Według najbardziej prawdopodobnej i powszechnie akceptowanej teorii powstania Wszechświata, nazwanej Teorią Wielkiego Wybuchu, ewolucja wszystkich składników każdej galaktyki jest ściśle ze sobą powiązana. Także możemy mieć pewność, że Słońce od początku swego istnienia (ok. 4,6 mld lat) wywierało wpływ na formowanie się i rozwój Ziemi, jako planety zajmującej szczególnie korzystne miejsce w Układzie Słonecznym. Można powiedzieć, ze Słońce stało się impulsem i kontrolerem niezwykłych zjawisk i przemian zachodzących na Ziemi. Spróbujmy prześledzić genezę współpracy Słońca z Ziemią. Ta współpraca ze względu na odległość przybiera dwa kierunki: grawitacyjny wzajemne przyciąganie jako przyczyna cyklicznego obiegu Ziemi wokół Słońca oraz energetyczny - Słońce źródłem energii na Ziemi. Prawie cała energia, która dociera do Ziemi pochodzi właśnie od Słońca. Główną przyczyną tego "słonecznego monopolu" na dostarczanie energii jest, to że do żadnej innej gwiazdy nie mamy tak blisko jak do Słońca. Dzieli nas od niego jedynie (w stosunku do innych kosmicznych odległości) 149,6 mln km. Natomiast następny z kolei kandydat na źródło energii - gwiazda Proxima Centauri, jest zbyt daleko od nas ( ok. 40,5 biliona km), aby dostarczać Ziemi energię. Przede wszystkim nie w takiej ilości jak to robi Słońce.

Ok. 3,5 mld lat temu Ziemia była w trakcie swej ewolucji, na etapie formowania się na niej ciepłego oceanu. Wody tego oceanu powstały w wyniku skroplenia pary wodnej, gdy temperatura na Ziemi spadła poniżej 1000C.

Środowisko ciepłej wody stało się idealnym miejscem do powstania pierwszych organizmów żywych na Ziemi. Przypuszcza się, że organizmy te dzięki energii promieni słonecznych przeprowadzały procesy beztlenowej fotosyntezy. Przypuszczenia te potwierdza odkrycie, podobieństwa chloroplastów dzisiejszych roślin do prymitywnych organizmów z morza prekambryjskiego - tzw. sinic. Tlen pojawił się na Ziemi, za sprawą glonów, które zaczęły go wytwarzać również w procesie przypominającym fotosyntezę, ale połączonej już z emisją tlenu. Dodatkowym źródłem tego dobroczynnego gazu była fotoliza wody (rozpad) na cząsteczki wodoru i tlenu pod wpływem promieni słonecznych. Również i w tym przypadku energia Słońca była nieodzowna. I chociaż wodór i tlen szybko łączyły się ponownie, to jednak część wodoru dzięki swej lekkości, zanim zdążyła wyłapać tlen oddalała się w przestrzeń kosmiczną. Takie były początki atmosfery Ziemi, zawierającej tlen. Ocean na powierzchni Ziemi był na tyle ogromnym zapasem wody, że wystarczyło z niej tlenu zarówno na atmosferę jak i na dalszą ewolucję organizmów żywych. Równocześnie z ich wyjściem na ląd, w atmosferze gotowa była już warstwa ozonu, która miała za zadanie ochraniać Ziemię i jej "mieszkańców" przed szkodliwą częścią promieniowania słonecznego. Aż do dnia dzisiejszego Słońce sprawuje "opiekę' nad naszą planetą, będąc dla niej życiodajną siłą. Cały Wszechświat wciąż się rozszerza zmierzając w nieznanym nam kierunku i zarówno dla Słońca jaki dla Ziemi ewolucja trwa nadal. Od czasu tworzenia się atmosfery Ziemi, aż o 25% wzrosło w jej górnych warstwach natężenie promieniowania ze Słońca. Wartość tego natężenia określa się jako stała słoneczna, a obecnie wynosi ona 1368 W/m2. Szacuje się, ze energii w Słońcu wystarczy jeszcze na następne 5 mld lat. Wtedy tez zamieni się ono w czerwonego olbrzyma i zacznie powolny proces stygnięcia i wygasania. Jaki los czeka wtedy Ziemię? Póki jednak nasza najbliższa gwiazda dostarcza nam energii zapewniającej życie, Ziemia również stopniowo kontynuuje swoje przemiany, w których zawsze istotnym czynnikiem jest promieniowanie słoneczne.

Życiodajna energia pochodząca ze Słońca, od dawna budziła zainteresowanie naukowców, którzy nadal prowadza dociekliwe badania nad jej naturą. Najnowsze odkrycia określają dokładny skład promieniowania słonecznego, docierającego do powierzchni Ziemi: 99% to fale elektromagnetyczne o długości 0,1 - 4 μm, złożone z 45% promieni świetlnych, widzialnych dla człowieka, kolejne 46% przypada na podczerwień, odczuwaną jako ciepło, 8% , to promieniowanie ultrafioletowe, a ostatni składowy 1%, to zmiennej długości fale elektromagnetyczne oraz tzw. emisja korpuskularna - czyli promieniowanie cząsteczek, głównie protonów. Ten ostatni składnik promieniowania słonecznego nie bierze udziału w procesach zachodzących na Ziemi. Niesamowity jest fakt, że promieniowanie słoneczne tylko w 50% dociera na powierzchnię Ziemi. Druga jego połowa zostaje zatrzymana przez ziemską atmosferę - zostaje bowiem po części odbite i rozproszone albo pochłonięte. Na dodatek promienie docierają na Ziemię albo jako niezakłócone promieniowanie bezpośrednie, albo też jako promieniowanie rozproszone. Na dodatek ogólną cecha tego promieniowania jest wyraźna zmiana w widmie, w porównaniu z widmem promieniowania pierwotnego. W widmie tym z początkowego 8% ultrafioletu pozostaje jedynie 1%, gdyż reszta tego niebezpiecznego dla organizmów żywych promieniowania zostaje przechwycona przez warstwę ozonową w atmosferze. Światło widzialne stanowi przy powierzchni 40% całego promieniowania słonecznego, a podczerwień aż 59%. Naukowcy stwierdzili, że "z punktu widzenia organizmów żywych" najważniejsze jest promieniowanie bezpośrednie. Jest ono zależne od natężenia całości promieniowania, a także od tego jak wysoko nad Ziemią znajduje się Słońce w momencie jego emisji oraz na jaką wysokość nad poziomem morza musi dotrzeć. W efekcie tych warunków najbujniejsza roślinność porasta najbardziej nasłonecznione tereny (pod warunkiem dogodnej wilgotności) - w skali całej Ziemi jest to obszar międzyzwrotnikowy, a w skali poszczególnych małych obszarów, są to południowe stoki wzniesień, jednak znów tylko do pewnej wysokości.

Co dzieje się jednak z promieniowaniem rozproszonym? I czy jest ono nam do czegoś przydatne? Jego chaotyczność spowodowana jest przez zmianę kierunku rozchodzenia się pod wpływem zderzeń ze składnikami chmur oraz unoszącymi się w powietrzu naturalnymi i wytworzonymi przez człowieka zanieczyszczeniami w postaci cząsteczek tzw. aerozolu atmosferycznego. Wiemy już czym jest promieniowanie rozproszone, w takim razi odkryjmy teraz korzyści, które z niego czerpiemy. Gdy zachmurzenie jest tak duże, że znacznie ogranicza docieranie do powierzchni promieniowania bezpośredniego, to właśnie promieniowaniu rozproszonemu choć w nieładzie, ale udaje się przedrzeć przez przeszkodę. Spełnia ono wtedy rolę oświetlenia (mimo iż nie widoczna jest tarcza słoneczna) oraz staje się czymś w rodzaju zastępczego dostawcy najistotniejszego czynnika procesu fotosyntezy oraz chroni rośliny przed koniecznością zahamowania wzrostu.

Na całkowite promieniowanie słoneczne docierające na powierzchnię Ziemi składa się, więc promieniowanie bezpośrednie i rozproszone. Taki zasób energii Słońce dostarcza na powierzchnię Ziemi, ale tylko 43% z niej zostaje pochłonięte, a reszta odbija się od powierzchni albo jeszcze wcześniej od cząstek w powietrzu. Ziemia z kolei dzieli tę energię dla lądów i wód oraz organizmów żywych. Oceany wchłaniają aż 95% promieniowania słonecznego zamieniając je na ciepło, które umożliwia przeżycie organizmom wodnym, w czasie ochłodzeń dobowych i rocznych. Podobne ilości ciepła (ok. 70%) kumuluje piasek pustynny, co również ratuje życie wielu organizmom poddawanym na pustyni dużej różnicy temperatur między dniem, a nocą. Natomiast tam gdzie Słońce przesyła najmniej energii, gdzie panują śniegi i lody, dodatkowo jeszcze ich powierzchnia odbija do 85% dostarczonego promieniowania. Dlatego też w czasie zimy, zwierzęta zapadają w sen zimowy, co pozwala im obniżyć swój metabolizm do minimum, aby utrzymanie temperatury ciała nie pochłaniało za dużo zgromadzonej na zimę energii. Widzimy, że w zależności od rodzaju powierzchni Ziemia mniej lub bardziej pochłania dostarczoną mu przez Słońce energię. Współczynnik określający stosunek wartości promieniowania odbitego od powierzchni do promieniowania pochłoniętego przez nią w odniesieniu do jednostki tej powierzchni, nazywamy albedo.

Energia słoneczna jest nie tylko nieustannie dostarczana na powierzchnię Ziemi, ale także krąży w przyrodzie, ulegając przemianom biologiczno - chemicznym i "dokarmiając" całą biosferę. I tak np. skumulowana we wnętrzu roślinek, staje się pokarmem dla zwierząt, i po krótszej lub dłuższej wędrówce zgodnie z łańcuchem pokarmowym, trafia do gleby, a stamtąd np. ponownie wciągnięta przez roślinkę, zaczyna cykl od nowa. Podobnie pradawna roślinność przekształcona w drodze ewolucji w złoża węgla, oddaje, nam ludziom swoją energię w postaci energii cieplnej i elektrycznej, po wielu milionach lat zalegania pod powierzchnią Ziemi.

Wpływ promieniowania słonecznego ma swoje skutki, nie tylko w świecie biosfery, ale również w konsekwencjach obrotu wirowego i obiegowego Ziemi wokół Słońca. Ziemia obracają się dookoła własnej osi, utrzymuje nachylenie do płaszczyzny swojej orbity ruchu wokół Słońca. Przez co w każde miejsce na kuli ziemskiej trafia inna ilość promieniowania świetlnego, powodując różnice w długości dnia i nocy. Analogicznie, położenie Słońca w ognisku elipsoidalnej orbity ziemskiej sprawia, ze mamy pory roku, a także równoleżnikowe rozłożenie stref klimatycznych i pasm występowania określonej roślinności (fitogeografia), a także gatunków zwierząt, czy nawet ras ludzi. Chociaż człowiek najbardziej wytrwale opiera się wszelkim klimatycznym warunkom, rozprzestrzeniając się po całej kuli ziemskiej. Mimo ogólnemu kosmopolityzmowi, często widoczne jest jednak naturalne przystosowanie pewnych grup etnicznych, do zamieszkiwania danych obszarów - głównie tych o skrajnych warunkach klimatycznych.

Każdy z nas po chwili zastanowienia potrafiłby wymienić co najmniej kilka cech, na które wpływa u niego Słońce. Będzie to z pewnością samopoczucie, chęć do życia, większe pobudzenie do działania, wspomnienia najmilszych wakacyjnych chwil, itp. Nie trzeba być też naukowcem, aby zauważyć, że ilość dni słonecznych w roku znacznie wpływa na różnice społeczno - kulturowe oraz psychologiczne między nacjami. Szczególnie zamieszkującymi skrajnie różne obszary. I tak, np. Włosi, czy Hiszpanie są znani z radosnego sposobu bycia, wręcz czasem określanego beztroskim, a także witalności i chęci do zabawy i "tryskającego" optymizmu. Natomiast nacje północne - Szwedzi, Duńczycy, itp. Czasami określani są nacją "zimną", bardziej zdystansowaną do uciech tego świata, ale także mniej energiczną i wykazującą skłonności od depresji i pesymizmu. Słońce ma wpływ nie tylko na samopoczucie i psychikę, czy nawet wygląd zewnętrzny (kolor skóry naturalny lub opalenizna) ale również na nasz metabolizm i inne uwarunkowani fizjologiczne. Najbardziej znany i ważny szczególnie dla dzieci jest proces przemiany prowitaminy witaminy D2 w witaminę D właśnie pod wpływem Słońca na skórę człowieka. Witamina D po wytworzeniu wnika głównie w układ kostny i pozwala na jego prawidłowy rozwój.

Promieniowanie UV i ochrona przed jego niekorzystnym wpływem na zdrowie ludzi

Niestety promieniowanie słoneczne niesie w sobie szkodliwe promienie UV, które głównie w wyniku zanieczyszczeń wywołanych przez człowieka, coraz bardziej przenikają przez podziurawiona warstwę ozonową i szkodzą zdrowiu naszej skóry.

Promieniowanie ultrafioletowe jest składnikiem promieniowania elektromagnetycznego o długości fali 10 - 400 nm. Ten typ promieniowania dociera na Ziemię prosto ze swego źródła - Słońca. Człowiek znalazł wiele zastosowań ultrafioletu, ale w kontrolowanych procesach. Natomiast niekontrolowane działanie tego typu fali jest dla organizmów żywych bardzo szkodliwe. Większość tego promieniowania nie dociera do powierzchni Ziemi, zatrzymana przez warstwę ozonową atmosfery. Jednak powstała w wyniku nieodpowiedzialnej ekspansji człowieka dziura ozonowa przepuszcza coraz więcej promieniowania UV na powierzchnię Ziemi, co jest coraz bardziej szkodliwe. Promieniowanie ultrafioletowe bardzo mocno wpływa na przyspieszanie starzenia się skóry. Wpływa także na wiele innych zmian w organizmie, głównie w zależności od zakresu długości fali. Z tego względu promienie UV dzielimy na: UVC, UVB, UVA. A oto ich krótka charakterystyka:

  • UVC - to promieniowanie ultrafioletowe fal o najkrótszej długości - maksymalnie 290 nm. Charakteryzuje się największą energią. Zagrożenie jego działaniem jest niwelowane przez warstwę ozonową, która prawie całkowicie go pochłania. Nie emitują go również solaria.
  • UVB - to promieniowanie ultrafioletowe fal o długości 290-320 nm. Wnika w naskórek i skórę właściwą. To głownie ten rodzaj promieniowania UV nas opala - a dokładnie powoduje zarumienienie (tzw. odczyny rumieniowe) po działaniu od 12 do 24 godzinnym oraz pigmentację skóry, ale dopiero po 48 - 72 godzinach oddziaływania światła słonecznego. Niestety każdy z nas pewne tego doświadczył w przypadku "przedawkowania" opalania, promienie UVB powodują oparzenia skórne, czasami bardzo rozległe. Bardzo długo uważano, że tylko promieniowanie UVB powoduje zmiany skórne, poparzenia, starzenie się skóry, a nawet jej nowotwory. Dopiero dokładne badania, "otworzyły" nam oczy na skutki działania innego zakresu tego promieniowania, mianowicie UVA.
  • UVA - to promieniowanie ultrafioletowe o najdłuższej fali od 320 do 400 nm. W niewielkich ilościach promieniowanie to nie jest szkodliwe i nie widoczne są efekty jego działania. Jednak długotrwała ekspozycja na jego fale, w szczególności równocześnie z UVB, natychmiast objawia się zmianami zabarwienia, zaczerwienień i przewlekłej tzw. hiperpigmentacji. Długość tych fal sprawia, że wnikają one dużo głębiej niż UVB - aż pod skórę, gdzie mieści się specjalna tkanka podskórna. I tak naprawdę, to właśnie promienie UVA SA winne wszystkim objawom, o które wcześniej niesłusznie posądzano UVB. A więc: fotostarzenie, fotoalergie, poparzenia i nowotwory skóry. Odkryto również, że promieniowanie UVA jest szczególnie niebezpieczne ze względu na to, że utrzymuje jednakowe natężenie w ciągu dnia, niezależnie czy zimą, czy altem, czy dzień jest słoneczny, czy też pochmurny - zawsze! Działa tak samo. W przeciwieństwie do UVB nie są dla niego przeszkodą szyby czy to w domu, czy w samochodzie.

Fotostarzenie się skóry u każdego przebiega w inny sposób i przyjmuje różne objawy w zakresie zmian histopatologicznych i klinicznych. Najbardziej znane to przebarwienia skórne, piegi, zmarszczki, plamki soczewicowe, zaskórniki, przerost gruczołów łojowych, przerosty i nadmierna ilość dopa-dodatnich melanocytów, elastora i telangiektazje.

Ograniczenie oddziaływani promieniowania UV na człowieka ma dwie płaszczyzny globalną i indywidualną. Globalna - to ogólnoświatowa akcja zmniejszania emisji substancji niszczących dziurę ozonową oraz badania nad metodą poprawy jest obecnego stanu. Natomiast indywidualna sfera ochrony przed szkodliwością UV, to dbałość o pielęgnację skóry kosmetykami zawierającymi tzw. filtry przeciwsłoneczne. Filtry te to chemicznie spreparowane związki dodawane do kosmetyków, w celu ochrony skóry przed szkodliwością promieniowania UV. Filtry dzielimy obecnie na: chemiczne związki absorbujące czyli pochłaniające energię promieni UV oraz drugi typ tzw. filtry fizyczne - substancje, które działając na zasadzie maleńkich mikroluster odbijają szkodliwe promieniowanie. W najnowszych kosmetykach stosuje się zestawy kilku rodzajów obydwu typów filtrów, w celu osiągnięcia maksymalnej ochrony skóry.

Filtry fizyczne (chroniące przed UVB i częściowo przed UVA) obecnie w użyciu:

  • dwutlenek tytanu (TiO2),
  • tlenek cynku.

Filtry chemiczne - (w nawiasie nazwa promieniowania przed, którym chronią skórę):

  • oktokrylen (UVB)
  • trisiloxan drometrizolu (UVB i UVA), określany często nazwą handlową - silatrisol
  • butyl methoxydibenzoylomethane, inaczej avobenzon, bardzo dobrze chroni przed UVA
  • Tinosorb M - filtr najnowszej generacji, również bardzo skuteczny w ochronie przed UVB i UVA. Łączy w sobie zalety filtrów fizycznych (mineralnych) oraz chemicznych, dzięki specjalnej strukturze tzw. mikronizowanego filtru chemicznego.

W kremach ochronnych z reguły obecny jest jedne filtr fizyczny i kilka chemicznych. Należy jednak pamiętać, że gwarancją właściwej ochrony jest dosyć obfite i intensywne nanoszenie kosmetyków ochronnych, zarówno latem jak i zimą, oraz właściwe nawilżanie skóry, zwłaszcza po opalaniu. Brak przestrzegania tych zaleceń może drastycznie zmniejszać skuteczność kremów z filtrami, szczególnie zbyt skąpe rozprowadzanie na ciele.

Charakterystyczne, choć często zbyt słabo znane oznaczenia produktów z filtrami słonecznymi:

SPF - (skrót od ang. Sun protecitive factor lub IP - fr. Indie de protection). Skrótem ten to określenie tzw. faktoru ochrony przed promieniowaniem słonecznym, charakteryzującym dany filtr. Wyraża on stosunek ilości promieniowania UV, które wywołuje oparzenia mimo stosowania filtra do ilości tego promieniowania, wywołującego identycznie rozległe oparzenia, ale bez użycia filtra. Dzięki wartości SPF można bez problemu przeliczać czas spowolnienia przez filtr wywoływania efektów promieniowania UV. Np. jeżeli bez zastosowania filtra nabieramy rumieńców po ok. 20 minutach, to z właściwie zastosowanym filtrem SPF 15, ten sam efekt wystąpi po 15 razy dłuższym czasie, czyli 5 godzinach. Pamiętajmy jednak o rozsądku, gdyż filtry mają za zadanie ochraniać nasza skórę przed szkodliwością Słońca, a nie tylko umożliwiać długie przebywanie na plaży. Zawsze tez trzeba wziąć pod uwagę możliwość innych zagrożeń dla zdrowia w czasie ekspozycji na Słońce - jak przegrzanie czy udar słoneczny. Filtry SPF chronią przed efektami rumienienia przez promieniowanie typu UVB! Skuteczność kosmetyków z SPF wygląda następująco: SPF 2 zatrzymuje tylko połowę szkodliwego promieniowania, SPF 15 już 93,3%, a kolejne filtry SPF nr 30 czy 50 tyko nieznacznie polepszają skuteczność SPF 15. Dlatego preparaty z SPF 15 są kupowane na plażę jak również jako codzienna ochrona przez starzeniem się skóry i jego objawami. Jednak nie chronią przed promieniowaniem UVA!!!

Wciąż trwają prace badawcze nad sprecyzowaniem wskaźnika skuteczności kosmetyków z filtrami w ochronie przed UVA, ze względu na słabą jeszcze wiedze na temat klinicznych aspektów jego oddziaływania. Na opakowaniach kremów z filtrami UVA, możemy jednak dostrzec oznaczenia: IPD lub PPD ( skrót od ang. Immediate Pigmentation Darkening, Persistant Pigmentation Darkening) - określają one skuteczność filtru (im większy współczynnik, tym większa ochrona). Wyznacza się je jako wyniki badania stopnia opalenizny natychmiastowej pod wpływem UVA (IPD) lub opalenizny trwałej (PPD), w odniesieniu do wielości przebadanych osób oraz stosowanych przez nich zabezpieczeń lub ich braku. Nie jest to jednak jeszcze zbyt wiarygodny wskaźnik i często odpowiadająca mu skuteczność, zależy bardziej od solidności marki produktu niż cyferki na opakowaniu. Bardziej uniwersalnym oznaczeniem jest stosowane w Australii i USA sformułowanie: "broad spektrum" - gwarantujący skuteczność w co najmniej 90%.

Ochrona skóry przed promieniowaniem ultrafioletowym:

  1. Nie opalaj się w czasie największej intensywności Słońca- w godzinach: 11 - 15. W tym czasie jeśli koniecznie musisz przebywać na Słońcu, (szczególnie w przypadku dzieci) dbaj o osłanianie ciała odpowiednim ubraniem i czapką na głowę.
  2. pamiętać, ze promieniowanie UVA przenika przez materiał ubrania, nawet mokry kostium kąpielowy nie jest do końca nieprzepuszczalny dal promieni UV.
  3. Najlepiej przez cały rok, ale szczególnie latem stosuj kremy co najmniej z filtrem SPF 15, ale z zaznaczoną na opakowaniu skutecznością w ochronie zarówno przed UVB i UVA. Stosowanie wyłącznie filtra przeciw UVB, szczególnie w czasie kąpieli słonecznych, usypia twoja czujność na dużo bardziej niebezpieczną szkodliwość promieni UVA.
  4. Obficie nakładaj kremy z filtrami na skórę oraz nie zapominaj o posmarowaniu również ust i uszu. Szczególnie wrażliwe na Słońce są wargi, bardzo podatne również na raka.
  5. Noś ochronne okulary przeciwsłoneczne. Najpewniej kupić je u optyka.
  6. Nakładaj kremy z filtrami ok. 20 min przed wyjściem na Słońce. Ich działanie jest wtedy bardziej skuteczne.
  7. pamiętaj o kosmetykach ochronnych również zimą i w pochmurne dni a w szczególności gdy jesteś w górach lub w pobliżu dużej ilości śniegu lub wody.
  8. Powtarzaj nakładanie kosmetyków ochronnych średnio co 2 - 3 godziny. Pamiętaj, że średnia odporność kremów wodoodpornych wystarcza na 40 min pływania, a extrawodoodpornego na ok. 80 min w wodzie.
  9. Dbaj szczególnie o ochronę dzieci, stosuj specjalnie dla nich przygotowane preparaty. Nawet skóra dziecka wymaga ochrony przed efektem fotostarzenia.
  10. Nie oszukuj się, ze istnieje bezpieczne opalanie, czy to na Słońcu, czy w solarium! Każda opalenizna powoduje starzenie się skóry i naraża na je nowotwory.
  11. Sprawdzaj stan zdrowia swojej skóry, szczególnie znamion. Niepokojące powinny być wszelkie oznaki zmiany zabarwienia znamienia, jego powiększenie lub pojawienie się wokół niego otoczki.
  12. Pytaj lekarzy przepisujących Ci leki o ich właściwości fotouczulające, szczególnie latem.
  13. nie opalaj się z użyciem kosmetyków nie przeznaczonych do opalania.