Promieniowanie słoneczne i jego znaczenie środowiskowe i higieniczne

Życiodajne promienie.

Słońce emituje trzy rodzaje promieni ultrafioletowych. Każdy z tych typów oddziałuje na skórę inaczej.

Większość z nas po spędzeniu czasu na plaży czuje się zdrowsza i pełniejsza życia. Dzięki życiodajnym promieniom w skórze powstaje witamina D, która jest niezbędna do całkowitego wchłaniania wapnia. Ale tylko niewielkie dawki promieniowania słonecznego mają korzystny wpływ na organizm.

Jednak mocno opalona skóra to w dalszym ciągu skóra uszkodzona, a w efekcie przedwczesne starzenie się i wysokie ryzyko zachorowania na raka skóry.

Światło słoneczne to promieniowanie elektromagnetyczne. Oprócz widma widzialnego zawiera promieniowanie ultrafioletowe, które faktycznie odpowiada za opalanie. Światło ultrafioletowe stymuluje zdolność komórek pigmentowych melanocytów do wytwarzania większej ilości melaniny, która pełni funkcję ochronną.

Rodzaje promieni UV.

Istnieją trzy rodzaje promieni ultrafioletowych, które różnią się długością fali. Promieniowanie ultrafioletowe jest w stanie przeniknąć przez naskórek skóry do głębszych warstw. Aktywuje to produkcję nowych komórek i keratyny, dzięki czemu skóra staje się bardziej napięta i szorstka. Promienie słoneczne wnikając w skórę właściwą niszczą kolagen i prowadzą do zmian w grubości i teksturze skóry.

Promienie ultrafioletowe A.

Promienie te mają najniższy poziom promieniowania. Wcześniej powszechnie uważano, że są one nieszkodliwe, jednak obecnie udowodniono, że tak nie jest. Poziom tych promieni pozostaje prawie stały przez cały dzień i rok. Przenikają nawet przez szkło.

Promienie UV A przenikają przez warstwy skóry, docierając do skóry właściwej, uszkadzając podstawę i strukturę skóry, niszcząc włókna kolagenu i elastyny.

Promienie A sprzyjają pojawianiu się zmarszczek, zmniejszają elastyczność skóry, przyspieszają pojawianie się oznak przedwczesnego starzenia i osłabiają system obronny skóry, czyniąc ją bardziej podatną na infekcje, a nawet raka.

Promienie ultrafioletowe B.

Promienie tego typu są emitowane przez słońce tylko w określonych porach roku i godzinach dnia. W zależności od temperatury powietrza i szerokości geograficznej przedostają się do atmosfery zwykle między godziną 10:00 a 16:00.

Promienie UVB powodują poważniejsze uszkodzenia skóry, ponieważ oddziałują z cząsteczkami DNA znajdującymi się w komórkach skóry. Promienie B uszkadzają naskórek, prowadząc do oparzeń słonecznych. Promienie B uszkadzają naskórek, prowadząc do oparzeń słonecznych. Ten rodzaj promieniowania zwiększa aktywność wolnych rodników, które osłabiają naturalny system obronny skóry.

Promienie ultrafioletowe B sprzyjają opalaniu i powodują oparzenia słoneczne, prowadzą do przedwczesnego starzenia się i pojawienia się ciemnych plam pigmentowych, powodują szorstkość i szorstkość skóry, przyspieszają pojawianie się zmarszczek i mogą powodować rozwój chorób przedrakowych i raka skóry.

Słońce jest głównym źródłem energii na Ziemi. Bez tego życie by nie istniało. I chociaż wszystko dosłownie kręci się wokół Słońca, bardzo rzadko myślimy o tym, jak działa nasza gwiazda.

Struktura Słońca

Aby zrozumieć działanie Słońca, należy najpierw poznać jego budowę.

Rdzeń.
Strefa przenoszenia promieniowania.
Strefa konwekcyjna.
Atmosfera: fotosfera, chromosfera, korona, wiatr słoneczny.

Średnica jądra Słońca wynosi 150–175 000 km, co stanowi około 20–25% promienia Słońca. Temperatura rdzenia sięga 14 milionów stopni Kelvina. Wewnątrz stale zachodzą reakcje termojądrowe, w wyniku których powstaje hel. To właśnie w rdzeniu w wyniku tej reakcji uwalniana jest energia, a także ciepło. Pozostała część Słońca jest podgrzewana tą energią, przechodzi przez wszystkie warstwy do fotosfery.

Strefa przenoszenia promieniowania znajduje się nad rdzeniem. Energia przekazywana jest poprzez emisję i absorpcję fotonów.

Nad strefą przenoszenia promieniowania znajduje się strefa konwekcyjna. Tutaj transfer energii odbywa się nie poprzez ponowne promieniowanie, ale poprzez transfer materii. Przy dużej prędkości zimniejsza substancja fotosfery wnika do strefy konwekcyjnej, a promieniowanie ze strefy przenoszenia promieniowania unosi się na powierzchnię - jest to konwekcja.

Fotosfera to widoczna powierzchnia Słońca. Większość widzialnego promieniowania pochodzi z tej warstwy. Promieniowanie z głębszych warstw nie przenika już do fotosfery. Średnia temperatura warstwy sięga 5778 K.

Chromosfera otacza fotosferę i ma czerwonawy odcień. Emisje - spikule - stale powstają z powierzchni chromosfery.

Ostatnią zewnętrzną powłoką naszej gwiazdy jest korona, składająca się z energetycznych erupcji i protuberancji, które tworzą wiatr słoneczny, rozprzestrzeniający się do najdalszych zakątków Układu Słonecznego. Średnia temperatura korony wynosi 1-2 miliony K, ale są obszary o temperaturze 20 milionów K.

Wiatr słoneczny to strumień zjonizowanych cząstek rozprzestrzeniający się do granic heliosfery z prędkością około 400 km/s. Wiele zjawisk na Ziemi jest związanych z wiatrem słonecznym, np. zorza polarna i burze magnetyczne.

Promieniowania słonecznego

Plazma słoneczna ma wysoką przewodność elektryczną, co przyczynia się do powstawania prądów elektrycznych i pól magnetycznych.

Słońce jest najsilniejszym emiterem fal elektromagnetycznych na świecie, co daje nam:

promienie ultrafioletowe;
światło widzialne – 44% energii słonecznej (głównie widmo żółto-zielone);
promienie podczerwone - 48%;
promieniowanie rentgenowskie;
promieniowanie.

Tylko 8% energii pochłania ultrafiolet, promieniowanie rentgenowskie i promieniowanie. Światło widzialne znajduje się pomiędzy promieniami widma podczerwonego i ultrafioletowego.

Słońce jest także potężnym źródłem fal radiowych o charakterze nietermicznym. Oprócz wszelkiego rodzaju promieni elektromagnetycznych emitowany jest stały strumień cząstek: elektronów, protonów, neutrin i tak dalej.

Wszystkie rodzaje promieniowania wywierają wpływ na Ziemię. To właśnie ten wpływ odczuwamy.

Ekspozycja na promienie UV

Promienie ultrafioletowe wpływają na Ziemię i wszystkie żywe istoty. Dzięki nim istnieje warstwa ozonowa, gdyż promienie UV niszczą tlen, który przekształca się w ozon. Ziemskie pole magnetyczne tworzy z kolei warstwę ozonową, która paradoksalnie osłabia siłę ekspozycji na promieniowanie UV.

Promieniowanie ultrafioletowe wpływa na organizmy żywe i środowisko na wiele sposobów:

wspomaga produkcję witaminy D;
ma właściwości antyseptyczne;
powoduje opaleniznę;
poprawia pracę narządów krwiotwórczych;
zwiększa krzepliwość krwi;
zwiększa się rezerwa alkaliczna;
dezynfekuje powierzchnie przedmiotów i płynów;
stymuluje procesy metaboliczne.

To właśnie promieniowanie ultrafioletowe sprzyja samooczyszczaniu atmosfery, eliminuje smog, dym i cząsteczki kurzu.

W zależności od szerokości geograficznej siła ekspozycji na promieniowanie UV jest bardzo zróżnicowana.

Ekspozycja na promienie podczerwone: dlaczego i jak nagrzewa się Słońce

Całe ciepło na Ziemi to promienie podczerwone, które powstają w wyniku termojądrowej syntezy wodoru w hel. Reakcji tej towarzyszy ogromne uwolnienie energii promienistej. Do ziemi dociera około 1000 watów na metr kwadratowy. Z tego powodu promieniowanie podczerwone często nazywane jest termicznym.

Co zaskakujące, Ziemia działa jak emiter podczerwieni. Planeta, podobnie jak chmury, pochłaniają promienie podczerwone, a następnie ponownie emitują tę energię z powrotem do atmosfery. Substancje takie jak para wodna, kropelki wody, metan, dwutlenek węgla, azot, niektóre związki fluoru i siarki emitują promienie podczerwone we wszystkich kierunkach. Z tego powodu występuje efekt cieplarniany, który utrzymuje powierzchnię Ziemi w stanie stale nagrzanym.

Promienie podczerwone nie tylko ogrzewają powierzchnie przedmiotów i istot żywych, ale mają także inne skutki:

dezynfekować;
poprawić metabolizm;
stymulują krążenie krwi;
ulga w bólu;
normalizować równowagę wodno-solną;
wzmocnić układ odpornościowy.

Dlaczego zimą słońce słabo grzeje?

Ponieważ Ziemia obraca się wokół Słońca z pewnym nachyleniem osi, bieguny są nachylone w różnych porach roku. W pierwszej połowie roku biegun północny jest zwrócony w stronę Słońca, w drugiej - biegun południowy. W związku z tym zmienia się kąt ekspozycji na energię słoneczną, a także moc.

Kandydat nauk fizycznych i matematycznych E. LOZOVSKAYA.

Wraz z nadejściem ciepłych, letnich dni, chętnie wygrzewamy się w słońcu. Światło słoneczne poprawia nastrój, stymuluje powstawanie niezbędnej witaminy D w skórze, ale jednocześnie niestety przyczynia się do powstawania zmarszczek i zwiększa ryzyko zachorowania na raka skóry. Znaczna część zarówno korzystnych, jak i szkodliwych skutków związana jest z tą częścią promieniowania słonecznego, która jest niewidoczna dla ludzkiego oka – ultrafioletem.

Widmo promieniowania elektromagnetycznego i widmo słońca. Granica między ultrafioletem B i C odpowiada przepuszczalności atmosfery ziemskiej.

Promieniowanie ultrafioletowe powoduje różnorodne uszkodzenia cząsteczek DNA w organizmach żywych.

Intensywność ultrafioletu B zmienia się w zależności od szerokości geograficznej i pory roku.

Odzież bawełniana zapewnia dobrą ochronę przed promieniowaniem UV.

Słońce jest głównym źródłem energii dla naszej planety, a energia ta występuje w postaci promieniowania – podczerwonego, widzialnego i ultrafioletowego. Obszar ultrafioletu znajduje się poza granicą krótkich fal widma widzialnego. Jeśli chodzi o wpływ na organizmy żywe, widmo ultrafioletowe słońca zwykle dzieli się na trzy obszary: ultrafiolet A (UV-A; 320-400 nanometrów), ultrafiolet B (UV-B; 290-320 nm) i ultrafiolet C (UV-C); Podział ten jest dość arbitralny: granicę pomiędzy UV-B i UV-C wybrano kierując się względami, że światło o długości fali mniejszej niż 290 nm nie dociera do powierzchni Ziemi, gdyż atmosfera ziemska dzięki tlenowi i ozonowi działa jak skuteczny filtr naturalnego światła. Granica pomiędzy UVB i UVA polega na tym, że promieniowanie krótsze niż 320 nm powoduje znacznie silniejszy rumień (zaczerwienienie skóry) niż światło z zakresu 320-400 nm.

Skład widmowy światła słonecznego zależy w dużej mierze od pory roku, pogody, szerokości geograficznej i wysokości. Np. im dalej od równika, tym bardziej granica fal krótkich przesuwa się w kierunku fal długich, ponieważ w tym przypadku światło pada na powierzchnię pod kątem ukośnym i pokonuje większą odległość w atmosferze, co oznacza, że jest silniej absorbowane . Na położenie granicy fal krótkich wpływa także grubość warstwy ozonowej, dlatego pod „dziurami ozonowymi” do powierzchni Ziemi dociera więcej promieniowania ultrafioletowego.

W południe natężenie promieniowania o długości fali 300 nm jest 10 razy większe niż trzy godziny wcześniej i trzy godziny później. Chmury rozpraszają światło ultrafioletowe, ale tylko ciemne chmury mogą je całkowicie zablokować. Promienie ultrafioletowe dobrze odbijają się od piasku (do 25%) i śniegu (do 80%), gorzej od wody (mniej niż 7%). Strumień ultrafioletu wzrasta wraz z wysokością, o około 6% na każdy kilometr. W związku z tym w miejscach położonych poniżej poziomu morza (na przykład u wybrzeży Morza Martwego) intensywność promieniowania jest mniejsza.

ŻYCIE POD SŁOŃCEM

Bez światła życie na Ziemi nie mogłoby istnieć. Rośliny wykorzystują energię słoneczną, magazynują ją w procesie fotosyntezy i dostarczają energię poprzez pożywienie wszystkim innym żywym istotom. Ludziom i innym zwierzętom światło daje możliwość zobaczenia otaczającego ich świata i reguluje biologiczne rytmy organizmu.

Ten wesoły obraz nieco komplikuje światło ultrafioletowe, ponieważ jego energia jest wystarczająca, aby spowodować poważne uszkodzenie DNA. Naukowcy liczą ponad dwa tuziny różnych chorób, które powstają lub zaostrzają się w wyniku ekspozycji na światło słoneczne, w tym kserodermię barwnikową, płaskonabłonkowy rak skóry, rak podstawnokomórkowy, czerniak i zaćmę.

Oczywiście w procesie ewolucji nasz organizm wykształcił mechanizmy chroniące przed promieniowaniem ultrafioletowym. Pierwszą barierą, która blokuje przedostanie się potencjalnie niebezpiecznego promieniowania do organizmu, jest skóra. Prawie całe promieniowanie ultrafioletowe jest absorbowane w naskórku, zewnętrznej warstwie skóry o grubości 0,07-0,12 mm. Wrażliwość na światło w dużej mierze zależy od odziedziczonej zdolności organizmu do wytwarzania melaniny – ciemnego pigmentu, który pochłania światło w naskórku i w ten sposób chroni głębsze warstwy skóry przed fotouszkodzeniami. Melanina produkowana jest przez specjalne komórki skóry – melanocyty. Promieniowanie ultrafioletowe stymuluje produkcję melaniny. Ten biologiczny pigment powstaje najintensywniej pod wpływem naświetlania światłem UV-B. Co prawda efekt nie pojawia się od razu, ale 2-3 dni po ekspozycji na słońce, ale utrzymuje się przez 2-3 tygodnie. Jednocześnie przyspiesza podział melanocytów, zwiększa się liczba melanosomów (granulek zawierających melaninę) i zwiększa się ich rozmiar. Światło UV-A może również powodować opaleniznę, ale jest słabsze i mniej trwałe, ponieważ liczba melanosomów nie wzrasta, a jedynie następuje fotochemiczne utlenianie prekursora melaniny do melaniny.

Istnieje sześć typów skóry ze względu na wrażliwość na światło słoneczne. Skóra typu I jest bardzo jasna, łatwo ulega oparzeniom i w ogóle się nie opala. Skóra typu II łatwo ulega oparzeniom i ulega lekkiej opaleniźnie. Skóra typu III szybko się opala i pali w mniejszym stopniu. Skóra typu IV jest jeszcze bardziej odporna na uszkodzenia słoneczne. Typy skóry V i VI są naturalnie ciemne (np. u rdzennych mieszkańców Australii i Afryki) i prawie nie podlegają szkodliwemu działaniu słońca. U przedstawicieli rasy Negroidów ryzyko zachorowania na raka skóry niebędącego czerniakiem jest 100-krotnie niższe i 10-krotnie mniejsze ryzyko zachorowania na czerniaka w porównaniu do Europejczyków.

Najbardziej narażone na promieniowanie ultrafioletowe są osoby o bardzo jasnej karnacji. U nich nawet krótkotrwała ekspozycja na jasne słońce powoduje rumień – zaczerwienienie skóry. Za powstawanie rumienia odpowiedzialne jest przede wszystkim promieniowanie UV-B. Jako miarę wpływu promieniowania ultrafioletowego na organizm często stosuje się pojęcie takie jak minimalna dawka rumieniowa (MED), czyli taka, przy której na oku zauważalne jest lekkie zaczerwienienie. W rzeczywistości wartość MED różni się nie tylko u różnych osób, ale także u jednej osoby w różnych częściach ciała. Przykładowo dla skóry brzucha osoby białej, nieopalonej wartość MED wynosi około 200 J/m2, a na nogach jest ponad trzykrotnie wyższa. Rumień pojawia się zwykle kilka godzin po napromienianiu. W ciężkich przypadkach rozwija się prawdziwe oparzenie słoneczne z pęcherzami.

Jakie substancje znajdujące się w naskórku oprócz melaniny absorbują promieniowanie ultrafioletowe? Kwasy nukleinowe, aminokwasy tryptofan i tyrozyna, kwas urokany. Najbardziej niebezpieczne dla organizmu są uszkodzenia kwasów nukleinowych. Pod wpływem światła z zakresu UV-B powstają dimery w wyniku wiązań kowalencyjnych pomiędzy sąsiadującymi zasadami pirymidynowymi (cytozyną lub tyminą). Ponieważ dimery pirymidyny nie mieszczą się w podwójnej helisie, ta część DNA traci zdolność do pełnienia swoich funkcji. Jeśli uszkodzenie jest niewielkie, specjalne enzymy wycinają wadliwy obszar (i jest to kolejny dość skuteczny mechanizm obronny). Jeśli jednak uszkodzenie jest większe niż zdolność komórki do naprawy, komórka umiera. Na zewnątrz objawia się to tym, że spalona skóra „złuszcza się”. Uszkodzenia DNA mogą prowadzić do mutacji, a w efekcie do raka. Występują również inne uszkodzenia cząsteczek, na przykład tworzą się wiązania krzyżowe DNA z białkami. Nawiasem mówiąc, światło widzialne pomaga leczyć uszkodzenia kwasów nukleinowych (zjawisko to nazywa się fotoreaktywacją). Przeciwutleniacze zawarte w organizmie pomagają zapobiegać niebezpiecznym skutkom reakcji fotochemicznych.

Inną konsekwencją promieniowania ultrafioletowego jest osłabienie odporności. Reakcja ta może mieć na celu zmniejszenie stanu zapalnego spowodowanego poparzeniem słonecznym, ale może również zmniejszyć odporność na infekcje. Sygnałem do supresji immunologicznej są reakcje fotochemiczne kwasu urokanowego i DNA.

MODA NA OPALANIE JEST SYMBOLEM SPOŁECZEŃSTWA PRZEMYSŁOWEGO

Przez długi czas białą skórę uważano za charakterystyczną cechę szlachty i bogactwa: od razu stało się jasne, że jej właściciele nie muszą pracować w polu od rana do wieczora. Jednak w XX wieku wszystko się zmieniło, biedni spędzali teraz całe dnie w fabrykach, a bogaci mogli pozwolić sobie na relaks na świeżym powietrzu, nad morzem, chwaląc się piękną złocistą opalenizną. Po II wojnie światowej moda na opalanie stała się powszechna; Opaloną skórę zaczęto uważać za oznakę nie tylko bogactwa, ale także doskonałego zdrowia. Rozrosła się branża turystyczna oferująca wypoczynek nad morzem o każdej porze roku. Jednak minęło trochę czasu i lekarze wszczęli alarm: okazało się, że wśród garbarzy zapadalność na raka skóry wzrosła kilkukrotnie. A jako środek ratujący życie, wszystkich bez wyjątku poproszono o stosowanie filtrów przeciwsłonecznych i balsamów zawierających substancje odbijające lub pochłaniające promieniowanie ultrafioletowe.

Wiadomo, że już w czasach Kolumba Indianie malowali się na czerwono, aby chronić się przed słońcem. Być może starożytni Grecy i Rzymianie używali do tych celów mieszaniny piasku i oleju roślinnego, ponieważ piasek odbijał promienie słoneczne. Stosowanie chemicznych filtrów przeciwsłonecznych rozpoczęło się w latach dwudziestych XX wieku, kiedy opatentowano kwas paraaminobenzoesowy (PABA) jako filtr przeciwsłoneczny. Rozpuścił się jednak w wodzie, przez co działanie ochronne znikało po kąpieli, a dodatkowo podrażniało skórę. W latach 70-tych PABA zastąpiono jego estrami, które są prawie nierozpuszczalne w wodzie i nie powodują silnych podrażnień. Prawdziwy rozkwit w dziedzinie kosmetyków przeciwsłonecznych rozpoczął się w latach 80-tych. Substancje pochłaniające ultrafiolet (w kosmetologii nazywane są „filtrami UV”) zaczęto dodawać nie tylko do specjalnych kremów „plażowych”, ale także do niemal wszystkich produktów kosmetycznych przeznaczonych do stosowania na dzień: kremu, pudru w płynie, szminki.

Ze względu na zasadę działania filtry UV można podzielić na dwie grupy: odbijające światło („fizyczne”) i pochłaniające („chemiczne”). Do środków odblaskowych zaliczają się różnego rodzaju pigmenty mineralne, przede wszystkim dwutlenek tytanu, tlenek cynku i krzemian magnezu. Zasada ich działania jest prosta: rozpraszają promieniowanie ultrafioletowe, uniemożliwiając jego przenikanie przez skórę. Tlenek cynku obejmuje zakres długości fal od 290 do 380 nm, reszta - nieco mniej. Główną wadą produktów odblaskowych jest to, że są pudrowe, nieprzezroczyste i nadają skórze biały kolor.

Naturalnie producenci kosmetyków byli bardziej zainteresowani przezroczystymi i dobrze rozpuszczalnymi „chemicznymi” filtrami UV (zwanymi w fotochemii absorberami UV). Należą do nich wspomniane już PABA i jego estry (obecnie prawie nie są stosowane, gdyż istnieją informacje, że rozkładają się tworząc mutageny), salicylany, pochodne kwasu cynamonowego (cynamoniany), estry antranilu, hydroksybenzofenony. Zasada działania pochłaniacza UV polega na tym, że po pochłonięciu kwantu ultrafioletu jego cząsteczka zmienia swoją wewnętrzną strukturę i zamienia energię świetlną na ciepło. Najbardziej wydajne i odporne na światło absorbery UV działają w oparciu o wewnątrzcząsteczkowy cykl przenoszenia protonów.

Większość absorberów UV pochłania tylko światło w obszarze UV-B. Zazwyczaj filtry przeciwsłoneczne zawierają nie jeden filtr UV, ale kilka, zarówno fizycznych, jak i chemicznych. Całkowita zawartość filtrów UV może przekroczyć 15 proc.

Aby scharakteryzować skuteczność ochronną kremów, balsamów i innych produktów kosmetycznych, zaczęto stosować tzw. współczynnik ochrony przeciwsłonecznej (w języku angielskim „współczynnik ochrony przeciwsłonecznej”, w skrócie SPF). Pomysł SPF został po raz pierwszy zaproponowany w 1962 roku przez austriackiego naukowca Franza Greitera i przyjęty przez przedstawicieli przemysłu kosmetycznego i farmaceutycznego. Współczynnik ochrony przeciwsłonecznej definiuje się jako stosunek minimalnej dawki promieniowania ultrafioletowego wymaganej do wywołania rumienia w przypadku ekspozycji na skórę chronioną do dawki, która powoduje taki sam efekt na skórze niechronionej. Upowszechniła się popularna interpretacja: jeśli bez ochrony spalisz się w ciągu 20 minut, to smarując skórę kremem z czynnikiem ochronnym powiedzmy 15, poparzenie słoneczne dostaniesz dopiero po 15-krotnym przebywaniu na słońcu, czyli czyli po 5 godzinach.

FAŁSZYWE POCZUCIE OCHRONY

Wydawałoby się, że znaleziono rozwiązanie problemu ultrafioletu. Ale w rzeczywistości wszystko nie jest takie proste. W literaturze naukowej zaczęły pojawiać się doniesienia, że u osób regularnie stosujących filtry przeciwsłoneczne częstość występowania takich typów nowotworów skóry jak czerniak i rak podstawnokomórkowy nie tylko nie spadła, ale wręcz wzrosła. Zaproponowano kilka wyjaśnień tego niepokojącego faktu.

Po pierwsze, naukowcy zasugerowali, że konsumenci nieprawidłowo stosowali filtry przeciwsłoneczne. Podczas testowania kremów zwyczajowo nanosi się na skórę 2 mg kremu na 1 cm2. Jednak, jak wykazały badania, ludzie często nakładają cieńszą warstwę, 2-4 razy mniej, a współczynnik ochrony odpowiednio maleje. Ponadto kremy i balsamy są częściowo zmywane wodą, na przykład podczas kąpieli.

Było inne wyjaśnienie. Jak już wspomniano, większość chemicznych absorberów UV (tych najczęściej stosowanych w kosmetykach) pochłania światło tylko w obszarze UV-B, zapobiegając rozwojowi oparzeń słonecznych. Ale według niektórych danych czerniak występuje pod wpływem promieniowania UV-A. Blokując promieniowanie UV-B, filtry przeciwsłoneczne blokują naturalny sygnał ostrzegawczy zaczerwienienia skóry, spowalniają powstawanie ochronnej opalenizny, w efekcie czego człowiek otrzymuje nadmierną dawkę w obszarze UVA, co może powodować raka.

Wyniki badania pokazują, że osoby stosujące kremy z wyższym współczynnikiem ochrony przeciwsłonecznej spędzają więcej czasu na słońcu, przez co nieświadomie narażają się na większe ryzyko.

Nie wolno nam zapominać, że mieszanina substancji chemicznych wchodzących w skład kremów ochronnych, przy długotrwałym narażeniu na promieniowanie ultrafioletowe, może stać się źródłem wolnych rodników – inicjatorów utleniania biomolekuł. Niektóre filtry UV są potencjalnie toksyczne lub powodują alergie.

WITAMINA „SŁOŃCA”.

Czas pamiętać, że oprócz wielu negatywnych skutków promieniowania ultrafioletowego, są też pozytywne. Najbardziej uderzającym przykładem jest fotosynteza witaminy D3.

Naskórek zawiera dość dużo 7-dihydrocholesterolu, prekursora witaminy D 3 . Naświetlanie światłem UV-B uruchamia łańcuch reakcji, w wyniku którego powstaje cholekalcyferol (witamina D 3), który nie jest jeszcze aktywny. Substancja ta wiąże się z jednym z białek krwi i jest transportowana do nerek. Tam przekształca się w aktywną formę witaminy D 3 – 1,25-dihydroksycholekalcyferol. Witamina D3 jest niezbędna do wchłaniania wapnia w jelicie cienkim, prawidłowego metabolizmu fosforu i wapnia oraz tworzenia kości; przy jej niedoborze u dzieci rozwija się poważna choroba - krzywica.

Po napromienianiu całego ciała dawką 1 MED stężenie witaminy D 3 we krwi wzrasta 10-krotnie i po tygodniu powraca do poprzedniego poziomu. Stosowanie filtrów przeciwsłonecznych hamuje syntezę witaminy D 3 w skórze. Dawki potrzebne do jego syntezy są niewielkie. Uważa się, że wystarczające jest przebywanie codziennie około 15 minut na słońcu, wystawiając twarz i dłonie na działanie promieni słonecznych. Całkowita roczna dawka wymagana do utrzymania poziomu witaminy D3 wynosi 55 MED.

Przewlekły niedobór witaminy D3 prowadzi do osłabienia tkanki kostnej. Do grup ryzyka zaliczają się ciemnoskóre dzieci mieszkające w krajach północnych oraz osoby starsze, które nie spędzają dużo czasu na świeżym powietrzu. Niektórzy badacze uważają, że wzrost zachorowań na nowotwory podczas stosowania filtrów przeciwsłonecznych wynika z blokowania syntezy witaminy D 3 . Możliwe, że jej niedobór prowadzi do zwiększonego ryzyka zachorowania na raka okrężnicy i piersi.

Inne korzystne działanie światła ultrafioletowego są związane głównie z medycyną. Światło ultrafioletowe stosuje się w leczeniu chorób takich jak łuszczyca, egzema i łupież różowy. Duński lekarz Niels Finsen otrzymał w 1903 roku Nagrodę Nobla za zastosowanie światła ultrafioletowego w leczeniu gruźlicy toczniowej skóry. Metoda naświetlania krwi światłem ultrafioletowym jest obecnie z powodzeniem stosowana w leczeniu chorób zapalnych i innych.

SŁOMIONY CZAPEK PRZECIWSŁONECZNY

Na pytanie, czy światło ultrafioletowe jest korzystne, czy szkodliwe, nie ma jednoznacznej odpowiedzi: tak i nie. Wiele zależy od dawki, składu widmowego i cech organizmu. Nadmiar promieniowania ultrafioletowego jest z pewnością niebezpieczny, jednak nie można całkowicie polegać na kremach ochronnych. Konieczne są dalsze badania, aby określić, w jakim stopniu stosowanie filtrów przeciwsłonecznych może przyczyniać się do rozwoju raka.

Najlepszym sposobem, aby chronić skórę przed poparzeniem słonecznym, przedwczesnym starzeniem się, a jednocześnie zmniejszyć ryzyko zachorowania na raka, jest odzież. W przypadku zwykłej odzieży letniej typowe są współczynniki ochrony powyżej 10. Bawełna ma dobre właściwości ochronne, chociaż w postaci suchej (gdy jest mokra, przepuszcza więcej promieniowania ultrafioletowego). Nie zapomnij o kapeluszu z szerokim rondem i okularach przeciwsłonecznych.

Zalecenia są dość proste. Unikaj przebywania na słońcu w najgorętszych godzinach. Zachowaj szczególną ostrożność podczas ekspozycji na słońce, jeśli zażywasz leki o działaniu fotouczulającym: sulfonamidy, tetracykliny, fenotiazyny, fluorochinolony, niesteroidowe leki przeciwzapalne i inne. Fotosensybilizatory zawierają także niektóre rośliny, np. dziurawiec zwyczajny (patrz „Science and Life” nr 3, 2002). Działanie światła można wzmocnić substancjami aromatycznymi zawartymi w kosmetykach i perfumach.

Biorąc pod uwagę, że naukowcy mają wątpliwości co do skuteczności i bezpieczeństwa filtrów przeciwsłonecznych i balsamów, nie należy ich stosować (ani kosmetyków na dzień z dużą zawartością filtrów UV), jeśli nie jest to absolutnie konieczne. Jeśli zajdzie taka potrzeba, preferuj produkty zapewniające ochronę w szerokim spektrum - od 280 do 400 nm. Zazwyczaj te kremy i balsamy zawierają tlenek cynku lub inne pigmenty mineralne, dlatego warto uważnie czytać skład na etykiecie.

Ochrona przeciwsłoneczna powinna być dobierana indywidualnie, w zależności od miejsca zamieszkania, pory roku i rodzaju skóry.

Słońce (astro. ☉) jest jedyną gwiazdą w Układzie Słonecznym. Inne obiekty tego układu krążą wokół Słońca: planety i ich satelity, planety karłowate i ich satelity, asteroidy, meteoroidy, komety i pył kosmiczny.

Wewnętrzna struktura Słońca

Nasze Słońce to ogromna, świecąca kula gazu, wewnątrz której zachodzą złożone procesy, w wyniku których stale uwalniana jest energia. Objętość wewnętrzną Słońca można podzielić na kilka regionów; substancja w nich różni się właściwościami, a energia jest rozprowadzana poprzez różne mechanizmy fizyczne. Poznajmy je zaczynając od samego centrum.

W centralnej części Słońca znajduje się źródło jego energii, czyli w języku przenośnym „piec”, który je ogrzewa i nie pozwala na ochłodzenie. Obszar ten nazywany jest rdzeniem. Pod ciężarem zewnętrznych warstw materia wewnątrz Słońca ulega kompresji, a im głębiej, tym silniej. Jego gęstość wzrasta w kierunku środka wraz ze wzrostem ciśnienia i temperatury. W jądrze, gdzie temperatura osiąga 15 milionów kelwinów, uwalniana jest energia.

Energia ta powstaje w wyniku fuzji atomów lekkich pierwiastków chemicznych w atomy cięższe. W głębi Słońca jeden atom helu powstaje z czterech atomów wodoru. To właśnie tę straszliwą energię ludzie nauczyli się uwalniać podczas eksplozji bomby wodorowej. Istnieje nadzieja, że w niedalekiej przyszłości ludzie będą mogli nauczyć się wykorzystywać go do celów pokojowych (w 2005 r. doniesienia prasowe informowały o rozpoczęciu budowy pierwszego międzynarodowego reaktora termojądrowego we Francji).

Jądro ma promień nie większy niż jedna czwarta całkowitego promienia Słońca. Jednak połowa masy Słońca jest skoncentrowana w swojej objętości i uwalniana jest prawie cała energia podtrzymująca blask Słońca. Jednak energia gorącego jądra musi w jakiś sposób uciec na zewnątrz, na powierzchnię Słońca. Istnieją różne metody przekazywania energii w zależności od warunków fizycznych środowiska, a mianowicie: przenikanie radiacyjne, konwekcja i przewodzenie ciepła. Przewodność cieplna nie odgrywa dużej roli w procesach energetycznych zachodzących w Słońcu i gwiazdach, natomiast transfery radiacyjne i konwekcyjne są bardzo ważne.

Bezpośrednio wokół jądra rozpoczyna się strefa radiacyjnego przenoszenia energii, gdzie rozprzestrzenia się ona poprzez absorpcję i emisję przez substancję części światła – kwantów. Gęstość, temperatura i ciśnienie zmniejszają się w miarę oddalania się od jądra, a energia przepływa w tym samym kierunku. Ogólnie rzecz biorąc, proces ten jest niezwykle powolny. Dotarcie kwantów z centrum Słońca do fotosfery zajmuje wiele tysięcy lat: w końcu po ponownej emisji kwanty stale zmieniają kierunek, cofając się prawie tak samo często, jak do przodu.

Kwanty gamma rodzą się w centrum Słońca. Ich energia jest miliony razy większa od energii kwantów światła widzialnego, a ich długość fali jest bardzo krótka. Po drodze kwanty ulegają niesamowitym przemianom. Oddzielny kwant jest najpierw absorbowany przez jakiś atom, ale natychmiast jest ponownie emitowany; Najczęściej w tym przypadku nie pojawia się jeden poprzedni kwant, ale dwa lub więcej. Zgodnie z prawem zachowania energii ich całkowita energia jest zachowana, a zatem energia każdego z nich maleje. W ten sposób powstają kwanty coraz niższych energii. Wydaje się, że potężne promienie gamma dzielą się na mniej energetyczne kwanty – najpierw promieniowanie rentgenowskie, potem ultrafioletowe i

wreszcie promienie widzialne i podczerwone. Dzięki temu Słońce emituje najwięcej energii w świetle widzialnym i nieprzypadkowo nasze oczy są na nie wrażliwe.

Jak już powiedzieliśmy, kwant potrzebuje bardzo dużo czasu, aby przeniknąć przez gęstą materię słoneczną na zewnątrz. Jeśli więc „piec” wewnątrz Słońca nagle zgaśnie, dowiemy się o tym dopiero miliony lat później. W drodze przez wewnętrzne warstwy Słońca przepływ energii napotyka obszar, w którym nieprzezroczystość gazu znacznie wzrasta. To jest strefa konwekcyjna Słońca. Tutaj energia jest przenoszona nie przez promieniowanie, ale przez konwekcję.

Co to jest konwekcja?

Gdy ciecz się zagotuje, miesza się ją. Gaz może zachowywać się w ten sam sposób. Ogromne strumienie gorącego gazu unoszą się w górę, gdzie oddają ciepło otoczeniu, a schłodzony gaz słoneczny opada. Wydaje się, że materia słoneczna wrze i miesza się. Strefa konwekcyjna zaczyna się w odległości około 0,7 promienia od środka i rozciąga się prawie do najbardziej widocznej powierzchni Słońca (fotosfery), gdzie transfer głównego strumienia energii ponownie staje się promienisty. Jednak z powodu bezwładności nadal przenikają tutaj gorące strumienie z głębszych warstw konwekcyjnych. Dobrze znany obserwatorom wzór granulacji na powierzchni Słońca jest widocznym przejawem konwekcji.

Strefa konwekcyjna Słońca

Strefa radioaktywna stanowi około 2/3 wewnętrznej średnicy Słońca, a promień wynosi około 140 tysięcy km. Oddalając się od centrum fotony pod wpływem zderzenia tracą energię. Zjawisko to nazywane jest zjawiskiem konwekcji. Przypomina to proces zachodzący we wrzącym czajniku: energia pochodząca z elementu grzejnego jest znacznie większa niż ilość usuwana w wyniku przewodzenia. Gorąca woda w pobliżu ognia podnosi się, a zimniejsza woda opada. Proces ten nazywa się konwencją. Znaczenie konwekcji polega na tym, że gęstszy gaz rozprowadza się po powierzchni, ochładza się i ponownie kieruje do środka. Proces mieszania w strefie konwekcyjnej Słońca odbywa się w sposób ciągły. Patrząc przez teleskop na powierzchnię Słońca, można dostrzec jego ziarnistą strukturę – granulacje. Wydaje się, że jest zrobiony z granulek! Dzieje się tak na skutek konwekcji zachodzącej pod fotosferą.

Fotosfera Słońca

Cienka warstwa (400 km) – fotosfera Słońca, znajduje się bezpośrednio za strefą konwekcyjną i reprezentuje „prawdziwą powierzchnię Słońca” widoczną z Ziemi. Granulki w fotosferze zostały po raz pierwszy sfotografowane przez Francuza Janssena w 1885 roku. Przeciętna granulka ma wielkość 1000 km, porusza się z prędkością 1 km/s i istnieje przez około 15 minut. Ciemne formacje w fotosferze można zaobserwować w części równikowej, a następnie ulegają one przesunięciu. Cechą charakterystyczną takich miejsc są silne pola magnetyczne. Ciemny kolor uzyskujemy dzięki niższej temperaturze w stosunku do otaczającej fotosfery.

Chromosfera Słońca

Chromosfera słoneczna (kolorowa kula) to gęsta warstwa (10 000 km) atmosfery słonecznej, która leży bezpośrednio za fotosferą. Obserwacja chromosfery jest dość problematyczna ze względu na jej bliskie położenie w stosunku do fotosfery. Najlepiej widać to, gdy Księżyc przysłania fotosferę, tj. podczas zaćmień słońca.

Protuberancje słoneczne to ogromne emisje wodoru przypominające długie świetliste włókna. Probektywy wznoszą się na ogromne odległości, osiągając średnicę Słońca (1,4 mm km), poruszają się z prędkością około 300 km/s, a temperatura sięga 10 000 stopni.

Korona słoneczna

Korona słoneczna to zewnętrzne i rozszerzone warstwy atmosfery Słońca, powstałe ponad chromosferą. Długość korony słonecznej jest bardzo długa i osiąga wartości kilku średnic Słońca. Naukowcy nie otrzymali jeszcze jasnej odpowiedzi na pytanie, gdzie dokładnie się to kończy.

Korona słoneczna składa się z rozrzedzonej, silnie zjonizowanej plazmy. Zawiera ciężkie jony, elektrony z rdzeniem helowym i protony. Temperatura korony sięga od 1 do 2 milionów stopni K w stosunku do powierzchni Słońca.

Wiatr słoneczny to ciągły wypływ materii (plazmy) z zewnętrznej powłoki atmosfery słonecznej. Składa się z protonów, jąder atomowych i elektronów. Prędkość wiatru słonecznego może wahać się od 300 km/s do 1500 km/s, zgodnie z procesami zachodzącymi na Słońcu. Wiatr słoneczny rozprzestrzenia się po całym Układzie Słonecznym i wchodząc w interakcję z polem magnetycznym Ziemi, powoduje różne zjawiska, z których jednym jest zorza polarna.

Promieniowanie ze Słońca

Słońce emituje energię na wszystkich długościach fal, ale na różne sposoby. Około 44% energii promieniowania znajduje się w widzialnej części widma, a maksimum odpowiada barwie żółto-zielonej. Około 48% energii utraconej przez Słońce jest porywane przez promienie bliskiej i dalekiej podczerwieni. Promienie gamma, rentgenowskie, ultrafioletowe i radiowe stanowią jedynie około 8%.

Widoczna część promieniowania słonecznego badana za pomocą przyrządów do analizy widma okazuje się niejednorodna - w widmie widoczne są linie absorpcyjne opisane po raz pierwszy przez J. Fraunhofera w 1814 roku. Linie te powstają, gdy fotony o określonych długościach fal są absorbowane przez atomy różnych pierwiastków chemicznych w górnych, stosunkowo zimnych warstwach atmosfery słonecznej. Analiza spektralna pozwala nam uzyskać informacje o składzie Słońca, ponieważ pewien zestaw linii widmowych niezwykle dokładnie charakteryzuje pierwiastek chemiczny. Na przykład, korzystając z obserwacji widma Słońca, przewidywano odkrycie helu, który został później wyizolowany na Ziemi.

Rodzaje promieniowania

Podczas obserwacji naukowcy odkryli, że Słońce jest potężnym źródłem emisji radiowej. Fale radiowe przenikają do przestrzeni międzyplanetarnej i są emitowane przez chromosferę (fale centymetrowe) i koronę (fale decymetrowe i metrowe). Emisja radiowa ze Słońca składa się z dwóch elementów – stałej i zmiennej (błyski, „burze szumowe”). Podczas silnych rozbłysków słonecznych emisja radiowa ze Słońca wzrasta tysiące, a nawet miliony razy w porównaniu z emisją radiową ze spokojnego Słońca. Ta emisja radiowa ma charakter nietermiczny.

Promienie rentgenowskie pochodzą głównie z górnych warstw chromosfery i korony. Promieniowanie jest szczególnie silne w latach maksymalnej aktywności słonecznej.

Słońce emituje nie tylko światło, ciepło i wszelkie inne rodzaje promieniowania elektromagnetycznego. Jest także źródłem stałego przepływu cząstek – ciałek. Neutrina, elektrony, protony, cząstki alfa i cięższe jądra atomowe składają się razem na promieniowanie korpuskularne Słońca. Znaczna część tego promieniowania to mniej lub bardziej ciągły wypływ plazmy – wiatru słonecznego, będącego kontynuacją zewnętrznych warstw atmosfery słonecznej – korony słonecznej. Na tle tego stale wiejącego wiatru plazmowego poszczególne obszary Słońca są źródłami bardziej ukierunkowanych, wzmocnionych, tak zwanych przepływów korpuskularnych. Najprawdopodobniej są one związane ze specjalnymi obszarami korony słonecznej - dziurami koronalnymi, a także być może z długowiecznymi aktywnymi obszarami na Słońcu. Wreszcie najsilniejsze krótkotrwałe strumienie cząstek, głównie elektronów i protonów, są powiązane z rozbłyskami słonecznymi. W wyniku najpotężniejszych rozbłysków cząstki mogą osiągać prędkości stanowiące zauważalny ułamek prędkości światła. Cząstki o tak wysokich energiach nazywane są słonecznymi promieniami kosmicznymi.

Promieniowanie korpuskularne Słońca wywiera silny wpływ na Ziemię, a przede wszystkim na górne warstwy jej atmosfery i pole magnetyczne, powodując wiele zjawisk geofizycznych. Magnetosfera i atmosfera Ziemi chronią nas przed szkodliwym działaniem promieniowania słonecznego.

Intensywność promieniowania słonecznego

Słońce, charakteryzujące się niezwykle wysokimi temperaturami, jest bardzo silnym źródłem promieniowania. Widoczny zakres promieniowania słonecznego charakteryzuje się największym natężeniem promieniowania. Jednocześnie do Ziemi dociera również duża ilość niewidzialnego widma. Wewnątrz Słońca zachodzą procesy polegające na syntezie atomów helu z atomów wodoru. Procesy te nazywane są procesami syntezy jądrowej, towarzyszy im uwalnianie ogromnych ilości energii. Energia ta powoduje, że Słońce nagrzewa się (w swojej wewnętrznej części) do temperatury 15 milionów stopni Celsjusza.

Na powierzchni Słońca (fotosferze) temperatura sięga 5500°C. Na tej powierzchni Słońce emituje energię o wartości 63 MW/m². Tylko niewielka część tego promieniowania dociera do powierzchni Ziemi, co pozwala ludzkości na komfortową egzystencję na naszej planecie. Średnie natężenie promieniowania w atmosferze ziemskiej wynosi około 1367 W/m². Wartość ta może wahać się w granicach 5%, gdyż Ziemia poruszając się po eliptycznej orbicie oddala się od Słońca w różnych odległościach przez cały rok. Wartość 1367 W/m² nazywana jest stałą słoneczną.

Energia słoneczna na powierzchni Ziemi

Atmosfera ziemska nie przepuszcza całej energii słonecznej. Powierzchnia Ziemi osiąga nie więcej niż 1000 W/m2. Część energii jest pochłaniana, część odbijana w warstwach atmosfery i chmurach. Duża ilość promieniowania ulega rozproszeniu w warstwach atmosfery, w wyniku czego powstaje promieniowanie rozproszone (rozproszone). Na powierzchni Ziemi część promieniowania jest również odbijana i zamienia się w promieniowanie rozproszone. Suma promieniowania rozproszonego i bezpośredniego nazywana jest całkowitym promieniowaniem słonecznym. Promieniowanie rozproszone może wynosić od 20 do 60%.

Na ilość energii docierającej do powierzchni Ziemi wpływa także szerokość geograficzna i pora roku. Oś naszej planety przechodząca przez bieguny jest nachylona w stosunku do jej orbity wokół Słońca o 23,5°. Między marcem

Do września światło słoneczne pada bardziej na półkulę północną, przez resztę czasu – na półkulę południową. Dlatego długość dnia latem i zimą jest inna. Szerokość geograficzna obszaru wpływa na długość godzin dziennych. Im dalej na północ, tym dłuższe jest lato i odwrotnie.

Ewolucja Słońca

Zakłada się, że Słońce narodziło się w mgławicy sprężonego gazu i pyłu. Istnieją co najmniej dwie teorie na temat tego, co spowodowało początkowe skurczenie mgławicy. Według jednego z nich zakłada się, że jedno z ramion spiralnych naszej galaktyki przeszło przez nasz obszar kosmosu około 5 miliardów lat temu. Może to spowodować lekką kompresję i doprowadzić do powstania środków ciężkości w chmurze gazowo-pyłowej. Rzeczywiście, obecnie widzimy całkiem dużą liczbę młodych gwiazd i świecących obłoków gazu wzdłuż ramion spiralnych. Inna teoria sugeruje, że gdzieś w pobliżu (oczywiście w skali Wszechświata) eksplodowała starożytna, masywna supernowa. Powstała fala uderzeniowa może być wystarczająco silna, aby zainicjować powstawanie gwiazd w „naszej” mgławicy gazowo-pyłowej. Teorię tę potwierdza fakt, że naukowcy badający meteoryty odkryli całkiem sporo pierwiastków, które mogły powstać podczas eksplozji supernowej.

Co więcej, gdy tak kolosalną masę (2 * 1030 kg) skompresowano pod wpływem sił grawitacyjnych, pod wpływem ciśnienia wewnętrznego silnie nagrzała się do temperatur, w których w jej środku mogłyby rozpocząć się reakcje termojądrowe. W centralnej części temperatura na Słońcu wynosi 15 000 000 K, a ciśnienie sięga setek miliardów atmosfer. Tak zapalała się nowonarodzona gwiazda (nie mylić z nowymi gwiazdami).

Słońce na początku swojego życia składało się głównie z wodoru. To wodór podczas reakcji termojądrowych zamienia się w hel, uwalniając energię emitowaną przez Słońce. Słońce należy do typu gwiazd zwanego żółtym karłem. Jest gwiazdą ciągu głównego i należy do klasy widmowej G2. Masa samotnej gwiazdy dość wyraźnie determinuje jej los. W ciągu swojego życia (około 5 miliardów lat) w centrum naszej gwiazdy, gdzie temperatura jest dość wysoka, spaliła się około połowa całego znajdującego się tam wodoru. W przybliżeniu tyle samo czasu, 5 miliardów lat, pozostaje Słońcu, aby żyć w formie, do której jesteśmy przyzwyczajeni.

Gdy wodór w centrum gwiazdy się wyczerpie, Słońce powiększy się i stanie się czerwonym olbrzymem. Będzie to miało ogromny wpływ na Ziemię: temperatury wzrosną, oceany zaczną się gotować, życie stanie się niemożliwe. Następnie, całkowicie wyczerpawszy „paliwo” i nie mając już siły, aby utrzymać zewnętrzne warstwy czerwonego olbrzyma, nasza gwiazda zakończy swoje życie jako biały karzeł, zachwycając nieznanych pozaziemskich astronomów przyszłości nową mgławicą planetarną, którego kształt może okazać się bardzo dziwny pod wpływem planet.

Śmierć Słońca przez czas

Już za 1,1 miliarda lat gwiazda zwiększy swoją jasność o 10%, co doprowadzi do silnego nagrzania Ziemi.
Za 3,5 miliarda lat jasność wzrośnie o 40%. Oceany zaczną wyparowywać i całe życie na Ziemi dobiegnie końca.
Po 5,4 miliardach lat w jądrze gwiazdy zabraknie paliwa – wodoru. Słońce zacznie powiększać się z powodu rozrzedzenia zewnętrznej powłoki i nagrzania jądra.
Za 7,7 miliarda lat nasza gwiazda zamieni się w czerwonego olbrzyma, ponieważ wzrośnie 200-krotnie, z tego powodu planeta Merkury zostanie wchłonięta.
Ostatecznie, po 7,9 miliarda lat, zewnętrzne warstwy gwiazdy będą na tyle cienkie, że rozpadną się w mgławicę, a w centrum dawnego Słońca znajdzie się mały obiekt – biały karzeł. W ten sposób nasz Układ Słoneczny zakończy swoje istnienie. Wszystkie elementy budynku pozostałe po zawaleniu nie zostaną utracone; staną się podstawą narodzin nowych gwiazd i planet.

Najczęstszymi gwiazdami we wszechświecie są czerwone karły. Dzieje się tak głównie ze względu na ich niską masę, która pozwala im żyć bardzo długo, zanim staną się białymi karłami.
Prawie wszystkie gwiazdy we wszechświecie mają ten sam skład chemiczny, a reakcja syntezy jądrowej zachodzi w każdej gwieździe i jest niemal identyczna, zależy jedynie od ilości paliwa.
Jak wiemy, podobnie jak biały karzeł, gwiazdy neutronowe są jednym z końcowych procesów ewolucji gwiazd, powstającym w dużej mierze po wybuchu supernowej. Wcześniej często trudno było odróżnić białego karła od gwiazdy neutronowej, ale teraz naukowcy korzystający z teleskopów odkryli w nich różnice. Gwiazda neutronowa gromadzi wokół siebie więcej światła, co można łatwo zaobserwować za pomocą teleskopów na podczerwień. Ósme miejsce wśród ciekawostek o gwiazdach.
Ze względu na swoją niesamowitą masę, zgodnie z ogólną teorią względności Einsteina, czarna dziura jest w rzeczywistości zakrzywieniem przestrzeni, w wyniku którego wszystko w jej polu grawitacyjnym jest wypychane w jej stronę. Pole grawitacyjne czarnej dziury jest tak silne, że nawet światło nie jest w stanie przed nim uciec.
O ile nam wiadomo, gdy w gwieździe skończy się paliwo, gwiazda może zwiększyć swój rozmiar ponad 1000 razy, następnie zamienia się w białego karła, a ze względu na szybkość reakcji eksploduje. Reakcja ta jest lepiej znana jako supernowa. Naukowcy sugerują, że w wyniku tego długiego procesu powstają takie tajemnicze czarne dziury.
Wiele gwiazd, które widzimy na nocnym niebie, może wydawać się tylko jednym przebłyskiem światła. Jednak nie zawsze tak jest. Większość gwiazd, które widzimy na niebie, to tak naprawdę dwa układy gwiazdowe lub układy podwójne. Są po prostu niewyobrażalnie daleko i wydaje nam się, że widzimy tylko jedną plamkę światła.
Gwiazdy, które mają najkrótszą żywotność, są najbardziej masywne. Zawierają dużą ilość substancji chemicznych i mają tendencję do znacznie szybszego spalania paliwa.
Choć czasami wydaje nam się, że Słońce i gwiazdy mrugają, w rzeczywistości tak nie jest. Efektem migotania jest jedynie światło gwiazdy, które w tym czasie przechodzi przez atmosferę ziemską, ale nie dotarło jeszcze do naszych oczu. Trzecie miejsce wśród najciekawszych faktów o gwiazdach.
Odległości potrzebne do oszacowania odległości od gwiazdy są niewyobrażalnie ogromne. Rozważmy przykład: najbliższa Ziemi gwiazda znajduje się w odległości około 4,2 lat świetlnych, a dotarcie do niej nawet naszym najszybszym statkiem zajmie około 70 000 lat.
Najfajniejszą znaną gwiazdą jest brązowy karzeł CFBDSIR 1458+10B, którego temperatura wynosi zaledwie około 100°C. Najgorętsza znana gwiazda, niebieski nadolbrzym w Drodze Mlecznej zwany Zeta Puppis, ma temperaturę ponad 42 000°C.

Większość energii słonecznej dociera do Ziemi w postaci trzech składników: światła widzialnego (40%) i promieniowania podczerwonego (50%), ultrafioletu (10%). Najbardziej znaczącą i dobrze zbadaną częścią promieniowania słonecznego są promienie ultrafioletowe. Są one reprezentowane przez trzy rodzaje różnych długości fal i są oznaczone literami alfabetu łacińskiego: Promienie UVC są najkrótsze (190-280 nm). Promienie UVB to fale średnie (280-320 nm), a promienie UVA to fale długie (320-400 nm). Mówiąc o wpływie promieniowania ultrafioletowego na człowieka, mamy na myśli ekspozycję na promienie UVB i UVA. Krótkie promienie UVC są prawie całkowicie pochłaniane przez warstwę ozonową atmosfery, podobnie jak krótkie i bardzo aktywne promienie kosmiczne γ. Promienie te są destrukcyjne dla wszelkiego życia na powierzchni ziemi, dlatego problem integralności warstwy ozonowej niepokoi naukowców na całym świecie. Do dezynfekcji pomieszczeń wykorzystuje się sztuczne promienie UVC.

Promienie UVB są bardziej rozproszone podczas przechodzenia przez warstwy atmosfery niż UVA, a poziom promieniowania UVB maleje wraz ze wzrostem szerokości geograficznej. Ponadto jego intensywność zależy od pory roku i znacznie zmienia się w ciągu dnia.

W przeciwieństwie do UVA, większość promieniowania UVB jest pochłaniana przez warstwę ozonową, a jego udział w całej energii promieniowania ultrafioletowego w letnie popołudnie wynosi około 3%.

Zdolność przenikania przez barierę skóry jest również inna. Zatem promienie UVB odbijają się w 70% przez warstwę rogową naskórka, przy przejściu przez naskórek są tłumione w 20% i docierają jedynie do 10% przez skórę właściwą. Dzięki absorpcji, odbiciu i rozproszeniu promienie UVA wnikają do skóry właściwej z mniejszą stratą - 20-30%, a do tkanki podskórnej dociera około 1% całkowitej energii.

Przez długi czas uważano, że udział promieni UVB w szkodliwym działaniu promieniowania ultrafioletowego wynosi 80%, gdyż to właśnie to widmo jest odpowiedzialne za występowanie rumienia po oparzeniach słonecznych. Obecnie znanych jest wiele biologicznych skutków promieniowania słonecznego, z przewagą różnych zakresów ultrafioletu. Ciemnienie melaniny (jasna i szybko przechodząca opalenizna) następuje pod wpływem promieni UVA w ciągu kilku godzin i wiąże się z fotoutlenianiem istniejącej melaniny i jej szybką redystrybucją wzdłuż procesów melanocytów do komórek naskórka. Opóźniona opalenizna pojawia się już po 3 dniach i jest spowodowana ekspozycją na promienie UVB. Jest to spowodowane aktywną syntezą melaniny w melanosomach, wzrostem liczby melanocytów oraz aktywacją procesów syntetycznych w wcześniej nieaktywnych melanocytach. Opóźnione opalanie jest bardziej trwałe.

Synteza witaminy D3 zachodzi pod wpływem promieni UVB. Według WHO codzienna ekspozycja twarzy i dłoni przez około 15 minut jest uważana za wystarczającą. Trzeba też wziąć pod uwagę czynnik geograficzny, gdyż na niektórych szerokościach geograficznych występuje wysoki poziom promieniowania UVA i niski UVB, które może być niewystarczające do syntezy witaminy D 3 .

Silna ekspozycja na promieniowanie ultrafioletowe objawia się rumieniem i/lub oparzeniem słonecznym. Promienie UVB mają działanie rumieniowe. Termin „minimalna dawka rumieniowa” (MED) jest często używany do oceny skutków napromieniania UV – energetycznego narażenia na promieniowanie UV, które powoduje ledwo zauważalny rumień na wcześniej nienapromienianej skórze. Dla jasnej skóry 1 MED to 200-300 J/m2. Jednak ilość promieniowania potrzebna do wystąpienia rumienia jest sprawą czysto indywidualną i zależy od rodzaju skóry i jej fizjologicznej wrażliwości na światło słoneczne.

Działanie promieni UVB na skórę normalną, nieprzyzwyczajoną do słońca powoduje reakcję fotoprotekcyjną - syntezę melaniny przez melanocyty, wzrost liczby melanosomów. Ogranicza to przedostawanie się promieniowania ultrafioletowego do warstwy podstawnej i melanocytów. Wraz z tym obserwuje się rozrost naskórka z powodu proliferacji keratynocytów, co również prowadzi do rozproszenia i osłabienia promieniowania UV. Zmiany te mają charakter adaptacyjny i pozwalają skórze wytrzymać kolejne napromienianie.

Promieniowanie UVA nie powoduje oparzeń słonecznych. Jednak przy długotrwałej ekspozycji (miesiące, lata) to właśnie te promienie powodują pojawienie się oznak fotostarzenia, a także karcynogenezy wywołanej promieniowaniem UV. UVA jest głównym czynnikiem cytotoksycznego działania światła słonecznego w warstwie podstawnej naskórka, poprzez powstawanie wolnych rodników i uszkodzenie nici DNA. Ponieważ promieniowanie UVA nie pogrubia naskórka, powstająca przez nie opalenizna jest nieskuteczna jako ochrona przed późniejszym promieniowaniem.

Znany jest wpływ promieniowania ultrafioletowego na układ odpornościowy. Wielu badaczy sugeruje, że promieniowanie UV tłumi reakcje układu odpornościowego człowieka. Promieniowanie UVA i UVB może aktywować wirusa opryszczki. Dane eksperymentalne dotyczące możliwej aktywacji wirusa HIV, według WHO, nie zostały potwierdzone. Jednak przy braku promieniowania ultrafioletowego obserwuje się również spadek odporności (zmniejsza się miano dopełniacza, aktywność lizozymu itp.). Stosowanie profilaktycznych kursów promieniowania UV w warunkach jego niedoboru (na północnych szerokościach geograficznych) ma wyraźny efekt adaptacyjny.

Komórki Langerhansa (migrujące komórki dendrytyczne) odgrywają rolę w rozpoznawaniu immunologicznym i są niezwykle wrażliwe na światło ultrafioletowe. Ich funkcja zostaje zakłócona po osiągnięciu dawek promieniowania podrumieniowego (1/2 MED). Na uwagę zasługuje dłuższy okres rekonwalescencji populacji tych komórek po naświetlaniu UVA (2-3 tygodnie) niż po UVB (48 godzin).

Uważa się, że wpływ promieniowania UV na występowanie nowotworów skóry został wiarygodnie ustalony. Eksperci mają różne opinie na temat wpływu promieni UV na występowanie czerniaka. Często czerniak rozwija się głównie w otwartych obszarach ciała narażonych na nadmierne działanie promieni słonecznych. Częstość występowania czerniaka stale rośnie, przy niższym wskaźniku zachorowań wśród osób rasy czarnej w tych samych obszarach geograficznych. W Europie zachorowalność i śmiertelność są znacznie wyższe niż w krajach północnych.

Paradoksalnie śmiertelność w przypadku czerniaka maleje wraz ze wzrostem dawki UVB. Ten pozytywny efekt można wiązać zarówno z pobudzeniem efektu fotoprotekcyjnego, jak i z syntezą witaminy D. Onkolodzy uważają, że hormonalna forma witaminy D 3 – kalcytriol, syntetyzowana w nerkach, jest czynnikiem regulującym różnicowanie i proliferację komórek nowotworowych . Dawka wymagana do syntezy witaminy D3 jest niewielka i wynosi około 55 MED rocznie.

Wśród naturalnych czynników fotoprotekcyjnych człowieka szczególne miejsce zajmuje melanina. Ilość i jakość melaniny decyduje o odporności na promieniowanie ultrafioletowe i jest powiązana z kolorem skóry, włosów i oczu. Aktywność melanogenezy i zdolność skóry do opalania stanowiły podstawę podziału ludzi na fototypy.

Typ 1 – zawsze się oparza, nigdy się nie opala (rudzielcy, albinosy);

Typ 2 – czasami ulegają oparzeniom słonecznym, mają trudności z uzyskaniem opalenizny (blondynki);

Typ 3 – czasami parzy, może się opalać (u rasy kaukaskiej);

Typ 4 – palą się tylko małe obszary, zawsze się opalają (Azjaci, Hindusi);

Typ 5 – rzadko się pali, opaleniznę intensywnie (Dravidianie, australijscy aborygeni);

Typ 6 – nigdy się nie pali, mocno się opala (Murzyni).

Zaobserwowano istotne różnice w liczbie i rozmieszczeniu melanosomów u osób rasy białej i czarnej: ci drudzy mają większą liczbę melanosomów i bardziej równomierne rozmieszczenie w skórze. W rezultacie nawet opalona osoba o białej skórze jest mniej chroniona przed ekspozycją na promieniowanie ultrafioletowe.

Wśród czynników naturalnej fotoprotekcji szczególnie ważny jest system naprawy DNA. Komórki posiadają szereg mechanizmów obronnych, dzięki którym mogą naprawiać uszkodzenia nici DNA. W szczególności wykorzystuje się mechanizm naprawy poprzez wycięcie, podczas którego usuwa się niewielki fragment uszkodzonej nici DNA i zastępuje go nowo zsyntetyzowanym, nieuszkodzonym odcinkiem. Wiele komórek wykorzystuje mechanizm fotoreaktywacji do naprawy DNA, za pomocą którego można naprawić uszkodzenia bez rozszczepiania cząsteczki DNA. W tym przypadku enzym wiąże się z cząsteczką DNA zawierającą dimer pirymidyny. W wyniku absorpcji światła (300-500 nm) przez kompleks enzymatyczny DNA, enzym ulega aktywacji i odbudowuje uszkodzoną część cząsteczki, rozszczepiając dimery, tworząc normalne zasady pirymidynowe.

Obecnie nowo tworzonym lekom stawia się wiele wymagań, biorąc pod uwagę ich skuteczność i bezpieczeństwo dla konsumenta. Najbardziej znanym i zrozumiałym współczynnikiem ochrony przeciwsłonecznej jest SPF. Jest to współczynnik wyrażający stosunek DER skóry chronionej filtrem UV do DER skóry niechronionej. SPF celuje w efekt rumienia wywołanego promieniowaniem UVB. Ponieważ uszkodzenia UVA nie są powiązane z rumieniem, SPF nie dostarcza żadnych informacji na temat ochrony przed promieniowaniem UVA. Obecnie stosuje się kilka wskaźników, które opierają się na nasileniu natychmiastowej i opóźnionej pigmentacji skóry, powstającej w odpowiedzi na działanie promieni UVA, chronionej i niechronionej fotoprotektorem (IPD – natychmiastowe ciemnienie pigmentu, PPD-trwałe ciemnienie pigmentu). Stosowany jest również współczynnik oparty na stopniu fototoksyczności.

Obecnie dla europejskich producentów produktów fotoprotekcyjnych istnieje ujednolicona klasyfikacja Colipa, która ocenia akceptowalne wartości SPF: niska fotoprotekcja – 2-4-6; średnia fotoprotekcja - 8-10-12; wysoka fotoprotekcja - 15-20-25; bardzo wysoka fotoprotekcja - 30-40-50; maksymalna fotoprotekcja - 50+.

W filtrach przeciwsłonecznych zastosowano dwie grupy związków różniących się mechanizmem działania ochronnego. Pierwszą z nich są ekrany, które z natury chemicznej są związkami mineralnymi. Odbijają i załamują promienie słoneczne i z reguły „pracują” na powierzchni skóry. Należą do nich dwutlenek cynku (ZnO), dwutlenek tytanu (TiO 2), tlenek żelaza (FeO Fe 3 O 4).

Kolejną grupą są filtry chemiczne, czyli związki organiczne. Pochłaniają promieniowanie ultrafioletowe i przekształcają się w fotoizomery. Podczas procesu odwrotnego pochłonięta energia jest uwalniana w postaci bezpiecznego promieniowania długofalowego.

Filtry UVB obejmują: cynamoniany, benzofenon, kwas paraaminobezoesowy, salicylany, pochodne kamfory; Filtry UVA to dibenzoilmetan, benzofenon, pochodne kamfory, związki potrafiące wnikać w głąb naskórka.

Najszerzej stosowanymi lekami (do końca lat 80. XX w.) były leki zawierające estry kwasu paraaminobenzoesowego (PABA). Obecnie zastąpiono je oksybenzonem, oktokrylenem, antranilatami i cynamonianami.

Oprócz widma absorpcji ważny jest także współczynnik ekstynkcji, czyli to, jak aktywnie lek absorbuje energię (jak bardzo jest skuteczny). Za skuteczne uważa się wartości co najmniej 20 000 (metan butyimetoksydibenzoilu – 31 000, oktylodemetyl PABA – 28 400, p-metoksycynamonian etyloheksylu – 24 200).

Kolejną ważną cechą filtrów przeciwsłonecznych jest fotostabilność – zdolność do zachowania swojej struktury i właściwości pod wpływem promieniowania. Niektóre filtry chemiczne ulegają znacznej fotolizie. Przykładowo po 15 minutach od ekspozycji na światło słoneczne obserwuje się spadek aktywności: oktylodimetylu PABA – o 15%, awobenzonu – do 36%, p-metoksycynamonianu oktylu – o 4,5%.

Stabilność leku odzwierciedla jego zdolność do pozostawania na skórze i utrzymywania zdolności wchłaniania. Jest to niezwykle ważne, ponieważ kremy z filtrem przeciwsłonecznym stosuje się poza komfortowymi warunkami: podczas upału (pocenie się), podczas pływania czy podczas aktywności fizycznej.

Jeśli produkt przeciwsłoneczny (SFP) pochłania jedynie promienie UVB i jest nieskuteczny w walce z promieniami UVA, może stwarzać fałszywe poczucie bezpieczeństwa w przypadku długotrwałej ekspozycji na słońce.

Linia ochrony przeciwsłonecznej Photoderm spełnia najwyższe wymagania SFP. Wprowadzenie innowacyjnych molekuł pozwala połączyć zalety zarówno filtrów, jak i ekranów, unikając wad obu grup. Dziś Photoderm posiada najszersze możliwe spektrum fotoprotekcji, obejmujące promienie UVB i UVA oraz zabezpiecza komórki naskórka, w tym komórki Langerhansa, przed mutacyjnym działaniem promieniowania ultrafioletowego.

Efekt tworzą specjalne mikrocząsteczki: Tinosorb M – organiczny ekran, Tinosorb S – nowy filtr chemiczny. Związki nowej generacji, które skutecznie absorbują promienie UVB i UVA, w tym krótkie UVA (320-340 nm) i długie UVA (340-400 nm). Opracowany przez laboratorium Bioderma filtr „Cellular Bioprotection”, składający się z dwóch naturalnych cząsteczek (ektoiny i mannitolu), pozwala chronić komórki Langerhansa, chronić struktury DNA, stymulować syntezę białek, aby zapobiec szokowi termicznemu i chronić układ odpornościowy.

„Photoderm max” jest przedstawicielem ekstremalnego stopnia ochrony przed całym spektrum ekspozycji na promieniowanie ultrafioletowe, wyposażonym w działanie onkoprotekcyjne.

Pracownicy laboratorium Bioderma opracowali specyficzne produkty fotoprotekcyjne, uwzględniające charakterystykę schorzeń fotozależnych: dla pacjentów z bielactwem nabytym – „Photoderm max tonal”, dla pacjentów cierpiących na trądzik różowaty – „Photoderm AR”, dla młodzieży z trądzikiem – „Photoderm AKN”, na miejscowe przebarwienia – „Photoderm SPOT”.

Do tej pory głównym tematem debaty wśród zwolenników i przeciwników opalania jest: czy światło ultrafioletowe jest pożyteczne, czy szkodliwe dla człowieka? O niewątpliwej korzyści świadczy fakt, że od początku stulecia promienie słoneczne były wykorzystywane w leczeniu różnych chorób (tzw. „helioterapia”). Promienie słoneczne mają wyraźne działanie przeciwdepresyjne. W leczeniu sezonowych zaburzeń afektywnych stosuje się oświetlenie o pełnym spektrum i niskiej emisji ultrafioletu. Choroby dermatologiczne (łuszczyca, atopowe zapalenie skóry, twardzina skóry, rybia łuska) można leczyć światłem ultrafioletowym.

Słońce jest trudnym przyjacielem i sojusznikiem. Nawet zdrowa osoba planująca wakacje w nieznanym regionie powinna skonsultować się ze specjalistą, aby wakacje poprawiły jego zdrowie.

W przypadku pytań dotyczących literatury prosimy o kontakt z redakcją.

L. O. Mechikova, V. V. Savenkov
KVD nr 3, Moskwa