Każda komórka twojego ciała działa według mniej więcej 24-godzinnego cyklu, synchronizowanego przede wszystkim przez jedno: światło docierające do twoich oczu. To podręcznikowa historia rytmu okołodobowego i jest poprawna, o ile sięga. Ale od dziesięcioleci mniejsza linia badań zadaje dziwniejsze pytanie – czy pole magnetyczne Ziemi, cicho fluktuujące dniem i nocą, niezależnie od tego, czy Słońce jest na niebie, może działać jako drugi, znacznie subtelniejszy zegar obok światła.

Rytm okołodobowy to wewnętrzny 24-godzinny cykl, który rządzi snem i czuwaniem, temperaturą ciała, uwalnianiem hormonów, a nawet ekspresją genów, kierowany przez małą grupę neuronów w mózgu zwaną jądrem nadskrzyżowaniowym (SCN). Światło jest dominującym sygnałem synchronizującym, czyli zeitgeberem – to dlatego występuje jet lag i dlatego jasne poranne światło jest standardowym lekarstwem na niego. SCN przekazuje sygnał czasowy do szyszynki, która uwalnia melatoninę, gdy zapada ciemność – hormon najbardziej odpowiedzialny za to, że czujesz się senny zgodnie z harmonogramem.

Pole geomagnetyczne Ziemi ma swój własny cichy dobowy rytm – fluktuuje w przewidywalnych wzorcach związanych z rotacją Ziemi, na tle większych zakłóceń spowodowanych aktywnością słoneczną. Badacze zajmujący się tym tematem zasugerowali, że organizmy mogą odczytywać te fluktuacje jako drugorzędny sygnał czasowy, działający obok światła, a nie zamiast niego. Wczesne wsparcie przyszło z nieoczekiwanego miejsca: wróble domowe trzymane w ciągłym świetle nadal wykazywały aktywność okołodobową zsynchronizowaną ze sztucznie cyklizowanym polem magnetycznym, co sugeruje, że zwierzęta mogą w zasadzie wykorzystywać zmiany geomagnetyczne jako wskazówkę zegarową.

Wyróżniają się dwa badania. W Alta w Norwegii – za kręgiem polarnym, gdzie słońce nie wschodzi przez tygodnie każdej zimy, a zaburzenia geomagnetyczne są wyjątkowo silne – naukowcy śledzili melatoninę w próbkach śliny w cyklach dzień-noc i odkryli, że aktywność geomagnetyczna musiała przekroczyć próg około 80 nanotesli na trzy godziny, zanim znacząco obniżyła poziom melatoniny. Poniżej tego progu nie zaobserwowano mierzalnego efektu, co jest znacząco wysoką poprzeczką – mieszczącą się w obszarze umiarkowanych do silnych burz, a nie odpowiedzią na zwykłe tło fluktuacji.

Oddzielne badanie pracowników zakładów energetycznych wykazało, że podwyższona aktywność geomagnetyczna była związana z niższym nocnym wydalaniem metabolitu melatoniny, przy czym najsilniejszy efekt występował, gdy zaburzenie geomagnetyczne miało miejsce 15 do 33 godzin przed pomiarem – okno czasowe ściśle zgodne z rzeczywistym cyklem produkcji i regulacji melatoniny w organizmie, a nie przypadkową korelacją.

Jeśli aktywność geomagnetyczna rzeczywiście wpływa na timing okołodobowy, wiodącym kandydatem na mechanizm jest kryptochrom – światłoczułe białko, które już odgrywa kluczową rolę w samym zegarze okołodobowym. U kilku gatunków zwierząt wykazano również, że kryptochrom reaguje na pola magnetyczne, a badacze zaproponowali go jako prawdopodobny biologiczny czujnik łączący oba systemy – pojedyncze białko potencjalnie pełniące podwójną funkcję zarówno detektora światła, jak i detektora pola magnetycznego. To, czy działa to dokładnie tak samo u ludzi, wciąż pozostaje otwartym pytaniem, ale jest to znacznie bardziej konkretny mechanizm niż większość proponowanych ścieżek wrażliwości na pogodę kosmiczną.

Niezwykły kąt tego badania pochodzi z obserwacji, co się dzieje, gdy pole geomagnetyczne jest usuwane, a nie zakłócane. Zwierzęta trzymane w środowiskach prawie zerowego pola magnetycznego – takich, które są istotne dla długotrwałych lotów kosmicznych – wykazywały zaburzone rytmy w podstawowych genach zegara okołodobowego i zmienioną aktywność noradrenaliny w mózgu. Nie dowodzi to, że pole Ziemi aktywnie napędza codzienny timing okołodobowy u ludzi, ale pokazuje, że systemy biologiczne najwyraźniej nie są obojętne na obecność lub brak pola geomagnetycznego, co wzmacnia argumenty za poważnym traktowaniem pytania o „pole jako subtelny wkład”.

Jest to mechanizm najczęściej przywoływany, gdy ludzie opisują zły sen podczas burz geomagnetycznych, i łączy się z wpisem o rezonansie Schumanna w tej wiki: 7,83 Hz znajduje się w pobliżu powszechnie cytowanej granicy między aktywnością fal theta i alfa w mózgu, a niektórzy badacze sugerują, że skoki amplitudy zakłócają tę samą regulację snu za pośrednictwem melatoniny poprzez pokrewną ścieżkę. Żaden mechanizm nie jest w pełni udowodniony, ale oba wskazują w spójnym kierunku – że system snu i czuwania organizmu może być bardziej narażony na bliskoziemskie środowisko elektromagnetyczne, niż zakłada model „wszystko zależy od światła”.

Światło jako główny zeitgeber i melatonina jako jego główny hormonalny produkt są ugruntowaną nauką. Aktywność geomagnetyczna jako drugorzędny wpływ na melatoninę ma rzeczywiste dane wspierające – badania z Alta i nad pracownikami są konkretnymi, opartymi na progach wynikami, a nie mglistymi korelacjami – ale pole badań jest małe, proponowany mechanizm (kryptochrom) wymaga więcej potwierdzeń specyficznych dla ludzi, a efekt wydaje się mieć znaczenie tylko powyżej prawdziwego progu zakłóceń, a nie w zwykłe spokojne dni.

Jeśli już podejrzewasz, że twój sen jest bardziej zaburzony w aktywne geomagnetycznie dni, powyższe ustalenie progu daje użyteczny punkt wyjścia: to silniejsze burze, a nie rutynowe codzienne fluktuacje, są związane z mierzalnym efektem w badaniach. Meteoagent śledzi wskaźnik Kp i amplitudę Schumanna obok siebie, co ułatwia sprawdzenie kiepskiej nocy snu z tym, co faktycznie działo się w środowisku geomagnetycznym poprzedniego dnia i nocy.