Influence of solar activity on water clusters. Annual variations 2015—2019

Abstract

The variations of solar activity and distribution of solar energy due to the rotation of the Earth around its axis and around the Sun exert a strong influence on water clusters, as a result of which their chemical reactivity in hydrolytic processes can vary in a very wide range. This phenomenon is well manifested in the hydrolysis of the phosphoric acid esters. The 5-year regular investigations (2015—2019) of the hydrolysis of triethylphosphite in acetonitrile show that the rate of this reaction with all other conditions being equal displays diurnal, very large annual variations, and is also modulated by the 11-year cycles of solar activity. Since water is a necessary constituent in all forms of life, the discovered diurnal and annual variations of water clusters’ reactivity may underlie the biological circadian and circannual rhythms. The results obtained also point to the fact that the chemical reactivity of water clusters depends on the geographic latitude, and, in summer and winter, it can be significantly different at the same time in the Northern and Southern hemispheres. At the equator, where there should be no seasonal differences, measurements of the rate of triethylphosphite hydrolysis may become an independent method for assessing the solar activity.

Варіації сонячної активності і розподіл сонячної енергії внаслідок обертання Землі навколо своєї осі та навколо Сонця сильно впливають на водяні кластери, внаслідок чого їх хімічна активність у гідролітичних процесах може змінюватися в дуже великому діапазоні. Це явище добре проявляється в гідролізі ефірів фосфористої кислоти. Результати 5-річних регулярних досліджень (2015—2019) гідролізу триетилфосфіту в ацетонітрилі показують, що швидкість цієї реакції за усіх інших рівних умов виявляє добові, дуже великі річні варіації, а також модулюється 11-річними циклами сонячної активності. Оскільки вода є необхідною складовою в усіх формах життя, виявлені добові та річні варіації гідролітичної активності водяних кластерів можуть лежати в основі біологічних циркадних та циркануальних ритмів. Отримані результати також вказують на те, що швидкість цієї реакції залежить від географічної широти, тому влітку та взимку вона може значно відрізнятися водночас у Північній та Південній півкулях Землі. На екваторі, де не повинно бути сезонних відмінностей, вимірювання швидкості цієї реакції можуть стати незалежним методом оцінки сонячної активності.