Почти четверть Земли постоянно подвержена световому загрязнению — на этой территории живет около 80% населения планеты. Оно оказывает столь же заметное антропогенное влияние, как пластик или сжигание ископаемого топлива. В новом исследовании ученые из Университета Вашингтона признали его одним из главных факторов, способствующих глобальному вымиранию насекомых. Во-первых, свет привлекает, а затем и убивает насекомых, во-вторых, он делает их более заметными для хищников. Массовая гибель насекомых — не единственное последствие светового загрязнения. «Хайтек» рассказывает, как отсутствие темноты по ночам влияет на здоровье человека, жизнедеятельность животных и развитие науки — и как с этим можно справиться.
Световое загрязнение — это проблема?
Почти все виды загрязнения природы — результат деятельности человека и его изобретений. Сегодня автомобили являются главными источниками парниковых газов, которые попадают в атмосферу и приводят к повышению температуры на поверхности Земли, а пластик в огромных количествах содержится в океанах и в почве — и даже превращается в минеральные отложения.
Не менее серьезно загрязняет природу обилие источников электрического света. Свет делает улицы безопаснее и позволяет людям работать дольше, однако его избыток влияет на здоровье человека, дикую природу и даже науку.
В 2016 году ученые опубликовали карту World Atlas of Night Sky Brightness, которая демонстрирует, что световое загрязнение — действительно глобальная проблема. Карта составлена на основе нескольких тысяч спутниковых снимков и демонстрирует, как поверхность Земли светится по ночам. На ней видно, как Северная Америка, Европа, Ближний Восток и Азия будто увиты светящейся гирляндой — тогда как отдаленные или незаселенные районы Земли — Сахара, окрестности Амазонки и некоторые части Сибири — находятся в полной темноте. Особенно резким является контраст между темными регионами с одной стороны и Сингапуром, Катаром и Кувейтом с другой.
Сейчас Гонконг считается самым загрязненным светом городом в мире — по подсчетам исследователей, ночного освещения в нем в 100–200 раз больше, чем в Вене или Берлине. В то же время, поскольку исследования светового загрязнения всё еще находятся в зачаточном состоянии, без каких-либо строгих международных стандартов в отношении количественной оценки степени светового загрязнения трудно сказать наверняка, является ли Гонконг наиболее загрязненным городом. Среди других кандидатов — Лас-Вегас, Токио, Сеул и Нью-Йорк.
Как отсутствие темноты по ночам влияет на здоровье человека?
Международная ассоциация темного неба определяет световое загрязнение как «ненадлежащее или чрезмерное использование искусственного света». Оно может принимать различные формы — например, блики или чрезмерную яркость искусственного освещения, свечение неба, которое заглушает естественный свет звезд на ночном небе над городскими районами.
Ученые считают, что большое количество искусственного света, и уличного, и внутри квартиры, влияет на циркадные ритмы — внутренние часы, которые управляют дневной и ночной активностью человека и оказывают действие на физиологические процессы почти всех живых организмов.
В частности, нарушение циркадных ритмов влияет на выработку мелатонина — химического вещества, обладающего антиоксидантными свойствами и помогающего вызвать сон. Оно же повышает иммунитет человека и снижает уровень холестерина. Недостаток этого гормона приводит к недосыпанию, усталости, головным болям, стрессу, беспокойству и другим проблемам со здоровьем.
Нарушение циркадных ритмов смещает на несколько часов время, когда человек ложится спать, сокращая при этом продолжительность сна. Влияние этого фактора на здоровье еще предстоит оценить.
Животные тоже страдают?
В животном мире примерно около 30% позвоночных и 60% беспозвоночных ведут ночной образ жизни, а искусственное освещение влияет на цикл жизни и сна этих форм жизни. Поэтому животные страдают от светового загрязнения даже сильнее, чем люди: постоянное наличие света усложняет охоту, ухудшает питание и размножение многих видов.
Исследования показывают, что световое загрязнение влияет на поведение животных, например, на характер миграции, циклы бодрствования и сна, а также на формирование среды обитания.
Исследование черных дроздов вида Turdus merula в Германии показало, что живущие в городе представители этого вида остаются активными дольше, чем их сородичи в естественной среде обитания. И эти различия довольно велики — городские дрозды бодрствуют на 5-6 часов дольше.
- Световое загрязнение влияет и на другие виды птиц — по подсчетам канадской некоммерческой организации FLAP, ежегодно солнечные блики на окнах, фонари и прожекторы ежегодно приводят к гибели от 100 млн до 1 млрд птиц в Северной Америке. Причиной тому выступают столкновения со зданиями. Днем птицы не видят стекол из-за отраженного солнечного света, а ночью не замечают их из-за яркого искусственного освещения. 20 тыс. из 75 тыс. погибших птиц, собранных добровольцами из FLAP с 1993 по 2018 годы, погибли ночью.
Изучение влияния светового загрязнения на подводных животных показало, что наличие источников искусственного освещения вынуждает морских жителей менять среду обитания. Исследователи установили световые панели у побережья Уэльса и заметили, что спустя несколько месяцев на них поселилось множество оболочников (туникатов) и многощетинковых червей. Вероятно, свет от нефтяных вышек, проплывающих кораблей и портов влияет на эти организмы похожим образом.
Более 130 различных видов кораллов на Большом Барьерном рифе размножаются при лунном свете. Каждый октябрь или ноябрь после полнолуния кораллы выбрасывают сперматозоиды и яйцеклетки в океан, порождая явление, похожее на подводную метель. Когда две половые клетки объединяются, начинается оплодотворение, однако искусственно освещенное небо нарушает этот процесс. Это приводит к нарушению биологических часов кораллов, что, в свою очередь, вызывает рассинхронизацию выбрасывания сперматазоидов и яйцеклеток самцами и самками. Ученые считают, что в конечном итоге это снизит их шансы на производство потомства.
Вылупившиеся детеныши морских черепах ориентируются на лунный свет, чтобы добраться до воды, где они могут почувствовать себя в безопасности. Освещение пляжей и набережных сбивает их ориентир и делает легкой добычей для хищников — чаек и крабов. Гибель детенышей в ближайшем будущем может серьезно сократить популяцию некоторых видов черепах, считают ученые.
Световое загрязнение также влияет на жителей озер и пресноводных водоемов. Зоопланктон, называемый дафнией, в обычных условиях в дневное время обитает глубоко под водой, а ночью поднимается на поверхность, чтобы полакомиться водорослями. Миграцию этих организмов запускает механизм смены дня и ночи, а постоянное присутствие света, с одной стороны, делает уязвимыми хищников, а с другой — приводит к распространению ядовитых сине-зеленых водорослей, которые могут убить подавляющее большинство живых организмов в водоеме.
Что можно сделать?
В отличие от других экологических проблем, световое загрязнение — вероятно, самая легко устранимая. Международная ассоциация темного неба предлагает несколько простых шагов для уменьшения светового загрязнения:
- использование низкотемпературных светодиодов и компактных люминесцентных ламп для освещения помещения;
- применение датчиков движения или таймеров для наружного освещения;
- выбор таких светильников наружного освещения, которые экранируют источник света — минимизируют блики и ограничивают освещенную площадь;
- отключение ненужного внутреннего освещения, особенно в пустых зданиях по ночам;
- использование плотных штор в многоэтажных зданиях: они позволят людям спать в темноте, а птицам — избежать столкновений со стеклами.