Mô hình từ trường khu vực

Các mô hình từ trường quan trọng

 

Bản chất của dị thường liên quan đến vĩ độ

Dị thường từ tính: Quả cầu được nhiễm từ ở Bắc bán cầu

Cuối cùng, hãy kiểm tra hình dạng của từ trường dị thường đối với một quả cầu kim loại được chôn ở đâu đó ở Bắc bán cầu, gần Denver.

Như trong các ví dụ trước, từ trường chính của Trái đất tạo ra một trường dị thường xung quanh quả cầu. Trường dị thường hiện được định hướng theo một góc nào đó, trong trường hợp này là 45 độ, so với phương ngang. Bằng cách nhìn vào hướng của trường dị thường, Fa , so với trường chính của Trái đất, Fe, bạn có thể thấy rằng sẽ có một dị thường âm nhỏ ở phía nam của quả cầu, một dị thường âm lớn ở ngay phía nam của quả cầu và một dị thường âm nhỏ, rộng, ở phía bắc của quả cầu. Nhận thấy rằng dị thường từ sinh ra không còn đối xứng về hình cầu nữa. Trừ khi bạn đang làm việc ở một trong những nơi đặc biệt, như ở cực từ hoặc xích đạo, điều này sẽ luôn đúng.

Dị thường từ tính: Hình cầu từ hóa ở Xích đạo

Bây giờ, chúng ta hãy kiểm tra hình dạng của từ trường dị thường đối với quả cầu kim loại giống hệt nhau được chôn ở đường xích đạo.

Tại xích đạo (từ trường), hướng của từ trường chính của Trái đất bây giờ là phương ngang. Nó vẫn tạo ra một từ trường dị thường trong quả cầu kim loại, nhưng định hướng của các đường sức mô tả từ trường bây giờ được quay 90 độ. Như trong trường hợp trước , các đường trường này được biểu thị bằng các đường màu đen, cường độ và hướng của trường dị thường trên bề mặt trái đất được hiển thị bằng các mũi tên màu xanh lam. Bên trên quả cầu, từ trường dị thường, Fa , giờ hướng ngược hướng với từ trường chính của Trái đất, Fe. Do đó, tổng trường đo được sẽ nhỏ hơn trường chính của Trái đất, và do đó khi loại bỏ trường chính, trường dị thường thu được sẽ là âm. Ở hai bên của hình cầu, trường dị thường hướng theo hướng chung của trường chính và do đó củng cố nó dẫn đến tổng số phép đo trường lớn hơn trường chính của Trái đất. Sau khi loại bỏ phần đóng góp của trường chính, các khu vực này sẽ hiển thị các dị thường từ trường dương.

Dị thường từ tính: Quả cầu được từ hóa ở Bắc Cực

Bây giờ chúng ta hãy xây dựng một cách định tính từ trường dị thường của một quả cầu kim loại nằm bên dưới cực bắc sẽ trông như thế nào. Hình dạng của hình cầu, từ trường chính của Trái đất , các đường sức liên kết với trường dị thường, hướng và độ lớn của trường dị thường và biểu đồ về cường độ của trường dị thường sẽ được ghi lại.

Ở cực bắc (từ trường), từ trường chính của Trái đất, Fe , hướng thẳng xuống. Vì quả cầu bị chôn vùi được cấu tạo bởi một vật liệu có độ cảm khác không , nên từ trường chính của Trái đất làm cho quả cầu sinh ra từ trường cảm ứng. Các đường trường liên kết với trường cảm ứng này được hiển thị bằng các đường màu đen, độ lớn và hướng của trường dị thường, Fa i, trên bề mặt trái đất được hiển thị bằng các mũi tên màu xanh lam.

Trường tổng , có cường độ sẽ được ghi lại trên từ kế tuế sai proton , sẽ là tổng của trường chính, Fe , và trường dị thường cảm ứng, Fa . Lưu ý rằng ở hai bên của hình cầu, trường dị thường hướng theo hướng ngược lại với trường chính. Do đó, khi trường chính bị xóa khỏi các quan sát của chúng ta, chúng ta sẽ quan sát thấy các giá trị âm cho trường dị thường. Gần hình cầu, trường dị thường hướng cùng hướng với trường chính. Do đó, khi trường chính bị loại bỏ, chúng ta sẽ quan sát thấy các giá trị dương cho trường dị thường.

Trong trường hợp này, từ trường dị thường đối xứng về tâm của quả cầu bị chôn vùi, bị chi phối bởi một dị thường dương ở trung tâm và được bao quanh ở cả hai phía bởi các dị thường âm nhỏ hơn.

CHÍ TÔN CA – BHAGAVAD GITA CHƯƠNG 2

Trích từ https://www.holy-bhagavad-gita.org/chapter/2

Chương 2: Sānkhya Yog

Yog của kiến ​​thức phân tích

Trong chương này, Arjun nhắc lại với Shree Krishna rằng anh ta không thể đối phó với tình hình hiện tại của mình, nơi anh ta phải giết những người lớn tuổi và giáo viên của mình. Anh ta từ chối tham gia vào một trận chiến như vậy và yêu cầu Shree Krishna làm thầy tâm linh của mình và hướng dẫn anh ta con đường hành động đúng đắn. Sau đó, Chúa tể tối cao bắt đầu truyền đạt kiến ​​thức thần thánh cho Arjun. Anh ta bắt đầu với bản chất bất tử của linh hồn, là vĩnh cửu và bất khả xâm phạm. Cái chết chỉ hủy hoại thể xác, nhưng linh hồn vẫn tiếp tục cuộc hành trình. Giống như một người vứt bỏ quần áo cũ của mình và trang điểm cho những cái mới, linh hồn không ngừng thay đổi cơ thể từ kiếp này sang kiếp khác.

Sau đó, Chúa nhắc nhở Arjun rằng trách nhiệm xã hội của anh với tư cách là một chiến binh là chiến đấu để bảo vệ lẽ phải. Anh ta giải thích rằng việc thực hiện nghĩa vụ xã hội của một người là một hành động đạo đức có thể đưa anh ta đến thiên đàng, trong khi vô chủ chỉ dẫn đến sự ô nhục và nhục nhã.

Lúc đầu, Shree Krishna cố gắng thúc đẩy Arjun ở mức độ trần tục. Sau đó, anh ấy đi sâu hơn và bắt đầu giải thích cho Arjun về Khoa học Công việc. Anh ta yêu cầu Arjun thực hiện các công việc của mình mà không có bất kỳ ràng buộc nào với trái cây của họ. Khoa học làm việc mà không ham muốn phần thưởng này được gọi là yog của trí tuệ hay phật thủ. Ông cũng khuyên rằng nên sử dụng trí tuệ để kiểm soát mong muốn nhận được phần thưởng từ công việc. Bằng cách làm việc với ý định như vậy, các nghiệp tạo ra trói buộc sẽ được chuyển hóa thành các nghiệp phá bỏ trói buộc và có thể đạt được trạng thái vượt qua nỗi buồn.

Arjun tò mò muốn biết thêm về những người nằm trong ý thức thần thánh. Do đó, Shree Krishna mô tả cách những người đã đạt được siêu việt thoát khỏi sự ràng buộc, sợ hãi và giận dữ. Họ không bị xáo trộn và được trang bị trong mọi tình huống. Với các giác quan được khuất phục, họ giữ cho tâm trí của họ luôn luôn đắm chìm trong Đức Chúa Trời. Ông cũng giải thích sự tiến triển của những phiền não của tâm – chẳng hạn như tham, sân, si, v.v. và khuyên làm thế nào để vượt qua những phiền não này.

Sanjay nói: Nhìn thấy Arjun tràn ngập sự thương hại, tâm trí đau buồn và đôi mắt đầy nước mắt, Shree Krishna đã nói những lời sau đây.

Chúa tể tối cao nói: Arjun thân yêu của tôi, làm thế nào mà ảo tưởng này đã vượt qua bạn trong giờ nguy hiểm này? Nó không phù hợp với một người danh giá. Nó không dẫn đến những nơi ở cao hơn, mà là sự ô nhục.

Hỡi Parth, không có lợi cho bạn để nhường nhịn sự bất ổn này. Hãy từ bỏ sự yếu đuối nhỏ nhen của trái tim và phát sinh, hỡi kẻ săn đuổi kẻ thù.

Arjun nói: Hỡi Madhusudan, làm sao tôi có thể bắn tên trong trận chiến vào những người như Bheeshma và Dronacharya, những người đáng để tôi tôn thờ, hỡi kẻ hủy diệt kẻ thù?

Thà sống trên đời này bằng cách ăn xin, còn hơn tận hưởng cuộc sống bằng cách giết chết những trưởng lão cao quý này, những người là thầy của tôi. Nếu chúng ta giết chúng, của cải và thú vui chúng ta tận hưởng sẽ bị nhuốm máu.

Chúng tôi thậm chí không biết kết quả nào của cuộc chiến này là thích hợp cho chúng tôi — chinh phục chúng hay bị chúng chinh phục. Ngay cả sau khi giết chúng, chúng tôi sẽ không muốn sống. Tuy nhiên, họ đã đứng về phía các con trai của Dhritarasthra, và bây giờ đứng trước chúng ta trên chiến trường.

Tôi bối rối về nhiệm vụ của mình, và bị bao vây bởi sự lo lắng và buồn bã. Ta là đệ tử của Ngài, và đã phục tùng Ngài. Xin vui lòng chỉ dẫn cho tôi những gì là tốt nhất cho tôi.

Tôi không thể tìm thấy cách nào để xua đuổi nỗi thống khổ đang làm cạn kiệt các giác quan của tôi này. Ngay cả khi tôi giành được một vương quốc thịnh vượng và vô song trên trái đất, hoặc giành được chủ quyền như các vị thần, tôi sẽ không thể xua tan nỗi đau này.

Sanjay nói: Sau khi nói như vậy, Gudakesh, kẻ trừng phạt kẻ thù, nói với Hrishikesh: “Govind, tôi sẽ không chiến đấu,” và trở nên im lặng.

Hỡi Dhritarashtra, sau đó, ở giữa cả hai đội quân, Shree Krishna mỉm cười nói những lời sau đây với Arjun đau buồn.

Chúa tể tối cao phán: Trong khi bạn nói những lời khôn ngoan, bạn đang than khóc vì điều đó không đáng để đau buồn. Người khôn ngoan không than thở cho người sống cũng không than cho người chết.

Chưa bao giờ có lúc nào ta không tồn tại, cũng không phải ngươi, cũng không phải tất cả những vị vua này; cũng như trong tương lai, bất kỳ ai trong chúng ta sẽ không còn nữa.

Cũng giống như linh hồn được hiện thân liên tục đi từ thời thơ ấu đến tuổi trẻ đến tuổi già, tương tự như vậy, vào thời điểm chết, linh hồn đi vào một cơ thể khác. Những người khôn ngoan không bị lừa dối bởi điều này.

Hỡi con trai của Kunti, sự tiếp xúc giữa các giác quan và các đối tượng cảm giác làm nảy sinh những nhận thức thoáng qua về hạnh phúc và đau khổ. Đây không phải là vĩnh viễn, và đến và đi giống như mùa đông và mùa hè. Hỡi hậu duệ của Bharat, người ta phải học cách khoan dung với chúng mà không bị quấy rầy.

Hỡi Arjun, người cao quý nhất trong số những người đàn ông, người không bị ảnh hưởng bởi hạnh phúc và đau khổ, và vẫn vững vàng trong cả hai, sẽ đủ điều kiện để được giải thoát.

Nhất thời không có trường tồn, và vĩnh viễn không có chấm dứt. Điều này thực sự đã được quan sát và kết luận bởi những người tiên kiến ​​Chân lý, sau khi nghiên cứu bản chất của cả hai.

Điều đó lan tỏa toàn bộ cơ thể, biết rằng nó không thể phá hủy được. Không ai có thể gây ra sự tàn phá của tâm hồn không thể khuất phục được.

Chỉ có phần thân vật liệu là dễ hư hỏng; linh hồn hiện thân bên trong là không thể phá hủy, vô lượng và vĩnh cửu. Do đó, hãy chiến đấu, hỡi hậu duệ của Bharat.

Cả hai đều không có kiến ​​thức – người nghĩ rằng linh hồn có thể chết và người nghĩ rằng linh hồn có thể bị giết. Vì thực sự, linh hồn không giết được cũng như không thể bị giết.

Linh hồn không được sinh ra, cũng như không bao giờ chết; cũng không bao giờ tồn tại, nó không bao giờ ngừng tồn tại. Linh hồn không có sự sinh ra, vĩnh viễn, bất tử và vô tận. Nó không bị phá hủy khi cơ thể bị phá hủy.

Hỡi Parth, làm sao một người biết linh hồn là bất khả xâm phạm, vĩnh viễn, bất sinh và bất biến có thể giết bất cứ ai hoặc giết bất kỳ ai?

Tương tự như vậy, khi một người trút bỏ những bộ quần áo cũ và mặc những bộ quần áo mới, vào lúc chết, linh hồn trút bỏ cơ thể cũ nát và đi vào một cơ thể mới.

Vũ khí không thể xé nhỏ linh hồn, và lửa cũng không thể thiêu rụi nó. Nước không thể làm ướt nó, và gió cũng không thể làm khô nó.

Linh hồn là không thể phá vỡ và không thể đốt cháy; nó không thể được làm ẩm hoặc khô. Nó là vĩnh cửu, ở mọi nơi, không thay đổi, bất biến và nguyên thủy.

Linh hồn được cho là vô hình, không thể tưởng tượng được và không thể thay đổi. Biết được điều này, bạn không nên đau buồn cho cơ thể.

Tuy nhiên, nếu bạn nghĩ rằng cái tôi là đối tượng của sự sinh và cái chết liên tục, hỡi Arjun vũ trang dũng mãnh, thì bạn cũng không nên đau buồn như thế này.

Cái chết là chắc chắn đối với người đã được sinh ra, và sự tái sinh là điều không thể tránh khỏi đối với người đã chết. Vì vậy, bạn không nên than thở về những điều không thể tránh khỏi.

Hỡi cành của Bharat, tất cả những sinh vật được tạo ra đều không biến đổi trước khi sinh ra, hiển hiện trong cuộc sống, và một lần nữa không biến đổi khi chết. Vậy tại sao lại đau buồn?

Một số nhìn thấy linh hồn là tuyệt vời, một số mô tả nó là tuyệt vời, và một số nghe thấy linh hồn là tuyệt vời, trong khi những người khác, ngay cả khi nghe, không thể hiểu được nó chút nào.

Hỡi Arjun, linh hồn ngự trong cơ thể là bất tử; do đó, bạn không nên than khóc cho bất cứ ai.

Bên cạnh đó, coi như bổn phận của một chiến binh, bạn không nên dao động. Thật vậy, đối với một chiến binh, không có sự tham gia nào tốt hơn là chiến đấu để bảo vệ lẽ phải.

Hỡi Parth, hạnh phúc là những chiến binh mà những cơ hội như vậy để bảo vệ lẽ phải không ai tìm thấy, mở ra cho họ những nấc thang dẫn đến thiên đàng.

Tuy nhiên, nếu bạn từ chối cuộc chiến chính nghĩa này, từ bỏ nghĩa vụ xã hội và danh tiếng của mình, bạn chắc chắn sẽ phải gánh chịu tội lỗi.

Mọi người sẽ nói về bạn như một kẻ hèn nhát và một kẻ đào ngũ. Đối với một người đáng kính, ô nhục còn tệ hơn cả cái chết.

Những vị tướng vĩ đại coi trọng bạn sẽ nghĩ rằng bạn bỏ chạy khỏi chiến trường vì sợ hãi, và do đó họ sẽ đánh mất sự tôn trọng của họ đối với bạn.

Kẻ thù của bạn sẽ bôi nhọ và làm bẽ mặt bạn bằng những lời lẽ không đẹp, làm mất uy lực của bạn. Than ôi, còn gì đau đớn hơn thế?

Nếu bạn chiến đấu, bạn sẽ bị giết trên chiến trường và đi đến thiên giới, hoặc bạn sẽ giành được chiến thắng và tận hưởng vương quốc trên trái đất. Vì vậy, hãy nảy sinh lòng quyết tâm, hỡi con trai của Kunti, và hãy sẵn sàng chiến đấu.

Chiến đấu vì nghĩa vụ, coi hạnh phúc và đau khổ như nhau, mất mát và đạt được, chiến thắng và thất bại. Hoàn thành trách nhiệm của mình theo cách này, bạn sẽ không bao giờ phải gánh chịu tội lỗi.

Cho đến nay, tôi đã giải thích cho bạn Sānkhya Yog, hoặc kiến ​​thức phân tích về bản chất của linh hồn. Bây giờ, hãy lắng nghe, hỡi Parth, như tôi đã tiết lộ về Phật giáo dục, hay Yog của trí tuệ. Khi bạn làm việc với sự hiểu biết như vậy, bạn sẽ được giải thoát khỏi sự trói buộc của nghiệp.

Làm việc trong trạng thái tỉnh táo này, không có tổn thất hoặc kết quả bất lợi, và thậm chí một chút nỗ lực cũng cứu một người khỏi nguy hiểm lớn.

Hỡi hậu duệ của Kurus, trí tuệ của những người đi trên con đường này là kiên quyết, và mục tiêu của họ là nhất tâm. Nhưng trí tuệ của những người không kiên quyết thì có nhiều nhánh.

Những người có hiểu biết hạn chế, bị thu hút bởi những lời hoa mỹ của kinh Veda, vốn ủng hộ các nghi lễ phô trương để nâng cao lên thiên giới, và cho rằng không có nguyên tắc nào cao hơn được mô tả trong đó. Họ chỉ tôn vinh những phần của kinh Vệ Đà làm hài lòng các giác quan của họ, và thực hiện các nghi lễ khoa trương để đạt được sự cao quý, sang trọng, thích thú và nâng cao lên các hành tinh trên trời.

Với tâm trí gắn bó sâu sắc với những thú vui trần tục và trí tuệ của họ hoang mang trước những điều đó, họ không thể có được sự kiên quyết để đạt được thành công trên con đường đến với Đức Chúa Trời.

Kinh Veda đề cập đến ba chế độ của bản chất vật chất, O Arjun. Vượt lên trên ba chế độ đến trạng thái ý thức tinh thần thuần túy. Giải phóng bản thân khỏi những nhị nguyên, vĩnh viễn cố định trong Chân lý, và không quan tâm đến lợi ích vật chất và sự an toàn, hãy nằm ở bản thân.

Dù mục đích gì thì một giếng nước nhỏ cũng được phục vụ một cách tự nhiên về mọi mặt bởi một hồ nước lớn. Tương tự như vậy, ai nhận ra Chân lý tuyệt đối cũng hoàn thành mục đích của tất cả các kinh Veda.

Bạn có quyền thực hiện các nhiệm vụ theo quy định của mình, nhưng bạn không được hưởng thành quả của hành động của mình. Đừng bao giờ coi bản thân là nguyên nhân dẫn đến kết quả của các hoạt động của bạn, cũng như không chấp trước vào việc không hành động.

Hỡi Arjun, hãy kiên định trong việc thực hiện nghĩa vụ của mình, từ bỏ chấp trước vào thành công và thất bại. Sự bình an như vậy được gọi là Yog.

Hỡi Arjun, hãy tìm nơi nương tựa trong kiến ​​thức và sự sáng suốt của thần thánh, và từ bỏ những hành động tìm kiếm phần thưởng chắc chắn kém hơn những công việc được thực hiện với trí tuệ được thiết lập trong tri thức thần thánh. Khốn khổ là những người tìm cách tận hưởng thành quả của công việc của họ.

Một người thận trọng thực hành khoa học về công việc mà không có sự ràng buộc có thể thoát khỏi những phản ứng tốt và xấu trong cuộc sống này. Vì vậy, hãy phấn đấu Yog, đó là nghệ thuật làm việc một cách khéo léo (trong ý thức đúng đắn).

Người khôn ngoan được phú cho trí tuệ bình đẳng, từ bỏ chấp trước vào kết quả của hành động, thứ trói buộc người ta vào vòng sinh tử. Bằng cách làm việc trong ý thức như vậy, họ đạt được trạng thái vượt qua mọi đau khổ.

Khi trí tuệ của bạn vượt qua vũng lầy của ảo tưởng, bạn sẽ thờ ơ với những gì đã được nghe và những gì chưa được nghe (về những thú vị trong thế giới này và thế giới tiếp theo).

Khi trí tuệ của bạn không còn bị lôi cuốn bởi các phần hữu ích của kinh Veda và vẫn kiên định trong ý thức thần thánh, lúc đó bạn sẽ đạt được trạng thái Yog hoàn hảo.

Arjun nói: Hỡi Keshav, tư cách của một người nằm trong ý thức thần thánh là gì? Người chứng ngộ nói chuyện như thế nào? Anh ta ngồi như thế nào? Anh ta đi bộ như thế nào?

Chúa tể tối cao đã nói: Hỡi Parth, khi một người loại bỏ tất cả những ham muốn ích kỷ và thèm muốn của các giác quan đang dày vò tâm trí, và trở nên thỏa mãn trong nhận thức về bản thân, thì một người như vậy được cho là có vị trí siêu việt.

Người có tâm trí không bị xáo trộn giữa đau khổ, người không khao khát khoái lạc, và người không dính mắc, sợ hãi và giận dữ, được gọi là nhà hiền triết của trí tuệ vững vàng.

Một người không bị ràng buộc trong mọi điều kiện, không vui mừng trước vận may cũng như không chán nản trước hoạn nạn, anh ta là một nhà hiền triết với kiến ​​thức hoàn hảo.

Người có thể rút các giác quan ra khỏi đồ vật của chúng, giống như con rùa rút chân tay vào mai, được thiết lập trong trí tuệ thần thánh.

Người khao khát có thể hạn chế các giác quan khỏi các đối tượng thưởng thức của họ, nhưng hương vị đối với các đối tượng cảm giác vẫn còn. Tuy nhiên, ngay cả hương vị này cũng không còn đối với những người nhận ra Đấng tối cao.

Hỡi con trai của Kunti, các giác quan rất mạnh mẽ và hỗn loạn, đến nỗi chúng có thể cưỡng bức tâm trí của một người được ban tặng cho sự phân biệt đối xử là người thực hành tự kiểm soát.

Họ được thiết lập trong kiến ​​thức hoàn hảo, những người điều phục các giác quan của họ và giữ cho tâm trí của họ luôn đắm chìm trong Ta.

Trong khi suy ngẫm về các đối tượng của giác quan, người ta phát triển sự gắn bó với chúng. Sự dính mắc dẫn đến ham muốn, và từ ham muốn nảy sinh ra sân hận.

Sự tức giận dẫn đến sự suy xét, dẫn đến sự hoang mang về trí nhớ. Khi trí nhớ hoang mang, trí tuệ bị phá hủy; và khi trí tuệ bị phá hủy, người ta cũng bị hủy hoại.

Nhưng ai kiểm soát được tâm trí, không bị ràng buộc và chán ghét, ngay cả khi đang sử dụng các đối tượng của giác quan, sẽ đạt được Ân điển của Đức Chúa Trời.

Nhờ ân điển thiêng liêng mang lại sự bình an trong đó mọi phiền muộn chấm dứt, và trí tuệ của một người có tâm hồn tĩnh lặng như vậy sẽ sớm trở nên vững chắc trong Đức Chúa Trời.

Nhưng một người vô kỷ luật, không kiểm soát được tâm trí và các giác quan, không thể có trí tuệ kiên quyết cũng như sự suy ngẫm vững vàng về Đức Chúa Trời. Đối với người không bao giờ hiệp nhất tâm trí với Đức Chúa Trời, thì không có sự bình an; và làm sao một người thiếu hòa bình có thể hạnh phúc?

Giống như một cơn gió mạnh cuốn một chiếc thuyền ra khỏi đường đi trên mặt nước, ngay cả một trong những giác quan mà tâm trí tập trung vào đó cũng có thể khiến trí tuệ lạc lối.

Vì vậy, một người đã kiềm chế các giác quan khỏi đồ vật của chúng, Hỡi Arjun vũ trang hùng mạnh, đã được thiết lập vững chắc trong tri thức siêu việt.

Những gì tất cả chúng sinh coi là ngày là đêm của sự ngu dốt đối với người khôn ngoan, và những gì tất cả sinh vật coi là ban đêm là ngày đối với nhà hiền triết nội tâm.

Giống như đại dương vẫn không bị xáo trộn bởi dòng nước không ngừng từ các con sông hòa vào nó, cũng như vậy, nhà hiền triết không bị lay động bất chấp dòng chảy của các đối tượng mong muốn xung quanh mình sẽ đạt được hòa bình, chứ không phải người cố gắng thỏa mãn dục vọng.

Người đó, người từ bỏ mọi ham muốn vật chất và sống thoát khỏi cảm giác tham lam, sở hữu và chủ nghĩa vị kỷ, sẽ đạt được hòa bình hoàn hảo.

Hỡi Parth, đó là trạng thái của một linh hồn đã giác ngộ mà sau khi đạt được nó, người ta sẽ không bao giờ bị mê lầm nữa. Được thiết lập trong ý thức này ngay cả trong giờ chết, một người được giải phóng khỏi vòng quay của sự sống và cái chết và đạt đến Nơi ở tối cao của Thượng đế.

Phản ứng của dơi với trường từ nằm ngang (H magnetic field)

Dơi đã được chứng minh là sử dụng thông tin từ từ trường của Trái đất trong quá trình định hướng. Tuy nhiên, cơ chế cơ bản của khả năng này vẫn chưa được biết rõ. Trong nghiên cứu này, chúng tôi đã tìm hiểu xem loài dơi sở hữu la bàn dựa trên phân cực hoặc độ nghiêng có thể được sử dụng để định hướng. Chúng tôi đã theo dõi vị trí treo cổ của Nyctalus plancyi trưởng thànhtrong phòng thí nghiệm với sự hiện diện của từ trường cảm ứng có cường độ gấp đôi Trái đất. Khi chịu ảnh hưởng của một trường cảm ứng được căn chỉnh bình thường, những con dơi tỏ ra thích treo ở đầu phía bắc của giỏ làm giá thể của chúng. Khi thành phần thẳng đứng của sân được đảo ngược, những con dơi vẫn ở đầu phía bắc của rổ. Tuy nhiên, khi thành phần nằm ngang của sân được đảo ngược, những con dơi đã thay đổi vị trí của chúng và treo ở đầu phía nam của rổ. Dựa trên những kết quả này, chúng tôi kết luận rằng N. plancyi , không giống như tất cả các động vật có xương sống không phải động vật có vú khác được thử nghiệm cho đến nay, sử dụng la bàn dựa trên cực trong quá trình định hướng trong chuồng và rằng chính la bàn đó cũng có khả năng làm cơ sở cho khoảng cách dài của dơi khả năng điều hướng.

Từ khóa: Nyctalus plancyi , định hướng, la bàn phân cực, vị trí treo

1. Giới thiệu

Cường độ và hướng của từ trường Trái đất được coi là nguồn thông tin định hướng có mặt khắp nơi và đáng tin cậy đối với động vật. Thành phần vectơ của trường có thể cung cấp thông tin về hướng và độ nghiêng hoặc cường độ tổng có thể được sử dụng để chỉ ra vị trí ( Wiltschko & Wiltschko 2005 ). Nhiều loài động vật, bao gồm lưỡng cư, cá, chim, động vật có vú và nhiều loại động vật không xương sống, đã được chứng minh là sử dụng la bàn từ trong quá trình định hướng (Wiltschko & Wiltschko 1995 , 2005 ). Trong các loài động vật có vú, loài gặm nhấm đã được chứng minh là sử dụng thông tin từ trường trong quá trình định hướng, điều hướng và làm tổ ( Mather & Baker 1981 ; Deutschlander et al . 2003 ;Kimchi và cộng sự . Năm 2004 ; Muheim và cộng sự . 2006 ), trong khi những con dơi gần đây đã được chứng minh là sử dụng nó trong quá trình định hướng ( Holland et al . 2006 ). Ở tất cả các động vật có xương sống không phải động vật có vú được thử nghiệm cho đến nay, độ nghiêng của từ trường được sử dụng để xác định hướng của trường ( Phillips & Borland 1994 ; Wiltschko & Wiltschko 1996 , 2005 ; Walker et al . 2002 ). Ngược lại, chuột chũi, loài động vật có vú duy nhất có khả năng định hướng đã được phân tích chi tiết, sử dụng độ phân cực của trường để xác định hướng ( Marhold et al . 1997 ).

Là bộ động vật có vú phong phú thứ hai, dơi đã được chứng minh là sử dụng thị giác, khứu giác và định vị bằng tiếng vang để định hướng và điều hướng tầm ngắn giữa dơi và địa điểm kiếm ăn ( Altringham 1998 ). Mặc dù những con dơi di chuyển bên ngoài phạm vi nhà của chúng gần đây cũng đã được chứng minh là sử dụng từ trường trong quá trình định hướng ( Holland và cộng sự 2006 ), vẫn chưa rõ liệu chúng sử dụng cực từ hay độ nghiêng để xác định hướng. Trong bài báo này, chúng tôi kiểm tra giả thuyết vô hiệu rằng dơi không thể phát hiện ra những thay đổi về cực và độ nghiêng của từ trường cảm ứng. Để kiểm tra giả thuyết của mình, chúng tôi đã tiếp xúc với các cá thể thuộc loài Nyctalus plancyi(Chiroptera: Vespertilionidae), được tổ chức trong phòng thí nghiệm, đặt trong một từ trường cảm ứng có cường độ gấp đôi Trái đất. Sau đó, chúng tôi đã thay đổi, đồng thời và độc lập, các thành phần ngang và dọc của ruộng và theo dõi những ảnh hưởng đến hành vi chăn dắt của dơi. Phản ứng với những thay đổi trong trường thẳng đứng sẽ thể hiện sự nhạy cảm với độ nghiêng của trường, trong khi phản ứng với những thay đổi trong trường ngang sẽ thể hiện sự nhạy cảm với cực của trường.

2. Chất liệu và phương pháp

(a) Dơi thử nghiệm

Nghiên cứu được thực hiện trong hai giai đoạn: từ ngày 13 tháng 11 năm 2005 đến ngày 21 tháng 1 năm 2006 và từ ngày 12 tháng 7 năm 2006 đến ngày 1 tháng 5 năm 2007. Tất cả các con dơi được sử dụng trong nghiên cứu này đều được bắt từ Đền Dule (40 ° 5 ′ N, 117,4 ° E) ở tỉnh Thiên Tân, cách Bắc Kinh khoảng 100 km về phía đông, vào tháng 9 năm 2005 và tháng 7 năm 2006. Tất cả dơi đã được thả trở lại tự nhiên sau khi sử dụng chúng trong các thí nghiệm của chúng tôi. Những con dơi được cho ăn bột giun, bổ sung vitamin và nước ngọt mỗi đêm.

(b) Điều kiện thử nghiệm

Tất cả các thử nghiệm đều được thực hiện tại Bắc Kinh, trong một phòng thí nghiệm có nhiệt độ được kiểm soát để ngăn dơi đi vào giấc ngủ hoặc ngủ đông. Dơi được thả đồng thời vào một cái rổ nhựa tròn ngược (đường kính 30 cm) có lỗ ở hai bên để dơi có thể leo lên và treo lên khỏi đáy rổ sau khi úp ngược rổ. Giỏ được đặt trong buồng thử nghiệm ở tâm của ba cuộn dây Helmholtz vuông được điều khiển độc lập, thẳng hàng trực giao ( D = 1,5 m). Các cuộn dây được phủ bằng vải đen dày để cách ly dơi khỏi các nguồn sáng bên ngoài (Hình 1). Phòng thí nghiệm không có các dấu hiệu thị giác, khứu giác và âm thanh, mà loài dơi có thể sử dụng làm điểm tham chiếu.

Tệp bên ngoài chứa hình ảnh, hình minh họa, v.v. Tên đối tượng là rspb20070904f01.jpg

Buồng thí nghiệm trong đó những con dơi tiếp xúc với từ trường đã thay đổi.

Xúc giác : giỏ gà được làm sạch cẩn thận bằng nước ngọt và cồn mỗi đêm trong khi dơi được mang đi kiếm ăn. Ánh sáng và âm thanh : các cuộn dây Helmholtz được bao phủ bởi lớp vải dày màu đen. Bên trong lớp vỏ hoàn toàn tối với cường độ ánh sáng nhỏ hơn 0,03 lux trong suốt thời gian thử nghiệm (được thử nghiệm bằng máy đo ánh sáng kỹ thuật số, TES-1330A, TES Electrical Electronic Corporation Taipei, Taiwan) và cường độ âm thanh nhỏ hơn 35,0 dB ( TES-1350A, dải 35–100 dB ± 2 dB trong khoảng từ 31,5 Hz đến 8 kHz). Nhiệt độ và độ ẩm : nhiệt độ và độ ẩm tương đối được theo dõi trong suốt quá trình thí nghiệm; dao động dưới 9% (máy đo nhiệt độ và độ ẩm THG312, Oregon Scientific, Portland, Oregon).

Mức độ âm thanh nền, ánh sáng, nhiệt độ và độ ẩm bằng nhau ở tất cả các hướng xung quanh giỏ. Mỗi buổi tối, những con dơi được lấy ra khỏi giỏ, cho ăn và sau đó trở lại giỏ để thử nghiệm.

(c) Trường địa từ cục bộ

Trường địa từ ở Bắc Kinh tại thời điểm thí nghiệm là: độ nghiêng = 353,7 °, độ nghiêng = 58 ° và cường độ H = 54,5 μT.

(d) Phân tích dữ liệu

Mỗi ngày (16.00) chúng tôi ghi lại vị trí treo cổ của những con dơi qua camera hồng ngoại. Vị trí đặt giá đỡ trung bình của dơi được tính toán từ vị trí treo của cụm dơi. Chúng tôi đã ghi lại một vị trí trung bình mỗi ngày cho mỗi giai đoạn. Một vectơ trung bình có hướng α được tính toán dựa trên các vị trí và các vectơ trung bình đã được kiểm tra về tính không đồng nhất bằng cách sử dụng kiểm tra Rayleigh. Sự khác biệt về vectơ trung bình khi dơi ở trong trường bình thường và trường đảo ngược đã được kiểm tra bằng cách sử dụng Watson 2 -test ( Zar 1974 ).

3. Kết quả

Trong các thí nghiệm cơ bản, sáu N. plancyi trưởng thành hoang dã được đặt trong một cái giỏ tròn (đường kính 30 cm) đặt bên trong một từ trường cảm ứng (Hình 1). Từ trường thực nghiệm được tạo ra bởi ba cặp cuộn dây Helmholtz vuông trực giao ( D = 1,5 m), thẳng hàng với trục địa từ địa phương tại Bắc Kinh (căn chỉnh được xác định bằng cách sử dụng từ kế thông lượng 3 trục APS 520 với độ chính xác ± 0,1 μT; Đã áp dụng Hệ thống Vật lý, Mountain View, California), với cường độ gấp đôi cường độ của trường địa phương. Vị trí đậu của dơi được ghi lại vào mỗi buổi tối qua một máy quay video hồng ngoại từ xa. Vị trí dơi được xác định là trung tâm của đám dơi. Khi tiếp xúc với trường được căn chỉnh bình thường ( độ nghiêng trung bình = 1,0 ° ± 1,4 °, độ nghiêng = 61,3 ° ± 0,9 ° và cường độ trường = 98,9 ± 0,8 μT trong giỏ) trong 15 ngày liên tục, các con dơi quây quần cùng nhau ở đầu phía bắc của cái rổ (Hình 2).

Một tệp bên ngoài chứa hình ảnh, hình minh họa, v.v. Tên đối tượng là rspb20070904f02.jpg

Vị trí treo của dơi để phản ứng với sự thay đổi đồng thời của các thành phần ngang và dọc của trường đã thay đổi. Động vật được tiếp xúc trong 15 ngày với trường bình thường (Nm) trước khi các thành phần ngang và dọc đồng thời đảo ngược (Nm + H + V). Việc đảo ngược được thực hiện hai lần với tổng thời gian của thí nghiệm là 60 ngày. Các ký hiệu ở ngoại vi vòng tròn cho biết vị trí treo của bầy dơi trong mỗi đêm thi. Các mũi tên đại diện cho vectơ trung bình có độ dài tỷ lệ với bán kính của hình tròn = 1. Các hình tròn đặc bên trong và các vòng tròn có chấm tương ứng đại diện cho mức ý nghĩa 1 và 5% của phép thử Rayleigh. Các con dơi luôn thể hiện sự phân bố không ngẫu nhiên trong rổ: ( a ) Nm: độ nghiêng = 1,0 °, độ nghiêng = 61,3 ° và cường độ = 98,9 μT;r = 0,78; α = 33,90 ° ± 40,52 °, p <0,001. ( b ) Nm + H + V: độ nghiêng = 183,8 °, độ nghiêng = −60,8 ° và cường độ = 100,5 μT; r = 0,48; α = 174,66 ° ± 69,64 °, p <0,05. ( c ) Nm: độ nghiêng = 359,7 °, độ nghiêng = 56,1 ° và cường độ = 87,1 μT; r = 0,62; α = 46,30 ° ± 55,82 °, p <0,002. ( d ) Nm + H + V: độ nghiêng = 181,5 °, độ nghiêng = −61,3 ° và cường độ = 98,9 μT; r = 0,66; α = 184,52 ° ± 52,22 °, p<0,001. Khi trường ngang và trường dọc đồng thời được đảo ngược, dơi đã thay đổi vị trí chuồng của chúng một cách đáng kể: ( a , b ) Watson 2 = 0,3458, p <0,005, ( b , c ) Watson 2 = 0,3077, p <0,005 và ( c , d ) Watson 2 = 0,4636, p <0,005.

Những con dơi đã thay đổi đáng kể vị trí đặt ổ của chúng vào 15 ngày tiếp theo sau khi thay đổi đồng thời các thành phần ngang và dọc của trường (độ nghiêng = 183,8 ° ± 1,1 °, độ nghiêng = −60,8 ° ± 1,3 °, cường độ trường = 100,5 ± 2,3 μT trong phạm vi cái rổ). Thí nghiệm này sau đó được lặp lại với sáu cá nhân khác nhau với cùng một kết quả (xemHình 2chú giải cho kết quả thống kê).

Để xác định xem những con dơi có phát hiện ra những thay đổi về độ nghiêng hoặc độ phân cực (hoặc cả hai) của trường hay không, sáu con dơi khác đã được tiếp xúc với những thay đổi độc lập trong các thành phần dọc và ngang của trường (hình 3). Khi tiếp xúc với trường được căn chỉnh bình thường (độ nghiêng = 359,8 ° ± 3,6 °, độ nghiêng = 58,5 ° ± 1,9 ° và cường độ trường = 92,0 ± 1,0 μT trong giỏ) trong 15 ngày liên tục, dơi lại đậu ở đầu phía bắc của rổ. Khi chỉ thay đổi thành phần thẳng đứng của ruộng trong 15 ngày (độ nghiêng = 358,8 ° ± 1,5 °, độ nghiêng = −64,7 ° ± 1,6 ° và cường độ trường = 114,6 ± 3,2 μT trong giỏ), dơi vẫn duy trì vị trí lồng của chúng. Tuy nhiên, khi chỉ thay đổi trường ngang trong 15 ngày (độ nghiêng = 180,5 ° ± 1,8 °, độ nghiêng = 61,3 ° ± 1,2 ° và cường độ trường = 100,8 ± 1,2 μT trong giỏ), dơi đã thay đổi đáng kể vị trí lồng của chúng để cuối phía nam của giỏ (xemhình 3chú giải cho kết quả thống kê).

Một tệp bên ngoài chứa hình ảnh, hình minh họa, v.v. Tên đối tượng là rspb20070904f03.jpg

Vị trí của dơi trong quá trình đảo ngược độc lập của trường thay đổi theo chiều dọc và chiều ngang. Nm đại diện cho trường bình thường, Nm + H trường sau khi trường ngang được đảo ngược và Nm + V trường sau khi trường dọc được đảo ngược. Các thí nghiệm được chia thành sáu phần: ruộng bình thường trong 15 ngày đầu, ruộng thẳng đứng đảo ngược trong 15 ngày thứ hai, ruộng bình thường trong 15 ngày thứ ba và ruộng ngang đảo ngược trong 15 ngày thứ tư. Các ký hiệu ở ngoại vi vòng tròn cho biết vị trí treo của bầy dơi trong mỗi đêm thi. Các mũi tên đại diện cho vectơ trung bình có độ dài tỷ lệ với bán kính của hình tròn = 1. Các hình tròn đặc bên trong và các vòng tròn có chấm tương ứng đại diện cho mức ý nghĩa 1 và 5% của phép thử Rayleigh. Dơi luôn thể hiện sự phân bố không ngẫu nhiên trong rổ: (a ) Nm: độ nghiêng = 359,8 °, độ nghiêng = 58,5 ° và cường độ = 92,0 μT; r = 0,62; α = 9,01 ° ± 55,97 °, p <0,002. ( b ) Độ nghiêng Nm + H = 358,8 °, độ nghiêng = −64,7 ° và cường độ = 114,6 μT; r = 0,71; α = 26,20 ° ± 47,66 °, p <0,001. ( c ) Nm: độ nghiêng = 0,1 °, độ nghiêng = 56,2 ° và cường độ = 88,6 μT; r = 0,55; α = 7,15 ° ± 62,95 °, p <0,01. ( d ) Nm + V: độ nghiêng = 180,5 °, độ nghiêng = 61,3 ° và cường độ = 100,8 μT; r = 0,55; α = 183,03 ° ± 62,54 °, p<0,01. Chỉ khi trường nằm ngang bị đảo ngược thì những con dơi mới thay đổi đáng kể vị trí chuồng của chúng: ( a , b ) Watson 2 = 0,1203, p > 0,10 và ( c , d ) Watson 2 = 0,3883, p <0,005.

4. Thảo luận

Kết quả thí nghiệm của chúng tôi cho thấy kết luận rằng N. plancyi phản ứng với những thay đổi trong thành phần nằm ngang của từ trường cảm ứng. Do đó, chúng tôi bác bỏ giả thuyết vô hiệu của mình và kết luận rằng N. plancyi , không giống như tất cả các động vật có xương sống không phải động vật có vú khác được thử nghiệm cho đến nay, phản ứng với những thay đổi về cực, nhưng không phải độ nghiêng, của từ trường cảm ứng. Các thí nghiệm của chúng tôi cũng cho thấy rằng các tín hiệu từ tính rất quan trọng trong hành vi nuôi của N. plancyi .

Trong thí nghiệm của chúng tôi, sự ưa thích rõ ràng đối với việc đặt giá thể ở đầu phía bắc hoặc phía nam (bình thường hoặc đảo ngược) của giỏ cho thấy vai trò của định hướng từ tính trong hành vi điều chỉnh nhiệt. Các loài thuộc chi Myotis đã được chứng minh là chọn vị trí làm ổ dựa trên đặc điểm nhiệt của chúng, với các vị trí ấm hơn được chọn để kiểm soát tốc độ tiết sữa và sự phát triển của bào thai và con non ( Dietz & Kalko 2006 ; Solick & Barclay 2006 ). Dơi Myotis cũng đã được chứng minh là lựa chọn các vị trí chăn nuôi để giảm thiểu chi phí năng lượng cho việc nhập, duy trì và rời khỏi chuồng hàng ngày. Dơi cũng chọn những khu vực tiếp xúc với Mặt trời buổi tối để tối đa hóa lợi ích của năng lượng mặt trời khi thoát ra khỏi chuồng ( Riskin & Pybus 1998 ;Solick & Barclay 2006 ).

Mặc dù không được kiểm tra trực tiếp, nhưng kết quả của chúng tôi phù hợp với việc sử dụng la bàn dựa trên cực từ trong điều hướng địa phương ( Phillips 1986 ). Cả chim và dơi đều có khả năng di chuyển trên một khoảng cách xa khi kiếm ăn hoặc di cư. Ví dụ, loài Nyctalus noctula đã được chứng minh là có thể di cư 1600 km giữa các loài roosts mùa hè và mùa đông ( Streikov 1969 ); Dơi đuôi tự do Mexico ( Tadarida brasiliensis ) di chuyển hơn 1300 km đến thuộc địa của chúng vào mỗi mùa xuân ( Villa & Cockrum 1962 ); dơi đốm ( Euderma maculatum ) có thể bay tới 40 km khi kiếm ăn ( Rabe et al . 1998). Các tín hiệu từ tính đã được các loài chim và gần đây là loài dơi nâu lớn ( Eptesicus fuscus ; Holland et al . 2006 ) sử dụng rộng rãi, và có khả năng các loài khác cũng sở hữu khả năng này. Tuy nhiên, không giống như các loài chim, việc dơi sử dụng la bàn phân cực cho phép chúng phân biệt giữa bắc và nam tại bất kỳ điểm nào trên Trái đất, với cường độ từ trường có thể cung cấp thông tin vĩ độ để xác định vị trí chính xác ( Wiltschko & Wiltschko 1996 ).

Các cơ chế giải phẫu và sinh lý mà động vật phát hiện thông tin từ tính đã được nghiên cứu trong vài thập kỷ với hai lý thuyết về thụ thể cạnh tranh xuất hiện, một dựa trên ánh sáng và một dựa trên magnetit. Chim và kỳ nhông chỉ thể hiện định hướng chính xác khi tiếp xúc với bước sóng ánh sáng hẹp trong khi sử dụng thông tin từ tính ( Phillips & Borland 1994 ; Wiltschko & Wiltschko 2001 ), và một số loài chim dường như phản ứng trong quá trình định hướng với sự thay đổi của cường độ ánh sáng ( Wiltschko et al . 2000 ). Magnetite đã được tìm thấy trong các mô ở đầu trước bụng của ong mật ( Apis mellifera ; Gould et al . 1978), mô ethmoid của cá salmonid ( Mann et al . 1988 ), tế bào khứu giác của cá hồi vân ( Oncorhynchus mykiss ; Walker et al . 1997 ) và quỹ đạo và khoang mũi của chim ( Beason & Nichols 1984 ; Williams & Wild Năm 2001 ). Tính toán mô hình chỉ ra rằng các thụ thể dựa trên magnetit này có thể tham gia vào việc ước tính hướng hoặc cường độ của từ trường ( Wiltschko & Wiltschko 2005). Thậm chí, người ta còn cho rằng chim có thể sử dụng cả hai loại thụ thể với cơ chế phụ thuộc vào ánh sáng ở mắt phải để cung cấp thông tin định hướng và các thụ thể dựa trên magnetit ở mỏ trên phát hiện sự thay đổi cường độ từ trường ( Wiltschko et al . 2002 ).

Dựa trên thị lực kém tương đối của dơi (so với chim) ( Altringham 1998 ) và điều kiện ánh sáng yếu mà chúng hoạt động, thì việc sử dụng một bộ phận tiếp nhận ánh sáng dường như không thể xảy ra. Do đó, chúng tôi đưa ra giả thuyết rằng dơi sử dụng cơ chế dựa trên chất nam châm trong quá trình định hướng. Bằng chứng so sánh để hỗ trợ giả thuyết của chúng tôi đến từ công trình cho thấy loài gặm nhấm dựa vào la bàn phân cực và từ tính trong điều kiện ánh sáng yếu ( Marhold et al . 1997 ).

Công trình của chúng tôi đặt ra câu hỏi về vai trò của la bàn từ trong việc điều hướng của dơi và có thể là các động vật có xương sống khác. Cả cường độ và độ nghiêng của từ trường Trái đất đều có thể cung cấp thông tin về vĩ độ ( Walker & Bitterman 1989 ; Wiltschko & Wiltschko 1996 ). Hiện đã có bằng chứng rõ ràng rằng ít nhất một số loài động vật đủ nhạy cảm với cường độ từ trường để có thể xác định vĩ độ ( Walker 1998 ; Dennis et al . 2007 ). Nếu chỉ riêng cường độ là đủ để xác định vĩ độ, thì sẽ hợp lý để hỏi liệu độ phân cực và độ nghiêng ( Wiltschko & Wiltschko 1992) là đủ để sử dụng la bàn từ ở vùng nhiệt đới, nơi có nhiều dơi và khi băng qua xích đạo từ trong quá trình di cư. Hơn nữa, tiết lộ rằng một loài động vật có vú to lớn sở hữu và sử dụng la bàn phân cực từ trường cho thấy rằng khả năng phát hiện trục của từ trường Trái đất thông qua cực hoặc nghiêng là đủ để điều hướng đường dài và làm tăng khả năng phát triển la bàn nghiêng và phân cực. độc lập ở chim và động vật có vú sau quá trình chuyển đổi từ nước sang đất sang không khí.

Sự nhìn nhận

Việc chăm sóc động vật được sử dụng trong các thí nghiệm tuân theo hướng dẫn của Viện Khoa học Trung Quốc.

Chúng tôi biết ơn Joe Kirschvink, Richard Holland, Gareth Jones và ba nhà phê bình vì những nhận xét của họ đã cải thiện bản thảo này. Công trình này được hỗ trợ bởi Học viện Khoa học Trung Quốc (dự án KZCX-3-SW-150) và Sáng kiến ​​Hỗ trợ Chiến lược của Đại học Auckland.

Bảng giá dịch vụ tư vấn phong thủy địa mạch

Gói I. Phong thủy

1.Khảo sát trực tiếp tại mỗi căn nhà: 4.000.000 vnđ + Chi phí đi lại nếu ở tỉnh xa.

Nội dung tư vấn:

Dòng địa mạch: đưa ra thông tin về phân bố và phương hướng địa mạch tốt xấu trong từng phòng của căn nhà, và tư vấn cách khắc phục, di chuyển vị trí, và cuối cùng là trấn chuyển hóa địa khí nếu cần thiết.

Thông tin cần được khách hàng cung cấp trước khi khảo sát trực tiếp:

  • Tên, ngày tháng năm sinh của chủ nhà
  • Vị trí tọa độ của căn nhà cần khảo sát ( lấy tọa độ trong google maps. vd: 21.021508, 105.808159)

2.Khảo sát online tại mỗi căn nhà: 1.500.000 vnđ

Nội dung tư vấn:

Sử dụng các dữ liệu phân tích ảnh không gian và địa chất địa động lực học(địa pháp), và phần mềm thiên văn (thiên pháp) để đưa ra nhận định tương đối về căn nhà đó.

Thông tin cần được khách hàng cung cấp trước khi khảo sát online:

  • Tên, ngày tháng năm sinh của chủ nhà
  • Vị trí tọa độ của căn nhà cần khảo sát ( lấy tọa độ trong google maps. vd: 21.021508, 105.808159)

Lưu ý: Khảo sát online chỉ được sử dụng hạn chế, khi không thể đến trực tiếp do khoảng cách địa lý, tình hình dịch bệnh, chỉ áp dụng cho dương cơ chứ không áp dụng cho âm trạch mộ phần. Độ chính xác chỉ đạt ở ngưỡng tương đối 70% so với khảo sát trực tiếp.

3. Dịch vụ trấn nền nhà bằng trận đồ 

Theo kinh nghiệm đã làm cho hàng trăm nhà tại khắp Việt Nam, tôi đề xuất rằng cần thiết phải thiết lập tối thiểu 3 trận trong đó 1 trận thập nhị tinh 12 cục tại vị trí giữa nhà và 2 trận 6 cục tại các vị trí quan trọng còn lại trong nhà. Trung bình, một nhà có diện tích khoảng 60m2 đến 100m2 sẽ sử dụng 5 trận trong đó 1 trận 12 cục và 4 trận 6 cục để tạo ra hiệu quả chuyển hóa, bảo vệ tốt nhất.

Có 2 cách để sử dụng trận đồ trên:

  1. Nếu như tôi đến khảo sát trực tiếp và đưa ra nhận định về địa mạch cuộc đất trên và giải pháp khắc phục bằng lập trận.
  2. Nếu như tôi không thể đến trực tiếp do các nguyên nhân khác nhau (chi phí, khoảng cách, dịch bệnh v.v.), thì có thể mua sản phẩm qua đường bưu điện và có hướng dẫn sử dụng để tự lập trên căn nhà của mình.

4. Một số lưu ý khi lập trận tại nhà

  1. Tất cả các trận đồ về nguyên tắc để tốt nhất cần phải chôn xuống, với độ sâu khoảng 5 đến 7 cm. Với đường kính trận là từ 30cm với trận lục tinh 6 cục và 40cm với trận thập nhị tinh 12 cục. Khi không thể chôn được, ví dụ như ở 1 số chung cư thì có giải pháp tình thế là đặt nổi trên sàn- trong gầm giường hoặc các chỗ khuất không bị vướng khi sinh hoạt, tuy nhiên lực của trận giảm đi 30%.
  2. Nên sử dụng ít nhất 3 trận trong mỗi căn nhà, với trận thập nhị tinh đặt tại chính giữa nhà và 2 trận 6 còn lại đặt vào các vị trí quan trọng như 2 giường ngủ, hoặc bàn thờ, hoặc bếp. Thông thường, nên sử dụng 5 trận.
  3. Việc cậy gạch lên để chôn xuống tại 3 đến 5 điểm trong nhà khiến cho nhiều gia chủ không tìm được gạch cũ để thay thế, nên gia chủ cần chấp nhận rằng nền nhà có thể phải dùng gạch mới để thế chỗ gây một số bất tiện về thẩm mĩ.
  4. Có những trường hợp nhà đó được xếp vào loại quá nặng, thì thường tôi sẽ đến trực tiếp. Tuy nhiên, có một số ít nhà nặng đến mức giải pháp của tôi cũng không thể giúp được, mà nó chỉ có thể biết được khi tôi đã lập trận thập nhị tinh 12 cục tại trung cung nhà đó nhưng cũng không cải khí nổi. Trong trường hợp này, tôi xin phép thu lại số trận trên và ra về, chủ nhà không cần trả chi phí đi lại gì cả.

Gói 2. Điện từ, phóng xạ tự nhiên: 10.000.000 vnđ / 1 nhà + chi phí đi lại

Thực trạng ở Việt Nam, có nhiều vùng đất với diện tích tính bằng huyện có dị thường phóng xạ tự nhiên cao, và những bức xạ này ảnh hưởng vô cùng lớn đến sức khỏe của người dân sống trên những địa bàn như vậy, ví dụ tỉ lệ ung thư tăng cao, và số lượng người dân nằm trong phạm vi ảnh hưởng của những đới như vậy lên đến cả trăm nghìn người- tuy nhiên, thực trạng là người dân sống tại các vùng như trên cũng không ý thức được thực tế về điều kiện sống của mình. Do đó, tôi đưa ra gói dịch vụ thứ 2 tách biệt riêng với gói thứ nhất là đo đạc các tác nhân địa vật lý tự nhiên và nhân tạo liên quan đến phóng xạ, điện trường và từ trường.  Sau khi đo đạc sẽ đưa ra các giải pháp hợp lý nhất cho hoàn cảnh của từng gia đình. Các giải pháp trên không tốn chi phí cho tôi, mà chủ yếu là tiền mua vật liệu và nhân công thợ thuyền sửa chữa căn nhà.

Lưu ý: Những người đã sử dụng gói dịch vụ này khi đã nắm rõ thông tin về mảnh đất của mình không nên nói lan rộng ra xung quanh, bởi các thông tin trên khi lan rộng có thể ảnh hưởng lớn đến điều kiện kinh tế của vùng đất đó.

 

 

Cơ chế hoạt động của thủy

The possible role of Coriolis forces in structuring large-scale sinuous patterns of submarine channel–levee systems
Mathew Wells and Remo Cossu
Published:13 December 2013https://doi.org/10.1098/rsta.2012.0366
Abstract
Submarine channel–levee systems are among the largest sedimentary structures on the ocean floor. These channels have a sinuous pattern and are the main conduits for turbidity currents to transport sediment to the deep ocean. Recent observations have shown that their sinuosity decreases strongly with latitude, with high-latitude channels being much straighter than similar channels near the Equator. One possible explanation is that Coriolis forces laterally deflect turbidity currents so that at high Northern latitudes both the density interface and the downstream velocity maximum are deflected to the right-hand side of the channel (looking downstream). The shift in the velocity field can change the locations of erosion and deposition and introduce an asymmetry between left- and right-turning bends. The importance of Coriolis forces is defined by two Rossby numbers, RoW=U/Wf and RoR=U/Rf, where U is the mean downstream velocity, W is the width of the channel, R is the radius of curvature and f is the Coriolis parameter. In a bending channel, the density interface is flat when RoR∼−1, and Coriolis forces start to shift the velocity maximum when |RoW|<5. We review recent experimental and field observations and describe how Coriolis forces could lead to straighter channels at high latitudes.

1. Introduction
Submarine channel systems are formed by the sediment transport associated with large-scale turbidity currents flowing out of submarine canyons on the continental margin. These channels have a striking sinuous pattern and are significant morphological features on the ocean floor [1]. At high latitudes, Coriolis forces will influence the gravity currents within these submarine channels owing to the very large length scales of these submarine channels [2,3]. Recently, Peakall et al. [4] showed that the sinuosity of submarine channels decreases with latitude. Their study of 31 large-scale submarine channel–levee systems found that at high latitudes channel–levee systems have much lower sinuosity and are almost straight, while near the Equator channel–levee systems are highly sinuous. In addition to differences in slope and sediment type, one of the possible explanations suggested by Peakall et al. [4] for this relationship is that at high latitudes Coriolis forces systematically change the dynamics of turbidity currents.

The development of sinuosity in a submarine channel is usually thought to occur by a coupling between the locations of high velocity in a turbidity current, the locations of erosion and deposition and the channel curvature. Sinuosity will increase in channels where there is a positive feedback between erosion and the location of maximum velocity, as occurs when centrifugal forces deflect gravity currents to the edge of a bend apex, leading to increased erosion near the outside of bends and an increase in curvature. In modelling the development of sinuosity, bank erosion and migration are often treated with a semi-empirical model that assumes a linear relationship between excess near-bank velocity and channel migration with an empirically derived erosion coefficient [5,6]. In this type of model, the lateral migration rate ζ(s) along the channel axis s has the form ζ(s)=Eo(s)ub(s), where Eo is an empirical erosion coefficient (which depends on the specific sediment properties) and ub is the near-bank velocity excess, defined as the difference between the near-bank velocities and the reach-averaged value. Furthermore, in this type of model, it is usually assumed that ub is only a function of the local curvature of the channel [6], so that the lateral migration speed is proportional to and is in phase (or has a small lag) with the local curvature. This implicitly assumes that only centrifugal forces are important in determining the velocity structure in the channel.

Numerous oceanographic observations have shown that Coriolis forces can be important in determining the velocity structure of gravity currents that flow in wide channels at high latitudes [7,8]. As the velocity and turbulence structures within dense saline gravity currents are very similar to those of turbidity currents [9], it seems reasonable to assume that large-scale turbidity currents in wide channels will respond in the same fashion. One strong impact of Coriolis forces is to laterally shift the downstream velocity maximum, which would change the near-bank velocity excess ub in a large turbidity current at high latitudes. This would mean that ub is a function of Coriolis forces as well as centrifugal forces. If this were the case, then the lateral migration rate ζ(s) will change, and there might no longer be a positive feedback between curvature and the erosion rate. Recent laboratory experiments by Cossu et al. [10] and Cossu & Wells [3] have used a rotating platform to investigate gravity currents in sinuous channels. Compared with the non-rotating case, these experiments have shown that Coriolis forces can significantly shift the lateral location of the downstream velocity maximum, and hence change the near-bank velocity excess. In addition, Coriolis forces also tilt the upper density interface, change the secondary circulation of the flow and slow the current down. In light of these recent developments in understanding the flow structure of gravity currents in large-scale submarine channels, it is time to revisit our understanding on how the internal velocity structure of high-latitude turbidity currents could also be influenced by Coriolis forces.

In this paper, we review recent theory and experimental observations of the flow structures of gravity currents in sinuous channels and discuss how Coriolis forces introduce a lateral asymmetry into the velocity field. We start by reviewing the pertinent geological observations of sinuosity in channel–levee systems, which show that the sinuosity varies with latitude. We then describe how Coriolis and centrifugal forces determine the velocity structure within a channelized turbidity current. A series of recent experiments are reviewed that show how Coriolis forces can change the spatial patterns of erosion and deposition within a channel. We finish with a discussion of how the experimental observations of lateral asymmetries in both flow structure and patterns of erosion and deposition could explain recent field observations of a latitudinal dependence of sinuosity of submarine channel systems.

2. Field observations of sinuous channel–levee systems
A typical channel–levee system is sketched in figure 1. Periodically turbidity currents flow down the submarine canyon to the sinuous channel–levee system on the ocean floor. The turbidity currents can be triggered by numerous mechanisms, such as sloping layers of sediment offshore of a large river mouth that become unstable owing to loading, underground gas release or seismic activity [11] or by sediment resuspension by wave action, tides or storms on the continental shelf. The length scales of sinuous channels can be very large (1000 km or more), such as the Zaire Fan system in West Africa [12] or the North Atlantic Mid-Ocean Channel (NAMOC) near eastern Canada [13]. Sinuous channels are usually contained within wide and deep levees. For instance, a study of 23 submarine channels found a mean channel width of 7.8 km and depth of 135 m [14]. The levees grow owing to continuous deposition of suspended load delivered by successive turbidity currents that transit the channel and spill over the channel margins along their entire length [15,16]. With time, the position of the channel will migrate, so there are typically many abandoned channels (figure 1). Further downstream, the channel geometry can disappear and turbidity currents spread out to form depositional lobes [1]. The sedimentary deposits associated with turbidity currents are known as turbidites. These deposits often contain significant deep-water hydrocarbon reservoirs and the resulting search by oil companies for rich drilling targets has motivated much of the recent field observations of submarine channel systems offshore from the Amazon, Mississippi and Niger deltas.

Figure 1.
Figure 1. Schematic overview of the sinuous channel–levee system, through which a turbidity current transports sediment from the continental shelf to the abyssal plain.

Download figureOpen in new tabDownload PowerPoint
There is a striking difference in the planform geometry of the highly sinuous Amazon Channel and the much straighter NAMOC, as shown in figure 2a,b. The sinuosity is defined as the ratio of the along-stream length of a channel to the straight-line distance, so that the sinuosity is always greater than 1. The Amazon Channel has a maximum sinuosity of 2.6 in its mid-fan region at 3–7° N [19], comparable to other highly sinuous submarine channels found in equatorial regions such as on the Bengal, Indus and Mississippi Fans [1]. By contrast, the NAMOC at 53–59° N has a sinuosity of 1.01–1.05 [13], similar to channels in the Bering Sea that have a sinuosity of 1.05 at 55° N [1].

Figure 2.
Figure 2. (a) Seismic image of the Amazon Fan at approximately 5° N. (Adapted from [17] with permission from Cambridge University Press.) The white arrow indicates the direction of flow. (b) Seismic image of the NAMOC at 60° N (courtesy David Piper). Note how much straighter the high-latitude channel is compared with the channel near the Equator. (c) Cross-section of NAMOC from Skene et al. [18], taken at a similar latitude to (b). (Reproduced with permission from John Wiley & Sons.) The right-hand side levee is higher than the left-hand side (looking upstream).

Download figureOpen in new tabDownload PowerPoint
High-latitude channel–levee systems show distinct levee asymmetries, with the right-hand levee being higher than the left-hand levee in the Northern Hemisphere and vice versa in the Southern Hemisphere. This is owing to Coriolis forces deflecting the gravity current to the right-hand side in the Northern Hemisphere, so that overbanking flows predominantly form on the right-hand side and preferentially increase the levee height difference [20,21]. For instance, figure 2c shows the levee asymmetry in the NAMOC where levee differences are 65 m on average along a 950 km section [13]. In the Southern Hemisphere, the left-hand side levee is observed to be higher [22–24].

Coriolis forces arise owing to the Earth’s rotation and their importance upon gravity currents can be expressed by the non-dimensional Rossby number, defined as RoW=U/fW, where U is the mean downstream velocity of the gravity current, W is the channel width and Inline Formula is the Coriolis parameter with Ω the Earth’s rotation rate and ϕ the latitude. Note that f is positive in the Northern Hemisphere and negative in the Southern Hemisphere, so that the Rossby number changes sign. Coriolis forces begin to deflect gravity currents laterally when |RoW|<10 [10]. At 45° N, the Coriolis parameter is f=10−4 s−1, so, with a typical current velocity of U=1 m s−1, RoW∼10 when W∼1 km. As f decreases near the Equator, channels must be very wide or the flow very slow for Rossby numbers to be low enough so that Coriolis forces are important.

Observations from Peakall et al. [4] of the peak sinuosity from 31 large-scale submarine channel–levee systems are plotted as a function of latitude in figure 3a. A strong latitudinal dependence of the peak sinuosity of submarine channels was found by Peakall et al. [4], with higher latitude systems (such as the NAMOC) having systematically lower peak sinuosity than their equatorial counterparts. Peakall et al. [4] attributed this latitudinal variation to a combination of the increases of Coriolis forces with latitude and changes in the nature of sediment supply and flow type. Variations in channel slope were also considered, but were found to be less statistically significant. It is important to note in figure 3a that the peak sinuosity is plotted for each channel–levee system, whereas the local sinuosity varies within a channel system.

Figure 3.
Figure 3. (a) Relation between peak sinuosity and latitude. (Adapted from [4].) The dotted line represents a fitted curve to the data based on an exponential expression with a least-squares fit of R2=0.64. (b) Relation between peak sinuosity and |RoW|. As channels are from the Northern and Southern Hemisphere, we plot absolute values. Am, Amazon Channel; Be, Bering Sea Channels; In, Indus Channel; NA, NAMOC; PIB, Pine Island Bay Channel; and Za, Zaire Channel. (Adapted from [25].)

Download figureOpen in new tabDownload PowerPoint
The observed variation in maximum channel sinuosity is plotted as a function of the Rossby number in figure 3b. These data from Cossu & Wells [25] show a clear trend (R2=0.64) with higher peak sinuosity in channels being associated with higher |RoW|. For instance, the channels with peak sinuosity less than 2 have a low value of mean |RoW|=4.96 and vary between 0.39<|RoW|<13.71, whereas the more sinuous channels, where peak sinuosity is greater than 2, have a much higher mean value of |RoW|=25.55 and a range of 8.9<|RoW|<45.23. The values of RoW were calculated using the mean channel width and a mean velocity U=1 m s−1, representing a typical mean velocity observed or inferred for numerous submarine channel systems [14,26,27]. The error bars indicate the range of RoW for estimated flow velocities between 0.5 and 1.5 m s−1. All the channels that have |RoW|<5 have low sinuosity and are relatively wide and at high latitudes [25]. By contrast, narrow and highly sinuous submarine channels at low latitudes such as the Zaire [12], Amazon [19] or the Indus Channel [1] all have |RoW|>8. The correlation of low peak sinuosity with low Rossby number and high peak sinuosity with high Rossby number supports the hypothesis of Peakall et al. [4] that Coriolis forces could be one of the key controls for significantly lower sinuosity at high latitudes. They also noted that some of the changes in sinuosity could be due to differences in slope and sediment type. In addition, it should be made clear that it is not only the latitude that determines whether Rossby numbers are low and hence Coriolis forces are important, but also the channel geometry and flow velocity. An example (not plotted) that emphasizes the importance of Rossby number rather than latitude is a highly sinuous and narrow channel at 51° N in British Columbia [28]. The flow velocity was of the order of 3 m s−1, the width W=100 m, radius of curvature R=1000 m and f=1.13×10−4 s−1. In this case, RoW=256, consistent with the grouping of other highly sinuous channels in figure 3b, despite the relatively high latitude.

The geometry of a sinuous channel is sketched in figure 4a, where there is a well-defined radius of curvature R, depth H and width W. Figure 4b shows an acoustic backscatter image of a turbidity current in a submarine channel in cross-section, as it flows around a bend [29]. In this channel, the centrifugal forces dominate and strongly tilt the interface so that it spills over the higher outside levee. A turbidity current in a sinuous channel at low latitudes is sketched in figure 4c, where there is a tilt of the upper interface towards the outside of the bends. In successive bends, the sign of the tilt alternates and the highest levee will alternate between the right-hand side and the left-hand side. In very high Northern latitudes, the Coriolis forces will strongly deflect the turbidity current to the right-hand side of the channel looking downstream, as shown in figure 4d. In the left-turning bend, Coriolis and centrifugal forces act together and lead to overbanking flows. In the right-turning bend, the Coriolis and centrifugal forces act in opposite directions so that the interface is flatter, and overbanking flows may be suppressed. In this case, the right-hand side levee is higher than that of the left-hand side, as in the NAMOC channel [13] and the Monterey Deep-Sea Fan Channel [21].

Figure 4.
Figure 4. (a) Schematic of a submarine channel–levee system, with a well-defined radius of curvature R, depth H and width W. (b) Acoustic backscatter of a submarine channel cross-section showing an active turbidity current flowing around a bend and spilling over the levee. (Adapted from [29] and reproduced with permission from John Wiley & Sons.) (c) A sketch of a turbidity current in a sinuous channel at low latitudes, where centrifugal forces lead to overbanking flows downstream of the bend apices. (d) In very high Northern latitudes, the Coriolis forces will strongly deflect the turbidity current to the right-hand side (looking downstream).

Download figureOpen in new tabDownload PowerPoint
There are a number of observations that emphasize the role of Coriolis forces on depositional asymmetries of sediment-laden gravity currents. For instance, in high-latitude lakes and fjords sediment deposition patterns document a strong deflection of turbidity currents by Coriolis forces, so that sediment layers are thicker on the right-hand side (looking downstream) in the Northern Hemisphere [30] and on the left-hand side in the Southern Hemisphere [31]. In addition, Coriolis forces are known to shift the locations of erosion and depositional patterns in large estuarine flows. For instance, Schramkowski & de Swart [32] and Valle-Levinson et al. [33] both show how Coriolis forces shift the circulation patterns in a large estuary and change the morphodynamic evolution of the system. Contourite drifts formed by oceanographic contour currents also display a strong influence of Coriolis forces [34]. Akhmetzhanov et al. [35] document a number of striking examples where there are lateral asymmetries of erosion and deposition driven by saline gravity currents in the Gulf of Cadiz and near the Faeroe Bank Channel. In most of the sandy channels that they studied, erosion preferentially occurred on the right-hand side of the mean flow direction, and deposition to the left-hand side, consistent with the shift in velocity maxima sketched in figure 4d.

Direct observational evidence for the influence of Coriolis forces upon the velocity structure of turbidity currents has also been seen in two recent field studies in right- and left-turning channel bends. Observations were made at 41° N of a dense current flowing in a left-turning channel in the Black Sea [27] and at 35° N in a right-turning channel flowing into a large reservoir in the Yellow River [36]. In both cases, the latitude, width, velocity and radius of curvature of the channels are similar. The striking difference is that in the right-turning channel in the Yellow River the Coriolis forces and centrifugal forces oppose one another and the density interface is nearly flat (similar to the second bend in figure 4d), whereas in the left-turning channel bend in the Black Sea the Coriolis forces and centrifugal forces act together to result in a superelevated density interface, similar to the first bend in figure 4d. These observations will be discussed in more detail after reviewing the existing theory of Coriolis forces upon gravity currents.

The development of sinuosity in submarine channels is usually attributed to erosion occurring at the outside bends and deposition occurring near the inside of the bends, so that with time the bend curvature increases [17]. In the absence of strong Coriolis forces, the sediment will be eroded on the outer bank upstream of the bend and deposited on the inner bank downstream of the bend as inner accretion packages [28,37,38]. Subsequent growth of lateral accretion packages (LAPs) on alternating sides of the channel continuously increases their sinuosity. The exact location of the erosion and deposition of sediments is partially set by the secondary (cross-channel) circulation dynamics driven by centrifugal forces, as well as changes in the lateral location of the downstream velocity maximum. In very wide channels, Coriolis forces can also strongly deflect the lateral location of the velocity maximum, change the secondary circulation and will shift the location of erosion and deposition in channelized turbidity currents. Some of these changes in circulation are illustrated in figure 4d, and the following sections will elaborate on how the lateral shift in the velocity maximum by Coriolis forces could provide a mechanism to explain the observed low-sinuosity channels at high latitudes in figure 2a.

3. Modelling the response of gravity currents to Coriolis forces
On the rotating Earth, the Coriolis force acts on any moving object. The magnitude of this acceleration is expressed as the cross product of the horizontal velocity vector with the rotation vector, Inline Formula. The resulting force is always at 90° to the direction of the flow and depends upon the speed of the current and the Coriolis parameter f. The acceleration in the y-direction is du/dt=−fv and in the x-direction dv/dt=fu. As f changes sign between the Northern and Southern Hemispheres, the direction of the Coriolis force also changes with the hemisphere. There is no Coriolis force for a non-moving object (u=v=0) or at the Equator where f=0.

One of the most important consequences of a constant force at right angles to the direction of movement is that, in the absence of friction, objects would follow a circular path [39]. Such a circular trajectory will be completed in a period of 2π/f, which is 17 h at 45° N, and the inertial radius is given by

Display Formula
3.1
When this length scale is smaller than the radius of curvature R of a sinuous channel, Coriolis forces will be larger than centrifugal forces, and Coriolis forces will deflect the velocity core to the right-hand side of a curved channel in the Northern Hemisphere. The length scale Rint decreases with latitude; for example, an object with velocity of 1 m s−1 at 45° N where f∼10−4 s−1 would move in a circle of radius 10 km, at 10° N, Rint∼40 km, while at 60° N, Rint∼8 km. For comparison, the NAMOC at 53–59° N has radius of curvature between 15 and 30 km [13], so that Rint≪R. At low latitudes, it is usually the case that Rint≫R, and hence centrifugal forces would dominate, such as in the sinuous channels of the Amazon where R∼1 km [19].
The cross-channel tilt (dh/dy) of the upper interface of the turbidity current shown in figure 4d can be determined from the momentum balance across the channel as

Display Formula
3.2
where U is the mean downstream velocity [21]. The radius of curvature R is defined as positive when the bend is to the left (looking downstream), so that the force is in the same direction as the Coriolis force in the Northern Hemisphere. Bends turning to the right have negative R. [3]. The slope dh/dy then depends upon the sign of both f and R. The reduced gravity is g′=g(ρ2−ρ1)ρ1, where the gravity current has the density ρ2 and ρ1 is the ambient density of the seawater. Equation (3.2) can also be written in terms of the local channel curvature, as in eqn (2.13) in Imran et al. [17].
Rearranging equation (3.2) gives an equation for the interface slope whereby

Display Formula
3.3
and h is the depth of the gravity current. The difference in height of the interface across the channel is related to the slope as Δh=W dh/dy, which can then be written in terms of the Rossby number and the Froude number Fr as
Display Formula
3.4
In a straight channel there is no centrifugal term (W/R=0), the tilt of the interface will scale as Δh/h=Fr2/RoW. As the influence of friction, density stratification or internal circulation is neglected in this derivation, the above scaling of (3.4) is only approximate. A more general form is
Display Formula
3.5
where the constants A and B are of the order of 1 and must be determined experimentally.
The important parameter Fr2/RoW in (3.4) shows a key difference between a river and a gravity current flowing in the same width channel. For the same velocity, both will experience the same Coriolis forces and hence have the same RoW, but the Froude numbers will be much lower in the river owing to the high density difference between the air and water. Hence, Δh/h owing to either Coriolis or centrifugal forces is generally of orders of magnitude greater for a gravity current in a bend than in a river of the same scale.

In a curved channel, the interface of the gravity current will be flat (dh/dy=0) at the bend apex when Coriolis forces and centrifugal forces balance, which occurs in (3.4) when RoW=−W/R for a bend to the right in the Northern Hemisphere. This condition can be rewritten in terms of a Rossby number defined as

Display Formula
3.6
which is the ratio of centrifugal to Coriolis forces at the bend. RoR will be positive or negative depending upon whether the forces are in the same direction or not. The balance is illustrated in figure 4d, where in the first left-turning bend the interface is superelevated, but in the right-turning bend the interface is flat. RoR could also be defined in terms of the radius of curvature and the inertial radius derived in (3.1) as |RoR|=Rint/R.
In figure 3b, |RoW|<5 could be used as a threshold to suggest when the sinuosity of submarine channels might be strongly influenced by Coriolis forces. Although there is a paucity of data on the radius of curvature of submarine channels, data in Clark & Pickering [1] suggest that a typical range is 1.5<W/R<10. This empirical criterion that low-sinuosity channels always occur when |RoW|<5 is then broadly consistent with the stronger threshold |RoR|<1, whereby a gravity current is strongly influenced by Coriolis forces.

Even flows where |RoR| is of the order of 1 will experience some asymmetry between left- and right-turning bends. The fraction of the total force in a bend that is owing to Coriolis forces is expressed by the ratio

Display Formula
3.7
Without Coriolis forces (|RoR|≫1) this ratio will equal 0. When |RoR|=1, the forces balance and Coriolis accounts for 50% of the total. For |RoR|=3, Coriolis forces are responsible for 25% of the total and only reach 10% when |RoR|=9. Thus for flows where |RoR| is of the order of 1, Coriolis forces will lead to significant asymmetries in interface tilt between successive bends.
In addition to tilting the interface, increasing Coriolis forces will also reduce the downstream velocity of gravity currents. This has been shown in numerous laboratory and oceanographic studies where a geostrophically adjusted gravity current is found to move at slower speeds than a non-rotating current [7,10,40–42]. The theory of Cossu et al. [10] considers the force balance between Coriolis forces, bottom friction and pressure gradient in a 1.5-layer system in a straight rectangular channel of width W, which slopes downwards at angle s to the horizontal. In this case, the momentum equations can be written as

Display Formula
3.8a
and
Display Formula
3.8b
where u and v are the velocity in the along and across-channel directions, νE is the eddy viscosity and h(y) is the thickness of the dense layer. Note that (3.8b) is similar to (3.2) in that the interface slope is a function of the along-channel velocity, but now includes the viscous term that leads to Ekman boundary layers. There is no centrifugal term as they consider a straight channel. These equations are solved in Cossu et al. [10] and a numerical solution is given for the mean downstream geostrophic velocity, which decreases with increasing RoW. They also show that the inclusion of an Ekman boundary layer leads to differences with (3.3) for the values of Δh; and they find Δh/h=1.5 Fr2/RoW, i.e. a value of A=1.5 in (3.5).
4. Laboratory observations of gravity currents
(a) Methods
The use of laboratory experiments is motivated by the difficulty in directly observing episodic turbidity currents that occur at great depth in the ocean. Laboratory models are much smaller than natural channels, so dynamical similarity is achieved by matching the Froude and Rossby numbers. This means that the experimental rotation rate is much faster than the Earth’s rotation in order to achieve the low Rossby numbers typical of large-scale, high-latitude gravity currents. In laboratory experiments, the Reynolds number cannot be matched; instead, researchers aim to have fully turbulent flows with Reynolds number greater than 2000.

Results from experiments with three different channel models were used by Cossu et al. [10] and Cossu & Wells [3] to understand the flow structure, erosion and deposition patterns in submarine channels. In all cases, a dense fluid was pumped into the submerged channel model placed within a rectangular tank (figure 5a). All three channels had a constant, rectangular cross-section of 10 cm but varied in sinuosity between 1, 1.03 and 1.09, as sketched in figure 5b–d. The downstream and across-stream velocity data were recorded in the apex of the left-turning channel bend using a Metflow Ultrasonic Doppler Velocity Profiler and a Nortek Vectrino II Acoustic Doppler Velocimeter. Reynolds numbers were between 2000 and 7000, guaranteeing that the flows were turbulent. The tank was rotated so that Coriolis parameters were between −0.5<f<+0.5 rad s−1. Before the experiment began, the tank had to be spun up for at least 30 min. This represents several Ekman pumping time scales [39], guaranteeing solid body rotation of the water.

Figure 5.
Figure 5. (a) A side view of the experiments; (b–d) planform views of the three channel models used. In channel (c), the sediment thickness was measured in an area of 0.6×0.25 m as shown by the red dashed box. In channel (d), the photographs of sediment deposition are of an area of 0.9×0.4 m, as shown by the red dashed box.

Download figureOpen in new tabDownload PowerPoint
Saline gravity currents were used in many experiments as they serve as a good analogue to low-concentration sediment currents [43]. The non-rotating flows ( f=0 rad s−1, Inline Formula) had a vertically averaged velocity of U=0.052 m s−1 and U=0.04 m s−1 and a mean thickness of h=0.06±0.005 m. The Froude numbers of Fr=0.58±0.2 and Fr=0.52±0.15 and Reynolds numbers of approximately 3000 are similar to comparable experiments with turbulent gravity currents [16,44].

Depositional experiments were performed by Cossu & Wells [25] in the curved channel shown in figure 5d. To monitor depositional patterns, approximately 10 particle-laden flows were conducted using silicon carbide with a mean diameter of 30 μm. The average flow height was 0.04 m and a vertically averaged flow velocity of 0.025 m s−1 yielded a Froude number in the range of Fr=0.25–0.4 and a turbulent flow with a Reynolds number of approximately 2000. The areas of deposition in the channel were identified from photographs taken from a height of 1.5 m above the tank.

Erosional experiments were performed in the sinuous channel shown in figure 5c. In these experiments, saline fluid with density of 1025 kg m−3 was discharged at 1 l s−1 for 180 s to produce a gravity current with a thickness of 9 cm. The mean downstream velocity was 75 mm s−1 so that the Froude numbers were Fr=0.9±0.15 and the flow was turbulent with a Reynolds number of approximately 7000. An erodible bed of thickness of 2±0.5 cm was made with low-density plastic sediment (Opti-Blast Abrasive T-5 Acrylic) with density of 1150–1190 kg m−3 and mean diameter of 400 μm (similar to [44]). Changes in bed thickness were measured with an array of 12 Seatek 2 MHz ultrasonic acoustic transducers mounted on a traversing frame. The spatial locations of erosion and deposition were determined from differences in the topography measured before and after the passage of the saline density current, while the table was rotating.

(b) Results
Coriolis forces lead to a tilt of the upper density interface of a gravity current, as shown in photographs looking upstream in a straight channel (figure 6a–c). For the case without rotation Inline Formula, the density interface is flat (figure 6b), whereas for small values of RoW=±0.83 there is a significant deflection of the density interface (figure 6a,c). The measured secondary across-stream circulation patterns are plotted in figure 6d–f and sketched in 6g–i. In the non-rotating experiment, there is a helicoidal flow with two adjacent flow cells (figure 6e). For strongly rotating flows, the secondary circulation is dominated by Ekman boundary layers in figure 6d–f, for RoW=±2.4 [10].

Figure 6.
Figure 6. Circulation in the straight channel. (a–c) Photographs showing the deflection of the interface for RoW=0.83, Inline Formula (no rotation) and RoW=−0.83. The perspective is looking upstream and hence a deflection to the left-hand side means a deflection to the right-hand side from the downstream perspective. The white lines represent the interface slope based upon an average of many photographs. (d–f) The measured across-stream velocities (looking upstream) for RoW=2.4, Inline Formula and RoW=−2.4. (g–i) A sketch of the sense of circulation for high Northern latitudes, the Equator and high Southern latitudes. (Adapted from [10].)

Download figureOpen in new tabDownload PowerPoint
The mean downstream velocities in the straight channel decrease with increasing rotation rates as the downstream velocity is now controlled by a geostrophic balance between the lateral pressure gradient, Ekman boundary layers and Coriolis forces [10]. The data are plotted in figure 7 against the theory incorporating Ekman dynamics, in terms of the Froude and Rossby numbers. The experiments show that, for all absolute values of the Rossby numbers less than 10, the velocity is significantly reduced. For a given slope and density contrast, the Coriolis parameter plays a strong role in determining the velocity. Thus, the use of only slope and Froude number to estimate the flow dynamics [45] will be limited to turbidity currents with large Rossby numbers.

Figure 7.
Figure 7. The dependence of the Froude number (normalized velocity) upon Rossby number in a straight channel. The values of RoW and Fr are based on the observed mean geostrophic velocity of the gravity current. The solid line shows the Froude number based upon the theoretical geostrophic velocity U, and the dashed line is the non-rotating value. (Adapted from [10].)

Download figureOpen in new tabDownload PowerPoint
Flow structures in a channel bend are shown in figure 8, where the channel model of figure 5d is used. Without rotation, the density interface slopes up towards the outer bend owing to the centrifugal acceleration (figure 8b), similar to Keevil et al. [46] and Straub et al. [16]. When Coriolis and centrifugal forces act together, the tilt of the interface increases (figure 8a), and when they oppose the interface can tilt towards the inner bend (figure 8c). Changes in the density interface (figure 8a–c) correlate with the observed locations of the downstream locus of velocity maximum Umax [25] shown in figure 8d–f. The secondary circulation also changes significantly in figure 8g–i, as described in Cossu & Wells [3].

Figure 8.
Figure 8. (a–c) Photographs of the lateral tilt of the density interface in the bend apex for various RoR. The white lines represent the interface slope based upon an average of many photographs. (d–f) Corresponding distribution of the downstream velocity core in the bend apex. (g–i) Across-stream velocities in the bend apex. All images are looking upstream. (Adapted from [3].)

Download figureOpen in new tabDownload PowerPoint
Observations of the density interface slopes from 32 experiments in a straight and a sinuous channel (with W/R∼0.28) are summarized in figure 9. The interface slopes are calculated from fits to photographic images, as shown by the white lines in figures 6a–c and 8a–c. The main result of figure 9 is that the data for Δh/h plotted against Fr2/RoW for all 32 experiments collapse well to the dashed and solid lines, which have a slope of 1.5. An empirical relationship to data in figure 9 is Δh/h=Fr2(1.5/RoW+3.75 W/R), i.e. coefficients of A=1.5 and B=3.75 in equation (3.5). This scaling is also consistent with a more complex theory including Ekman boundary layers for a straight channel, where Cossu et al. [10] predicted that the interface slope should scale as Δh/h=1.5 Fr2/RoW. These observations in figure 9 are similar to the non-rotating experiments of Straub et al. [16], who also found that the scaling of Komar [21] in equation (3.4) underestimated the observed superelevation at channel bend apices by a factor of 2–3, implying B=2–3.

Figure 9.
Figure 9. Relationship between Fr2/RoW and the lateral tilt of the interface Δh/h for different rotation rates, channel slopes and for sinuous and straight channel sections. In the straight channel, the data collapse to a line where Δh/h=1.5 Fr2/RoW.

Download figureOpen in new tabDownload PowerPoint
Depositional patterns of the sediment-laden and erosional flows are shown in figure 10, for similar Rossby numbers as used for the gravity current experiments in figures 6 and 8. The observed locus of Umax is marked by a dashed line in figure 10a–c and is inferred from seven velocity measurements made 1 cm above the bed. The measurements at the bend apex are shown in figure 8d–f, and additional measurements were made at locations upstream and downstream of the bend apex shown in figure 10a–c. Without rotation (Inline Formula), the locus alternates between left-turning and right-turning bends, as observed in other non-rotating experiments [16,44,46]. However, with low Rossby numbers the location of Umax is now restricted to either the right-hand side or left-hand side of the channel depending upon the sense of rotation.

Figure 10.
Figure 10. (a–c) Location of the locus of maximum velocity is shown by a dashed line, based upon observations made by an acoustic Doppler velocimeter 1 cm above the base at the seven locations shown. (d–f) Photographs of sedimentation areas from suspension-fallout-dominated gravity currents in the channel model. (Adapted from [25].) The grey shades indicate areas of deposition with a thickness of less than 5 mm, and the white shades represent the channel floor, e.g. zones of no deposition. (g–i) Changes in bed thickness after the passage of a saline gravity current (Re∼7000) for a slightly less sinuous channel at similar Rossby numbers. In both images, the dashed line represents the observed locus of the downstream velocity maximum. The channels have the same widths, and the areas of the measurements are sketched in figure 5c,d.

Download figureOpen in new tabDownload PowerPoint
Observations of depositional flows in figure 10d–f show a strong influence of Coriolis forces. For non-rotating depositional currents (large RoR), the flow deposits cover the entire channel (figure 10b), with low-sedimentation areas occurring downstream of the inside of the channel bend [25]. This pattern is in agreement with other non-rotating depositional turbidity currents [16,47] and numerical models [48] where deposition occurs predominantly, where the flow is superelevated and the suspended sediment concentration is the largest. By contrast, for small RoR the sedimentation occurs mainly on either the right-hand side (figure 10d) or left-hand side (figure 10f), where the velocity core is located [25].

There is a consistent shift in the location of erosion with the changes of the Coriolis parameter in figure 10g–i. In the non-rotating experiment of figure 10h, the erosion of sediment is greatest at upstream of the bend on the outer bank and deposition is greatest at downstream of the bend on the inner bank, concurrent with previous laboratory experiments [44,49] and field observations [28,38]. When the Rossby number is small, centrifugal forces become smaller than Coriolis forces and the location of the velocity core is restricted to one side of the channel, leading to erosion predominantly on only one side of the channel (figure 10g,i).

5. Discussion and conclusion
A number of experimental and field observations demonstrate that Coriolis forces are important for the internal flow structure of gravity currents. This is mostly evident in the control of the position of the downstream velocity core, and secondarily in the tilt of the upper density interface and the reduction in speed. Experimental observations with sediments also show that Coriolis forces lead to an asymmetry in the locations of erosion and deposition between the left-hand side and right-hand side of the channels. The lateral location of the velocity maximum is often invoked as the most important flow feature for the evolution of submarine channel systems, with the development of channel sinuosity being tied to a feedback between erosion and channel curvature [5,6]. If Coriolis forces lead to an asymmetry in locations of erosion between left- and right-turning bends and so decouple the location of maximum curvature from maximum erosion, then there may be a reduction in the development of sinuosity in wide high-latitude channel systems. This asymmetry between left- and right-turning channel bends is a possible mechanism to explain the observations of Peakall et al. [4] that less sinuous channels usually occur at high latitude.

The new data in figure 9 compare well with the observations of interface tilt from the left-turning channel in the Black Sea [27] and the right-turning channel in the Yellow River [36]. In the Black Sea channel, W=850 m, U=0.7 m s−1, R=8000 m and f=+0.95×10−4 s−1, so that RoR=+0.87, Row=+8.7 and W/R=0.1. The Froude number was estimated at Fr=0.41, so that Fr2/RoW=0.02. The observed interfacial tilt in the Black Sea is approximately 10–15 m in the 20–25 m deep channel, so that Δh/h∼0.4–0.75, consistent with the experimental results in figure 9 for W/R=0.28, where observations are between 0.4<Δh/h<0.7. In the Yellow River channel, W=500 m, R=−2250 m, f=+0.83×10−4 s−1 and U=0.2–0.3 m s−1, so that RoR=−1.6 to −1.1, RoW=+4.8 to +7.2 and W/R=−0.2. The Froude number was estimated as a supercritical value of 1.06–1.32, so that Fr2/RoW=0.15–0.363. The fact that RoR is close to −1 suggests that the interface in the Yellow River channel is close to the condition described by equation (3.5), where centrifugal and Coriolis forces balance and indeed the interface was observed to be nearly flat at the right-turning bend apex. The difference in interface tilt between the left- and right-turning bends is a striking manifestation of the importance of Coriolis forces in these large-scale flows.

A summary of the deposition and erosional patterns in channel systems is presented in figure 11. When Coriolis forces dominate in depositional suspension fallout flows, the formation of deposition on alternating sides of the channel downstream of bends (as shown in figure 11b) is restricted. Instead, deposition occurs most strongly where the bulk of the flow is located, which is now on the same side both upstream and downstream of bend apices (figure 11a,c). Both the secondary flow field and the tilt of the interface depend upon Coriolis forces, which will promote levee height asymmetries. As pointed out by Amos et al. [44], there is unlikely to be any increase in channel sinuosity for suspension fallout flows. The dashed lines represent the possible evolution of these channels, which might migrate laterally when Coriolis forces are dominant. In figure 11e, we sketch the classic evolution of bedload-dominated flows in submarine channels, in the absence of strong Coriolis forces. Sediment will be eroded on the outer bank upstream of the bend (blue shading) and deposited on the inner bank downstream of the bend as inner accretion packages (red shading). There is a subsequent growth of LAPs on alternating sides of the channel which increases the sinuosity [44], as indicated by the dashed lines in figure 11e. However, when Coriolis forces control bedload-dominated flows, erosion no longer occurs preferentially on the outside of bends, and transport processes suggest little potential for increases in channel sinuosity (figure 11d–f). In addition, there may be a lateral migration of the entire channel system, e.g. to the right-hand side in the Northern Hemisphere and to the left-hand side in the Southern Hemisphere. Most importantly, figure 11d–f represents a conceptual model which suggests that flow asymmetries owing to Coriolis forces change intrachannel deposits. This supports the hypothesis of Peakall et al. [4], who found a good correlation between high-latitude channels and low-sinuosity planform geometries in submarine channels.

Figure 11.
Figure 11. (a–c) A sketch of how deposition patterns change with increases in Coriolis forces for a suspension-fallout-dominated flow. (d–f) A conceptual model of how erosion and depositional patterns could shift with increases in Coriolis forces in a bedload-dominated flow. The possible evolution of the channel boundaries is marked with a dashed line.

Download figureOpen in new tabDownload PowerPoint
While the experimental observations have clearly shown how Coriolis forces lead to a strong asymmetry in the flow between left- and right-turning bends, more work remains to fully test the hypothesis that Coriolis forces are the main control on the observed latitudinal variation of channel sinuosity. One strong test would be to investigate stratigraphic records of channel–levee systems at high latitude with low RoW, and determine whether the evolution of sinuosity is consistent with our sketch in figure 11. Another approach would be to formally take into account the influence of Coriolis forces on deflecting the locus of velocity maximum, so that the lateral migration term ζ(s) is no longer directly coupled to channel curvature for flows with low RoR. Much of the mathematics needed to model the locus of velocity maximum has already been presented by Imran et al. [17], where their non-dimensionalization of the Coriolis parameter is f*=2/RoW. In terms of the influence of Coriolis forces, Imran et al. [17] only discuss how these strongly influence the slope of the density interface. Hence, future work should investigate how the evolution of channel sinuosity depends explicitly upon RoR.

We emphasize that other factors such as slope, sediment type and flow power of gravity currents will have important controls on sinuosity in submarine channels [4,50]. The role of these factors has been further discussed in Peakall et al. [4,51] and Sylvester et al. [52]. Slope shows only a weak influence on global changes in channel meandering in comparison with Coriolis forces [51] and should not be neglected. Sediment and flow type depend not only on climate-driven factors that underline latitudinal variations but also on hinterland geology and tectonics settings [4,53], which in turn are independent of latitude. In conclusion, sediment type and flow variation vary with latitude but it has been suggested that Coriolis forces are the dominant driver for low-sinuosity channels at high latitudes [4,25]. Models similar in form to that described by Imran et al. [17] are fairly idealized. A full descriptive model of how channel sinuosity develops should take into account Coriolis forces, the sediment load, the substrate type, the cross-sectional channel shape and time dependence of the turbidity currents. For example, an advanced model was introduced by Janocko et al. [49] but it still neglects Coriolis effects. Thus, a globally applicable, full descriptive model remains a challenging prospect for the future.

Phần mềm theo dõi dữ liệu động đất- code python

from quakefeeds import QuakeFeed
import folium
from datetime import datetime
from folium.features import DivIcon

feed = QuakeFeed(“4.5”, “week”)

my_map = folium.Map( zoom_start = 13)

for i in range(len(feed)):

“”” Convert the timestamp to UTC time “””
timestamp = round (feed[i][‘properties’][‘time’]/1000)
dt_object = str(datetime.utcfromtimestamp(timestamp))+’ (UTC)’
print(i,feed.event_title(i)+ ‘ at ‘+ dt_object,[feed.location(i)[1],feed.location(i)[0]],feed.magnitude(i),feed.depth(i))

“”” Marks in terms of Pixels units “””
folium.CircleMarker(
radius=1.5**feed.magnitude(i),
location=[feed.location(i)[1],feed.location(i)[0]],
popup=feed.event_title(i)+’ at ‘+ dt_object,
color=’#3186cc’,
fill=True,
).add_to(my_map)

“”” Marks in terms of Meters units”””
folium.Circle(
radius=feed.magnitude(i),
location=[feed.location(i)[1],feed.location(i)[0]],
popup=feed.event_title(i)+’ at ‘+ dt_object,
color=’#3186cc’,
fill=False,
).add_to(my_map)

“”” Add some text to the marker “””
tooltip = feed.event_title(i)+’ at ‘+ dt_object

if (feed.magnitude(i))>5:
color=’red’
else:
color=’green’

“”” A balloon marker “””
folium.Marker([feed.location(i)[1],feed.location(i)[0]] ,
popup=feed.event_title(i)+’ at ‘+ dt_object,
tooltip=tooltip,
icon=folium.Icon(color=(color), icon=’circle’ )#icon=’info-sign’,prefix=’fa’,icon=’circle’
).add_to(my_map)

“”” Add text on the map “””
folium.map.Marker(
[feed.location(i)[1],feed.location(i)[0]] ,
icon=DivIcon(
icon_size=(18,70),
icon_anchor=(9,25),
html='<div style=”font-size: 10pt; color: white;”>%s</div>’ % float(feed.magnitude(i)),
)
).add_to(my_map)
from datetime import date

today = date.today()

direction=”D:/bandodongdat/”
direction1=”C:/Users/Administrator/Desktop/”
filepath=direction+ str(today)
filepath1=direction1+str(today)

“”” Display the map “””
my_map.save(filepath+’.html’)
my_map.save(filepath1+’.html’)

 

Tài liệu Địa chất y học (Địa chất y tế)

Địa chất y tế

(Các) Biên tập viên khách mời: David Alderton

Royal Holloway, Đại học London, Egham, Vương quốc Anh
(Các) Biên tập viên khách mời: Scott A. Elias

Đại học Colorado, Boulder, Hoa Kỳ

trừu tượng

Mối quan hệ giữa địa chất và chữa bệnh đã được người cổ đại công nhận, và địa chất y tế là một môn học phổ biến thu hút các học giả nổi tiếng, được đào tạo thành bác sĩ, từ cuối thế kỷ 18 đến giữa thế kỷ 19. Việc chấp nhận lý thuyết vi trùng vào khoảng năm 1850 như một nhân tố chính trong sức khỏe con người đã chuyển sự chú ý sang các vi sinh vật dẫn đến một thời kỳ không hoạt động đối với địa chất y tế. Tuy nhiên, kể từ những năm 1950 với sự ra đời của các kỹ thuật phân tích chính xác và chính xác, được hỗ trợ bởi máy tính nhanh, các nhà địa hóa đã có thể thiết lập mối liên hệ giữa môi trường địa chất và tỷ lệ mắc bệnh trong quần thể. Địa chất y tế trải qua một sự hồi sinh vào khoảng những năm 1960, dẫn đến việc thành lập các tổ chức địa chất y tế chuyên nghiệp, các khóa học chuyên ngành tại các trường đại học và cao đẳng, các hội nghị quốc gia và quốc tế, xuất bản sách giáo khoa, tạp chí và atlases. Bài báo này trình bày một đánh giá lịch sử về địa chất y tế, sự phát triển, phạm vi và triển vọng trong tương lai của nó. Các nguyên tắc cơ bản của địa chất y tế được mô tả và trình bày các ví dụ về các nguyên tố vi lượng khác nhau đối với sức khỏe con người và động vật. Vai trò của đất sét trong việc chữa bệnh và ăn phải đất sét của con người và động vật được xem xét. Các vấn đề sức khỏe gia tăng liên quan đến biến đổi khí hậu và ô nhiễm không khí do bụi và các vật liệu khác cũng như tác động của chúng đối với sức khỏe con người và sinh thái được thảo luận. Cuối cùng, các lĩnh vực cơ hội nghiên cứu đa ngành cho các nhà địa chất y tế và sự hợp tác với các nhà khoa học sức khỏe, xã hội và hành vi khác được xác định. Các nguyên tắc cơ bản của địa chất y tế được mô tả và trình bày các ví dụ về các nguyên tố vi lượng khác nhau đối với sức khỏe con người và động vật. Vai trò của đất sét trong việc chữa bệnh và ăn phải đất sét của con người và động vật được xem xét. Các vấn đề sức khỏe gia tăng liên quan đến biến đổi khí hậu và ô nhiễm không khí do bụi và các vật liệu khác cũng như tác động của chúng đối với sức khỏe con người và sinh thái được thảo luận. Cuối cùng, các lĩnh vực cơ hội nghiên cứu đa ngành cho các nhà địa chất y tế và sự hợp tác với các nhà khoa học sức khỏe, xã hội và hành vi khác được xác định. Các nguyên tắc cơ bản của địa chất y tế được mô tả và trình bày các ví dụ về các nguyên tố vi lượng khác nhau đối với sức khỏe con người và động vật. Vai trò của đất sét trong việc chữa bệnh và ăn phải đất sét của con người và động vật được xem xét. Các vấn đề sức khỏe gia tăng liên quan đến biến đổi khí hậu và ô nhiễm không khí do bụi và các vật liệu khác cũng như tác động của chúng đối với sức khỏe con người và sinh thái được thảo luận. Cuối cùng, các lĩnh vực cơ hội nghiên cứu đa ngành cho các nhà địa chất y tế và sự hợp tác với các nhà khoa học sức khỏe, xã hội và hành vi khác được xác định. Các vấn đề sức khỏe gia tăng liên quan đến biến đổi khí hậu và ô nhiễm không khí do bụi và các vật liệu khác cũng như tác động của chúng đối với sức khỏe con người và sinh thái được thảo luận. Cuối cùng, các lĩnh vực cơ hội nghiên cứu đa ngành cho các nhà địa chất y tế và sự hợp tác với các nhà khoa học sức khỏe, xã hội và hành vi khác được xác định. Các vấn đề sức khỏe gia tăng liên quan đến biến đổi khí hậu và ô nhiễm không khí do bụi và các vật liệu khác cũng như tác động của chúng đối với sức khỏe con người và sinh thái được thảo luận. Cuối cùng, các lĩnh vực cơ hội nghiên cứu đa ngành cho các nhà địa chất y tế và sự hợp tác với các nhà khoa học sức khỏe, xã hội và hành vi khác được xác định.

Từ khóa: Ô nhiễm không khí, Asen, Liệu pháp cân bằng, Biến đổi khí hậu, COVID-19, Định nghĩa, Bụi, Flo, Địa chất và sức khỏe, Địa chất, Bệnh truyền nhiễm, Chì, Địa chất y tế, Lịch sử địa chất y tế, Nhà vật lý-địa chất, Phạm vi và triển vọng, Các yếu tố dấu vết

Giới thiệu

Sức khỏe và hạnh phúc của loài người gắn liền với chất lượng không khí, nước và đất, tất cả đều bị ảnh hưởng bởi địa chất khu vực và địa phương nơi dân cư sinh sống. Nguồn gốc cuối cùng của tất cả các nguyên tố hóa học là đá của Trái đất: lớp ngoài cùng của trái đất, được gọi là vỏ, cung cấp tất cả các chất dinh dưỡng. Quá trình phong hóa dẫn đến sự phá vỡ và phân hủy dần dần của đá thành các khoáng chất cấu thành của nó, và cuối cùng thành các nguyên tố khác nhau được thải ra môi trường để cung cấp các chất dinh dưỡng quan trọng nhưng đôi khi là các chất độc hại. Quá trình địa chất phức tạp và chậm chạp này phụ thuộc vào khí hậu của khu vực, bản chất của đá và sự hiện diện hay vắng mặt của quần xã sinh vật. Theo nguyên tắc chung, tốc độ phong hóa nhanh hơn ở các vùng khí hậu ấm và ẩm với các quần xã sinh vật phát triển mạnh, và chậm nhất ở những vùng lạnh không có hoặc thưa thớt quần thể sinh vật. Ngoài ra, các quá trình địa chất tự nhiên, chẳng hạn như bão bụi, núi lửa phun trào và động đất, có thể giải phóng một lượng lớn bụi chứa nhiều khoáng chất, các nguyên tố và hợp chất hóa học độc hại khác nhau và các hạt thô vào khí quyển dẫn đến chất lượng không khí kém và thường nguy hiểm.

Mức độ phổ biến của các chất dinh dưỡng khoáng trong nước và đất của một khu vực, sự dư thừa hoặc thiếu hụt của chúng, cũng được kiểm soát trực tiếp bởi địa chất địa phương. Các vật liệu và quá trình địa chất không chỉ ảnh hưởng đến sức khỏe con người mà còn ảnh hưởng đến thực vật và động vật; và trong một bối cảnh rộng hơn, tất cả các thành phần không sống của môi trường. Gần đây, một thuật ngữ mới về sức khỏe hành tinhđã và đang đạt được tiền tệ, nhấn mạnh rằng một hành tinh khỏe mạnh là điều cần thiết cho sức khỏe và hạnh phúc của con người. Sự suy thoái đáng báo động của các hệ thống hỗ trợ sự sống tự nhiên — nước không khí, quần thể sinh vật và đất trong suốt 200 năm qua, những điều tương tự chưa từng xảy ra trong lịch sử 4,6 tỷ năm của Trái đất, đã là động lực thúc đẩy sự dịch chuyển sức khỏe hành tinh. Lo ngại về chất lượng xuống cấp của các hệ thống tự nhiên trên trái đất và những hậu quả sâu rộng của nó đối với sức khỏe con người và hệ sinh thái, khái niệm mới nổi về sức khỏe hành tinh nhấn mạnh: …… “ sức khỏe con người và nền văn minh của con người phụ thuộc vào các hệ thống tự nhiên phát triển và sự quản lý khôn ngoan của các hệ thống tự nhiên đó ”(  ).

Tầm quan trọng của các vật liệu địa chất, đặc biệt là khoáng chất, như tác nhân chữa bệnh đã được công nhận từ thời cổ đại. Người Trung Quốc và Ấn Độ cổ đại đã sử dụng khoáng chất để chữa bệnh từ 3000 năm trước Công nguyên. Hệ thống Ayurvedic của y học Ấn Độ sử dụng các khoáng chất, chẳng hạn như chu sa (HgS), galena (PbS) và thực vật (As 4 S 4 ), cùng với các nguyên tố hóa học như Au, Ag, Fe và Zn, thường được kết hợp với các loại thảo mộc, trong các chế phẩm thuốc. Một dược lý sơ khai của Trung Quốc bao gồm việc sử dụng arsenolite (As 2 O 3 ), ngọc trai (CaCO 3 ), và chu sa (HgS) được sử dụng để điều trị các bệnh khác nhau. Người Assyria và Babylon được cho là đã sử dụng phèn KAl (SO 4 ) 2 . 12H 2O, bitum, và các vật liệu tự nhiên khác để chữa bệnh. Người Ai Cập cổ đại (1600 TCN) sử dụng nhựa đường, đồng, sắt, chì, kali nitrat (KNO 3 ) và natri cacbonat (Na 2 CO 3 ) cho mục đích y học. Người Hy Lạp và Maya cũng được biết là đã sử dụng nhiều khoáng chất trong các đơn thuốc y tế, tương ứng khoảng 400 năm trước Công nguyên và năm 800 sau Công nguyên. Y học Hồi giáo phát triển mạnh mẽ giữa thế kỷ 8 và 14. Một số học giả Ả Rập đã có những đóng góp có giá trị cho y học, nổi bật là Rhazes (865–925), Abulcasis (936–1013), và Avicenna (980–1037). Rhazes (tên tiếng Ả Rập: Abūbakr Mohammad Zakariyyā Rāzī), là một nhà giả kim, bác sĩ và nhà triết học đến từ Rayy gần Tehran thuộc Iran ngày nay. Tác phẩm nổi tiếng nhất của ông, Kitab al-Hawi fi al-Tibb(Sách Y học Toàn diện), gồm 23 tập, được dịch sang tiếng Latinh vào thế kỷ 13. Bản dịch tiếng Latinh có tựa đề Liber Continens , và ấn bản đầu tiên, xuất bản tại Brescia, Ý, năm 1486, là cuốn sách lớn nhất và nặng nhất được in trước năm 1501. Trong đó, Rhazes mô tả nhiều công thức thuốc sử dụng các vật liệu địa chất, chẳng hạn như phèn chua, muối, vàng. , và thủy ngân để điều trị các tình trạng y tế khác nhau. Abulcasis (Abū al-Qāsim trong tiếng Ả Rập), một bác sĩ Ả Rập nổi tiếng, sống gần Cordoba ở Tây Ban Nha. Tác phẩm nổi tiếng gồm 30 tập của ông, Kitab al-Tasrif , bao gồm một loạt các chủ đề y tế, với tập thứ 28 đề cập đến dược phẩmvà kỹ thuật dược phẩm. Nó cung cấp các công thức và giải thích cách điều chế “đơn giản” (từng loại thực vật, khoáng chất hoặc sản phẩm động vật) để trộn các loại thuốc phức tạp ở dạng thuốc mỡ, xi-rô, bột hoặc viên nén. Vào thế kỷ 11, thầy thuốc Ả Rập vĩ đại Avicenna (Ibn Sina), đã viết hai cuốn sách nổi tiếng: Kitab al-Shifa (Sách chữa bệnh) và Qanun-fi-Tibb ( Quyển y học). Sau này được dịch sang tiếng Latinh vào thế kỷ 12 và được sử dụng như một văn bản có thẩm quyền trong các trường y khoa châu Âu cho đến thế kỷ 17. Sách 5 tập về chữa bệnh— Canon of Medicine—Nhấn mạnh ảnh hưởng của các yếu tố môi trường về độ ẩm và nhiệt độ đối với bệnh tật. Tập II của cuốn sách bao gồm danh sách 760 loại thuốc có nguồn gốc từ thực vật, nguyên tố hóa học và khoáng chất để điều trị các bệnh khác nhau và trong Tập IV, Avicenna đã phác thảo lý thuyết lây truyền của mình và đề cập rằng con người có thể truyền bệnh cho người khác qua đường thở và thảo luận lây lan bệnh qua nước và đất (  ). Tài khoản chi tiết về những hiểu biết cổ xưa về địa chất và sức khỏe có sẵn trong  .

Mặc dù vai trò quan trọng của nó đối với sức khỏe và hạnh phúc của con người, ý nghĩa đầy đủ của các yếu tố địa chất đối với sức khỏe sinh thái đã không được công nhận cho đến gần đây. Tuy nhiên, các học giả và nhà y học cổ đại đã nhận thức được mối quan hệ này. Thật vậy, cách đây 2500 năm, Hippocrates (~ 400 năm trước Công nguyên) trong chuyên luận Trên đường bay , Vùng nước và Địa điểm , đã nhấn mạnh ảnh hưởng của môi trường vật chất đối với sức khỏe con người:

“Nếu bạn muốn tìm hiểu về sức khỏe của một cộng đồng dân cư, hãy xem không khí họ hít thở, nước họ uống và nơi họ sống”.

 

Văn bản của ông có lẽ là tác phẩm đầu tiên ghi nhận các đặc điểm không lành mạnh của đầm lầy, nơi được biết đến là nơi sinh sản của các bệnh truyền qua nước, chẳng hạn như bệnh sốt rét. Nghiên cứu về chất lượng nước, ông mô tả vùng nước xấu là:

“Những vùng nước như vậy là đầm lầy, tù đọng và thuộc về các hồ, nhất thiết phải nóng vào mùa hè, đặc và có mùi nặng, vì chúng không có dòng chảy; nhưng được cung cấp liên tục bởi nước mưa… Những vùng nước như vậy tôi cho là không tốt cho mọi mục đích ”.

 

Sau đó, Galen (129–210 / 216 SCN), một bác sĩ, bác sĩ phẫu thuật và triết gia người Hy Lạp ở Đế chế La Mã, đã nhắc lại khía cạnh này:

“… Họ nói người thầy thuốc phải am hiểu về không khí, vùng biển, địa phương, nghề nghiệp, thức ăn, thức uống và phong tục tập quán để có thể… phát hiện ra nguyên nhân của mọi bệnh tật.”

 

Tiến hóa lịch sử

Sinh viên địa chất y tế trong những thập kỷ gần đây đã phải đối mặt với những thuật ngữ khó hiểu được sử dụng cho lĩnh vực mới nổi này. Để làm rõ sự nhầm lẫn và thấu hiểu mối quan hệ giữa địa chất và sức khỏe, quan điểm lịch sử là hữu ích.

Ngay từ thế kỷ 18, các nhà địa lý và bác sĩ đã làm việc cùng nhau và sử dụng bản đồ để điều tra sự phân bố không gian và tỷ lệ mắc bệnh để kiểm soát sự lây lan của nó. Các bác sĩ ở Châu Âu và Hoa Kỳ đã có những đóng góp đáng kể cho lĩnh vực y sinh học này. Vào đầu thế kỷ 19, Daniel Drake, một bác sĩ hành nghề ở Cleveland, Ohio, đã viết một chuyên luận 2 tập có tựa đề Những căn bệnh chính của Thung lũng Nội địa Bắc Mỹ . Ông phỏng đoán rằng bệnh tật chịu ảnh hưởng của khí hậu, địa phương và xã hội. Drake cũng nhấn mạnh tầm quan trọng của đá và đất trong việc gây bệnh, thiết lập mối liên hệ giữa các loại đá khác nhau – đá thạch anh và đá vôi – đối với bệnh tật và hạnh phúc của một quần thể (  ).

Ảnh hưởng lan rộng của  thuyết ảo giác — không khí xấu gây bệnh — có thể là lý do cho sự hợp tác chặt chẽ giữa các nhà khoa học về trái đất và sức khoẻ. Sau đó, sau cuộc điều tra chi tiết của John Snow về nguyên nhân gây ra bệnh tả ở quận Soho của London vào năm 1854, và xác nhận vi trùnglý thuyết, sự hợp tác giữa y học và địa lý dần dần suy giảm khi các thầy thuốc chuyển trọng tâm từ môi trường vật chất sang vi trùng là nguyên nhân hàng đầu gây ra bệnh tật. Tuy nhiên, những tiến bộ gần đây trong công nghệ viễn thám và GIS đã hồi sinh địa lý y tế, tạo điều kiện thuận lợi cho việc giám sát các bệnh truyền nhiễm do véc tơ gây ra, chẳng hạn như Ebola, sốt xuất huyết, zika, COVID-19 và các bệnh lây truyền từ động vật khác. Các cơ sở dữ liệu có giá trị liên quan đến sức khỏe, chẳng hạn như loạt bản đồ về sức khỏe dân số Hoa Kỳ do Trung tâm Kiểm soát Dịch bệnh (CDC) tạo ra, loạt cơ sở dữ liệu về chăm sóc sức khỏe ở Dartmouth và những cơ sở khác kết hợp thông tin y tế với GIS để cung cấp các bản đồ tương tác có giá trị có thể được sử dụng bởi giáo dân và các nhà nghiên cứu.

Mặc dù thuật ngữ địa chất y tế đã được đề xuất vào những năm 1990, nhưng điều thú vị là nó đã được sử dụng bởi một bác sĩ ẩn danh người Anh, người đã tiên đoán chính xác địa chất y tế xuất hiện như một ngành khoa học, gần 200 năm trước. Viết trên Tạp chí Khoa học và Nghệ thuật Hoa Kỳ , bác sĩ viết:

“Địa chất y tế – Vào một ngày nào đó trong tương lai, tôi chắc chắn rằng chúng ta sẽ khám phá ra rằng có một ngành khoa học như địa chất y tế, viz. rằng một số tầng lớp nhất định, là nền tảng cho sự sinh sống của con người, có trách nhiệm bị ảnh hưởng bởi một số nguyên nhân gây bệnh hơn những nguyên nhân khác, và chúng ta có thể không chỉ biết thực tế mà còn xác định nguyên nhân và cách khắc phục. Quận Norfolk [Vương quốc Anh] từ lâu đã nổi tiếng hoặc khét tiếng với số lượng bệnh nhân bị ảnh hưởng bởi đá đáng kinh ngạc, cho đến nay vẫn chưa có gì được thực hiện để điều tra nguyên nhân. Tôi đã bị thuyết phục từ lâu, trái đất chứa trong mình những tác nhân được định sẵn để ảnh hưởng đến những thay đổi trong tương lai của bề mặt rắn và cả khí quyển. Dịch bệnh và động đất cùng thống trị,

 ).

 

Y học với tư cách là nhà địa chất

Xem xét tính nghiêm ngặt của giáo dục y tế hiện đại và sự phức tạp của việc cân bằng giữa kiến ​​thức lý thuyết, đào tạo lâm sàng và năng lực cần thiết để thực hành y học, thật khó tin rằng khoảng 200 năm trước đây người ta có thể hành nghề y mà không cần theo học trường y. Một người được giáo dục với hiểu biết cơ bản về các chất chữa bệnh tự nhiên, chẳng hạn như thực vật và khoáng chất, có thể trở thành một bác sĩ. Trên thực tế, các thầy thuốc ở châu Âu cho đến cuối thế kỷ 18 là những “quý ông uyên bác” đã có được những kỹ năng thực hành hiệu quả để hành nghề y. Mặc dù các trường y khoa đầu tiên ở Hoa Kỳ được thành lập vào những năm 1760, hầu hết các bác sĩ đều hành nghề y sau thời gian học việc 3–4 năm với một bác sĩ có uy tín ( ). Giáo dục đại học trước khi nhập học vào một trường y khoa đã trở thành một yêu cầu ở châu Âu trong thập kỷ cuối cùng của thế kỷ 19. Ở Hoa Kỳ cũng vậy, cho đến giữa thế kỷ 19, giáo dục chính quy tại một trường cao đẳng là không bắt buộc và một thời gian học nghề mở rộng là tất cả những gì mà người ta cần để giáo dục y tế để hành nghề y. Năm 1895, Trường Y khoa Chicago (nay là một phần của Đại học Northwestern) đã đưa việc học đại học trở thành một yêu cầu để được nhận vào trường y của mình. Sau đó, vào năm 1898, Đại học Johns Hopkins yêu cầu tất cả các ứng viên vào trường y phải có bằng cử nhân. Đại học Harvard năm 1901 cũng yêu cầu bằng đại học để nhập học trường y.

Địa chất y tế đại diện cho sự tái xuất hiện của một ngành nghề đã gắn bó với các nhà y học từ thế kỷ 17 cho đến giữa thế kỷ 19. Như đã phổ biến trong thời kỳ này, giáo dục y tế yêu cầu các nghiên cứu lý thuyết bao gồm tiếng Latinh và ba ngành chính: tôn giáo, luật và khoa học tự nhiên, sau này bao gồm triết học, địa chất, khoáng vật học và thực vật học. Nhiều bác sĩ nhận thấy địa chất học được kích thích hơn về mặt trí tuệ và chuyển mối quan tâm và sự nghiệp của họ sang lĩnh vực địa chất để trở thành những nhà địa chất nổi tiếng. Danh sách một phần các nhà địa chất nổi tiếng, những người ban đầu được đào tạo như một bác sĩ được trình bày trongBảng 1 .

Bảng 1

Các nhà địa chất nổi tiếng được đào tạo thành thầy thuốc.

Tên Giai đoạn = Stage Quốc gia Đóng góp địa chất
1. James Hutton, MD 1726–1797 Vương quốc Anh Nhận MD vào năm 1749, đã viết một luận án có tiêu đề Về sự tuần hoàn của máu. Thực hành y học một thời gian ngắn sau đó làm nông nghiệp ở Cao nguyên Scotland, nghiên cứu địa chất của khu vực. Viết Lý thuyết về Trái đất vào năm 1795, đặt ra các nguyên tắc cơ bản của địa chất.
2. William Babington, MD 1756–1833 Vương quốc Anh Nhận MD vào năm 1795. Được cấp phép Một Hệ thống Khoáng học Mới (1799). Là người có công trong việc thành lập Hiệp hội Địa chất Luân Đôn vào năm 1807, giữ chức Chủ tịch (1822–24).
3. William Hyde Wollaston, MD 1766–1828 Vương quốc Anh Làm việc như một bác sĩ trong một thời gian ngắn, dành thời gian của mình để nghiên cứu về khoáng vật học và hóa học. Phát minh ra phương pháp điều chế Pt tinh khiết; người phát hiện ra các nguyên tố Pd và Rh. Từng là Chủ tịch Hiệp hội Hoàng gia London (1820). Huân chương Wollaston, giải thưởng cao nhất trong lĩnh vực địa chất được Hiệp hội Địa chất London trao tặng hàng năm để vinh danh ông.
4. John Jeremiah Bigsby, MD 1792–1881 Vương quốc Anh Đã nghiên cứu địa chất của thung lũng St. Lawrence đến rìa phía tây của Hồ Superior; xuất bản nhiều bài báo. Thành lập Huân chương Bigsby tại Hiệp hội Địa chất Luân Đôn cho công trình xuất sắc trong lĩnh vực địa chất cho một người không quá 45 tuổi. Thành viên của Hiệp hội Địa chất Hoa Kỳ (1810).
5. James Parkinson, MD 1755–1824 Vương quốc Anh Bác sĩ và nhà cổ sinh vật học; đã viết cuốn sách 3 tập Hữu cơ của một cựu thế giới. Thành viên sáng lập của Hiệp hội Địa chất London. (Bệnh Parkinson được đặt theo tên của anh ấy, mặc dù anh ấy không bị nó).
6. Gerard Troost, MD 1776–1850 Hoa Kỳ Nhà địa chất bang Tennessee (1831–47); giáo sư hóa học, địa chất và khoáng vật học, Đại học Nashville; Chủ tịch, Viện Hàn lâm Khoa học Tự nhiên.
7. Benjamin Silliman, Sr; MD 1779–1864 Hoa Kỳ Giáo sư hóa học và địa chất tại Yale. Giáo sư Silliman tại Yale được đặt theo tên của ông.
8. William Byrd Powell, MD 1799–1867 Hoa Kỳ Nhà địa chất học bang Arkansas. Giáo sư Địa chất Y tế ở Kentucky.
9. Robert Peter, MD 1805–1894 Hoa Kỳ Giáo sư hóa học tại Trường Y Kentucky. Đã viết Mối quan hệ của các dạng bệnh tật với các thành tạo địa chất của khu vực.
10. Henry King, MD 1805–1863? Hoa Kỳ Thực hiện công việc địa chất rộng rãi ở Missouri; Thành viên địa chất của AAAS (1848–54).
11. Louis (JLR) Agassiz, MD 1807–1873 Hoa Kỳ Người sáng lập lý thuyết Thời đại băng hà; giáo sư Địa chất tại Harvard.
12. Ferdinand Vandevere Hayden, MD 1829–1887 Hoa Kỳ Nhà thám hiểm vĩ đại của Cục Khảo sát Địa chất Hoa Kỳ. Giáo sư địa chất và khoáng vật học, Đại học Pennsylvania.

Tái xuất hiện của địa chất y tế

Thuật ngữ geomedicine , đã được nhiều nhà nghiên cứu sử dụng rộng rãi, đặc biệt là J. Lag của Cơ quan Khảo sát Địa chất Na Uy (NGU), người đã biên tập một cuốn sách lớn về chủ đề này ( ), là một trong hai cái tên được xem xét cho chuyên ngành phụ mới nổi. Nhưng nó không được ưa chuộng bởi vì geomedicine bao hàm một chuyên ngành phụ của y học, chẳng hạn như y học gia đình, y học hạt nhân, v.v. Vì vậy, thuật ngữ địa chất y tế, được đề cập lần đầu tiên vào năm 1834 bởi một bác sĩ ẩn danh người Anh (xem phần trích dẫn ở trên), đã chính thức được chấp nhận. 163 năm sau vào năm 1997 tại cuộc họp của nhóm công tác địa chất y tế tại Hội nghị chuyên đề quốc tế lần thứ 4 về Địa hóa Môi trường được tổ chức tại Vail, Colorado, Hoa Kỳ. Giáo sư O. Selinus, với tư cách là thành viên của Ủy ban Khoa học Địa chất Quy hoạch Môi trường (COGEOENVIRONMENT) thuộc Liên minh Khoa học Địa chất Quốc tế (IUGS), trước đó (năm 1996) đã đề xuất ý tưởng thành lập một nhóm công tác về địa chất y tế. IUGS chấp nhận đề xuất và chỉ định Selinus làm chủ tịch nhóm công tác. Nhóm làm việc tại Vail đã chính thức sử dụng chức danh Địa chất y tế tại một cuộc họp với một số nhà khoa học địa chất, chuyên gia y tế công cộng và các nhà khoa học y tế. Mọi người hoàn toàn đồng ý rằng thuật ngữ geomedicine không phải là tên thích hợp để mô tả ngành này vì cái tên này không được cộng đồng y tế và sức khỏe cộng đồng coi là có thể áp dụng và phù hợp với nghề nghiệp của họ ( ).

Định nghĩa địa chất y tế

Hiệp hội Địa chất Y tế Quốc tế (IMGA) định nghĩa địa chất y tế là… “ngành khoa học giải quyết mối quan hệ giữa các yếu tố địa chất và các vấn đề sức khỏe ở người, động vật và thực vật”. Đây là một định nghĩa rộng có phần hạn chế theo nghĩa nó không đề cập đến các thành phần phi sinh vật của môi trường, chẳng hạn như không khí, nước và đất, tất cả đều rất quan trọng đối với sức khỏe và bệnh tật. Một định nghĩa toàn diện hơn đã được đề xuất bởi Bunnell, người đã định nghĩa địa chất y tế là một… .. “ngành khoa học xem xét các tác động mà vật liệu và quy trình địa chất có đối với sức khỏe con người và hệ sinh thái…” và nói thêm rằng… .. “bao gồm cả tự nhiên và nhân tạo nguồn gốc của các vấn đề sức khỏe tiềm ẩn… ”( ). Nhận thức được sự cần thiết phải nhấn mạnh đến biến đổi khí hậu toàn cầu và những hậu quả sâu rộng của nó đối với sức khỏe con người và hệ sinh thái, cũng như vai trò quan trọng của địa chất y tế trong việc giảm thiểu các tác động tiêu cực của nó đối với sức khỏe cộng đồng và bảo vệ hệ sinh thái, một sửa đổi nhỏ sau đó đã được đề xuất để xác định địa chất y tế như…. “khoa học giải quyết ảnh hưởng của các yếu tố nhân sinh và địa chất đối với sức khỏe con người và sinh thái” (  ).

Phạm vi địa chất y tế

Địa chất y tế hiện đại đại diện cho một khoa học đa ngành, giao thoa giữa trái đất, sức khỏe và khoa học đời sống. Nó bao gồm một loạt các môi trường hóa học, sinh học và vật lý ở quy mô mở rộng từ vi mô (ví dụ: liên quan đến các nghiên cứu về vi khuẩn hoặc hóa chất riêng lẻ trong các mẫu mô) đến toàn cầu (ví dụ: kiểm tra nguồn gốc của các vật liệu hạt sinh ra từ khí quyển và các mầm bệnh được vận chuyển bởi những cơn bão bụi liên lục địa). Những lĩnh vực mới đầy thách thức và thú vị đang mở ra mỗi ngày, mang đến cơ hội vô hạn cho các nhà địa chất y tế để có những đóng góp quý giá cho việc bảo vệ sức khỏe con người và sinh thái. Ví dụ, kiểm soát các yếu tố địa chất đối với (i) tỷ lệ mắc bệnh tim mạch và Alzheimer, rối loạn thần kinh do mất cân bằng các nguyên tố vi lượng; (ii) đặc tính kháng sinh của khoáng sét; (iii) nồng độ lithi trong nước uống và xu hướng tự tử; (iv) giám sát và giảm thiểu dịch bệnh lây truyền từ động vật sang người và các bệnh khác do biến đổi khí hậu gây ra; và (v) kiểm soát tỷ lệ tử vong và bệnh tật liên quan đến ô nhiễm. Vai trò mở rộng của các nhà địa chất y tế trong việc quản lý hiệu quả sức khỏe toàn cầu cũng được hình dung trong các nhóm và ủy ban đa ngành phụ trách phổ biến thông tin, khoa học công dân, giáo dục công và hoạch định chính sách.

Vật liệu và quy trình địa chất

Các nguyên tố và hợp chất hóa học có nguồn gốc từ các vật liệu và quá trình địa chất ảnh hưởng đến chất lượng nước và sự sẵn có của các nguyên tố hóa học chính và phụ (chất dinh dưỡng) trong đất để hỗ trợ đời sống thực vật và duy trì nông nghiệp. Các quá trình địa chất nguy hiểm, chẳng hạn như lũ lụt, lở đất, động đất và các hoạt động núi lửa huy động các nguyên tố và hợp chất hóa học vào môi trường có thể tạo ra các tác động có lợi và có hại đối với tất cả các dạng sống. Nói cách khác, địa chất đóng một vai trò quan trọng đối với sức khỏe và hạnh phúc của con người, thực vật và động vật.

Tất cả các nguyên tố hóa học tự nhiên đều có nguồn gốc từ đá. Lớp trên cùng của Trái đất, được gọi là lớp vỏ, là một lớp tương đối mỏng (5–40 km) gồm các đá cứng, giòn tiếp xúc với khí quyển. Tùy thuộc vào vị trí trên bề mặt Trái đất và khí hậu, đá của lớp vỏ liên tục chịu một loạt các phản ứng vật lý, hóa học và sinh hóa phức tạp được gọi là phong hóa.. Sự tương tác này dẫn đến sự phân hủy đá thành các hạt khoáng chất rời rạc, kèm theo đó là sự giải phóng các nguyên tố và hợp chất khác nhau vào môi trường. Các quá trình địa chất liên quan đến hoạt động của gió, nước và băng mang các nguyên tố và hợp chất được giải phóng trong quá trình phong hóa từ địa điểm này sang địa điểm khác. Các quá trình xói mòn, vận chuyển và bồi tụ dẫn đến tích tụ các vật liệu địa chất tại một vị trí mới. Nó cũng dẫn đến thừa hoặc thiếu các nguyên tố và hợp chất hóa học tại các địa điểm khác nhau trên Trái đất, cả hai đều rất quan trọng từ khía cạnh sức khỏe (xem phần “ Các nguyên tố hóa học và sức khỏe ” để biết thêm chi tiết).

Các quá trình địa chất quy mô lớn khác, chẳng hạn như phun trào núi lửa, có thể giải phóng một lượng lớn chất rắn độc hại, axit độc hại, khí và sol khí vào bầu khí quyển mà không có bất kỳ cảnh báo nào, khiến con người tiếp xúc với các chất nguy hiểm và thường là chết người. Núi lửa Laki ở Iceland, phun trào liên tục trong 8 tháng từ tháng 6 năm 1783 đến tháng 2 năm 1784, ước tính đã tạo ra 120 tấn (MT) SO 2, 15,1 tấn HF và 6,8 tấn HCl vào khí quyển. Những vật liệu có tính axit này đã mang đến sự tàn phá quy mô lớn, bao gồm 10.000 người chết do “nạn đói sương mù” gây ra bởi sự tồn tại dai dẳng của axit độc hại gây ra thiệt hại quy mô lớn cho mùa màng và thiệt hại lớn về gia súc, xóa sổ 50% số gia súc và ngựa trên đảo , và 80% cừu. Tương tự, vụ phun trào tháng 6 năm 1991 của Mt. Pinatubo ở Philippines đã phát hành 20 triệu tấn SO 2 , 800,00 tấn Zn, 600.000 tấn Cu, 550,00 tấn Cr, 100.000 tấn Pb, 30.000 tấn Ni, 10.000 tấn As, 1000 tấn Cd và 800 tấn Hg. Một số kim loại nặng và khí có độc tính cao và có khả năng gây ra các vấn đề sức khỏe nghiêm trọng, bao gồm cả ung thư.

Hoàn lưu tầng bình lưu toàn cầu, được gọi là “Dòng phản lực”, vận chuyển một lượng lớn các hạt bụi, thường chứa mầm bệnh, đi hàng nghìn km qua các lục địa và đại dương, khiến các quần thể ở xa tiếp xúc với các chất độc hại. Động đất mạnh từ M 5,0 trở lên dẫn đến sụp đổ các tòa nhà và công trình kiến ​​trúc, tạo ra các vật liệu dạng bụi mịn chứa nhiều chất độc hại. Các hạt mịn có thể lơ lửng trong không khí trong một thời gian đáng kể để xâm nhập vào các cơ thể sống, bao gồm cả con người, qua đường hô hấp và / hoặc nuốt phải. Các trường hợp bị thương và tử vong liên quan đến động đất đã được báo cáo rộng rãi, nhưng các vấn đề sức khỏe cũng do hít phải bụi. Một ví dụ thú vị là tỷ lệ mắc bệnh coccidioidomycosis (hay sốt thung lũng) cao sau ngày 17 tháng 1 năm 1994, M 6. 7 trận động đất Northridge ở nam California. Các cú sốc lớn và sau cú sốc đã gây ra hơn 11.000 vụ lở đất, cuốn đất và làm cho các động vật chân đốt bị nhổ và bám vào bụi mịn. Những cơn gió Tây Bắc thịnh hành đã phân tán những đám mây bụi lớn vào các thung lũng gần đó. Hít phải bụi mang bào tửCoccidioides immitis và C. posadasii của nấm Coccidioides dẫn đến tỷ lệ mắc bệnh coccidioidomycosis cao hơn ở thung lũng Simi ở hạt Ventura. Trong khoảng thời gian từ ngày 24 tháng 1 đến ngày 15 tháng 3 năm 1994, 203 vụ bùng phát các trường hợp nhiễm coccidioidomycosis, trong đó có 3 trường hợp tử vong, đã được báo cáo trong khu vực (  ).

Đá và khoáng chất

Vật liệu địa chất, đặc biệt là khoáng chất, đã được sử dụng cho mục đích chữa bệnh trong vài thiên niên kỷ ở nhiều nền văn hóa khác nhau. Liệu pháp ánh sáng được thực hiện cho đến thế kỷ 16, nhưng đã bị loại bỏ khi phương pháp tiếp cận thực nghiệm hơn, theo sau cuộc cách mạng Paracels, được áp dụng trong dược học. Paracelsus (1493–1541), không giống như Galen, tin rằng ba chất hài hước – muối, lưu huỳnh và thủy ngân, theo tỷ lệ thích hợp, rất cần thiết cho sức khỏe, và sự tách biệt của một chất hài hòa với hai chất còn lại gây ra bệnh tật. Ngược lại, Galen tin rằng sức khỏe tốt sẽ dẫn đến miễn là bốn chất hài hòa trong cơ thể – máu, đờm, đen và mật vàng – vẫn ở trạng thái cân bằng, và ưu thế của một loại này hơn các loại khác sẽ dẫn đến bệnh tật.

Trong số các kim loại, asen, đồng, vàng, thủy ngân và cúi thường được sử dụng để điều trị các bệnh khác nhau. Mặc dù bản chất độc hại của chúng, asen, đồng và thủy ngân, trong sự kết hợp phù hợp với các loại thảo mộc và các chất khác đã được tìm thấy nhiều ứng dụng trong thực hành y học cổ đại. Vàng đặc biệt được sử dụng rộng rãi trong y học Ả Rập và Avicenna đã sử dụng mạt vàng để điều trị hôi miệng, rụng tóc, trầm cảm, sức khỏe tim mạch, và như một chất làm lành vết thương. Ở châu Âu, nó được sử dụng để điều trị ngất xỉu, mất ngủ và các vấn đề khác. Một trong những công thức phổ biến, Aurum potabile — một hỗn dịch vàng mịn, trộn với các thành phần khác trong một chất lỏng uống thích hợp, được sử dụng để điều trị chứng tê liệt và các tình trạng tim.

Đá bọt, như một nguyên liệu địa dược, đã được sử dụng trong y học Ả Rập, Trung Quốc, Hy Lạp và phương Tây cổ đại như một chất mài mòn y tế, chất chiết xuất từ ​​cam thảo, chất làm rụng lông và để cauterization.

Một số khoáng chất, chẳng hạn như phèn [KAl (SO 4 ) 2  . 12H 2 O], đất sét, hàn the (Na 2 B 4 O 7.  10H 2 O), đá cẩm thạch (CaCO 3 ), xà cừ (xà cừ, aragonit, CaCO 3 ), lapis lazuli [Na 3 Ca (Si 3 Al 3 ) O 12 S], vôi (CaO), marcasit (FeS 2 ), orpiment (As 2 S 3 ), muối thông thường (NaCl), lưu huỳnh và vitriol (các sulfat khác nhau, ví dụ, vitriol đỏ, CoSO 4 ; vitriol trắng, ZnSO 4 ; vitriol xanh lam, CuSO 4) tiếp tục được sử dụng trong công thức thuốc với nhiều thành công. Một số vật liệu địa chất tự nhiên hiện nay thậm chí còn được sử dụng trong nhiều sản phẩm chăm sóc sức khỏe (Hình 1 ). Gần đây, một loại bột nhão zeolite Cuba khử nước, được gọi là Detoxsan, đã được sử dụng hiệu quả để điều trị các bệnh ngoài da như bệnh nấm da và intertrigo (  ).

Hình 1

Các sản phẩm chăm sóc sức khỏe thông thường có công thức từ khoáng chất.

Một trong những ứng dụng thú vị của vật liệu địa chất bao gồm điện đá quý — sử dụng đá quý nghiền nhỏ trộn với các loại thảo mộc và sản phẩm động vật, chẳng hạn như san hô, ngà voi, xạ hương và ngọc trai ở dạng bột nhão, dùng để uống hoặc bôi để điều trị nhiều loại của các vấn đề sức khỏe. Hổ phách, chalcedony, ngọc lục bảo, ngọc hồng lựu và sapphire là những loại đá quý phổ biến đã được sử dụng để điều trị các triệu chứng từ ác mộng, phụ khoa, tiêu hóa, và thậm chí cả bệnh dịch hạch. Chi phí cao của điện đá quý đã hạn chế nó đối với hoàng gia và những người giàu có. Sau khi phổ biến trong khoảng 400 năm, tập tục này đã bị bỏ rơi vào đầu thế kỷ 18 (  ).

 

Đất sét trong chữa bệnh

Đất sét đã được sử dụng trong việc chữa bệnh trong hơn 2000 năm và được sử dụng trong các sản phẩm chăm sóc sức khỏe ngày nay. Terra sigillata , hay “trái đất bị phong ấn”, từ các hòn đảo Hy Lạp, Malta, Palestine, Armenia, Thổ Nhĩ Kỳ và Trung Âu được sử dụng để chữa một số bệnh tật, đặc biệt là ngộ độc. Nó được sử dụng rộng rãi từ thế kỷ 13 đến thế kỷ 16 và được đề cập trong tất cả các sách y học cho đến thế kỷ 18. Những lợi ích y tế được tuyên bố của nó được coi là có liên quan đến đức tin và sự mê tín. Tuy nhiên, các nghiên cứu gần đây đã chỉ ra rằng khả năng trao đổi cation cao của một số khoáng chất đất sét, chẳng hạn như montmorillonite, được biết là hấp thụ các ion kim loại nặng độc hại có hại (ví dụ, As, Hg), có thể giải thích cho việc sử dụng các mẫu giàu montmorillonite của terra sigillatalàm thuốc giải độc. Khả năng hấp thụ cao các phân tử độc hại của cao lanh và các khoáng chất đất sét khác cũng có thể giải thích việc sử dụng một số loài terra sigillata để điều trị hiệu quả các vấn đề về đường tiêu hóa, đặc biệt là viêm dạ dày ruột.

 

Geophagy

Geophagy, còn được gọi là geophagia, là việc cố ý ăn các chất đất. Pica là một thuật ngữ y học được sử dụng để mô tả sự thèm muốn và tiêu thụ các chất không phải thực phẩm, chẳng hạn như đất, đất sét (geophagy), tinh bột thô (amylophagy) và đá (papophagy). Geophagia đã được báo cáo khoảng 2500 năm trước bởi Hippocrates và đang được thực hiện ở nhiều nước thậm chí ngày nay, nhưng phổ biến nhất ở các nước nhiệt đới ấm áp. Một nghiên cứu của đã phân tích các trường hợp đau geophagia ở các quốc gia khác nhau và thấy rằng: (i) ở các nước Đông Phi (Tanzania, Kenya, Malawi, Uganda) từ 30% đến 60% phụ nữ mang thai cho biết đã ăn đất; (ii) ở xứ lạnh như Đan Mạch, 0,01% phụ nữ mang thai cho biết đã ăn đất; và (iii) ở Hoa Kỳ từ 20% đến 40% phụ nữ mang thai có thu nhập thấp ở phía nam Bang Mississippi cho biết họ thèm ăn chất bẩn, nước đá, tinh bột hoặc tro.

Nhiều giả thuyết khác nhau đã được đưa ra để giải thích hiệu quả của geophagy. Một trong những giả thuyết hợp lý hơn là sự bảo vệ do ăn phải đất sét chống lại các tác nhân lây nhiễm bằng cách hình thành một lớp bảo vệ dạ dày chống lại ký sinh trùng, mầm bệnh và các chất độc hại. Theo  , geophagy thường được thực hiện bởi phụ nữ trong giai đoạn đầu của thai kỳ và ở trẻ em trước tuổi vị thành niên, những người nhạy cảm nhất với ký sinh trùng và mầm bệnh. Gần đây, đã điều tra các hoạt động kháng khuẩn của một loại đất sét phù sa từ Amazon ở Colombia. Họ kết luận rằng độc tính của Al đóng một vai trò trung tâm trong hoạt động kháng khuẩn của cao lanh – một loại đất sét giàu Al – bằng cách làm hỏng màng tế bào, làm cho nó dễ thấm vào quá trình vận chuyển nội bào của các kim loại độc hại tiêu diệt mầm bệnh.

 

Geophagy ở động vật

Việc ăn phải đất vô tình hoặc không chủ ý là phổ biến ở cả động vật thuần hóa và động vật hoang dã. Động vật ăn cỏ ăn sâu vào đất bám trên thảm thực vật hoặc trực tiếp từ bề mặt đất. Geophagy đã được quan sát thấy ở động vật ăn cỏ có xương sống ở Reptilia (kỳ nhông, rùa hộp, ba ba); Aves (đà điểu, ngỗng, kền kền, bồ câu, bồ câu, vẹt, chim sáo, chim sẻ, chim hoàng yến, chim ưng và các loài chim khác); và Mammalia (thỏ, sóc, voi, ngựa, đít, ngựa vằn, tê giác đen, lạc đà, tuần lộc, hươu, nai, sambar, hươu cao cổ, linh dương, cừu, dê, trâu, bò, khỉ đầu chó, voọc, tinh tinh, khỉ đột, v.v.). Trong số các động vật không có xương sống, bướm và động vật chân không cũng cố tình tiêu thụ đất. Geophagy chưa được báo cáo ở động vật ăn thịt.

Sự ăn vào đất của động vật là chọn lọc về vị trí và loại đất; và các trang web cụ thể được gọi là liếm . Kích thước của vết liếm dao động từ mảnh vụn nhỏ đến rất lớn, từ 2000 đến 55.000 m 2 , với các lỗ và hang động được voi khai quật bằng ngà, thân và chân trước của chúng. Đất bị bệnh được đặc trưng bởi hàm lượng các hạt kích thước sét cao, độ mặn cao và CaCO 3 cao có hoặc không có MgCO 3 (  ).

Một nghiên cứu được ghi chép đầy đủ về geophagy ở khỉ đầu chó ( Papio cynocephalus ursinus ) đã được thực hiện bởi trong Khu bảo tồn Thiên nhiên Wildcliff ở Nam Phi. Sau khi theo dõi mô hình tiêu thụ đất liên tục trong 18 tháng, người ta quan sát thấy rằng khỉ đầu chó mang thai tiêu thụ nhiều đất hơn những con cái, con đực hoặc con non không mang thai. Tất cả đất sét pha bùn ưa kiềm (pH 9,4-9,8) với nồng độ Na cao (500–1140 ppm) và Fe thấp (1,1–6,17 ppm), hơn đất chua (pH 4,6). Hàm lượng khoáng chất của đất tiêu thụ là (theo thứ tự giảm dần) thạch anh, mùn, kaolinit, gibbsite, paragonit, siderit, halit và magnesit, với một số smectit. Nghiên cứu khẳng định rằng việc tiêu thụ đất giúp bảo vệ khỉ đầu chó chống lại các bệnh đường tiêu hóa và các chất độc và mầm bệnh trong chế độ ăn uống.

Bụi và ô nhiễm không khí

Sol khí là huyền phù của các chất rắn có kích thước siêu nhỏ, hoặc các giọt chất lỏng hoặc khí cực nhỏ trong không khí. Bụi mịn trong khí quyển, bao gồm các hạt khoáng, sợi khoáng, vật liệu hữu cơ và vô cơ, và các tác nhân gây bệnh dễ dàng cuốn theo và lưu thông bởi các luồng không khí phổ biến. Những vụ đình chỉ như vậy được biết là đi xuyên lục địa. Khi lắng đọng, các vật liệu độc hại có thể gây ra nhiều vấn đề về sức khỏe, chủ yếu là các bệnh về đường hô hấp. Các vật liệu lơ lửng cũng làm giảm chất lượng không khí, biểu hiện bằng tầm nhìn kém, khói mù và sương mù. Bên cạnh việc gia tăng chi phí chăm sóc sức khỏe, ô nhiễm bụi và không khí cũng gây ra thiệt hại kinh tế nặng nề từ việc giảm năng suất nông nghiệp, mất nguồn thủy sản ở các vùng nước bị ô nhiễm bụi, chi phí bảo trì đường cao tốc cao hơn và định kỳ, và gián đoạn dịch vụ vận tải và hành khách hàng không.

Hít phải khí dung ảnh hưởng đến hàng triệu người ở khu vực khô cằn ở vĩ độ trung bình giữa Hoàng Hải và Địa Trung Hải (  ). Một số bệnh thông thường liên quan đến hít phải khí dung bao gồm: bệnh bụi phổi, bệnh bụi phổi amiăng và bệnh lao. Những người thợ mỏ và những công nhân xây dựng khác, làm việc trong thời gian dài mà không được bảo vệ hoặc không được bảo vệ có thể phát triển bệnh bụi phổi silic và ung thư trung biểu mô do hít phải bụi silic và sợi amiăng trong thời gian dài.

Lượng bụi sa mạc khổng lồ, ước tính lên tới 5 tỷ tấn, di chuyển qua bầu khí quyển mỗi năm. Các sa mạc lớn hơn trên hành tinh, bao gồm sa mạc Sahara của Bắc Phi; và các sa mạc Gobi, Takla Makan, và Badain Jaran ở Trung Quốc, là những nguồn gốc chính của đất sa mạc được huy động di chuyển rất xa qua bầu khí quyển mỗi năm trên toàn cầu. Các hoạt động của bão bụi cũng phổ biến ở các vùng khô hạn của Tây Nam Hoa Kỳ, Trung Mỹ, Nam Mỹ, Trung Úc, Nam Phi và Trung Đông. Những cơn bão bụi phát ra từ khu vực Sahel của châu Phi có thể đến Caribe và châu Mỹ trong vòng 3-5 ngày. Bão bụi châu Á có thể mất từ ​​7 đến 9 ngày để vượt qua Thái Bình Dương. Bão bụi xảy ra ở Bắc Phi quanh năm,

Hít phải và nuốt phải là những con đường phổ biến để đưa sol khí vào cơ thể người. Số lượng các hạt siêu mịn (<100 nm) tích tụ trong phổi tăng khi kích thước hạt giảm. Người già, trẻ nhỏ và những người bị bệnh tim phổi mãn tính là những bộ phận dân cư dễ bị tổn thương nhất. Gần đây, việc hít phải các vật liệu dạng hạt gia tăng đã được phát hiện là có thể làm tăng nhiễm trùng tai ở trẻ em. Viêm tai giữa cấp tính là một trong những bệnh nhiễm trùng tai phổ biến nhất ảnh hưởng đến trẻ em lứa tuổi mẫu giáo ở Hoa Kỳ và tiêu tốn từ 3 đến 5 tỷ đô la hàng năm ( ). Các hạt mịn, <2,5 μm, cũng có thể xâm nhập sâu vào bên trong phổi để gây ra nhiều loại bệnh truyền nhiễm liên quan đến bụi bao gồm cúm A, coccidioidomycosis phổi, viêm phổi do vi khuẩn và viêm màng não mô cầu. Các bệnh không lây nhiễm, bệnh phổi tắc nghẽn mãn tính (COPD), hen suyễn, bệnh sarcoidosis và xơ phổi cũng có liên quan đến các vật liệu dạng hạt, N 2 và các chất ô nhiễm không khí khác.

Vật liệu dạng hạt mịn có kích thước lên đến 10 μm, đến từ cả nguồn tự nhiên và nhân tạo. Núi lửa phun trào (tephra), các vật liệu địa chất lỏng lẻo như trầm tích phù sa, tích tụ băng hà, hoàng thổ và đá phong hóa, là một số nguồn tự nhiên phổ biến. Khí thải công nghiệp, đốt sinh khối (tạo ra muội than), chất nổ được sử dụng để đào vật liệu nền cứng, các hoạt động quân sự liên quan đến bom mạnh và các hoạt động khủng bố cũng tạo ra bụi chứa nhiều chất độc hại. Các nghiên cứu do Cơ quan Khảo sát Địa chất Hoa Kỳ (USGS) thực hiện về bản chất và mức độ của bụi được tạo ra sau cuộc tấn công ngày 11 tháng 9 năm 2001 vào Trung tâm Thương mại Thế giới của New York đã quan sát thấy xỉ len (một loại sợi thủy tinh nhân tạo), thạch cao (CaSO 4.  2H 2 O), anhydrit (CaSO4 ), và các pha tương thích với bê tông, kim loại hoặc oxit kim loại, vật liệu khoáng, và amiăng ở mức độ nhỏ đã có mặt trong các khu dân cư, các tòa nhà công cộng và không gian văn phòng trên khắp Thành phố New York (  ).

Các đám mây bụi cũng mang theo các chất sinh học, chẳng hạn như bào tử nấm, vi khuẩn, vi rút và phấn hoa, vv Các vi sinh vật sinh ra từ bụi có thể dẫn đến các phản ứng dị ứng và hen suyễn khi tiếp xúc lâu dài. Tỷ lệ mắc bệnh viêm phổi ở các quần thể tiếp xúc với bão bụi đã được báo cáo trong suốt thời gian qua. Trong thời gian diễn ra lễ hội Dust Bowl của Mỹ những năm 1930, số ca mắc bệnh viêm phổi đã tăng lên đáng kể. Trong những thập kỷ gần đây, bệnh viêm phổi do tiếp xúc với bão bụi cũng đã được báo cáo ở Trung Đông trong số các quân nhân được triển khai. Viêm phổi mắc phải do tiếp xúc với các vật liệu vô cơ và hữu cơ trong các cơn bão bụi được gọi là bệnh Al Eskan , hội chứng Vịnh Ba Tư, hội chứng Chiến tranh vùng Vịnh Ba Tư, hội chứng Chiến tranh vùng Vịnh, hoặc viêm phổi bụi sa mạc.

Nguyên tố hóa học và sức khỏe

Tất cả các sinh vật sống phụ thuộc vào các yếu tố hoặc chất dinh dưỡng thiết yếu để tồn tại. Các chất dinh dưỡng có nguồn gốc từ đá của trái đất và có trong không khí, nước và đất; chúng bao gồm Bảng tuần hoàn các nguyên tố (Hình 2 ); chúng có thể ở dạng nguyên tố, chẳng hạn như O, Fe, Ca, Na, K, Mg hoặc các hợp chất hóa học, chẳng hạn như H 2 O, NaCl, v.v. Trong khi một số chất dinh dưỡng có sẵn trong không khí và nước và được đưa trực tiếp vào , các chất dinh dưỡng có nguồn gốc từ đá xảy ra trên trái đất, cần phải ở dạng hóa học cụ thể để có thể được hấp thụ trong cơ thể. Sự hiện diện đơn thuần của các nguyên tố hoặc hợp chất hóa học không phải là yêu cầu duy nhất để các dạng sống hấp thụ: nó phải có tính khả dụng sinh học. Nói cách khác, nó phải ở dạng có thể được đồng hóa bởi các tế bào sống. Ví dụ, nitơ nguyên tố (N) bao gồm 78% không khí mà chúng ta hít thở, nhưng để N dùng làm chất dinh dưỡng cho cây thì nó phải ở dạng khả dụng sinh học, chẳng hạn như NO 3 , NH 4 , v.v.

Hình 2

Bảng tuần hoàn các nguyên tố.

Các yếu tố Cơ bản, Chính, Phụ và Dấu vết

Các nguyên tố chính bao gồm 11 nguyên tố hóa học cần thiết cho sự sống; vì lý do này, chúng được gọi là “các yếu tố cần thiết”. Các nguyên tố này bao gồm: H, O, C, N, Na, K, Ca, Mg, P, S và Cl. 11 nguyên tố này chiếm 99,9% cơ thể con người; và bốn trong số này — O, C, H và N, chiếm 99% cơ thể con người, được gọi là các nguyên tố chính. Bảy phần còn lại, Ca, P, Mg, K, S, Na và Cl, chiếm <1% cơ thể con người và được gọi là các nguyên tố phụ. Ngoài ra, một số nguyên tố khác xuất hiện với số lượng nhỏ hoặc vi lượng trong cơ thể người và được gọi là nguyên tố vi lượng. Các nguyên tố vết bao gồm: Si, Fe, Zn, F, Cu, Br, As, Sn, I, Mn, Mo, Ni, Se, Va, Cr, Co, Li, và W.ban 2 liệt kê các nguyên tố chính, phụ và vi lượng có trong cơ thể con người.

ban 2

Các nguyên tố hóa học trong cơ thể người và sự phân loại của chúng.

Lớp học Thành phần Sự tập trung
Yếu tố cần thiết H, O, C, Ca, Mg, N, Na, K, Mg, P, S Bao gồm 99,9% cơ thể con người
Các yếu tố chính C, H, N, O > 1%, chiếm 3–65% cơ thể người
Yếu tố phụ Ca, Cl, K, Mg, Na, P, S 0,1–1% (1000–10,000 ppm)
Các yếu tố theo dõi As, Br, Co, Cr, Cu, F, Fe, I, Li, Mn, Mo, Ni, Se, V, W, Zn <0,1%

Như được hiển thị trong ban 2, các nguyên tố chính xuất hiện với số lượng lớn, 1000 g trở lên và chiếm phần lớn (99%) cơ thể con người. Các nguyên tố nhỏ xảy ra với số lượng nhỏ, <1 g (khoảng ppm); trong khi các nguyên tố vi lượng bao gồm một lượng nhỏ, <0,1 g (phạm vi ppm-ppb).

Phần tử nhỏ hoặc phần tử dấu vết

Mặc dù xuất hiện với số lượng ít trong cơ thể con người và các sinh vật khác, các nguyên tố vi lượng vẫn đóng một vai trò quan trọng trong việc duy trì sức khỏe và hạnh phúc. Tuy nhiên, một khía cạnh độc đáo của các nguyên tố vi lượng là chúng phải có mặt với lượng nhỏ và được kiểm soát tốt để có lợi. Nếu số lượng thấp hơn hoặc cao hơn phạm vi tối ưu, một phần tử có thể trở nên có hại; đối với hầu hết các nguyên tố vi lượng, có một phạm vi nồng độ hẹp mà trong đó lợi ích cho sinh vật được thực hiện. Khái niệm này có thể được minh họa tốt nhất bằng đường cong liều lượng đáp ứng hiển thị mối quan hệ giữa nồng độ (liều lượng) khác nhau của nguyên tố vi lượng và kết quả sức khỏe đối với sinh vật.

Như có thể thấy trong Hình 3 , nồng độ rất thấp hoặc không cũng như nồng độ cao của nguyên tố vi lượng đều có hại và có một phạm vi liều lượng nhất định mà nó tạo ra lợi ích tối đa cho sinh vật (xem phần “ Flo và Sức khỏe răng miệng ”).

Hình 3

Đường cong đáp ứng liều tổng quát.

Hai ví dụ nổi tiếng về việc bổ sung các nguyên tố vi lượng để ngăn ngừa bệnh tật bao gồm sử dụng iốt trong muối ăn và flo trong nguồn cung cấp nước uống công cộng. Sử dụng iốt để kiểm soát bệnh bướu cổ đã có từ thời cổ đại. Vào khoảng năm 3500 trước Công nguyên, phương pháp chữa bệnh của người Trung Quốc bao gồm việc ăn rong biển và bọt biển cháy để giảm kích thước bướu cổ. Các biện pháp khắc phục vẫn hiệu quả và việc sử dụng chúng tiếp tục trên toàn cầu trong nhiều thiên niên kỷ; nhưng việc khám phá ra nguyên tố iốt vào năm 1813 đã thay thế nhu cầu về rong biển và bọt biển.

Mức độ thích hợp của iốt, một nguyên tố vi lượng có trong phạm vi nồng độ 0,2–1,9 mg / kg trong đá, được tìm thấy hầu hết trong đất và nước của các khu vực ven biển. Iốt rất quan trọng để tổng hợp các hormone tuyến giáp đóng vai trò quan trọng trong quá trình trao đổi chất của động vật có xương sống. Các tác động lớn đến sức khỏe do thiếu hụt i-ốt trên toàn cầu có liên quan đến bệnh bướu cổ, suy giảm nhận thức thần kinh, và trong trường hợp thiếu hụt nghiêm trọng, suy giáp, dẫn đến đần độn (một tình trạng bẩm sinh do thiếu hụt hormone tuyến giáp trong quá trình phát triển trước khi sinh và có đặc điểm là chậm phát triển trí tuệ và phát triển thể chất, và chứng loạn dưỡng của xương).

I-ốt hóa muối đã rất thành công trong việc giảm thiểu tình trạng thiếu i-ốt trong dân số, bởi vì muối là thực phẩm phổ biến, lượng tiêu thụ phù hợp và không tốn kém. Mỹ về mặt lịch sử thiếu i-ốt trước những năm 1920, đặc biệt là ở vùng vành đai bướu cổ của Great Lakes, Appalachians và khu vực tây bắc của đất nước, nơi 26-70% trẻ em có các triệu chứng lâm sàng của bệnh bướu cổ. Sau khi thực hiện thành công chương trình iốt hóa muối ở Thụy Sĩ, việc sử dụng muối ăn iốt ở Mỹ trong những năm 1920 đã cải thiện đáng kể tình trạng thiếu iốt trong dinh dưỡng. Iốt hóa muối hiện đã được gần 120 quốc gia áp dụng. Muối ăn chứa 150 μg / L iốt ngăn ngừa các bệnh liên quan đến tuyến giáp. Số lượng nhỏ này tương đương với một thìa iốt được tiêu thụ bởi một người trong thời gian sống của anh ta. Mặc dù có cách khắc phục đơn giản, thiếu iốt vẫn là một trong những vấn đề sức khỏe cộng đồng quan trọng nhất trên toàn cầu, với ước tính khoảng 2,2 tỷ người sống ở các khu vực thiếu iốt.

Nồng độ flo trong nước tự nhiên thay đổi theo khoảng bốn bậc độ lớn, từ 0,1 đến 10 ppm. Mức độ florua từ 0,5 đến 1,5 ppm trong nước uống có lợi, thúc đẩy sức khỏe răng miệng và ngăn ngừa sâu răng. Nồng độ cao (1,5–4 ppm) của florua trong nước uống gây ra hiện tượng bong răng (nhiễm fluor ở răng) và nồng độ cao hơn (4 ppm trở lên) dẫn đến tình trạng nhiễm fluor ở xương, gây cứng và vôi hóa xương, đau và biến dạng xương. Đồng thời, sự vắng mặt hoàn toàn hoặc nồng độ rất thấp (0,00–0,5 ppm) sẽ gây sâu răng.

Nỗ lực đầu tiên để điều chỉnh nguồn cung cấp nước uống ở Hoa Kỳ xảy ra vào giữa những năm 1940 sau các nghiên cứu của Dịch vụ Y tế Công cộng Hoa Kỳ đặt giới hạn trên cho florua trong nước uống là 1,0 ppm, sau đó tăng lượng lên 1,5 ppm. Sau đó, Cơ quan Bảo vệ Môi trường Hoa Kỳ, theo Đạo luật Nước sạch năm 1972 đã nâng nồng độ florua tối đa có thể thực thi lên 4,0 ppm. Giá trị hướng dẫn của Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) đối với florua được đặt ở mức 1,5 ppm, đã được Canada, Trung Quốc, Liên minh Châu Âu, Ấn Độ và nhiều quốc gia khác thông qua.

Nồng độ florua trong nước uống được điều chỉnh trong các hệ thống cung cấp nước uống của thành phố ở mức 0,7 ppm để đảm bảo rằng nồng độ của nó sẽ không vượt quá 4,0 ppm ở các cộng đồng nơi florua có trong nước tự nhiên. Quá trình florit hóa nước uống được thực hiện bằng cách thêm axit fluorosilicic (còn được gọi là FSA) hoặc hydrofluoro silicat, natri florua hoặc natri florua. FSA là chất phụ gia phổ biến nhất và đã được sử dụng trong các hệ thống nước uống của Hoa Kỳ từ đầu những năm 1950. Tính đến năm 2016, khoảng 73% dân số Hoa Kỳ được sử dụng nước uống có chất fluoride.

Các yếu tố theo dõi: Sự thiếu hụt vượt mức so với

Paracelsus vào thế kỷ 16 đã xây dựng một nguyên tắc cơ bản của độc chất học nêu rõ: ….“Tất cả mọi thứ đều là chất độc, và không có gì là không có chất độc, chỉ riêng liều lượng đã làm cho nó trở nên như vậy …”, có nghĩa là một chất có thể tạo ra tác dụng có hại liên quan đến các đặc tính độc hại của nó chỉ khi nó đến được một hệ thống sinh học nhạy cảm với nồng độ đủ cao . Nguyên tắc này dựa trên phát hiện rằng tất cả các hóa chất, ngay cả nước và oxy hỗ trợ sự sống, đều có thể gây độc nếu tiêu thụ quá nhiều. Yếu tố dấu vết cung cấp ví dụ tốt nhất để minh họa câu châm ngôn này. Trong một thời gian dài, phản ứng với các chất độc hại trên cơ thể sống đã được nghiên cứu trong phòng thí nghiệm trên động vật thử nghiệm, điển hình là chuột và thỏ, nhưng các loài khác như tuế, và thậm chí cả khỉ, cũng đã được sử dụng để xác định liều lượng hóa chất tối ưu. . Đây là một sự chậm chạp, vô nhân đạo, và quy trình cực kỳ tốn kém đã ngăn cản việc thử nghiệm hàng nghìn hóa chất được sử dụng hàng ngày. Tuy nhiên, những tiến bộ gần đây trong công nghệ robot được hỗ trợ bởi tính toán công suất cao đã dẫn đến việc thành lậpTox21 , vào năm 2008, một chương trình hợp tác giữa ba cơ quan liên bang của Hoa Kỳ: Cơ quan Bảo vệ Môi trường, Trung tâm Quốc gia về Tiến bộ Khoa học Dịch thuật, và Cục Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm. Tox21 có khả năng thử nghiệm một chất hóa học hoặc sinh học ở các nồng độ khác nhau và đánh giá tác động của nó lên các tế bào sống rất nhanh chóng. Hơn một triệu hóa chất có thể được kiểm tra ở các mức nồng độ trải rộng trên bốn cấp độ. Tox21 hứa hẹn sẽ nhanh chóng kiểm tra vô số hóa chất thương mại có độc tính chưa được hiểu rõ. Các cải tiến trong quy trình thử nghiệm đang được thực hiện liên tục và các bản cập nhật của chương trình Tox21 có sẵn trực tuyến tại: https://tox21.gov/. Ngoài ra, thông tin chi tiết về tác động sức khỏe của các chất độc hại có tại trang web do Cơ quan đăng ký các chất độc hại & bệnh tật (ATSDR) duy trì: https://www.atsdr.cdc.gov/substances/index.asp .

Nghiên cứu phần tử theo dõi

Bốn thập kỷ cuối cùng của thế kỷ 20 chứng kiến ​​sự tiến bộ chưa từng có của khoa học và công nghệ, mang đến cuộc cách mạng kỹ thuật số. Trong thời gian này, khả năng thăm dò, phát hiện và phân tích hầu hết mọi vật liệu với độ chính xác cao đã có một bước tiến nhảy vọt về lượng tử. Thiết bị phân tích tinh vi, được hỗ trợ bởi máy tính mạnh mẽ cho phép phân tích các vật liệu địa chất nhanh chóng ở mức độ chính xác và chính xác cao. Việc phát hiện các nguyên tố và hợp chất hóa học trong mẫu môi trường đến mức dưới ppm đã trở thành quy trình thường xuyên trong các phòng thí nghiệm phân tích hiện đại. Sự phát triển này đã dẫn đến sự quan tâm nâng cao trong việc tìm hiểu địa hóa của môi trường tự nhiên và khởi xướng các dự án đầy tham vọng để chuẩn bị các cơ sở địa hóa ở cấp địa phương, tiểu bang, khu vực và quốc gia trong Liên minh Châu Âu, Hoa Kỳ, Trung Quốc và nhiều quốc gia khác. Những cuộc khảo sát địa hóa bắt đầu từ những năm 1960 này vẫn đang tiếp tục. Thông tin về sự xuất hiện, phân bố và nồng độ của các nguyên tố hóa học trong đất, trầm tích, nước và thực vật đã được sử dụng cho nhiều ứng dụng, chẳng hạn như nông nghiệp, ô nhiễm môi trường, thủy sản, y học, sức khỏe cộng đồng, cung cấp nước, dinh dưỡng động vật hoang dã, và các khu vực khác (). Công trình tiên phong được thực hiện bởi các cuộc khảo sát địa chất quốc gia của Thụy Điển, Vương quốc Anh và Hoa Kỳ về ảnh hưởng của các nguyên tố vi lượng đối với sức khỏe từ những năm 1960 đến 1980 đã đặt nền tảng cho các nghiên cứu tập trung về mối quan hệ giữa các vật liệu địa chất và các quá trình đối với sức khỏe con người . Cần lưu ý rằng các nghiên cứu tương tự trên động vật và thực vật đã được các nhà khoa học động vật và thực vật thực hiện trước đó rất nhiều, những người đã nghiên cứu mối liên hệ của các nguyên tố vi lượng và thiết yếu đối với bệnh tật ở động vật và thực vật. Mặc dù có rất nhiều nghiên cứu liên kết các nguyên tố và hợp chất hóa học về sự xuất hiện của bệnh ở người, những nghiên cứu như vậy vẫn chỉ là những nghiên cứu riêng biệt trong địa hóa học và dịch tễ học. Tuy nhiên, một hội nghị chuyên đề liên ngành được tổ chức tại Montreal, Canada, tại cuộc họp năm 1964 của Hiệp hội vì sự tiến bộ của Khoa học Hoa Kỳ (AAAS), được tổ chức bởi các bộ phận Địa chất và Địa lý, và Hiệp hội Địa hóa, đã tạo động lực chính để nhận ra tầm quan trọng của các yếu tố địa chất đối với sức khỏe con người. Ấn phẩm mang tính bước ngoặtĐịa hóa Môi trường trong Sức khỏe và Bệnh tật (  ) của Hiệp hội Địa chất Hoa Kỳ đã được xác định trong bối cảnh này. Đồng thời, các sáng kiến ​​khác nhau ở châu Âu của các cuộc khảo sát địa chất của Anh, Phần Lan và Thụy Điển đã đóng vai trò là chất xúc tác cần thiết để thành lập một chuyên ngành phụ mới trong ngành khoa học trái đất.

USGS đã đóng một vai trò quan trọng trong việc nghiên cứu và phổ biến thông tin liên quan đến tác động của nguyên tố vi lượng đối với sức khỏe con người và động vật trong 75 năm qua. Chương trình Sinh học Gây ô nhiễm (CBP) bắt đầu từ những năm 1940 đã tập trung vào tác động của các chất gây ô nhiễm đối với cá và các động vật hoang dã khác. Ô nhiễm ngày càng tăng và sự suy giảm chất lượng nước của quốc gia trong những năm 1960-1980 đã dẫn đến việc thành lập Chương trình Thủy văn Độc hại (THP) vào năm 1982. Hai chương trình này được hợp nhất thành Khu vực Sứ mệnh Y tế Môi trường vào năm 2010, với mục tiêu là đánh giá và tư vấn cho quốc gia về các rủi ro đối với môi trường từ các chất gây ô nhiễm và mầm bệnh. Chương trình điều tra các nguồn gây ô nhiễm và mầm bệnh, vận chuyển, tiếp xúc, con đường, sự hấp thụ, tác động sinh học và các tác động đến sức khỏe con người. Bản tin điện tử của nóGeoHealth , hiện đã được xuất bản năm thứ 19 (số đầu tiên, được gọi là Tin tức Dịch tễ học , được xuất bản vào tháng 5 năm 2002 và sau đó được đổi tên thành GeoHealth vào năm 2004), chứa thông tin về các nghiên cứu mới nhất trong sức khỏe môi trường, kịp thời và cung cấp thông tin hữu ích cho người dân, sinh viên và các chuyên gia trong địa chất y tế.

Trong số các tổ chức học thuật, Đại học Missouri-Columbia (UMC) phải được ghi nhận vì có tầm nhìn xa trông rộng để thành lập Trung tâm Các chất theo dõi Môi trường (ETSC) dành cho việc nghiên cứu các chất vi lượng trong sức khỏe môi trường. Giáo sư Delbert Hemphill và các đồng nghiệp của ông tại UMC đã triệu tập hội nghị đầu tiên về các chất vi lượng vào năm 1967, sau đó được tổ chức và quản lý bởi ETSC. Tổng cộng, 25 hội nghị thường niên đã được tổ chức, bao gồm nhiều chủ đề về vai trò của các chất vi lượng đối với sức khỏe con người và sinh thái. Tập tài liệu tố tụng của nó chứa nhiều thông tin về các chất vi lượng và tác động của chúng đối với sức khỏe con người và sinh thái. Hiệp hội Địa hóa Môi trường và Sức khỏe (SEGH) được thành lập ở Dallas, Texas vào tháng 12 năm 1968 tại hội nghị chuyên đề về “Địa hóa môi trường trong sức khỏe và bệnh tật” đã hợp tác với ETSC và tổ chức cuộc họp thường niên đầu tiên vào năm 1970 trong “Hội nghị thường niên lần thứ 3 về các chất theo dõi trong sức khỏe môi trường” tại UMC. SEGH tiếp tục tổ chức các cuộc họp thường niên tại UMC cho đến năm 1993 khi ETSC đóng cửa và chuỗi hội nghị kết thúc. Mối quan hệ cộng sinh giữa hai tổ chức này đã thu hút tất cả các nhà nghiên cứu nổi tiếng trong lĩnh vực này từ khắp nơi trên thế giới, và kỷ yếu hội nghị vẫn là nguồn tài liệu quý giá đối với sinh viên cũng như các chuyên gia. Nhiều thành viên và sĩ quan SEGH phục vụ trong Tiểu ban của Học viện Nghiên cứu Quốc gia Hoa Kỳ về Môi trường Địa hóa liên quan đến Sức khỏe và Bệnh tật được thành lập dưới sự quản lý của Ủy ban Quốc gia về Địa hóa học Hoa Kỳ, Ban Khoa học Trái đất của Hội đồng Nghiên cứu Quốc gia, khi nó được thành lập vào năm 1969. Tiểu ban đã xuất bản ba báo cáo về Địa hóa và Môi trường vào các năm 1972, ’73, ’74 và các tài liệu có giá trị khác bao gồm các báo cáo về: (i) địa hóa của nước liên quan đến bệnh tim mạch, (ii) địa hóa nguyên tố vi lượng phát triển tài nguyên than liên quan đến chất lượng môi trường và sức khỏe, (iii) lão hóa và môi trường địa hóa, và (iv) môi trường địa hóa và sỏi niệu (sỏi thận), tất cả các chủ đề liên quan nhiều đến địa chất y tế. Có thể nói rằng những đóng góp của các nhà khoa học liên kết với hai tổ chức này và các tổ chức khác ở châu Âu, đã tạo ra sự kích thích và tạo cơ hội cho địa chất y học hiện đại. Tiểu ban đã công bố ba báo cáo về Địa hóa và Môi trường vào các năm 1972, ’73 và ’74 và các tài liệu có giá trị khác bao gồm các báo cáo về: (i) địa hóa của nước liên quan đến bệnh tim mạch, (ii) địa hóa nguyên tố vi lượng của phát triển tài nguyên than liên quan đến chất lượng môi trường và sức khỏe, (iii) lão hóa và môi trường địa hóa, và (iv) môi trường địa hóa và sỏi niệu (sỏi thận), tất cả các chủ đề liên quan nhiều đến địa chất y tế. Có thể nói rằng những đóng góp của các nhà khoa học liên kết với hai tổ chức này và các tổ chức khác ở châu Âu, đã tạo ra sự kích thích và tạo cơ hội cho địa chất y học hiện đại. Tiểu ban đã công bố ba báo cáo về Địa hóa và Môi trường vào các năm 1972, ’73 và ’74 và các tài liệu có giá trị khác bao gồm các báo cáo về: (i) địa hóa của nước liên quan đến bệnh tim mạch, (ii) địa hóa nguyên tố vi lượng của phát triển tài nguyên than liên quan đến chất lượng môi trường và sức khỏe, (iii) lão hóa và môi trường địa hóa, và (iv) môi trường địa hóa và sỏi niệu (sỏi thận), tất cả các chủ đề liên quan nhiều đến địa chất y tế. Có thể nói rằng những đóng góp của các nhà khoa học liên kết với hai tổ chức này và các tổ chức khác ở châu Âu, đã tạo ra sự kích thích và tạo cơ hội cho địa chất y học hiện đại. (i) địa hóa của nước liên quan đến bệnh tim mạch, (ii) địa hóa nguyên tố vi lượng của phát triển tài nguyên than liên quan đến chất lượng môi trường và sức khỏe, (iii) lão hóa và môi trường địa hóa, và (iv) môi trường địa hóa và sỏi niệu ( sỏi thận), tất cả các chủ đề liên quan nhiều đến địa chất y tế. Có thể nói rằng những đóng góp của các nhà khoa học liên kết với hai tổ chức này và những tổ chức khác ở châu Âu, đã tạo ra sự kích thích và tạo cơ hội cho địa chất y học hiện đại. (i) địa hóa của nước liên quan đến bệnh tim mạch, (ii) địa hóa nguyên tố vi lượng của phát triển tài nguyên than liên quan đến chất lượng môi trường và sức khỏe, (iii) lão hóa và môi trường địa hóa, và (iv) môi trường địa hóa và sỏi niệu ( sỏi thận), tất cả các chủ đề liên quan nhiều đến địa chất y tế. Có thể nói rằng những đóng góp của các nhà khoa học liên kết với hai tổ chức này và các tổ chức khác ở châu Âu, đã tạo ra sự kích thích và tạo cơ hội cho địa chất y học hiện đại.

Chất lượng nước và bệnh tim mạch

Trong một nghiên cứu ban đầu,  quan sát thấy tỷ lệ tử vong do các bệnh tim mạch (CVD) ở Hoa Kỳ không liên quan đến chế độ ăn uống, chủng tộc hoặc các yếu tố xã hội mà là do chất lượng nước uống. Các phân tích thống kê về độ cứng của nước và tỷ lệ chết từ CVD cho thấy mối tương quan có ý nghĩa cao. Trong số 21 thành phần của nước thành phố thành phẩm, các mối tương quan có ý nghĩa lớn được tìm thấy đối với magiê, canxi, bicacbonat, sunfat, florua, chất rắn hòa tan, độ dẫn điện riêng và độ pH. Nhìn chung, nước cứng gây ra tử vong do CVD thấp hơn, trong khi nước mềm có liên quan đến tỷ lệ tử vong cao hơn.

Một nghiên cứu khác của  ở bang Ohio của Mỹ quan sát thấy tỷ lệ tử vong do CVD cao hơn có liên quan đến nước mềm. Người ta phát hiện ra rằng nước mềm xuất hiện ở các quận ở phía đông nam của bang, đó là do nồng độ sunfat cao trong các thành tạo chứa than từ Pennsylvanian đến tuổi Permi (318–251 triệu năm). Ngược lại, nguồn cung cấp nước ở phần phía tây của bang được lấy từ các trầm tích băng giá ở Wisconsin trẻ hơn (75.000–11.000 năm) có nồng độ bicarbonate cao. Một đánh giá về tử vong do CVD trong giai đoạn 1968–71 cho thấy rằng nhiều ca tử vong hơn xảy ra ở những khu vực có nồng độ sulfat cao và ít tử vong hơn với nồng độ bicarbonat cao.

Một nghiên cứu gần đây hơn của  dựa trên phân tích tổng hợp các nghiên cứu bệnh chứng, đã tìm thấy bằng chứng đáng kể về mối tương quan nghịch giữa mức magiê trong nước uống và tỷ lệ tử vong do tim mạch. Phát hiện này giải thích mối liên hệ được báo cáo giữa độ cứng tổng số của nước và tỷ lệ tử vong do tim mạch trong các nghiên cứu trước đó. Tuy nhiên, cũng cần tính đến ảnh hưởng của các yếu tố khác như khí hậu, môi trường và xã hội.

Thiếu một kết luận rõ ràng về mối quan hệ giữa chất lượng nước và CVD cho thấy sự cần thiết của các nghiên cứu tập trung hơn và tầm quan trọng của sự hợp tác giữa các nhà địa chất y tế và các chuyên gia y tế.

Asen trong nước uống

Asen (As), là nguyên tố có nhiều thứ 20 trong vỏ Trái đất và khoảng 250 khoáng chất được biết là có chứa asen. Nồng độ As trung bình trong đá lớp vỏ dao động từ 1,5 đến 2 ppm. Các dạng vô cơ, bao gồm chủ yếu là các hợp chất asenit và asenat, rất độc hại đối với sức khỏe con người. Sự tiếp xúc của con người với asen chủ yếu từ không khí, thực phẩm và nước. Nước uống bị nhiễm arsen do thuốc trừ sâu arsen, mỏ khoáng tự nhiên hoặc hóa chất arsen được xử lý không đúng cách. Mức asen cao trong nước uống là nguyên nhân chính gây ra nhiễm độc asen trên thế giới. Ô nhiễm thạch tín trong nước gần bề mặt đã được báo cáo từ hơn 30 quốc gia. Các khu vực chính bị ảnh hưởng là Argentina, Bangladesh, Burkina Faso, Campuchia, Chile, Trung Quốc, Hungary, Ấn Độ, Lào, Mexico, Nepal, Romania, Tây Ban Nha, Đài Loan, Thái Lan và Việt Nam. Asen có thể được huy động vào môi trường, đặc biệt là nước, thông qua một loạt các phản ứng sinh hóa phức tạp và các hoạt động của con người, chẳng hạn như khai thác mỏ, đốt nhiên liệu hóa thạch, sử dụng thuốc trừ sâu, thuốc diệt cỏ, phụ gia gốc asen trong thức ăn chăn nuôi và trong gỗ đã qua xử lý. Gỗ được xử lý bằng arsenate đồng mạ crom (CCA) đã được sử dụng trong cả khu dân cư và công nghiệp của Hoa Kỳ từ những năm 1940. Việc sử dụng trong khu dân cư đã bị các nhà sản xuất gỗ tự nguyện ngừng sử dụng bắt đầu từ tháng 1 năm 2004. Các hạn chế tương tự cũng được áp dụng trong Liên minh Châu Âu. Gỗ được xử lý bằng arsenate đồng mạ crom (CCA) đã được sử dụng trong cả khu dân cư và công nghiệp của Hoa Kỳ từ những năm 1940. Việc sử dụng trong khu dân cư đã bị các nhà sản xuất gỗ tự nguyện ngừng sử dụng bắt đầu từ tháng 1 năm 2004. Các hạn chế tương tự cũng được áp dụng trong Liên minh Châu Âu. Gỗ được xử lý bằng arsenate đồng mạ crom (CCA) đã được sử dụng trong cả khu dân cư và công nghiệp của Hoa Kỳ từ những năm 1940. Việc sử dụng trong khu dân cư đã bị các nhà sản xuất gỗ tự nguyện ngừng sử dụng bắt đầu từ tháng 1 năm 2004. Các hạn chế tương tự cũng được áp dụng trong Liên minh Châu Âu.

Sự tiếp xúc của con người với asen xảy ra qua đường ăn uống và hít thở, chủ yếu do uống nước bị nhiễm asen. Hầu hết các trường hợp nhiễm độc asen phổ biến đã được báo cáo từ nguồn nước ngầm bị ô nhiễm ở các vùng đồng bằng và châu thổ ở Bangladesh và Tây Bengal, Ấn Độ, Nepal, Đài Loan, Campuchia, Lào, Việt Nam, Bắc Trung Quốc, Hungary và Romania, nơi nồng độ asen trong nước uống được phát hiện là thay đổi từ 10 đến> 15.000 μg / L, cao hơn nhiều so với mức tối đa được khuyến nghị của WHO và EPA là 10 μg / L. Ngoài ra, các lưu vực nội địa ở các vùng khô hạn và bán khô hạn trên thế giới (Argentina, Chile, Mexico, Nicaragua, Tây Ban Nha và tây nam Hoa Kỳ) cũng được biết là có chứa mức asen cao trong nước ngầm, lên đến 21.000 μg / L. Tại các khu vực khai thác, mức asen cao tới 48.000 μg / L đã được báo cáo từ Iron Mountain, California, Hoa Kỳ). Nước địa nhiệt ở các vùng núi lửa cũng có thể chứa arsen nồng độ trung bình đến rất cao. Ví dụ, nồng độ asen trong vùng nước nhiệt tại Vườn quốc gia núi lửa Lassen và Vườn quốc gia Yellowstone ở Hoa Kỳ lần lượt là 150.000 và 7800 μg / L. Tương tự, các giá trị cao đã được đo ở các vùng núi lửa ở New Zealand (lên đến 9000 μg / L); Chile (từ 45.000 đến 50.000 μg / L); Ecuador (từ 1000 đến 7850 μg / L); và Nhật Bản (500 đến 5900 μg / L). giá trị cao đã được đo ở các vùng núi lửa ở New Zealand (lên đến 9000 μg / L); Chile (từ 45.000 đến 50.000 μg / L); Ecuador (từ 1000 đến 7850 μg / L); và Nhật Bản (500 đến 5900 μg / L). giá trị cao đã được đo ở các vùng núi lửa ở New Zealand (lên đến 9000 μg / L); Chile (từ 45.000 đến 50.000 μg / L); Ecuador (từ 1000 đến 7850 μg / L); và Nhật Bản (500 đến 5900 μg / L).

Asen trong nước ngầm chủ yếu xuất hiện ở dạng vô cơ, cụ thể là asenat, As 5 + và arsen As 3 + , loại sau độc hơn loại trước. Như 5 + , các loài ưu thế trong môi trường khí quyển hoặc môi trường oxy hóa cao hơn trong khoảng pH từ 6-9, ổn định về mặt nhiệt động lực học và tồn tại trong các điều kiện khử nhẹ. As 3 + là loài phổ biến nhất trong nước ngầm kỵ khí và thường được loại bỏ kém hiệu quả hơn As 5 + bị oxy hóa . Nước ngầm được bơm từ các tầng chứa nước nông ở Bangladesh và những nơi khác khi tiếp xúc với O trong khí quyển sẽ chuyển đổi thành As-oxyanions khiến nó trở nên độc hại.

Asen vô cơ ở dạng asen (As 5 + ) và asen (As 3 + ) phổ biến trong nước hơn asen hữu cơ. Sự xuất hiện được kiểm soát bởi mức oxy của nước; As 5 + phổ biến trong nước được oxy hóa (hiếu khí) và As 3 +phổ biến hơn trong nước thiếu oxy (tức là nước có oxy hòa tan <2–3 ppm). Nhiễm độc asen, hoặc nhiễm độc asen mãn tính (CAT), từ nước uống có nguồn gốc từ các tầng chứa nước bị ô nhiễm là một mối nguy hiểm nghiêm trọng đối với sức khỏe môi trường trên toàn thế giới. Sắc tố da và dày sừng là đặc điểm tổn thương da đặc trưng của CAT; các trường hợp trước bao gồm viêm phế quản mãn tính, COPD, bệnh gan như xơ hóa cổng không xơ gan, bệnh mạch máu ngoại vi, tăng huyết áp và thiếu máu cơ tim, đái tháo đường, ung thư da, phổi và bàng quang.

Flo và sức khỏe răng miệng

Từ lâu, người ta đã biết rằng flo có lợi cho sức khỏe răng miệng. Tuy nhiên, giống như tất cả các nguyên tố vi lượng khác, khía cạnh có lợi của flo bị giới hạn trong một phạm vi nồng độ hẹp trong thức ăn hoặc nước uống. Trên phạm vi tối ưu này, flo trở nên có hại và tạo ra các tác động xấu đến răng và xương; tương tự, sự vắng mặt hoàn toàn hoặc nồng độ thấp hơn mức tối ưu cũng có hại.Hình 4 hiển thị đường cong liều lượng đáp ứng đối với florua.

Hình 4

Đường cong liều lượng-phản ứng đối với florua.

Tại Hoa Kỳ, các tiêu chuẩn về fluor hóa nước uống đã gây tranh cãi và do lợi ích của ngành công nghiệp và áp lực chính trị, các tiêu chuẩn đã được sửa đổi ít nhất ba lần: Năm 1975, theo Đạo luật Nước uống An toàn, phạm vi chấp nhận được là florua được đặt trong khoảng 1,4 đến 2,4 ppm. Cơ quan Bảo vệ Môi trường đã sửa đổi tiêu chuẩn vào năm 1985 và đặt mức ô nhiễm tối đa (MCL) cho florua ở mức 4 ppm, nghĩa là miễn là nồng độ còn dưới 4 ppm thì nó sẽ không gây hại. Gần đây nhất, vào năm 2015, Bộ Y tế và Dịch vụ Nhân sinh Hoa Kỳ đã sửa đổi phạm vi an toàn từ 0,7 lên 1,2 ppm. Ngược lại, hướng dẫn về 0,5 đến 1,5 ppm florua trong nước uống do WHO đặt ra vào năm 1984 đã được xem xét hai lần vào năm 1993 và 2004, nhưng không có bất kỳ thay đổi nào trong hướng dẫn.

Khi thiết lập các tiêu chuẩn quốc gia về florua trong nước cho con người, điều cần thiết là phải xem xét hàm lượng florua trong hệ thống cấp nước thành phố cùng với lượng florua hấp thụ từ các nguồn khác (ví dụ: từ thực phẩm trồng trên đất địa phương, mức độ florua xung quanh nước ngầm, v.v.). Khi lượng hút vào có khả năng tiếp cận, hoặc lớn hơn 6 mg / ngày, sẽ thích hợp để xem xét đặt tiêu chuẩn ở nồng độ thấp hơn 1,5 ppm. Cần lưu ý rằng liều lượng (nồng độ) có lợi được khuyến nghị cho các nguyên tố vi lượng có thể được sửa đổi khi có thêm dữ liệu từ các nghiên cứu dịch tễ học, phòng thí nghiệm và / hoặc nghiên cứu lâm sàng.

Chì và Sức khỏe Trẻ em

Trong số rất nhiều nguyên tố vi lượng ảnh hưởng đến sức khỏe con người, chì là một trong những nguyên tố nguy hiểm và có hại cho trẻ em hơn người lớn. Giai đoạn dễ bị tổn hại nhất do phơi nhiễm chì là từ khi thai nhi đang phát triển được 6 tháng cho đến khi trẻ được 6 tuổi. Chì trong cơ thể phụ nữ mang thai dễ dàng thấm vào em bé đang phát triển trong bụng mẹ và nếu em bé lớn lên trong môi trường gia đình hoặc khu vực lân cận (sân chơi, trường học) có nồng độ chì cao, đứa trẻ có khả năng trở thành nạn nhân của ngộ độc chì. Chì có thể làm tổn thương hệ thần kinh trung ương, thận, làm suy giảm sự phát triển hành vi thần kinh và thể chất, có thể dẫn đến chậm phát triển trí tuệ, còi cọc, giảm tầm vóc và mất thính giác.

Các nguồn chứa chì trong môi trường phát triển bao gồm: các nhà máy nhiệt điện than và khí đốt, sơn pha chì (bị cấm sử dụng trong các hộ gia đình ở Hoa Kỳ vào năm 1976), chế biến kim loại và sản xuất thép, xử lý chất thải (đặc biệt là đốt rác), và khí thải từ nội bộ động cơ đốt trong sử dụng xăng pha chì. Việc giảm lượng chì trong xăng ở Hoa Kỳ bắt đầu từ năm 1976 và bị loại bỏ hoàn toàn khỏi nhiên liệu ô tô vào năm 1987. Nhiều nước phát triển khác cũng đã ngừng sử dụng xăng pha chì trong ô tô. Việc cấm sản xuất và sử dụng xăng pha chì trong ô tô ở Hoa Kỳ đã làm giảm đáng kể mức độ chì trong máu (BLL) từ khoảng 15 μg / dL xuống khoảng 9,5 μg / dL, giảm 63% trong thời gian 7 năm. từ năm 1976 đến năm 1982.

Việc đặt mức an toàn cho Pb ở người đã trải qua nhiều lần sửa đổi, đây là một ví dụ điển hình về cách định nghĩa về “BLL tăng cao” ở Hoa Kỳ đã thay đổi trong những năm qua do dữ liệu đáng tin cậy hơn từ các nghiên cứu hóa học và dịch tễ học cũng như các kỹ thuật phòng thí nghiệm được cải thiện , đã có sẵn (Hình 5 ).

Hình 5

Điều chỉnh nồng độ chì trong máu tăng cao ở trẻ em qua các năm.

Chì là một trong những kim loại độc hại nhất và gây ra những ảnh hưởng xấu đến con người, đặc biệt là trẻ em. Mặc dù đã hạ thấp mức độ an toàn của chì nhiều lần và chiếm đoạt trung bình 36 triệu đô la mỗi năm trong giai đoạn 18 năm (2000–18) ở Hoa Kỳ, nhiều trẻ em, đặc biệt ở các khu vực thành thị nghèo, vẫn có nguy cơ bị nhiễm độc chì. Theo Trung tâm Kiểm soát Dịch bệnh Hoa Kỳ, trong năm 2012, khoảng 500.000 trẻ em có BLL tăng cao nghiêm trọng.

Nguyên tố hóa học và sức khỏe động vật

Giống như con người, động vật cũng phụ thuộc vào các nguyên tố vi lượng để duy trì sức khỏe của chúng. Sự thiếu hụt hoặc dư thừa có thể gây hại cho sức khoẻ động vật. Các nguyên tố như canxi, coban, flo, mangan, molypden, cooper, kẽm, selen và iốt, với lượng thích hợp sẽ giúp duy trì sự trao đổi chất thích hợp ở động vật. Sự thiếu hụt của chúng có thể gây ra một số vấn đề sức khỏe và thậm chí tử vong.

Trong chuyến du hành vào khoảng năm 1295, Marco Polo đã đến một địa phương ở phía tây bắc Trung Quốc, nơi những con ngựa của ông chết không rõ nguyên nhân. Sau đó, người ta phát hiện ra rằng thực vật tích lũy selen phổ biến ở khu vực này mà khi ăn phải sẽ gây ra độc tính selen ở động vật. Cũng có khả năng là độc tính của selen có thể đã gây ra các bệnh nghiêm trọng cho các kỵ binh ốm yếu của quân đội của Tướng George Custer, dẫn đến thất bại của ông vào tháng 6 năm 1876 trong trận Little Big Horn ở tây bắc Hoa Kỳ. Theo báo cáo của  , một trong những lý do dẫn đến thất bại của Tướng Custer có thể là do ngộ độc selen đối với những con ngựa và la của kỵ binh ông ta. Các loài động vật được chăn thả trong nhiều tháng trên cây họ đậu bản địa Astragalus bisulcatus, được biết đến là một loài thực vật tích lũy selen. Cây họ đậu này nở rộ vào mùa xuân, ở trạng thái mọng nước nhất và giàu Se khi động vật chăn thả trên chúng. Việc ăn một lượng lớn selen dẫn đến nhiễm độc Se ở động vật, khiến chúng yếu ớt, tê liệt một phần, suy giảm thị lực và khả năng định vị, khiến chúng không đủ sức khỏe để phục vụ chiến đấu. Trong cả hai trường hợp, một dị thường địa hóa địa phương là nguyên nhân dẫn đến bệnh tật của động vật. Ăn quá nhiều selen cũng dẫn đến một hiệu ứng độc cấp tính, được gọi là mù lòa , gây mù gần và các bệnh hệ thần kinh khác.

Động vật hoang dã di cư giữa các khu vực chăn thả khác nhau để bổ sung các chất dinh dưỡng thiết yếu có thể bị thiếu tại một địa điểm. Động vật thuần hóa lấy các chất dinh dưỡng từ thức ăn để cung cấp một lượng cân bằng các chất dinh dưỡng thiết yếu. Tuy nhiên, với xu hướng chăn nuôi hữu cơ ngày càng phát triển, động vật được nuôi trong các trang trại như vậy có nguy cơ mất cân bằng dinh dưỡng vì sử dụng thức ăn sản xuất trong nước không có phân bón hóa học. Nông dân có thể khắc phục vấn đề này bằng cách trồng các loại cây thức ăn cụ thể tích lũy chất dinh dưỡng bị thiếu hoặc loại trừ các yếu tố cụ thể gây mất cân bằng dinh dưỡng.  đưa ra một cuộc thảo luận toàn diện về các nguyên tố vi lượng trong sức khỏe động vật, bao gồm các biến thể do sự khác biệt về loài và giống, và mức khuyến nghị của các nguyên tố vi lượng phổ biến ở các loài khác nhau.

Suối khoáng nóng và liệu pháp dưỡng da

Trị liệu bằng phương pháp điều trị bằng phương pháp trị liệu là sử dụng nước khoáng để điều trị bệnh bằng cách tắm, nói chung là tại các spa ở vùng nước nóng giàu khoáng chất. Nó là một hình thức y học cổ xưa được thực hành rộng rãi kể từ thời cổ đại để điều trị các bệnh khác nhau. Mặc dù không có sự thống nhất về việc phân loại suối nước nóng dựa trên nhiệt độ, nhưng một cách đơn giản để phân loại suối nước nóng là sử dụng nhiệt độ cơ thể của con người là 36,7  o C làm nhiệt độ tham chiếu cho suối nước nóng. Các nhà vật lý trị liệu thường sử dụng cách phân loại sau:

  • • Lò xo lạnh: <25  o C,
  • • Lò xo kín: 25–34  o C,
  • • Lò xo ấm: 34–42  o C,
  • • Suối nước nóng:> 42  o C.

 

Suối nước nóng tại nhiều spa trên toàn thế giới thu hút một lượng lớn người đến để điều trị nhiều bệnh như thấp khớp mãn tính, bệnh thần kinh trung ương và ngoại biên, bệnh gút, bệnh ngoài da, các bệnh liên quan đến căng thẳng, v.v … Suối nước nóng có nhiệt độ nước bằng hoặc trên 20 ° C một chút là phổ biến để ngâm trong vài giờ; tuy nhiên, phải cẩn thận khi sử dụng nước nhiệt trên 30 ° C vì có nguy cơ mất nước và quá nóng. Balneotherapy không được khuyến khích cho những người bị ung thư, CVD và các triệu chứng suy giảm miễn dịch.  cung cấp một tài khoản lịch sử chi tiết về liệu pháp tắm hơi bao gồm nguồn gốc của suối nước nóng và thảo luận sâu rộng về lợi ích điều trị của chúng.

Hiện trạng địa chất y tế

Địa chất y tế đã có những bước phát triển vượt bậc trong 40 năm qua. Từ những nỗ lực khiêm tốn của một số ít các nhà địa hóa học vào đầu những năm 1960 cố gắng giải mã các mối liên hệ có thể có giữa môi trường địa hóa tự nhiên và sức khỏe của con người trong một khu vực nhất định với sự thành lập vào năm 2006 của Hiệp hội Địa chất Y tế Quốc tế (IMGA), địa chất y tế đã trưởng thành đến mức bây giờ nó được công nhận hợp lệ là một lĩnh vực nghiên cứu khả thi. Các khóa học đang được cung cấp tại các trường đại học ở nhiều quốc gia trên thế giới, và các chương trình cấp bằng / lĩnh vực tập trung trong địa chất y tế cũng đã được giới thiệu tại các cơ sở khác. Các chương trình sau đại học có sẵn tại một số trường đại học và nhiều dự án nghiên cứu thạc sĩ và tiến sĩ đã được hoàn thành thành công tại nhiều trường đại học trên toàn cầu.

Ở góc độ rộng hơn, sự xuất hiện của sức khỏe hành tinh và các sáng kiến ​​của Hiệp hội Sinh thái Hoa Kỳ, USGS và Liên minh Địa vật lý Hoa Kỳ (AGU) nhằm hiểu và giảm thiểu tác động của sự thay đổi môi trường từ quy mô địa phương đến toàn cầu đối với sức khỏe con người và sinh thái, đã mở ra những con đường bổ sung cho sự hợp tác giữa các nhà địa chất y tế và các chuyên gia y tế, các nhà lập pháp và thực thi chính sách.

Hiện đã có một nền tảng vững chắc cho địa chất y tế, cho phép nó tiến lên với tốc độ nhanh chóng. Việc xuất bản các sách giáo khoa xuất sắc, các tác phẩm tham khảo, kỷ yếu hội nghị, bản tin chuyên môn và tạp chí chuyên dụng GeoHealth , cùng với nhiều cuộc họp chuyên môn hàng năm, là những nguồn lực quan trọng cung cấp hỗ trợ có giá trị cho các chương trình giáo dục về địa chất y tế ở mọi cấp độ. Địa chất y tế sẵn sàng đóng góp hữu ích trong việc đào tạo các thế hệ chuyên gia tương lai để làm sáng tỏ mối liên hệ giữa môi trường tự nhiên và sức khỏe con người vì sự cải thiện của xã hội toàn cầu.bàn số 3 cung cấp một danh sách các tài nguyên giáo dục và nghề nghiệp.

bàn số 3

Tài nguyên giáo dục và chuyên môn trong địa chất y tế.

A. Sách
  1.  Tiến bộ trong Địa chất Y tế (2017). Mori, tôi; và Ibaraki, H. (eds.). Nhà xuất bản Cambridge Scholars, 329 tr.
  2.  Khái quát về Địa chất Y tế (2013). Selinus, O; et al. (biên tập). Phiên bản sửa đổi, Springer, 805 tr.
  3.  Địa chất y tế: Tác động của môi trường tự nhiên đối với sức khỏe cộng đồng . (2016). Centeno, JS; Finkelman, RB; và Selinus, O. 256 tr. [Ban đầu được xuất bản trong Geosciences ; cuốn sách được xuất bản bởi MDPI, Basel, Thụy Sĩ].
  4.  Địa chất y tế – Tổng hợp khu vực (2010). Selinus, O; Centeno, J. A; và Finkelman, RB Springer, 392 tr.
  5.  Địa hóa y tế: Vật liệu địa chất và sức khỏe (2013). Censi, P; Darrah, H; và Erel, Y. (eds.), Springer, 200 tr.
  6.  Nhập môn Địa chất Y tế: Tập trung vào Môi trường Nhiệt đới (2009). Dissanayake, C. B; và Chandrajith, R. Springer. 297 tr.
  7.  Địa chất y tế: Đóng khoảng cách (2003). Skinner, HC W; và Berger, AR Oxford University Press, 192 p.
  8.  Các yếu tố môi trường sống và sức khỏe (1990). Tan, J; Peterson, PJ; and Wang, W. (eds.), Science Press, Beijing, China, 390 tr.
  9.  Geomedicine (1990), J. Lag (ed.) CRC Press, 448 tr.
B. Tạp chí
  1. GeoHealth , được xuất bản bởi Liên minh Địa vật lý Hoa Kỳ (AGU).
  2. Tạp chí Khoa học môi trường và sức khỏe Phần C . Được xuất bản bởi Taylor và Francis
  3. Geopollution Science Medical Geology and Urban Geology, published by the Japanese Society of Geopollution Science Medical Geology and Urban Geology (PMUG)
  4. Environmental Toxicology and Chemistry, published by the International Society for Environmental Toxicity and Chemistry (SETAC)
  5. Environmental Geochemistry and Health. Published by the Society for Environmental Geochemistry and Health
  6. Several other journals, notably, AMBIO (Sweden), Elements (United States), Minerals (Switzerland), Earthwise (United Kingdom), Geosciences (France), Terrae (Brazil), Reviews in Mineralogy and GeochemistryScience of the Total EnvironmentEcotoxicology and Environmental Safety, have published special issues on medical geology
C. Newsletters, published by the:
  1. International Medical Geology Association
  2. U.S. Geological Survey
  3. Geology & Health Division of the Geological Society of America
D. Kỷ yếu Hội nghị. Nhiều kỷ yếu của các hội nghị được tổ chức tại các địa điểm quốc tế và bao gồm các chủ đề địa chất y tế, có từ những năm 1960, bao gồm 25 cuộc họp thường niên do Trung tâm Các chất theo dõi Môi trường (Hoa Kỳ) tổ chức hàng năm
E. Tổ chức nghề nghiệp
  1. Hiệp hội Địa chất Y tế Quốc tế, được thành lập năm 2004 có 28 chương ở nhiều quốc gia khác nhau trên toàn cầu nhằm thúc đẩy địa chất y tế
  2. Hiệp hội Địa hóa Môi trường và Sức khỏe
  3. Geological Society of America: Phòng Địa chất và Sức khỏe
  4. American Geophysical Union: Geohealth Section.
F. Khác
  1. Nhiều luận án tiến sĩ và các cơ sở địa hóa, y tế quốc gia được xuất bản ở nhiều nước.

Triển vọng trong tương lai

Một số lo ngại về sức khỏe môi trường đang nổi lên, chẳng hạn như COVID-19, tác động của biến đổi khí hậu, ô nhiễm không khí, dược phẩm và các sản phẩm chăm sóc cá nhân (PPCP), và nhựa, cùng với các chất ô nhiễm cũ như chì, là một số lĩnh vực mà địa chất y tế có thể có giá đóng góp. Các nhà địa chất y tế nên hợp tác với các nhà khoa học khác, bao gồm các chuyên gia về nhân văn, hành vi và khoa học xã hội để tìm ra giải pháp cho các vấn đề và phát triển các cách để loại bỏ hoặc giảm thiểu các tác động bất lợi. Phần thảo luận ngắn gọn về một số chất ô nhiễm chính và triển vọng nghiên cứu được trình bày dưới đây.

Chất dẻo, bao gồm cả chất dẻo (mảnh nhựa nhỏ dài <5 mm) đã trở nên phổ biến trên khắp thế giới và có mặt trong không khí, trong đất trên cạn và các vùng nước cũng như trong đại dương. Do đó, vi nhựa có trong thực phẩm được tiêu thụ bởi động vật và con người. Kiến thức hiện tại về tác hại của nhựa đối với sức khỏe còn rất hạn chế. Các nhà địa chất y tế có thể đánh giá số phận và tác động của các hóa chất độc hại, chẳng hạn như kim loại độc, dioxin, thuốc trừ sâu và các chất ô nhiễm khác bám vào vi nhựa. Số phận cuối cùng của vi nhựa trong môi trường, cùng với các vấn đề sức khỏe do ăn phải hoặc hít phải vi nhựa cũng đòi hỏi phải điều tra kỹ lưỡng và tư vấn về các biện pháp phòng ngừa.

Biến đổi khí hậu tạo ra một cơ hội khác cho nghiên cứu địa chất y tế. Sự gia tăng gần đây về tần suất và cường độ của lũ lụt và hạn hán do biến đổi khí hậu gây ra thương tích về thể chất, tử vong và bệnh tâm thần. Ô nhiễm không khí và nước có khả năng gia tăng do biến đổi khí hậu, dẫn đến gia tăng đáng kể các vấn đề sức khỏe liên quan đến ô nhiễm. Người ta biết rằng hạn hán làm nứt đất và giảm khả năng giữ nước của đất. Trong các hiện tượng thời tiết khắc nghiệt, khi hạn hán kéo theo lượng mưa lớn, khả năng xâm nhập giảm, đưa dòng chảy mang theo chất ô nhiễm vào các khu vực sạch hoặc không bị ô nhiễm. Ngoài ra, vì hạn hán làm lượng nước bốc hơi nhiều hơn, một vùng nước bị ô nhiễm sẽ có nồng độ các chất độc hại cao hơn, làm suy giảm nghiêm trọng chất lượng của nước còn lại.

Lũ lụt lớn do mưa bão dữ dội sẽ làm cho các cơ sở chất thải độc hại, bãi chứa, chất thải của mỏ, các ao chứa nước thải nông nghiệp và các bể chứa hóa chất trước đây vốn an toàn trước lũ lụt không an toàn. Tình trạng ngập lụt của các cơ sở này sẽ dẫn đến việc giải phóng và vận chuyển các chất gây ô nhiễm ra xa hơn. Do đó, cần phải đánh giá lại tiềm năng rủi ro lũ lụt đối với các địa điểm này. Đây là một lĩnh vực khác mà các nhà địa chất y tế và các nhà khoa học trái đất có thể đóng góp có giá trị.

Ô nhiễm là một kẻ giết người tiềm ẩn, nó diễn ra chậm, thường không thể nhận thấy, nhưng gây chết người nếu không được khắc phục kịp thời. Ô nhiễm đã trở thành một vấn đề sức khỏe nghiêm trọng trên toàn cầu và nó được ước tính là nguyên nhân gây ra 8,3 triệu ca tử vong sớm hàng năm và đứng đầu trong số các ca tử vong liên quan đến môi trường. Ô nhiễm và giảm thiểu ô nhiễm là những thách thức nghiêm trọng đối với xã hội hiện đại, nhưng vấn đề này chưa được giải quyết đầy đủ trong các chương trình nghị sự phát triển của nhiều quốc gia và chưa được chú ý thực sự trong các cuộc thảo luận về sức khỏe môi trường toàn cầu. Trong khi ô nhiễm truyền thống, bao gồm ô nhiễm nước do vệ sinh không an toàn và sử dụng nhiên liệu sinh học trong những ngôi nhà thông gió kém, là nguyên nhân chính gây tử vong sớm ở các nước đang phát triển, ô nhiễm công nghiệp và đô thị, bao gồm ô nhiễm đất và hóa chất, ô nhiễm không khí xung quanh, và ô nhiễm nơi làm việc (được gọi là “ô nhiễm hiện đại”), là những nguyên nhân chính gây tử vong do ô nhiễm ở các nước phát triển. Ô nhiễm truyền thống giảm khi điều kiện kinh tế được cải thiện, nhưng ô nhiễm hiện đại đang gia tăng. Một ước tính đưa ra số ca tử vong sớm hàng năm do ô nhiễm hiện đại là 5,3 triệu ca tử vong ( ). Mối quan hệ phức tạp nhưng chưa được hiểu rõ giữa ô nhiễm, sức khỏe và biến đổi khí hậu mở ra hướng nghiên cứu mới cho các nhà địa chất y tế.

Việc loại bỏ xăng pha chì đã cắt giảm đáng kể BLL; tuy nhiên, các nguồn chì khác bao gồm các cơ sở khai thác, nấu chảy và sản xuất đang hoạt động và bị bỏ hoang; tái chế pin và đồ gốm tráng men chì, chưa được nghiên cứu đầy đủ và tác động đến sức khỏe của chúng chưa được đánh giá đầy đủ. Tương tự như vậy, thủy ngân thải ra từ các nhà máy nhiệt điện than và khai thác vàng thủ công ở nhiều nước đang phát triển tác động đến sức khỏe con người và môi trường và kêu gọi các nghiên cứu có hệ thống. Các tác động đến sức khỏe của PPCP và hạt nhân phóng xạ cũng chưa được biết đến nhiều và cần được nghiên cứu tập trung.

Việc kết hợp dữ liệu vệ tinh với GIS để giảm thiểu các bệnh lây truyền qua nước và các bệnh khác đang được thực hiện thành công, như với bệnh dịch tả và lũ lụt ở Bangladesh (  ). Người ta kỳ vọng rằng việc kết hợp các công cụ trí tuệ nhân tạo (AI) với dữ liệu viễn thám và sự phổ biến rộng rãi của điện thoại di động sẽ dẫn đến các giải pháp sáng tạo cho các vấn đề sức khỏe toàn cầu. Drone có thể được triển khai để lập bản đồ các khu vực không thể tiếp cận để điều tra các nguồn ô nhiễm có thể xảy ra. Các nhà địa chất y tế nên đóng vai trò tích cực trong tất cả các chương trình này.

Đại dịch COVID-19 hiện đang tàn phá thế giới với khoảng 3 triệu trường hợp nhiễm bệnh và 276.001 trường hợp tử vong (tính đến ngày 8 tháng 5 năm 2020) đã tàn phá cuộc sống hiện đại và đưa nền kinh tế toàn cầu đi vào bế tắc. Trong khi các nghiên cứu ráo riết đang được tiến hành trên khắp thế giới để trả lời các câu hỏi chính về phương thức lây truyền virus mới, thực hành lâm sàng tốt nhất và sự phát triển của vắc-xin, thì số ca nhiễm và tử vong đang tăng lên. Công ty tiên phong mang tên Trung tâm tài nguyên Coronavirusđiều hành bởi Đại học Johns Hopkins, Hoa Kỳ; đang theo dõi sự lây lan của COVID-19 trong thời gian thực. Các chuyên gia từ khoa học y tế (virus học, bệnh truyền nhiễm, dịch tễ học, y học cấp cứu và các chuyên ngành liên quan) và khoa học trái đất (GIS, viễn thám, khoa học khí hậu, v.v.) đang hợp tác để cung cấp thông tin có giá trị trên cơ sở liên tục. Ngoài ra, các phát hiện mới đang được các nhà nghiên cứu báo cáo và chia sẻ mỗi ngày. Rita Colwell, biên tập viên sáng lập của GeoHealth , đã phát triển một mô hình dự báo cho SARS-CoV-2, loại vi rút gây ra COVID-19, để theo dõi các đợt bùng phát dịch bệnh trong tương lai bằng cách sử dụng dữ liệu vệ tinh và địa tin học (  ).

Địa hóa có thể tiếp tục cung cấp những hiểu biết sâu sắc về sức khỏe con người, động vật và thực vật vì tất cả chúng đều bao gồm các nguyên tố chính, phụ và vi lượng. Khả dụng sinh học và sự phân bố của chúng rất quan trọng cho một cuộc sống khỏe mạnh. Các nhà địa chất y học nên mở rộng các nghiên cứu của họ để làm sáng tỏ vai trò của các nguyên tố vi lượng ở cấp độ tế bào trong cơ thể sống.

Một thách thức lớn đối với địa chất y tế là sự tham gia nhiều hơn của các chuyên gia chăm sóc sức khỏe. Mặc dù thực tế là các bác sĩ và những người khác từ các lĩnh vực khoa học sức khỏe đang ngày càng tham dự các cuộc họp lớn về địa chất y tế, con số vẫn còn thấp. Các nhà địa chất y tế nên tích cực tìm kiếm sự hợp tác trong các dự án nghiên cứu bằng cách cung cấp các bài giảng và hội thảo tại các cơ sở y tế và hội nghị, đồng thời tham gia nhiều hơn với các cơ quan y tế công cộng. Cần ưu tiên đưa các môn học về địa chất y tế cho các chuyên gia chăm sóc sức khỏe vào đào tạo học tập của họ.

Bản chất của Đại ngũ hành

Nguồn sách: ESSENCE OF PANCHA MAHA BHUTAS

Pancha Maha Bhuta là gì

Thế giới này bao gồm Năm nguyên tố cơ bản – Nước, Lửa, Đất, Không khí, Không gian, còn được gọi là PanchaMahaBhuta. Vaastu shastra kết hợp tất cả năm yếu tố của tự nhiên và cân bằng chúng với con người và vật chất.

A) Nước (Jal) – Cơ thể của chúng ta được tạo ra từ Nước, nó là một phần của mọi loài động thực vật, được thể hiện bằng mưa, sông, biển và ở dạng lỏng hoặc băng. Yếu tố nước đại diện cho hướng Đông Bắc (NE) của một lô đất / công trình, Hành tinh cai quản góc này là Sao Mộc. Có yếu tố Nước ở hướng này (NE) mang lại sự tăng trưởng Lợi ích trong cuộc sống, Học vấn, Tôn giáo.

B) Lửa (Agni) – Đại diện cho Ánh sáng và Nhiệt. Phần tử Lửa chiếm góc Đông Nam của một lô đất / công trình. Nếu các yếu tố Hỏa được đặt một cách thích hợp, nó mang lại sự Sang trọng trong cuộc sống và rất có lợi cho các thành viên Nữ trong gia đình.

C) Trái đất (Bhumi hoặc prithvi) – Đó là Từ trường và lực hấp dẫn có ảnh hưởng đáng kể đến mọi vật Sống và Không sống. Phần tử Earth tượng trưng cho hướng Tây Nam của lô đất / công trình.

D) Không khí (Vayu) – Là một nguyên tố hỗ trợ Sự sống, không khí là một nguồn sống rất mạnh mẽ. Không khí tượng trưng cho hướng Tây Bắc của công trình. nếu nó được đặt phù hợp, nó sẽ mang lại mối quan hệ tốt đẹp giữa các Anh chị em, các thành viên trong gia đình và bạn bè.

E) Space (Akasha) – Đây được coi là vật dẫn chính của tất cả các nguồn năng lượng trong bối cảnh vũ trụ. Nó là trung tâm của bất kỳ công trình xây dựng nào thường được gọi là Brahmasthan. Bất kỳ công trình bất tiết minh nào được thực hiện trên khu vực này đều mang lại điều không tốt cho các thành viên trong gia đình.

 
 
Phân giới thiệu về cuốn sách nói rõ về đại ngũ hành
The totality of Universal Creation comprises an interplay of Pancha Maha Bhutas.These Five Elements

are linked together as the warp and weft of the universal cloth , as they interact and cooperate, but never
cross their ends.In the context of Philosophy and Pragmatism of History, Man is the perennial Actor.His
impulses are ever kaleidoscopic, essentially anchored to Panchendriyas and Pancha Tanmatras which of
course are linked to Pancha Bhutas, as explained vividly in the Introductory Pages of this Script.
Puranas,Upanishads and Vedas handed down the ages painstakingly describe about the awareness of
Brahman from whom the Universe originates, sustains, terminates and regerminates again and again; it is
that Supreme Energy which is admittedly the Cause and effect existence of Life bestowed by Brahman
but far beyond the ‗Koshamaya‘ or of Pancha Koshas or body sheaths of Annamaya-Pranamaya-
Manomaya-Vijnanamaya and Anandamaya but indeed the Supreme Self – either of Form and features or
of the Antaratma the Individual Self of all the Beings in Srishti. It is this Blissful Brahman who is not
only the Individual Consciousness but also of the product of Pancha Bhutas, Space, Light, Praana or Vital
Force, besides the Illumination within and without. It is that Singular Entity, the Bhokta and the Bhojya
or the Cause and the Effect, the ‗Daharakasha‘ or the Sky within the invisible cavity of the Heart as also
the Sky above, the Pancha Bhutas, the Unseen Vaishvanara, the Panchendriyas, the Jagrat-Svapna-
Sushupti or the Stages of Awakening-Dream Stage-Deep Sleep and Death, rebirth and ‗Kaala maana‘!!
Puranas describe the collective and individual specialisations of each of the Pancha Maha Bhutas; the
quotes in this Script are from the major Ashtaadasha Puranas highlighting each and every one of these
individually attempted. The Pouranic Essence is further supplemented by Smritis and compilations of
Dharma Sutras such as Parashara and Veda Vyasa Smritis, Dharma Sindhu and other sources. The
coverage is possibly attempted as ranging from ‗Prithvi Sthalas‘, ‗Jala Samuuhaas, ‗Agni Karyas‘, ‗Homa
Prakriyas‘, ‗Vayu Prashastata‘, ‗Pancha Praana Praamukhyata‘ and ‗Antariksha Pradhaanyata‘. Some
prominent Fifteen Upanishads too have been quoted and explained about the broad intent of the unique
role of Pancha Bhutas in the saga of the Beings in Srishti.The inevitabilty of one‘s existence in the
Universe and its Input Contents have been described by the quotes and annotations. Finally a cross
section of even extremely limited referencing has been attempted to light lamps in the oceans of Vedas on
a sample principle of ‗sthaalee pulaaka nyaaya‘ or to ascertain sample cooking of food!
My desire to attempt the Essence of Pancha Maha Bhutas is even insignificantly worthy of my best
efforts. Yet, the role of HH. Vijayendra Sarasvati who inspired me to condense and translate Maha
Puranass, fifteen Upanishads and a host of Dharmic Scripts is simply unbelievable over the last decade
plus. My post retired life is amazingly transformed by his guidance and unending zeal.This enthusiasm of
mine is backed up by three significant sources- one from my Parents viz. Shri Vemuri Narayana Murti
and Smt.Sitaramamma- besides my father-in- law and mother -in-law viz. Shri Chavali Subrahmanya
Shastri and Smt. Adi Lakshmi-who gave me contentment of living who were all taken into the fold of
Pancha Bhutas already. The third and powerful source is our Family God viz. ‗Paramaa -chaarya‘ of
Kanchi- who opened up vistas for fulfilment of Life, and defied the Pancha Bhutas into Immorality! May
I place ever fragrant flowers at the respective feet at ever fresh memory screens!