Есть ли ультрафиолет под водой

8. Проникновение солнечного ультрафиолета в воду

Узнав, как солнечный ультрафиолет проходит через атмосферу различного состава, мы должны теперь рассмотреть его проникновение в воду. Ведь ранняя жизнь не могла существовать на суше в непосредственном контакте с атмосферой, через которую свободно проходили смертоносные ультрафиолетовые лучи. Ранняя жизнь, конечно, была защищена от этого излучения или горными породами, или почвой, или водой озер и морей.

Уже тонкого слоя горной породы или почвы достаточно для защиты от коротковолнового ультрафиолета, однако передвижение по порам в толще песка или глины или из одной естественной пещеры в другую весьма затруднительно. В крупных водоемах передвижение организмов требует значительно меньших усилий. Поскольку эволюция хотя бы на некоторых этапах предполагает достаточно хорошее сообщение между разными популяциями и биотопами и поскольку на заре развития жизни для защиты от ультрафиолета требовался значительный слой воды, можно предположить, что главную роль в развитии жизни сыграли именно обширные водоемы. В этом разделе мы рассмотрим ограничения, накладывавшиеся на раннюю жизнь проникновением ультрафиолета через атмосферу и верхние слои гидросферы. На графике, приведенном на фиг. 94, показано проникновение солнечного ультрафиолета разной длины волны в жидкую воду при разных уровнях содержания кислорода в атмосфере.

Фиг. 94. Глубина проникновения солнечного ультрафиолета в жидкую воду в различных атмосферах (с содержанием свободного кислорода 0,001; 0,01; 0,1; 1 и 10 PAL) [1]. Если бы в атмосфере не происходило поглощения, то ультрафиолет с длиной волны 180 нм проникал в воду менее чем на 1 см, свет с длиной волны около 280 нм — почти на 10 м, а красный свет конца видимой части спектра — примерно на 100 м. В примитивной атмосфере, в которой содержание О₂ поддерживается за счет автоматического регуляторного механизма Юри на уровне около 0,001 современного, картина мало изменится. Но уже при содержании кислорода 0,01 современного должны произойти большие изменения. Смертоносное излучение с длинами волн от 230 до 275 нм задерживается уже в атмосфере, а ультрафиолет с меньшей длиной волны проникает в воду всего на 1 м. При содержании кислорода в 10 раз ниже современного уровня все летальное излучение с длиной волны менее 290 нм поглощается в атмосфере и жизнь может выйти на сушу

Сравнивая фиг. 94 с графиками, приведенными в предыдущем разделе, мы видим, что наш новый график охватывает более широкий участок спектра. Дело в том, что в предыдущих разделах мы интересовались главным образом неорганическими фотохимическими реакциями синтеза «органических» соединений. Такие реакции протекают под действием света с длиной волны до 210 нм. Теперь же нас интересует летальное действие солнечного ультрафиолета на живое вещество, т. е. речь идет уже не о возможности синтеза, а о возможности избежать распада. Живые клетки сильнее всего поглощают ультрафиолет с длиной волны от 240 до 280 нм. Облучение таким светом может быть смертельным даже при энергии ниже установленного нами предела поглощения, т. е. ниже 1 эрг на 1 см 2 в спектральном интервале шириной 5 нм. Вот почему сейчас мы будем говорить об ультрафиолете с несколько большей длиной волны.

На фиг. 94 показано общее поглощение ультрафиолета водой, кислородом и озоном. В чисто теоретическом случае облучения водоема, не защищенного никакой атмосферой, проникновение ультрафиолетового солнечного излучения в воду описывается гладкой кривой (сплошная линия на фиг. 94). Вода практически непрозрачна для жесткого ультрафиолета: свет с длиной волны 180 нм пройдет в воде меньше 1 см. Свет с длиной волны около 280 нм пройдет уже около 10 м, прежде чем поглотится; красные же лучи видимого спектра проникают до глубины 100 м.

В случае примитивной атмосферы, в которой содержание кислорода не превышает 0,001 его современного уровня, положение изменится слабо.

При содержании кислорода до 0,01 современного кривая поглощения имеет уже совсем иной характер. Это связано не с каким-либо изменением свойств самой воды и даже не с действием кислорода, как могло бы показаться, судя по графику, приведенному на фиг. 90, а с тем, что при таком содержании кислорода вступает в игру озон, образующийся в атмосфере из кислорода.

Сильное поглощение озоном ультрафиолета с длиной волны от 240 до 270 нм (фиг. 91) приводит к ослаблению этих волн уже в атмосфере. Становится также значительным поглощение в атмосфере более коротковолнового излучения, и теперь для полного поглощения солнечного ультрафиолета достаточно слоя воды толщиной всего 1 м.

При повышении содержания кислорода в атмосфере до 0,1 современного совместное действие кислорода и озона распространяется до длин волн около 290 нм. Это означает, что весь смертоносный ультрафиолет поглощается в атмосфере. Жизнь уже не нуждается в подводном убежище и может выйти на сушу.

Источник

Опасное солнце: почему в воде загораешь быстрее, и почему облезает кожа. Часть 5

В первой части мы говорили про опасность солнца в целом и SPF-фактор. Во второй части — про тепловой удар. В третьей — про солнечные ожоги. В четвёртой — про фотостарение. Теперь же постараемся разобраться в теме молниеносного загара в воде, и чем это опасно, а также, почему слезает кожа. В этом нам помогли разобраться специалисты Детской клиники МЕДСИ — врач-дерматолог Тихонова Виктория Александровна и врач-дерматолог Авагян Лусинэ Амуровна.

Вода действует, как линза

фото: senivpetro/freepik.com

Как известно, солнечный луч состоит из видимого и невидимого спектров. Первая часть спектра способна восприниматься человеческим глазом, а вторая, включающая в себя тепловые инфракрасные и ультрафиолетовые лучи, нет. При этом невидимая часть УФ-лучей, в свою очередь, делится на три типа:

Коротковолновые лучи (UVС) — являются самыми опасными для человека, но они, к счастью, полностью задерживаются озоновым слоем и не достигают поверхности Земли.
Средневолновые лучи (UVВ) — поглощаются атмосферой, но способны частично достигать земной поверхности. Именно эти лучи отвечают за возникновение загара. Они оказывают воздействие на поверхностный слой кожи, стимулируя выработку меланина, придающего ей тёмный оттенок.
Длинноволновые лучи (UVА) — беспрепятственно проходят сквозь озоновый слой и стекло, способны проникать в кожу, снижая её упругость и эластичность и ускоряя старение, выражающееся в образовании пигментных пятен и морщин. Интенсивность такого излучения практически не зависит от времени года.

Вода, как пресная, так и солёная, обладает избирательной (селективной) способностью к поглощению солнечных лучей. Так, инфракрасные лучи поглощаются только до 50 см, средневолновые — до 5 метров, а длинноволновые — до 10 метров и более. При этом часть лучей, попадающих на поверхность воды, отражается, а остальные преломляются и входят в неё, постепенно рассеиваясь на определённой глубине (соотношение между отражёнными и преломлёнными световыми потоками зависит от высоты Солнца — чем оно ниже, тем больше лучей отражается от поверхности воды). Таким образом, вода действует по принципу линзы. Проще говоря, она гораздо сильнее, чем суша, притягивает солнечные лучи, а потом отражает часть из них, из-за чего интенсивность облучения объектов, находящихся на поверхности моря, увеличивается в несколько раз.

Почему в воде загораешь быстрее

фото: freepik.com

Для того чтобы ответить на вопрос, нужно в первую очередь разобраться в механизме возникновения загара. В базальном слое эпидермиса находятся специализированные клетки — меланоциты, основной функцией которых является защита организма от агрессивного воздействия ультрафиолета. Как только солнечные лучи попадают на кожу человека, эти клетки начинают вырабатывать меланин (природный пигмент), способный поглощать свет в УФ-диапазоне, защищая тем самым ткани от лучевого повреждения. Чем дольше человек подвергается инсоляции (облучение солнечной радиацией), тем больше меланина накапливается в меланоцитах. Следует отметить, что загар возникает под воздействием нескольких видов световых лучей. В ультрафиолетовом спектре основное биологическое значение имеют средневолновые лучи (типа В) и длинноволновые (типа А). Первые способствуют синтезу нового меланина в коже, а вторые активизируют пигмент, накопленный меланоцитами ранее.

Как уже было сказано выше, вода обладает способностью поглощать и отражать солнечные лучи. Когда человек находится в воде, он подвергается инсоляции и сверху (отражёнными световыми потоками), и снизу (преломлёнными лучами). Чтобы защитить организм от такого воздействия, клетки-меланоциты начинают усиленно синтезировать меланин, в результате чего части тела, находящиеся над водой, быстро покрываются загаром. Кстати, загореть можно и под водой (на небольшой глубине). Это объяснятся тем, что лучи УФ-спектра, проникая сквозь толщу воды, рассеиваются не сразу и успевают активизировать накопленный под влиянием средневолновых лучей меланин. Самая большая опасность «водного» загара таится в том, что человек, купающийся в водоёме, практически не чувствует болевых ощущений (прохладная вода их притупляет) и зачастую не успевает вовремя принять меры по предотвращению ожогов.

Меры предосторожности

фото: halayalex/freepik.com

Чтобы отдых на пляже не омрачился неприятными последствиями, нужно соблюдать ряд важных правил:

приехав на отдых на водоём нужно начинать загорать именно в тени, чтобы кожа адаптировалась к интенсивному воздействию ультрафиолетовых лучей.
старайтесь посещать пляж только в те периоды, когда солнечная активность снижена — до полудня и после 16 часов дня;
обязательно пользуйтесь солнцезащитными средствами с высоким индексом SPF;
если вы планируете не только загорать, но и купаться, используйте водостойкие средства. Однако, солнцезащитными кремами нужно пользоваться каждые два часа или после каждого контакта с водой (согласно инструкции);
после выхода из воды вытирайте кожу полотенцем, поскольку оставшиеся на ней капли воды, как оптические линзы, увеличивают интенсивность ультрафиолета;
старайтесь не находиться в воде слишком долго, чтобы избежать переохлаждения организма и возникновения ожогов;
отправляясь кататься на скутере или лодке, надевайте футболку и головной убор.
после загара тело очищаем и наносим увлажняющую косметику. Можно использовать закрепляющие средства для загара, которые содержат полезные элементы для восстановления водного баланса истощённых тканей.

Проводя отпуск на море, не забывайте, что всё хорошо в меру: чрезмерное увлечение солнечными ваннами может привести к иссушению кожи, появлению преждевременных морщин и пигментных пятен. Будьте внимательны и предусмотрительны, бережно относитесь к своему здоровью, и тогда ничто не сможет помешать вам в полной мере насладиться летним отдыхом.

Поможет ли тень

фото: lifeforstock/freepik.com

Большинство ошибочно полагают, что в тени можно укрыться от ультрафиолетового излучения. На самом деле это не так. Ультрафиолетовые лучи обладают способностью отражаться от зеркальных поверхностей, например, от воды, и попадать на тело человека. Поэтому загореть можно даже в тени.

Под влиянием двух типов ультрафиолетовых лучей происходит закрашивание кожи в шоколадный оттенок, а именно:

Ультрафиолетовое излучение типа UVA обладает способностью проникать в глубокие слои эпидермиса, обезвоживать клетки и приводить к фотостарению. При этом есть возможность быстрого получения шоколадного или бронзового оттенка. Ультрафиолетовые лучи UVB полезны для организма, ведь имеют способность ускорять синтез витамина D, улучшать обменные процессы и повышать опорные функции.

Как первый, так и второй тип являются солнечной радиацией, которая распространяется как под прямым влиянием, так и в тени. При этом в последнем случае уменьшается интенсивность UVA лучей, поэтому удаётся получить больше пользы для организма одновременно с лёгким загаром. Именно поэтому рекомендуется загорать в тени, чтобы чувствовать себя молодым и красивым.

Загар в тени имеет большое количество преимуществ: удаётся избежать солнечных ожогов и злокачественных опухолей, ускорить синтез полезных микроэлементов в организме, получить красивый равномерный золотистый оттенок кожи без пигментных пятен.

Северное солнце или южное

фото: pixabay.com

Разница между ультрафиолетовым излучением на севере и юге есть, и она обусловлена тем, под каким углом солнечные лучи падают на поверхность нашей планеты. В районе экватора жарче всего, потому что здесь лучи Солнца самые короткие и падают на Землю под прямым углом — отвесно.

Отдаляясь от экватора, лучи становятся длиннее. Они уже не напрямую попадают на поверхность планеты, а как бы скользят по ней. Поэтому холоднее всего у полюсов. Таким образом, на северных территориях загореть сложнее, чем на южных.

Очевидно, что в тёплых южных регионах загар появляется буквально за считанные часы пребывания на солнце. Особенно если речь идёт о человеке, организм которого не привык к высоким дозам УФ-излучения.

К слову, кожа действительно способна адаптироваться к солнечной радиации. Для равномерного загара советуют сперва выходить на солнце ненадолго, постепенно увеличивая время.

В северных и южных широтах есть свои особенности. Например, обитателям тропиков необходимо защищаться от излишнего воздействия УФИ. А те, кто живут, например, в Санкт-Петербурге, могут не опасаться солнечных лучей в период с середины октября до середины марта. В это время излучение, способное вызвать загар, не достигает поверхности Земли.

Для южного загара характерна более интенсивная выработка меланина, так как активность УФ-излучения выше. В северных широтах меланин тоже вырабатывается, но медленнее. Его опережает процесс ороговения верхних клеток кожи. А на юге всё наоборот. Поэтому северный загар намного дольше держится, но и оттенок у него не бронзовый, а сероватый.

Интересный факт: загар, полученный в умеренных широтах, считается более полезным, стойким. Здесь действуют ультрафиолетовые лучи мягкого типа, которые не вызывают болезненные формы эритемы.

Опасность загара в дневное время

фото: tirachard/freepik.com

Солнечные ванны в дневное время намного опаснее, чем может показаться. Первая и самая очевидная причина — качество загара. В пик солнечной активности велика возможность обгореть. Кожа покраснеет и облезет, такой загар будет недолговечным. Солнечные ожоги очень вредны для кожи. Кожа быстрее стареет, могут возникнуть пигментные пятна, повышается риск возникновения онкологии.

Помимо солнечного ожога, в дневные (самые жаркие) часы можно легко получить солнечный удар, который проявляется тошнотой, вялостью, головной болью, тяжестью в груди, иногда даже обмороками.

В какое время суток лучше загорать на солнце

Загар появляется в результате воздействия на кожу ультрафиолетовых лучей. В небольших дозах ультрафиолет полезен для человека — он участвует в образовании витамина D и эндорфинов, гормонов радости. Но когда его слишком много, начинаются проблемы.

Как же понять, когда кожа получает достаточно лучей, а когда — слишком много? Дело в том, что в течение дня солнце посылает на нашу планету разное количество ультрафиолета. Больше всего лучей поступает на Землю днём, когда солнце находится в зените. В эти часы загорать не стоит, так как организм может получить слишком много ультрафиолета.

фото: tirachard/freepik.com

Выделяют две периода для безопасного загара — до 11 часов и после 16. Именно в это время выделяется допустимая доза ультрафиолетового излучения. Конечно, если загорать только утром и вечером, то кожа обретёт красивый цвет не сразу, зато шоколадный оттенок сохранится надолго.

Хотя утренние и вечерние часы являются безопасными, это не значит, что можно валяться на пляже всё время. Загорать можно не больше 2 часов в день. Но идти к этому нужно постепенно. В первый день полежите на солнце не более 20 минут, потом это время можно увеличивать примерно на 10 минут ежедневно.

Не стоит забывать и о температуре. Если она превышает 25 °C, то загар даже в утренние и вечерние часы не будет безопасным — есть риск теплового удара. Находясь в местах с очень жарким климатом, проводите под солнцем не более 5 минут в день.

Если вы отдыхаете у моря, особенно важно соблюдать осторожность. Прохладный бриз от воды может скрыть то, насколько высока температура воздуха, поэтому следите за тем, в какое время вы загораете и сколько минут лежите под солнцем.

Наличие облаков тоже не делает загар безопасным. Дело в том, что ультрафиолетовые лучи не задерживаются в облаках, а спокойно проходят сквозь них. Вы не чувствуете жара, из-за чего может возникнуть иллюзия того, что загорать безопасно. На самом деле это не так. Независимо от погодных условий принимайте солнечные ванны до 11 или после 16 часов.

Загорать днём, когда солнце активно, не только неэффективно, но и опасно. Чтобы получить красивый загар и не навредить здоровью, следуйте правилам, находитесь под солнцем только в подходящее время.

Шелушение кожи

фото: freepik.com

Если кожа повреждена из-за чрезмерного пребывания на солнце, то повреждается сразу большое количество клеток кожи, происходит отслоение наружного слоя эпидермиса («слезает кожа»). При длительном воздействии ультрафиолета, верхний слой получает микроожог, после чего отмирает и отторгается. Этот происходит для того, чтобы защитить от солнечных лучей более глубокие слои кожи — это вообще одна из важнейших физиологических защитных функций кожи от ультрафиолетового излучения.

Процесс шелушения кожи после загара говорит только об одном — вы получили солнечный ожог, ускорив в несколько раз естественный механизм старения и отмирания старых клеток кожного покрова.

Погибшие клетки эпидермиса начинают интенсивно отслаиваться, отторгаясь организмом, при этом происходит обновление кожного покрова. Постоянное обновление омертвевших клеток кожи на живые — явление нормальное. Однако происходить такое обновление должно незаметно и постепенно. Если же появляются струпья, то это говорит о нарушении правил безопасного загара. При этом нельзя обдирать кожу или использовать различные виды скрабирования, что может привести к неприятным последствиям для кожи. Если усиленно помогать коже отшелушиваться, есть риск зацепить место соединения мёртвого слоя эпидермиса с живым. Иными словами, потянув за слой мёртвой кожи, вы рискуете буквально отодрать некоторый участок живого кожного покрова! А там образуется повреждение на коже, через которое в организм может попасть инфекция. В результате этого может начаться нагноение.

Также не стоит расчёсывать кожу. Дело в том, что образующийся на теле свежий слой кожи (взамен шелушащейся) ещё не очень прочен. Его можно легко повредить ногтями, что грозит присоединением вторичной инфекции.

фото на обложке: solominphoto/freepik.com

Понравилась статья? Подпишитесь на канал, чтобы быть в курсе самых интересных материалов

Источник