Магнитное поле Земли складывается из двух различных по происхождению компонентов: постоянного поля, существование которого обусловлено магнетизмом самого земного шара, и переменного поля, порождаемого электрическими токами, протекающими в верхних проводящих слоях атмосферы (ионосферы) и за ее пределами.
Переменное магнитное поле Земли характеризуется спокойными и возмущенными вариациями (изменениями) магнитного поля. Основные составляющие спокойных вариаций: солнечно-суточные вариации и лунно-суточные вариации.
Солнечно-суточные вариации синхронизированы с местным временем и зависят от магнитной активности Солнца в данный день. Амплитуда и фаза этих вариаций изменяются в течение суток и на протяжении года. В течение суток происходят небольшие изменения магнитного поля, которые связаны с токами в ионосфере, величина же этих токов, в свою очередь, зависит от суточных колебаний ультрафиолетового излучения Солнца. На протяжении года максимальные значения амплитуды этих вариаций отмечаются в период летнего солнцестояния (22 июня), а минимальные — в период зимнего солнцестояния (22 декабря). Эти изменения магнитного поля зависят также от географической широты. Поскольку солнечно-суточные вариации магнитного поля Земли на протяжении года носят циклический характер, то можно предположить, что пусковым механизмом, вызывающим начало яйцекладки матки в конце зимы и прекращение яйцекладки в начале осени, является достижение определенного значения величины амплитуды переменной составляющей магнитного поля Земли в годичном цикле ее изменения. Если согласиться с этим предположением, то можно отметить еще один любопытный факт совпадения максимума и минимума амплитуды переменной составляющей магнитного поля Земли с максимумом активности пчелиной семьи и яйценоскости матки (конец июня) и с годовым минимумом активности пчелиной семьи (конец декабря). В таком случае начало и окончание яйцекладки матки в годовом цикле хорошо коррелируют со временем весеннего (март) и осеннего (сентябрь) равноденствия.
В литературе прошлых лет, да и в наше время, можно встретить утверждения о том, что при строительстве сотов в дуплах, пещерах пчелы ориентируют их с учетом магнитного поля Земли. Чаще всего при этом сообщается, что соты ориентируются в направлении север — юг. Есть утверждения также и о том, что пчелы роя как бы переносят в новое гнездо ту ориентацию сотов, которая была в материнском гнезде (направление сотов в этих гнездах совпадает), и для этого используют магнитную ориентацию. Однако дальнейшие исследования показали, что направление и величина магнитного поля Земли не влияют ни на строительную деятельность пчел, ни на развитие рабочих особей семьи, ни на поведение пчел в гнезде.
Другое дело, когда пчела передвигается в пространстве, — она не может не испытывать на себе действия магнитного поля Земли. Это связано с тем, что тело пчелы обладает свойствами четко выраженного магнитного диполя, ось которого совпадает с продольной осью ее тела. При передвижении в магнитном поле Земли пчела (своеобразный магнитик), в соответствии с законом электромагнитной индукции, будет испытывать на своем теле силы взаимодействия с этим полем (своеобразный «магнитный ветер»). Причем величина и направление этих сил взаимодействия будут зависеть от угла, под которым пчела пересекает магнитное поле Земли, и скорости полета пчелы.
Многие из нас полагают, что время начала вылета пчел утром и окончания лета пчел вечером привязаны только к восходу и заходу Солнца. Однако это не совсем так. Оказывается, что такое поведение пчел связано также и с суточными изменениями магнитного поля Земли и пчелы очень хорошо чувствуют этот 24-часовый ритм.
Было также установлено, что при указании направления на источник медосбора пчелы-танцовщицы допускают «ошибку», которая зависит от ориентации сотов в пространстве относительно магнитного поля Земли и времени дня. Детальные исследования установили связь между дневной динамикой изменения магнитного поля и значениями этой «ошибки». Проще говоря, пчелы-танцовщицы указывали не истинное направление на источник корма, а направление с учетом необходимой коррекции курса для компенсации взаимодействия с магнитным полем Земли во время полета (своеобразная магнитная девиация).
Постоянное и переменное электрические поля атмосферы
Естественные электрические поля создаются за счет наличия объемного заряда атмосферы и электризации облаков в процессе их передвижения в атмосфере. Понятно, что величина естественного электрического поля не может быть строго постоянной, поскольку величина объемного заряда атмосферы и степень электризации облаков изменяются не только в течение суток, но и на протяжении года. При спокойной атмосфере, отсутствии грозовых фронтов и вспышек на Солнце естественное электрическое поле в данной местности меняется настолько медленно, что его вполне можно считать постоянным.
Величину электрического поля принято характеризовать напряженностью (Е), которая прямо пропорциональна разности потенциалов (U) между точками измерения и обратно пропорциональна расстоянию (d) между этими точками. Единица измерения напряженности электрополя — вольт на метр (В/м).
Если разность потенциалов между точками измерения не меняется или меняется очень медленно, то говорят, что такое электрополе постоянное (статическое), если же разность потенциалов изменяется с какой-то частотой, то это электрическое поле — переменное.
Постоянное электрополе пчелы воспринимают, но на него практически не реагируют. Когда пчела попадает в статическое электрополе с достаточно высокой напряженностью (до 250–300 В/м), она останавливается на 2–5 с, а далее продолжает свой путь и ведет себя обычным образом. Отсутствие реагирования пчелы на постоянное электрополе объясняется тем, что такое поле не наводит в покровах тела пчелы электрический ток, в то время как переменное электрополе, особенно на определенных частотах, ток наводит, и пчелы на такое поле очень активно реагируют. Об этом будет рассказано ниже.
За счет естественных процессов, происходящих в атмосфере, может создаваться не только статическое электрополе, но при определенных условиях, например в грозовом фронте, и переменное. Это поле (его еще иногда называют атмосфериками) создается при электрическом разряде между облаками, и мы при этом видим на небе молнии. Атмосферики имеют высокие значения напряженности электрополя и очень широкий частотный спектр (от нескольких десятков до нескольких миллионов герц). Активность атмосфериков возрастает от северных широт к южным, поскольку в таком же направлении возрастает и количество грозовых дней.
Иногда резкое увеличение интенсивности атмосфериков совпадает в дневные часы со вспышками на Солнце, которые увеличивают ионизацию атмосферы и, соответственно, напряженность переменного электрополя. Видимо, этим обстоятельством можно объяснить внезапную и немотивированную агрессивность пчел, которую они могут проявлять в отдельные дни или даже часы.
Агрессивность пчел увеличивается также по мере приближения к пасеке грозового фронта. Но еще до его приближения непосредственно к пасеке очень часто большое количество пчел, занимающихся доставкой корма, возвращается в ульи. При этом летная деятельность пчел прекращается, хотя освещенность, температура и сила ветра находятся в пределах оптимальных значений. Одной из причин такого поведения пчел является сильное увеличение и изменение напряженности электрополя, которые порождают грозовые разряды, происходящие на большом удалении от пасеки.
