Физика света
UV лучи сыграли существенную роль в образовании первых сложных органических соединений на Земле. Однако эти лучи способствуют не только образованию, но и распаду органических веществ. Поэтому прогресс жизненных форм на Земле наступил лишь после того, когда благодаря жизнедеятельности зеленых растений атмосфера обогатилась кислородом и под действием ультрафиолетовых лучей образовался защитный озоновый слой.
Ультрафиолетовое излучение абсолютно разное в южных и северных широтах. Это утверждение требует немного сложного объяснения, однако вывод без доказательств неубедителен.
Видимый свет имеет длину волн свыше 400-700 нм. Все, что длиннее – невидимое инфракрасное излучение, которое мы воспринимаем как тепло. Все, что короче – невидимое ультрафиолетовое излучение (UV), а еще короче рентгеновское и гамма-излучение, но на Землю через атмосферу они не проникают.
Ультрафиолетовое излучение на Земле можно разделить на три области:
UV-А — 400…320 нм. – длинные волны
UV-В — 320…275 нм. – средние волны
UV-С — 275…180 нм. – короткие волны. UV-С – самые короткие волны, они поглощаются озоновым слоем и на Земле используются только искусственно, поэтому об этом излучении речь не пойдет.
В Северных широтах вдвое больше излучения UV-А волн, т.к. они значительно длиннее и меньше рассеиваются при прохождении через атмосферу, чем UV-В, и чем дальше Солнце от поверхности Земли, тем меньше коротких волн попадает на Землю. Например, за Полярным кругом земной поверхности достигают UV-A лучи с длиной волны 350…380 нм.
Большая часть излучения UV-B (средние волны) поглощается озоновым слоем, в отличие от UV-A. Так что доля UV-B во всей энергии ультрафиолетового излучения в летний полдень составляет всего около 3%. При этом энергия этого излучения гораздо выше и в повреждающем действии ультрафиолета доля UV-В составляет 80%. Средний показатель UV-B в Северной Евразии и Северной Америке крайне низок и сильно варьируется.
Иначе говоря, количество ультрафиолетовых лучей, достигающих земной поверхности, зависит от длины волны и высоты Солнца над горизонтом – на Экваторе властвуют средние волны, а за Полярным кругом — длинные.
Существует два механизма повреждения тканей глаза UV лучами: ионизационный и неионизационный. В первом случае облучение приводит к изменениям в структуре ДНК и ряда белков, в т.ч. онкогенов. К примеру, установлено, что именно спектр UV-B отвечает за возникновение эритемы солнечного ожога у людей. Что касается органов зрения, то именно UV-B вызывает такое повреждение, как катаракта.
Неионизационное облучение бывает фотохимическим и термическим. Фотохимические часто обратимы и развиваются при длительном воздействии низкоэнергетического излучения (то есть длинных волн). Именно UV-A вызывает снежную слепоту в Северных широтах, которая, как правило обратима и затрагивает в основном роговицу и конъюктиву.
Таким образом, опасным для всего организма является ионизационное облучение короткими волнами UV-B, которое ведет к перестройке ДНК, злокачественным опухолям и т.п.