Тушите свет

На протяжении миллиардов лет свет и тьма задавали ритм жизни. День сменялся ночью, солнце — луной. Но полтора столетия назад техническая революция подарила миру лампочку, а вместе с ней — обилие искусственного света. Рассказываем, почему с неба пропали звезды, как лампочки могут довести до рака и зачем инженеры делают светильники немного умнее.

Когда погаснут огни

Популяции светлячков сокращаются. Дело в том, что эти насекомые общаются и ищут партнера с помощью свечения. По ночам самцы начинают светиться, подавая сигнал о том, что готовы завести потомство, и заинтересованные самки отвечают им вспышками света. Казалось бы, все просто: светись да размножайся. Однако в процесс вмешивается искусственный свет: уличные фонари, свет окон и витрин сбивают светлячков — они просто друг друга увидеть.

От этого страдают жуки Photinus и Photuris. Светлячок Photuris bethaniensis и вовсе может оказаться под угрозой исчезновения: его среда обитания — прибрежные районы Делавэра, Мэриленда и Вирджинии — стремительно застраивается, нарушая привычную для светлячков темноту. Так еще один вид встает в ряд насекомых, попадающих под . И искусственное ночное освещение — одна из главных причин.

Фонари и подсветка вредят не только насекомым. Перелетные птицы полагаются на естественный свет как на ориентир, а помехи — ночные огни мегаполисов — могут сбить их с пути во время дальних перелетов. Искусственное освещение мешает добывать еду кунгуровым крысам, которые находятся на грани исчезновения, а детенышам морских черепах из-за огней от прибрежных курортов непросто добраться до океана.

Не лучше дела у растений: из-за искусственного света почки на ветках могут появиться раньше отведенного природой срока или изменится период восстановления поврежденных растений. Не исключено, что фонари и подсветка могут влиять и на фотосинтез, однако исследований об этом еще мало, и сказать что-то наверняка ученые не могут.

Вместо всемирности вольного света

Зевс души не чаял в Геракле.

По легенде, правитель Олимпа позволил приложить сына к груди своей законной жены Геры. Мальчик был рожден от очередного адюльтера со смертной женщиной и нуждался в божественных силах. Когда Гера проснулась, неизвестный младенец, который кормится от ее груди, стал для нее неожиданностью. Она оттолкнула малыша, и бьющее струей молоко расплескалось по небу. Древние греки верили, что именно так появился Млечный Путь.

Тысячелетиями звездное небо завораживало людей. Случайная россыпь света определяла быт и нравы: одним в ней виделось отражение богов, другим — тропа, по которой гуляло солнце. Теперь для трети человечества Млечный Путь скрыт световым загрязнением.

Общепринятого определения у светового загрязнения нет. описывает его как «сумму всех неблагоприятных последствий искусственного освещения». А  определяет как «наличие нежелательного, неподходящего или избыточного искусственного освещения».

Источниками светового загрязнения могут быть ярко освещенные здания, рекламные щиты, аэропорты и парковки. Только на уличные фонари приходится от 20 до 50 процентов светового загрязнения. Оно может настигнуть вас и дома — от экранов компьютеров, планшетов, смартфонов и других устройств.

В 2016 году международная группа ученых заявила о беспрецедентной угрозе для биоразнообразия и культуры. Они подготовили атлас искусственной яркости неба. Он показывает, что более 80 процентов населения мира и более 99 процентов населения США и Европы живут под световым загрязнением неба. А самая загрязненная светом страна — Сингапур. Как отмечают ученые, там настолько яркое небо, что глаза не могут полностью адаптироваться к темноте.

Главный обвиняемый — . Они вошли в моду в начале 2000-х и дают больше света, потребляя при этом меньше энергии. Например, большинство натриевых ламп рассчитано на 18 тысяч часов работы, а светодиодные — в среднем на 50 тысяч. Но у такой эффективности оказалась темная сторона: светодиоды уличных фонарей излучают длинные волны синего света, которые отражаются в атмосфере и усиливают свечение неба.

Ученые дают неутешительный прогноз: если заменить все натриевые лампы на холодное белое светодиодное освещение, то яркость светового загрязнения по всей Европе может увеличиться более чем вдвое.

В 2022 году обратило внимание на своего рода парадокс. «Хотя революция светодиодного освещения обещала сократить потребление энергии и улучшить зрение человека в ночное время, общее [световое загрязнение] возросло. Чем дешевле и лучше освещение, тем выше зависимость общества от света».

Дизайн фонарей — еще одна проблема, считает автор книги «Конец ночи: поиск естественной темноты в эпоху искусственного света» Пол Богард. Конструкции многих светильников были созданы для газовых ламп, когда источник света был слабым. Современные лампочки по мощности своих предшественников в разы — и зачастую это не учитывается.

В современных городах свет практически не выключается, и сегодня вряд ли кто-то повторит судьбу древнегреческого философа Фалеса, который был так зачарован звездами, что однажды не заметил ограждение и . Но цена постоянного освещения может оказаться очень высокой. «Человечество окутало планету светящимся туманом, который лишает большую часть населения Земли возможности наблюдать за нашей Галактикой», — пишут исследователи.

С 2011 по 2022 год яркость неба из-за искусственного света удвоилась, следует из отчета общественной компании Globe at Night. Сейчас люди могут увидеть невооруженным взглядом порядка 250 звезд, но через 18 лет их будет всего 100. От светового загрязнения страдают три четверти всех обсерваторий — вероятно, в будущем их число будет только расти.

Степень электрического освещения ночью увеличивалась почти на 10 процентов ежегодно за последние 12 лет — намного больше, чем считалось ранее. Однако световое загрязнение не только мешает наблюдать за звездами — оно вредит людям.

Во власти ритма

Как уже было сказано, все живое живет по ритмам — их называют циркадианными. Это естественный цикл «сна-бодрствование», который повторяется каждые 24 часа. А свет синхронизирует работу часов — наших внутренних с астрономическими.  

Работает это так. Свет попадает на ганглионарные клетки в глазу. Те по нервному каналу подают сигнал в супрахиазматические ядра — парное образование из порядка двадцати тысяч нейронов. Внутри находится условный командный центр: его задача — считывать информацию об уровне света и управлять процессами в теле. Для этого он использует гормон мелатонин, который вырабатывается в .

Мелатонин синхронизирует работу клеток — их собственный ритм покоя и активности с астрономическим временем, воздействуя на в органах. Он попадает в них с кровью и сигнализирует о том, что пора переключиться на ночной режим работы — в ответ замедляется сердцебиение, снижается температура, замедляется метаболизм.

«Свет голубого спектра воспринимается рецепторами наших глаз, которые поставляют информацию в головной мозг об уровне освещенности. Тогда наши внутренние часы будут считать, что сейчас яркий день, — говорит сомнолог Михаил Полуэктов. — Поэтому даже небольшое количество света практически эквивалентно яркому свету в дневное время. Это путает наши внутренние часы, и они не дают сигнал организму переходить на ночной режим и заниматься восстановлением. Именно на этом предположении основывается концепция о вреде светодиодных ламп».

Первые исследования влияния искусственного света касались в основным ночных работников. Оно и понятно: влияние искусственного освещения на них изучать проще всего. Например, классическое исследование ночных медсестер показало, что после продолжительного периода такой работы у женщин повышается риск развития рака молочной железы. В более поздних эпидемиологических исследованиях ученые выяснили, что у работающих в ночную смену возрастает риск развития рака толстой кишки, простаты и эндометрия. 

Однако раком все не ограничивается. Среди других неблагоприятных последствий — сердечно-сосудистые заболевания, диабет второго типа и ожирение. А еще воздействие искусственного света может грозить проблемами с ментальным здоровьем, лавным образом депрессией, тревожным и биполярным расстройствами. 

«Чаще всего рекомендуется больше света использовать в домах престарелых и в темные периоды года: он помогает бороться с эмоциональными нарушениями, — говорит Михаил Полуэктов. — Однако есть нюанс, что обычно речь идет об увеличении утреннего света для борьбы с депрессией. А будет ли влиять на это вечерний — неизвестно, серьезных данных на эту тему нет».

В начале 2024 года вышло первое исследование о взаимосвязи качества спермы и воздействия искусственных источников света. Группа исследователей из Сычуаньского университета в Китае обнаружила, что у мужчин, проживающих в районах с большим количеством наружного света в ночное время, хуже сперматозоиды: они передвигаются медленнее. Но механизм влияния искусственного света на сперматогенез в полной мере неизвестен. 

К результатам исследований стоит относиться критически: если у одной группы эффект наблюдается, это еще не значит, что он будет у другой. У людей изменчивая чувствительность к свету, и от индивида к индивиду она может отличаться в 50 раз. 

Световое загрязнение также может значительно увеличить риск развития болезни Альцгеймера. Для людей в возрасте 65 лет и старше проживание в районе с сильным световым загрязнением является более серьезным фактором риска развития болезни Альцгеймера, чем хроническая почечная недостаточность, депрессия, сердечная недостаточность, злоупотребление алкоголем и ожирение. У исследования есть важные ограничения: нормирование и возможная подмена причины следствием.

Однако ученые только начинают осознавать последствия светового загрязнения, и многое остается неизвестным. «Проблема светового загрязнения не надумана, она основана на наших знаниях о биологических ритмах и о том, что свет является главным управляющим фактором, — считает Михаил Полуэктов. — И если он работает не вовремя, это может приводить к расстройствам здоровья. Предпосылка вполне логичная, но у нас не так много данных, которые подтверждали бы такую красивую теорию».

Под колпаком

Тусон — крупный город на юго-западе США. В 2018 году здесь прошла массовая замена уличных фонарей: на место почти 20 тысяч натриевых ламп пришли энергосберегающие светодиоды с регулируемой яркостью. С заката до полуночи они работают на 90 процентах мощности. Затем мощность снижается до 60 процентов, пока свет полностью не погаснет через 30 минут после восхода солнца.

С тех пор город сократил общее количество выбросов синего света на 34 процента и сэкономил казне два миллиона долларов на годовых счетах за электроэнергию.

и уже несколько лет призывают к более здоровому наружному освещению. Они предлагают ограничить длины волн синего цвета, использовать минимально необходимый уровень освещенности и защитные экраны для лампочек, чтобы точнее направлять лучи. Правда, стандарта городского наружного освещения и критериев, чтобы оценить воздействие светового загрязнения на здоровье, пока нет.

В каждой стране вырабатываются собственные принципы регулирования. Оно может быть упреждающим — например, предотвращать продажу или использование определенных типов освещения, — или реагировать на возникающие проблемы, как в тех случаях, когда под угрозой оказываются животные, о чем мы рассказывали в начале материала.

Чехия, Франция, Германия, Южная Корея и Словения принимают новые законы против светового загрязнения, обсуждают дорожные карты и планы сохранения окружающей среды и биоразнообразия. Но есть серьезная проблема: инфраструктура для регулирования света ночью во многих странах просто отсутствует.

В 2021 году сенатор штата Нью-Йорк Брэд Хойлман представил законопроект под названием «Закон о темном небе» в надежде создать единый набор правил для наружного искусственного освещения, чтобы сохранить ночное небо. «[Закон] потребует отключения большинства ненужных уличных светильников после 23:00», — пишет политик в соцсети X. Сейчас законопроект находится в Комитете по охране окружающей среды.

Иной путь выбрали в Австралии. Там правительство Канберры, столицы страны, вместе с компанией Omexom — подрядчиком, ответственным за городское освещение, — : у них появилось дополнительное экранирование, которое не дает свету рассеиваться. Благодаря этому свет стал более теплым и приглушается, когда в нем нет особой необходимости. Итог воодушевляет: световое загрязнение удалось сократить примерно на 30 процентов. Эта история подводит к простой и одновременно важной идее: иногда для изменений достаточно лишь воли.

Реклама: Фонд развития научно-культурных связей «Вызов», ИНН 9731116769, erid: 2W5zFHnLPAQ