхностью Земли и границей ядра; следовательно, всюду здесь вещество ведет себя, как твердое. С таким выводом согласуется заключение астрономов и геофизиков, которые показали, что твердость Земли в целом близка к твердости стали. По вычислениям В. Ф. Бончковского, твердость Земли оценивается в 12 · 10 11 дин на квадратный сантиметр, что в четыре раза больше твердости гранита.

Таким образом, совокупность современных данных говорит о том, что все оболочки Земли (кроме ее ядра!) должны считаться находящимися в твердом состоянии. Жидкое состояние материи можно допустить лишь для совершенно незначительных участков в толще земной коры, с которыми непосредственно связаны вулканы.

Влияние атмосферного давления на давление человека. Метеозависимые люди

У многих людей наблюдаются различные нарушения работы сердечно-сосудистой системы. При этом большое значение имеет уровень артериального давления как симптом патологии. Состояние здоровья человека часто зависит от погодных условий и атмосферного давления. Изменения показателей барометра оказывает влияние не только на больных, но и на здоровых людей. В науке существует определение понятия атмосферного давления — это сила воздействия воздушного столба на 1 см поверхности. Измеряется в гектопаскалях, миллибарах или миллиметрах ртутного столба.

В древности считалось, что воздух не имеет веса и, соответственно, не может привести к каким-либо изменениям погоды или самочувствия. В дальнейшем ученые выяснили, каково влияние атмосферного давления на давление человека.

Метеозависимые и здоровые люди

При показателе барометра, который равен 760 мм ртутного столба, самочувствие людей не меняется и находится в пределах нормы. Малейшие колебания атмосферного давления приводят к появлению таких симптомов, как головокружение, боль в суставах или чувство страха и беспокойства. У людей, не имеющих заболеваний, также может возникнуть недомогание. Это связано с низкой физической активностью, вследствие чего организм теряет тонус и не может быстро приспособиться к условиям окружающей среды.

В год сила давления меняется в пределах 30 мм. В течение дня значения могут колебаться в пределах 1-3 мм рт. ст. Здоровый человек не ощущает эти изменения, но метеозависимые люди с любыми нарушениями здоровья могут почувствовать на себе эти отклонения.

Чем выше находится местность над уровнем моря, тем ниже давление, и наоборот. Если человек довольно длительное время проживает в одном районе со специфическим значением измеряющего прибора, то оно не оказывает патологического влияния на состояние здоровья. Симптомы обычно возникают, если давление резко меняется. В этом случае первыми ощущают колебания люди, имеющие какие-либо заболевания – острые или хронические.

Врачи довольно точно определили, каким образом разные уровни атмосферного давления влияют на людей и какие недомогания у них возникают.

Под землей

При повышенном давлении воздуха у человека реже становится пульс, угнетается дыхательная функция. Кроме этого, повышается свертываемость крови и перистальтика кишечника. Влияние атмосферного давления на давление человека увеличивается пропорционально расстоянию, на которое спускается человек. Наиболее подвержены воздействию особенностей воздуха в этом случае люди, которые выполняют работы на глубине. Уровень растворения газов в крови достигает максимального значения, повышается работоспособность и концентрация. Однако большое количество кислорода оказывает токсическое воздействие и провоцирует возникновение заболеваний легких. Подъем рабочих с глубины осуществляется по принятым стандартам. В случае нарушения скорости возврата, пузырьки газа закупоривают сосуды, и может наступить смерть.

Над уровнем моря

Влияние атмосферного давления на давление человека, который находится, например, в горах, проявляется в учащении дыхания и пульса, головных болях, приступах удушья и носовых кровотечениях. Симптомы проходят в процессе привыкания человека к условиям. Нередко возникает необходимость в медицинской помощи людям, у которых возникли признаки кислородного голодания. Специалист поможет быстрее адаптироваться к пониженному атмосферному давлению.

Люди, которые работают на предельных высотах, во избежание смерти от недостатка кислорода, помещаются в специальные скафандры или работают в закрытом блоке, где создается нормальное давление.

Влияние атмосферного давления на самочувствие обычных людей, местонахождение которых не связано с работой в экстремальных условиях, происходит не таким явным образом. В том случае, когда происходит резкое изменение погодных условий, а человек находится в пределах одной местности, симптомы, указанные выше, проявляются незначительно.

Атмосферное давление и некоторые заболевания

Если рассматривать более подробно состояние здоровья, то у людей с сердечно-сосудистыми нарушениями в первую очередь возникают нарушения работы сердца. Врачи рекомендуют в этом случае принять обычные лекарства и соблюдать режим сна и отдыха.

Влияние атмосферного давления на давление человека, у которого имеются психические расстройства в стадии ремиссии, выражается в виде появления навязчивого страха или беспокойства. Прием успокоительных медикаментов или травяного сбора поможет уменьшить неприятные симптомы, сводя их проявление к минимуму.

При заболеваниях суставного аппарата во время колебания давления могут происходить приступы боли в пораженных местах, сопровождающиеся слабостью и быстрой утомляемостью.

Влияние атмосферного давления на артериальное в большей степени проявляется у людей, страдающих хроническими отклонениями – гипертоников или гипотоников. В этом случае необходимо обеспечить постоянный контроль давления, не допуская критических значений.

Подробнее о метеопатии

Здоровые люди, как правило, почти не ощущают изменений значений барометра, но недомогания могут быть неявными. Сложнее всего приходится людям, организм которых реагирует на изменения не только атмосферного давления, но и на солнечную активность, магнитные бури и другие природные явления.

Одни считают, что метеозависимость — это болезнь, другие — что это временное явление. Однако постоянная чувствительность к перемене погоды, которая связана с нарушениями работы организма, говорит о том, что нужно лечить метеопатию, начиная, прежде всего, с заболеваний. Зависимость от атмосферного давления уменьшится и человек будет себя чувствовать намного лучше при любой погоде.

Рекомендации врача

Есть методы, которые помогают людям чувствовать себя более здоровыми при резких переменах погоды. К ним относятся: прием иммуномодуляторов, контрастный душ по утрам, легкая лечебная гимнастика и питание, богатое витаминами и минералами.

Кроме того, соблюдение врачебных рекомендаций поможет стабилизировать общее состояние, и человек сможет заниматься обычной деятельностью. Во время циклона (пониженного давления) или антициклона (повышенного давления) стоит избегать больших физических нагрузок, волнений и решения важных вопросов.

Влияние атмосферного давления на здоровье изучено давно и даже появилась наука, изучающая воздействие природных явлений на самочувствие людей – биометеорология. В рамках исследований были выявлены часто встречающиеся случаи метеопатии, а также зависимость от погодных условий людей больных и относительно здоровых. Ученые выяснили, что некоторый процент наследственной чувствительности к метеоусловиям влияет на возникновение недомогания.

История и статистика

Открытие, сделанное в 1643 году итальянским физиком и математиком Торричелли, позволило продолжить исследования в области атмосферы и ее свойств. Было доказано, что воздух имеет вес и давит на один сантиметр поверхности Земли с силой 1.033 килограмм.

Самое высокое атмосферное давление было зарегистрировано в селе Туруханск Красноярского края зимой (815 мм рт. ст), самое низкое – в урагане «Нэнси», над Тихим океаном (641 мм рт. ст). Расположение аномальных районов позволяет предположить, что перепады давления возникают чаще, чем в других областях. Однако люди, проживающие вблизи Полярного круга, достаточно стойко переносят подобные явления, так как находятся на этой территории постоянно.

Нормальное атмосферное давление и его влияние на наш организм

Атмосферное давление – это сила, с которой воздушный столб давит на единицу поверхности предметов и земли. Сколько килограмм воздействует на 1 квадратный сантиметр? Нормальное атмосферное давление воздействует на 1 сантиметр квадратный человеческого тела, как вес, равный 1,033 килограмма. Но люди не ощущают этого воздействия, так как вся жидкость, которая находится в тканях организма, имеет в своем составе растворенный воздух, который и уравновешивает воздействие атмосферы.

Как определить

Каждый из нас слышал о таком приборе, как барометр. Благодаря ему можно следить за изменением атмосферного давления, а так же за тем, как наш организм на него реагирует. Известно, что оно постоянно меняется, и чем выше над поверхностью земли мы поднимаемся, тем ниже давление там будет. И, соответственно, наоборот – чем глубже под землю мы спускаемся, тем выше там давление.

Влияние атмосферного давления на человека

Изменение атмосферного давления приводит к изменению количества осадков, силы и направления ветра, колебаниям температуры воздуха. К примеру, при резком снижении давления следует ждать бурь, сильных гроз и штормового ветра. Получается, что атмосферное давление приводит к смене погоды, что, в свою очередь, влияет на наше здоровье и общее состояние. Обычно колебание атмосферного давления в течение года находится в пределах от 20 до 30 мм, а в течение суток — 4-5 мм. Люди с крепким здоровьем переносят такие колебания легко. А вот те, кто имеет какие-либо заболевания, могут остро реагировать даже на незначительное изменение давления воздуха. К примеру, при снижении атмосферного давления гипертоники могут получить приступ стенокардии, а больные ревматизмом — боль в суставах, которые поражены недугом. У людей с нестабильной психикой может появиться ничем не обоснованное чувство страха и беспокойства, резкая смена настроения и нарушение сна.

Кто подвержен метеочувствительности

Будет ли смена атмосферного давления влиять на организм человека, полностью зависит от его общего состояния, наличия тех или иных заболеваний, способности конкретного организма к акклиматизации. Чаще всего метеочувствительностью страдают те люди, которые мало бывают на свежем воздухе, заняты умственным трудом и ведут сидячий образ жизни. Поэтому, прежде всего, им нужно менять свой образ жизни. Здоровые люди, ведущие активный образ жизни, перепадов давления не чувствуют, однако это не значит, что оно на них не действует. Это нужно учитывать, к примеру, водителям автотранспорта, потому что при резкой смене метеоусловий у человека может наблюдаться снижение концентрации внимания. Что может привести к негативным последствиям. Переутомление или любое заболевание заметно снижают резервы нашего организма, поэтому у 40-75 % больных имеется метеочувствительность.

Что представляет собой нормальное атмосферное давление

Нормальное атмосферное давление для нашего организма – 760 миллиметров ртутного столба. Но если говорить о России, то здесь нормальное атмосферное давление, скорее, редкость. И всему виной рельеф. К примеру, на высоте 1 тысяча метров над уровнем моря атмосферное давление уже имеет пониженное значение (около 734 миллиметров ртутного столба). Поэтому люди, которые с большой скоростью поднимаются вверх, могут даже потерять сознание из-за резких перепадов давления. В одном и том же месте в течение суток давление хоть и не значительно, но тоже меняется. Как правило, ночью температура воздуха снижается, и давление повышается. И это абсолютно нормально. Люди же таких колебаний не чувствуют, поскольку они находятся в пределах 1-2 миллиметров ртутного столба. Закономерным можно назвать также то, что в районе полюсов амплитуда изменения атмосферного давления больше, поэтому его перепады более ощутимы.

Какое значение атмосферного давления можно назвать нормальным для человека

Люди могут приспосабливаться абсолютно ко всему. Следовательно, если вы живете в области с пониженным давлением, не нужно паниковать. По мнению врачей, любое давление можно назвать нормальным, если оно не оказывает явного губительного влияния на наш организм. Все дело в адаптации. Часто можно услышать мнение, что нормальное атмосферное давление – значения 750-765 миллиметров ртутного столба, и это справедливо в бытовых условиях.

К чему может привести резкое изменение давления

Если атмосферное давление резко меняется в течение 2-3-х часов в пределах нескольких миллиметров, то люди могут чувствовать проблемы с работой сердца. Особенно актуально это для людей, которые страдают артериальной гипертензией. Они могут чувствовать слабость, тошноту, головокружение и головную боль. Поэтому людям, которые страдают метеозависимостью, рекомендуют пользоваться тонометрами для наблюдения за своим давлением. Если при смене давления вы каждый раз чувствуете головные боли, боль в груди, регулярное повышение артериального давления, то советуем вам обратиться за консультацией к специалисту, так как подобное состояние требует тщательного изучения.

Как себе помочь при смене атмосферного давления

Известно, что наш организм намного хуже реагирует не на конкретные значения (слишком низкие или слишком высокие) атмосферного давления, а на его резкую смену. При этом метеочувствительные люди, как правило, испытывают неприятные ощущения.

Как наш организм реагирует на повышенное атмосферное давление

• Очень часто наблюдается снижение показателей артериального давления.
• Уменьшается количество лейкоцитов крови.
• Снижается электрическое сопротивление кожных покровов.

Что советуют делать специалисты при повышенном атмосферном давлении?

1. Нужно обеспечить себе полноценный отдых, снизить нагрузку.
2. Стараться недолго быть на открытом воздухе.
3. Избегать тяжелой пищи, острых приправ и алкоголя.
4. Питаться нужно дробно, небольшими порциями.
5. Если чувствуете излишнюю нервозность, или у вас появилась бессонница – воспользуйтесь успокоительными отварами или каплями.
6. Следите за состоянием здоровья, особенно если у вас имеются любые заболевания, связанные с сердечно-сосудистой системой.

Как наш организм реагирует на пониженное атмосферное давление

• Появляется чувство нехватки кислорода.
• Возникают слабость и головокружение.
• Появляется одышка.
• Увеличивается число лейкоцитов крови.
• Возможны нарушения в работе сердечно-сосудистой системы.
• Возможен дискомфорт в области желудка или кишечника.

Что советуют делать специалисты при пониженном атмосферном давлении?

1. Нужно снизить нагрузку на организм, больше отдыхать.
2. Увеличьте в своем рационе продукты, богатые витамином Е и калием (орехи, сухофрукты, семечки, курага, бананы, морковь, свекла, петрушка, сельдерей).
3. Принимайте контрастный душ, делайте легкую зарядку, пейте травяные чаи.
4. Проводите как можно больше времени на свежем воздухе.

Считается, что повышенной метеочувствительностью страдает почти половина женщин, которые проживают в развитых странах. Количество же метеочувствительных мужчин меньше – примерно одна треть. Метеозависимые люди чаще всего подвержены болезням сердца и сосудов, легких, а также эндокринным заболеваниям. Если вы тоже относитесь к метеозависимым, то не нужно отчаиваться. Обратитесь к специалисту, и он поможет подобрать вам препараты, которые сведут к минимуму реакцию вашего организма на смену атмосферного давления.

Источники: http://www.nnre.ru/nauchnaja_literatura_prochee/stroenie_zemnogo_shara/p7.php, http://fb.ru/article/172734/vliyanie-atmosfernogo-davleniya-na-davlenie-cheloveka-meteozavisimyie-lyudi, http://www.syl.ru/article/142378/mod_normalnoe-atmosfernoe-davlenie-i-ego-vliyanie-na-nash-organizm