2001 г.
|
2001 г. |
Получены свидетельства существования горизонта событий
До сих пор нет прямых доказательств существования черных дыр. Да и вообще, каким должно быть такое свидетельство? Две группы американских астрономов считают, что им можно считать наблюдение горизонта событий - гипотетической границы черной дыры, которая внутрь пропускает все что угодно, а обратно не выпускает даже свет. Кроме черной дыры, ни один объект таким свойством не обладает и горизонта событий не имеет.
С помощью двух космических обсерваторий - Космического телескопа им.Хаббла и рентгеновского телескопа «Чандра» - ученым удалось наблюдать кажущееся исчезновение вещества, падающего на компактный компонент тесной двойной системы. Об этом они сообщили на конференции Американского астрономического общества в январе 2001 г.
М.Гарсиа (M.Garcia; Гарвардский астрофизический центр) и его коллеги изучили данные по наблюдениям 12 рентгеновских новых - двойных систем, в которых поток вещества с обычной звезды перетекает в аккреционный диск вокруг компактного объекта (черной дыры или нейтронной звезды), с тем чтобы в конце концов упасть на него. Время от времени в диске происходят взрывы, сопровождаемые вспышкой рентгеновского излучения, но в данном случае астрономы интересовались тем, как эти системы излучают в спокойном состоянии, т.е. в периоды между вспышками.
Шесть из 12 изученных компактных объектов оказались нейтронными звездами, а массы других шести - для нейтронных звезд слишком велики (несколько масс Солнца), что и заставило ученых заподозрить в них черные дыры. Разделив системы с нейтронными звездами и системы с предполагаемыми черными дырами на пары с приблизительно одинаковым темпом аккреции, ученые сопоставили их рентгеновские светимости. Выяснилось, что системы с нейтронными звездами и в спокойном состоянии весьма ярки: кинетическая энергия падающего вещества при столкновении с поверхностью звезды превращается в тепловую и интенсивно высвечивается в рентгеновском диапазоне. Аналогичные же системы с черными дырами в спокойном состоянии почти не излучают (их светимости в 100 раз меньше, чем у систем с нейтронными звездами), словно падающий газ просто исчезает. Похоже, он проваливается под горизонт событий, унося с собой всю свою энергию.
А вот Дж.Долан (J.Dolan; Центр космических полетов им.Годдарда НАСА) считает, что ему не просто удалось зафиксировать исчезновение энергии вблизи черной дыры, но действительно увидеть, как газовые сгустки исчезают из поля зрения, проваливаясь под невидимый горизонт. Наблюдая с помощью Космического телескопа им.Хаббла массивный компактный объект Лебедь XR-1, Долан дважды зафиксировал регулярные затухающие последовательности импульсов ультрафиолетового излучения общей продолжительностью около 0.2 с. Он считает, что эти импульсы исходят от сгустков горячего газа, которые отрываются от внутренней границы аккреционного диска и по спирали падают на черную дыру. Ультрафиолетовое свечение сгустков слабеет, поскольку по мере приближения к черной дыре их излучение сдвигается из-за гравитационного красного смещения во все более длинноволновые области спектра. После 6-7 импульсов сгустки окончательно пропадают из вида. Конечно, было бы неосторожно делать выводы на основании всего двух наблюдений. Долан не отрицает, что две эти последовательности импульсов могут оказаться случайными, но подчеркивает, что их параметры в точности соответствуют теоретическим предсказаниям.
© Д.З.Вибе,
кандидат физико-математических наук,
Москва
Молодой коричневый карликКоричневые карлики - новый класс маломассивных звезд, давно предсказанных, но открытых лишь несколько лет назад (Сурдин В.Г. Коричневые карлики: не звезды и не планеты // Природа. 1999. №7. С.3-12). Астрономы с увлечением взялись за исследование этих необычных объектов, заметить которые удается только в самые сильные телескопы. Главное сейчас - собрать побольше данных о популяции этих не то минизвезд, не то суперпланет.
По современным представлениям, процессы формирования планет и звезд существенно различаются. Звезды рождаются в результате гравитационного сжатия, фрагментации и дальнейшего уплотнения холодных межзвездных облаков, состоящих из газа и мелких твердых частиц - “пылинок”. Как самостоятельный объект звезда оформляется в довольно спокойных и стабильных условиях, практически одинаковых для всех звезд данной популяции. Поэтому, например, все звезды одного поколения, но разной массы не слишком различаются по химическому составу. Планеты же, напротив, образуются в околозвездном газо-пылевом диске, в центре которого уже находится молодая звезда, создающая вокруг себя существенно неоднородные условия. Поэтому ход формирования планеты зависит от ее положения в диске: чем ближе орбита планеты к звезде, тем сильнее ее параметры зависят от особенностей звезды.
Эти теоретические соображения пока еще не подкреплены надежными наблюдениями: даже рождение звезды астрономы научились наблюдать сравнительно недавно (для этого были созданы субмиллиметровые и инфракрасные телескопы), а заметить возникновение планеты гораздо сложнее. Поэтому особый интерес представляет изучение коричневых карликов - пограничных объектов между звездами и планетами. Их массы лежат в диапазоне от 10-15 до 80 масс Юпитера, т.е. от 1 до 8% массы Солнца. Объекты менее 10 МЮ считаются планетами, поскольку они неспособны при сжатии разогреться настолько, чтобы вызвать в своих недрах термоядерную реакцию с участием даже самого “легкогорящего” элемента - дейтерия. А объекты с массой более 80 МЮ разогреваются при сжатии так сильно, что в их ядре загорается водород, а это уже признак нормальной звезды.
До сих пор было обнаружено несколько десятков одиночных коричневых карликов и только три - в составе двойных звездных систем: Gl 229 B, Gl 570D и G 196-3 B. Как известно, двойные звезды очень информативные системы: взаимное движение компонентов позволяет определять их массы, а если они периодически затмевают друг друга, то и размеры. Но очень непросто обнаружить коричневый карлик рядом с нормальной звездой: как бы слабо она ни светила, все равно коричневый карлик значительно более тусклый объект и рядом с ней почти неразличим. Ситуация несколько улучшается при наблюдении в инфракрасном диапазоне - именно на него приходится максимум излучения коричневого карлика с температурой поверхности всего около 2000 К. Важно и то, что молодые коричневые карлики значительно ярче “пожилых”: ведь запасы дейтерия малы, а другое ядерное топливо им недоступно; быстро покончив с дейтерием, коричневый карлик начинает остывать и меркнуть. Поэтому исследовать его удобнее в молодом возрасте. Но как отыскать молодой коричневый карлик, да еще в составе двойной звезды?
Группа астрофизиков из Германии и США нашла такой способ. В расчет было взято три обстоятельства: в двойной системе оба компонента имеют одинаковый возраст; коричневый карлик можно заметить только рядом с неяркой маломассивной звездой; на большом расстоянии от Солнца коричневый карлик вообще невозможно заметить. Следовательно, поиск нужно вести рядом с молодыми маломассивными звездами в окрестности Солнца. Таких звезд не очень много, да и опознать их довольно легко. Среди маломассивных звезд, удаленных от Солнца не более чем на 100 пк (около 300 св. лет), отобрали те, которые заметил рентгеновский телескоп спутника “ROSAT”: звезды-карлики только в первые 100 млн лет своей жизни заметно излучают в рентгеновском диапазоне (звезды типа Т Тельца), позже они “успокаиваются”. Следующий шаг - поиск рядом с этими звездами слабеньких компаньонов. Затем необходимо убедиться, что это действительно спутники, а не случайные далекие звезды. Для этого нужно понаблюдать их в течение нескольких лет: если перемещаются по небу вместе, значит, соседи.
Эта методика привела в 1998 г. к обнаружению (ESO Press Release 16/00. 21 July 2000) коричневого карлика TWA-5 B. Название указывает, что он спутник (B) звезды N5 из группы светил вокруг известной переменной звезды TW Гидры (TW - стандартное обозначение переменной звезды, а TWA означает “TW Association”). Как оказалось, TWA-5 B - спутник не одиночной, а двойной звезды, компоненты которой имеют массы по 0.75 масс Солнца каждый. Эта система удалена от нас на 180 св. лет. TWA-5 B обращается вокруг своего двойного соседа с периодом около 900 лет на расстоянии около 110 а.е.
Изучать TWA-5 B очень трудно: его блеск в 100 раз слабее, чем у соседей, а угловое расстояние между ними всего 2’’. Поэтому TWA-5 B исследовали с помощью лучших телескопов планеты: Космического телескопа им.Хаббла (США) и 8.2-метровых телескопов VLT Европейской южной обсерватории в Чили. При этом телескоп VLT/Кьюен достиг рекордной четкости - ведь размер изображения звезды составил всего 0.18’’. В спектре TWA-5 B, отнесенном к типу М9, обнаружились сильные молекулярные линии (TiO и VO), типичные для атмосфер самых холодных звезд: действительно, температура в его атмосфере всего около 2500 К. Однако в спектре видна линия излучения водорода (Ha); это значит, что над плотной холодной фотосферой находится довольно горячая хромосфера - типичный признак молодых звезд.
Еле заметный коричневый карлик TWA-5B (вверху) - спутник яркой двойной звезды TWA-5A (внизу), компоненты которой неразличимы по отдельности. Фотография получена телескопом VLT/Кьюен 21 февраля 2000 г. Лучи от яркой звезды вызваны рассеянием света на элементах конструкции телескопа (ESO Press Photo 17a/00). Объект TWA-5 B имеет массу от 15 до 40 МЮ ; в этом смысле среди коричневых карликов он ближе к планете, чем к звезде. Возраст его около 12 млн лет; столь же молода и входящая с ним в систему двойная звезда. Астрономы чрезвычайно рады такой находке: ведь перед ними не “готовые”, а еще только формирующиеся звезды. Особенности спектра показывают, что коричневый карлик TWA-5 B слишком “толст” для своей массы; видимо, он еще продолжает сжатие и не достиг равновесного состояния.
Ободренные удачей, астрономы продолжили поиск спутников у близлежащих звезд и на угловом расстоянии 2.5’’ от звезды TWA-7 нашли в 100 тыс. раз более слабую звездочку. К сожалению, выяснилось, что это не настоящий спутник, а случайное изображение очень далекой звезды. Но астрономы не расстроились, главное - они научились обнаруживать очень маленькие спутники рядом с яркими светилами. Значит, скоро удастся увидеть и планеты у других звезд; пока их обнаруживают только по влиянию, которое они оказывают на движение самой звезды.
© В.Г.Сурдин,Астрофизика
кандидат физико-математических наук
МоскваКак стать звездой
Звезды образуются при сжатии (коллапсе) межзвездных газо-пылевых облаков. При этом температура в ядре облака повышается и, если оно достаточно массивно, достигает значений, необходимых для инициации термоядерных реакций. Чтобы постичь законы происхождения звезд и планетных систем, необходима детальная информация о физических условиях (и прежде всего о распределении вещества) в холодных темных межзвездных облаках. Однако облака эти очень непрозрачны, и потому их физическая структура до сих пор во многом остается загадкой, особенно по сравнению с хорошо изученными последующими фазами звездной эволюции. В частности, несмотря на то что ежегодно в нашей Галактике рождается несколько звезд, пока очень мало обнаружено облаков, находящихся в состоянии коллапса. Недаром некоторые ученые называют протозвездные облака недостающим звеном в современной картине звездообразования.
Ж.Альвесу (J.Alves; Европейская южная обсерватория) и его коллегам впервые удалось построить детальную карту распределения вещества в одном из самых близких темных облаков - Барнард 68, расположенном в 410 св. лет от Солнца. Его диаметр около 12 500 а.е., температура 16 К (–257°С), а давление на поверхности 2.5 пПа (в 4·1016 раз меньше земного атмосферного давления). Масса облака около двух масс Солнца.
В наблюдениях использовалась методика, предложенная несколько лет назад соавторами Альвеса - Ч. и Э.Лада (Charles and Elizabeth Lada; Гарвардский астрофизический центр, США). Методика основана на фотометрии фоновых звезд, которые находятся за облаком. Проходящий сквозь него свет поглощается и рассеивается внутри пылью. Эффективность поглощения и рассеяния (или обобщенно - экстинкции) падает с ростом длины волны, поэтому красный свет поглощается слабее и фоновые звезды кажутся краснее, чем в реальности. Экстинкция пропорциональна количеству поглощающего вещества на луче зрения и потому максимальна для звезд, расположенных за самыми плотными частями облака.
Зная спектральный состав нормальных звезд и измеряя величину их покраснения за различными участками облака, можно составить карту распределения в нем пыли. Чем гуще сеть фоновых звезд, тем подробнее карта и тем точнее информация о структуре облака. По своей сути методика проста, но, к сожалению, даже небольшие облака настолько непрозрачны, что достаточное количество звезд удается наблюдать через них только в большие и очень чувствительные телескопы.
Исследование облака Барнард 68 проводилось с помощью 3.58-метрового телескопа NTT (Телескоп новой технологии) и 8.2-метрового телескопа VLT/Анту Европейской южной обсерватории. Благодаря длительным экспозициям обнаружено около 3700 фоновых звезд. Точные определения их цвета и степени покраснения позволили рассчитать лучевую концентрацию пыли в облаке по 1000 направлениям. По этим данным составлена самая детальная на сегодняшний день карта распределения пыли внутри темного облака и с беспрецедентной точностью (около 3%) установлено расстояние до него. Как говорит сам Альвес, «впервые внутреннее строение темного облака определено с той же точностью, что и внутреннее строение звезд». Облако оказалось сферически симметричным с растущей к центру средней плотностью. Профиль плотности хорошо согласуется с ее распределением в изолированной газовой сфере, находящейся в состоянии гидростатического равновесия, когда сила самогравитации уравновешивается внутренним тепловым давлением. Такое равновесие неустойчиво, поэтому облако Барнард 68, вероятно, находится на грани коллапса. Так или иначе, но результаты свидетельствуют о том, что маломассивные облака могут приходить в механически равновесное состояние и находиться в нем некоторое время до начала коллапса.
Авторы работы полагают, что облако Барнард 68 и соседние с ним темные облака Барнард 69, 70 и 72 представляют собой уцелевшие наиболее плотные области большого облака, которое в настоящее время полностью разрушено ультрафиолетовым излучением и звездным ветром близких массивных молодых звезд и ударными волнами от сверхновых. Вероятное их будущее - маленькая рассеянная ассоциация маломассивных звезд, подобных Солнцу.
Nature. 2001. V.409. P.159 (Великобритания).ПланетологияОсадочные породы на Марсе
Сотрудники американской компании «Malin Space Science Systems» М.Мэлин и К.Эджетт (M.Malin, K.Edgett) высказали мысль, что горные породы, слагающие слоистые обнажения на Марсе, скорее всего - осадочные и обязаны своим происхождением существовавшим когда-то долговременным водоемам.
Отдельные выходы слоистых пород известны на Марсе еще с 70-х годов, однако только теперь Мэлин и Эджетт установили, что они встречаются в экваториальной части Красной планеты повсеместно, при этом явно тяготея к внутренним областям кратеров и другим углублениям. Судя по распространенности этих пород, озера и даже мелкие моря в самый ранний период марсианской истории (4.3-3.5 млрд лет назад) покрывали значительные участки поверхности планеты.
На некоторых обнажениях число слоев исчисляется сотнями. Границы между ними напоминают ступеньки с острыми краями, что говорит об их твердости. Толщина отдельных слоев примерно одинакова - порядка нескольких метров. Поверх этих наслоений иногда лежат более мощные пласты. Авторы считают, что осадки откладывались в водной среде, возможно в древних озерах, которые периодически возникали в кратерах и ущельях во влажный и теплый период марсианской климатической истории. Осадки попадали в низины не регулярно, а «импульсами», из-за чего на дне водоемов и образовались многочисленные тонкие слои. Массивные же пласты появлялись в водоемах тогда, когда осаждение вещества по каким-то причинам происходило длительное время.
Хотя «водное» происхождение слоистых образований авторы считают наиболее вероятным, это объяснение далеко не единственное. Даже на Земле, аналогия с которой служит одним из ключевых доводов американских исследователей, слоистость горных пород не обязательно связана с действием воды. На Марсе основной конкурент воды - ветер, который тоже способен переносить большие массы измельченного грунта и накапливать его в углублениях. Слоистость же может возникать в результате периодических изменений в марсианской атмосфере (например, при колебаниях атмосферного давления), что влияет на эффективность переноса пыли. В любом случае осадочные породы Марса говорят об очень активной ранней истории планеты: глобальные условия на ее поверхности менялись часто, быстро и с относительно регулярными интервалами.
Мэлин и Эджетт аргументом против «ветровой» гипотезы считают чрезвычайную однородность слоистых отложений. Но с другой стороны, в окрестностях углублений, содержащих осадочные породы, не удалось обнаружить следов течения воды, хотя в целом образования, напоминающие высохшие русла, на Марсе весьма распространены.
Выбрать один из названных механизмов можно было бы, проанализировав структуру горных пород: осадки на дне водоемов должны быть крупнозернистыми, поскольку вода в состоянии переносить довольно большие частицы, а ветер - лишь мельчайшие пылинки.
Ученые надеются получить ответ на вопрос о происхождении этих слоистых отложений в 2003 г., когда на марсианской равнине Исида, которая, как полагают, тоже сложена осадочными породами, произведет посадку спускаемый аппарат «Бигль-2» Европейского космического агентства. В состав научного оборудования аппарата входит небольшой микроскоп, с помощью которого можно определять размеры зерен, из которых сложены осадочные породы.
Science. 2000. V.290. P.1927-1937 (США).ФизикаНовый мощный синхротрон во Франции
В сентябре 2000 г. французское правительство после длительных колебаний приняло окончательное решение о строительстве мощного экспериментального источника рентгеновского излучения. Этому синхротрону третьего поколения дано наименование «Soleil» («Солнце»). Местом для его сооружения были избраны окрестности Сакле, что в 20 км к юго-западу от Парижа; здесь уже существует несколько высших учебных заведений и научно-исследовательских институтов (этим, в частности, Сакле получил предпочтение перед ранее выдвигавшим свою кандидатуру Лиллем). Строительство установки началось в 2000 г., а в 2005 г. синхротрон должен вступить в строй.
На строительство «Soleil» и первые восемь лет его эксплуатации предполагается ассигновать сумму, эквивалентную 200 млн амер. долл. Однако из фондов центрального правительства Франции на это пойдет не более 20%, 75% должны быть выделены из местных бюджетов. Остальную сумму, видимо, возьмут на себя научные организации Великобритании, Испании, Бельгии и Португалии. Со своей стороны Франция ранее уже обязалась поддержать в финансовом отношении создание синхротрона «Diamond», который будет построен в Великобритании.
Science. 2000. V.289. №5486. P.1859 (США).Химия. ТехнологииНовый конкурент алмаза
Существование нитрида углерода, который должен быть тверже алмаза, ученые предсказали давно. Исследователи многих стран пытались синтезировать это перспективное соединение, но тщетно. В лучшем случае получалось аморфное вещество или тончайшие кристаллические пленки. И вот недавно московские химики под руководством Н.Б.Зорова нашли способ синтезировать объемные образцы кристаллического С3N4.
На первом этапе получают тонкие кристаллические пленки, для чего в разреженной атмосфере азота (при давлении ~10 мкбар) зажигают тлеющий разряд между двумя графитовыми электродами. В холодной плазме разряда образуются возбужденные атомы и ионы азота. Направляя мощный луч лазера на поверхность катода, добиваются испарения с него атомов углерода. Последние взаимодействуют с компонентами плазмы, и после химической реакции нитрид углерода оседает в виде тонкой пленки на кремневую пластинку. Теперь, на втором этапе, монокристаллическую пленку используют как затравку для роста объемных кристаллов. Между двумя пленками помещают аморфный нитрид углерода и выдерживают при давлении 70 кбар и температуре 500°С. В таких условиях аморфный материал кристаллизуется, и через два часа получается шайба из монокристаллического С3N4 диаметром 5 мм и толщиной 3 мм.
По твердости новый материал действительно не уступает алмазу. Его можно использовать не только в обрабатывающей промышленности, но, например, для покрытия компьютерных жестких дисков и головок видеомагнитофонов.
Химия в России. 2000. №8. С.23 (Россия).ГеофизикаАтмосфера покачивает Землю
Еще в ХVIII в. Леонард Эйлер высказал предположение, согласно которому ось вращения Земли должна колебаться с периодичностью около одного года. Но лишь в 1891 г. это явление обнаружил американский бизнесмен и астроном-любитель С.К.Чандлер, детально обсчитав результаты собственных наблюдений звездного неба. Он установил, что земная ось, точнее, ее оконечность вблизи полюса, очерчивает вокруг этой точки приближенно окружность диаметром около 6 м. Если бы такое не очень упорядоченное движение было следствием одиночного толчка, перпендикулярного оси нашего гигантского «волчка», то, согласно расчетам, оно бы прекратилось уже через несколько десятилетий. Однако это не так, эффект сохраняется длительное время, а значит, существует какой-то постоянно действующий источник возмущений.
Эту роль приписывали многим явлениям, в частности мощным землетрясениям. Но они происходят редко и отнюдь не циклично. Ветровое давление на горные хребты слишком слабое, чтобы раскачать махину-планету. Отводили эту роль и колебаниям Эль-Ниньо в Мировом океане (cм., напр.: Сидоренко Н.С. Межгодовые колебания системы атмосфера-океан-Земля // Природа. 1999. №7. С.26-34).
Ныне геофизик Р.Гросс (R.Gross; Лаборатория реактивного движения в Пасадене, США) сопоставил колебания земной оси, наблюдавшиеся в период между 1985 и 1996 гг., и результаты математического моделирования вращения планеты с учетом ее воздушной и водной оболочек.
Силы, воздействующие на вращение Земли.
Чандлеровские колебания земной оси
в основном определяются
атмосферными возмущениями.Сами по себе ветры и морские течения оказались для этого слишком слабыми. Зато перепады давления, с которым воды океана «напирают» в различное время на разные участки морского дна, достаточно велики. В свою очередь масса воды, перемещающаяся из одной акватории в другую, зависит от направления и силы ветров. Модельные вычисления показали, что существующие колебания на две трети определяются динамикой водных масс и на одну треть - воздушных, причем в обоих случаях первопричиной служит неспокойная атмосфера.
Science. 2000. V.289. №5480. P.710 (США).Эволюционная биологияПоловой диморфизм колибри
Половой диморфизм характерен для многих птиц. Известно, что окраска самца служит для привлечения самки (нетрудно отличить по облику ярко окрашенного селезня от его серенькой подруги), однако еще Ч.Дарвин предположил, что возникновение диморфизма может быть связано и с другими причинами - например с пищевой адаптацией. Этим он объяснял, в частности, различную форму клюва у самцов и самок колибри, обитающих в тропиках Западного полушария. Однако до последнего времени доказательств этому не было.
Американский биолог-эволюционист и орнитолог Э.Тимилс (E.Temeles; Амхерстский колледж, штат Массачусетс) получил некоторые аргументы в пользу этой теории. Руководимая им группа наблюдала за пурпурными колибри (Eulampis jugularis) в трех заповедниках на о.Сент-Люсия (Карибское море). Цвет оперения этих птичек у обоих полов одинаковый; масса самцов в среднем на четверть больше, зато у самок клювы на треть длиннее и сильнее изогнуты. Выяснилось, что самцы питаются нектаром исключительно геликонии карибской (Heliconia caribaea), а самочки (11 особей из 18) - главным образом геликонии Бихая (H.bihai). Хотя содержание сахаристых веществ в них почти одинаковое, цветок геликонии Бихая намного длиннее и изогнутее, чем цветок карибской. Сразу видно, что только клюв самки позволяет добраться до глубоко спрятанного нектара этого растения.
Вывод ученых: колибри приспособились к таким цветкам в процессе длительной эволюции. Видимо, тысячи лет назад, когда они впервые заселили о.Сент-Люсия, более крупные и сильные самцы предпочли питаться нектаром обильно цветущей геликонии карибской, а самкам пришлось довольствоваться геликонией Бихая. Со временем форма клюва у птиц разных полов стала соответствовать строению цветка. Однако точный механизм адаптации, а также причины его запуска пока остаются неясными. Не исключено, что здесь мог сыграть роль и половой отбор: ведь те цветки, от которых самцы отгоняли самок, одновременно служат и для их привлечения в процессе ухаживания.
Science. 2000. V.289. №5478. P.369, 441 (США).ЗоологияВымерший вид рыб помог систематикам
При изучении в 1996 и 1998 гг. верхнемиоценовых отложений агневской свиты о.Сахалина были обнаружены два отпечатка ископаемых рыб. Установлено, что отпечатки принадлежат предкам современных волосозубых рыб (Trichodontidae) - эндемиков северных вод Тихого океана. Два ныне существующих вида волосозубов - северного (T. trihodon) и японского (Arctoscopus japonicus) - традиционно рассматривались в составе подотряда трахиновидных, или драконовидных (Trachinoidei), отряда окунеобразных (Perciformes). Однако до сих пор положение семейства волосозубых рыб в системе отряда окунеобразных не определено, несмотря на многочисленные исследования, посвященные этой проблеме. Связано это, видимо, с тем, что до настоящего времени ихтиологи ограничивались изучением отдельных морфологических признаков и не уделяли достаточного внимания подробному сравнительному анализу строения скелета. Известно, что остеологически был исследован лишь северный волосозуб, но и в этих работах упомянуты только отдельные его особенности.
М.В.Назаркин (Институт биологических проблем Севера ДВО РАН, Магадан) и О.С.Воскобойникова (Зоологический институт РАН, Санкт-Петербург), изучив отпечатки древних представителей семейства, не только описали новый ископаемый вид, но и уточнили систематическое положение семейства волосозубых в отряде окунеобразных рыб.
Строение костей на отпечатках и у ныне живущих видов показывает, что ископаемый вид, названный Diaphantes tilesii (от греч. diajainw - проявляться и tes - действующее начало), имел ряд примитивных особенностей (чешуйный покров в виде мелких редких шипиков, небольшое число позвонков туловищного отдела и др.), не отмеченных у современных волосозубов. На основании этого набора предковых признаков Diaphantes рассматривается в качестве наиболее примитивного рода семейства волосозубых рыб, к которому ближе всех по строению японский волосозуб. Самым продвинутым представителем семейства оказался северный волосозуб, у которого, в частности, сильнее выражена бахрома на губах и жаберной перепонке, существенно скульптурирована верхняя поверхность черепа.
В результате сравнительного анализа внешних морфологических и остеологических признаков всех представителей семейства и других подотрядов окунеобразных рыб авторы предлагают выделить волосозубых рыб в самостоятельный подотряд Trichodontoidei с единственным одноименным семейством и тремя родами (Trichodon, Arctoscopus и Diaphantes), в каждом из которых по одному виду.
Отпечаток и прорисовка скелета
ископаемого вида волосозуба Diaphantes tilesii.Вопросы ихтиологии. 2000. Т.40. №6. С.725-742 (Россия).РадиобиологияИспользуемые тесты неэффективны
Сотрудники Института общей генетики им.Н.И.Вавилова с 1986 по 1992 г. изучали генетические нарушения у мышевидных грызунов, обитающих на территории (юг Брянской обл.), загрязненной радионуклидами в результате аварии на ЧАЭС. Всего было обследовано более 400 грызунов, у которых определяли количество микроядер в эритроцитах, частоту аномальных головок спермиев и эмбриональную смертность в потомстве отловленных самцов.
Полученные за несколько лет результаты в целом показали неэффективность используемых тестов: частота генетических нарушений была относительно низкой, и лишь на более загрязненных участках она иногда несколько увеличивалась.
При многолетнем мониторинге генетических последствий, вызванных техногенными авариями, необходимо с целью определения радиационного риска (в частности, для человека) учитывать генетические повреждения, индуцированные в половых клетках, поскольку именно они передаются по наследству.
Радиационная биология. Радиоэкология. 2000. Т.40. №5. С.601-606 (Россия).Палеобиология«Гастрономическая верность» привела к открытию
В настоящее время известно около 40 тыс. видов жуков, личинки которых питаются листьями растений (они так и называются: листоеды - Chrysomelidae); причем рацион некоторых из них ограничен определенными видами растений. Эколог Д.Стронг (D.Strong) еще в молодости восхищался способностью личинок современных листоедов превращать листья имбиря в изящное кружево. Он потратил десятилетия, чтобы описать характерную специализацию подобных насекомых, сформировавшуюся у них в ходе эволюции в течение сотен тысяч и миллионов лет. В конце концов он научился опознавать вид насекомого по узору, оставленному им в прогрызенном листе.
Это позволило американским ученым – палеоботанику П.Уилфу (P.Wilf) и палеобиологу К.Лабандейре (K.Labandeira) - открыть новый вид насекомых, живших в позднюю меловую эпоху (еще во времена последних динозавров), по 11 отпечаткам листьев имбиря с характерным ажурным рисунком. Древнейший «любитель пряностей» был назван в честь Стронга - Cephaloleichnites strongi.
Важность открытия состоит не только в том, что обнаружен новый вид древних листоедов. Его следы оказались на 20 млн лет старше всех имеющихся на сегодня свидетельств жизни насекомых. Это подкрепляет гипотезу американского энтомолога-эволюциониста Б.Фаррелла (B.Farrell) о том, что большинство видов растительноядных насекомых развивались параллельно с цветковыми растениями и потому отличались большим разнообразием уже в эпоху царствования динозавров.
До открытия листоеда Стронга в руках ученых был всего лишь один отпечаток насекомого того времени. Теперь палеоэнтомологи и эволюционисты смогут искать следы ископаемых насекомых методом Стронга - изучая в окаменелых остатках характер повреждения листьев растений, поедавшихся ими.
Science. 2000. V.289. №5477. P.229, 291 (США).Геология. ЭкологияКак сократить содержание СО2 в атмосфере?
Несмотря на принимаемые меры, поступление в земную атмосферу СО2 все возрастает. Ныне разработана технология изъятия этого парникового газа и его изолирования в тех или иных резервуарах; например, во многих местах добычи ископаемого топлива после его исчерпания образовались крупные пустоты, часть которых ныне используется в качестве хранилищ метана. Достаточно эффективно также закачивание СО2 в нефтеносные пласты.
Обычно при эксплуатации нефтяного месторождения из него удается добыть не более 40% жидкого топлива. Чтобы увеличить это количество, в соседнюю скважину нередко закачивают воду, повышая давление в пласте и заставляя оставшуюся нефть подниматься на поверхность. Недавно установлено, что неплохо может справляться с этой задачей и СО2. Закачивая под давлением в порожние скважины жидкий СО2, растворяют его в оставшейся нефти. Затем такая жидкая смесь сама перемещается в область более низких давлений, и на месторождении удается получить добавочные 10-15% нефти. Часть СО2 при этом остается в нефтеносной формации. Таким образом, появляется возможность выгодно использовать СО2 в добыче нефти, одновременно избавляя от него атмосферу. В 1998 г. на территории США подобным методом было добыто 6% всей нефти. С конца 2000 г. такая методика начала использоваться на месторождении Уэймут в канадской провинции Саскачеван: к месту добычи подведен 300-километровый газопровод от г.Бейла (Северная Дакота, США), по которому прокачивается от местной газовой компании до 5 тыс. т СО2 в сутки. Предполагается за ряд лет добыть дополнительно 20 млн т нефти, одновременно изолировав около 20 млн т СО2.
Разумеется, объем изымаемого из воздушного пространства СО2 во всем мире пока еще очень незначителен по сравнению с его выбросом. По оценке специальной комиссии, созданной Международным агентством энергетики, в нефте- и газоносных пластах могло бы разместиться такое количество СО2, которое за 125 лет эксплуатации выбрасывают в атмосферу все электростанции, работающие на сжиженном ископаемом топливе. Помимо нефтяных и газовых месторождений, СО2 может быть «заперт» и в глубоких угольных шахтах, где добыча уже прекращена. Как известно, главным источником СО2 служат электростанции. Уголь играет здесь основную роль: он пока дешевле иных топлив, но он же и крупнейший поставщик СО2. Выделяющийся газ перед закачкой в недра следует подвергать очистке и сжатию. Сейчас стоимость такой процедуры составляет примерно 53 долл./т или даже выше, что и препятствует распространению метода. Поэтому рекомендуется придать приоритетный характер научно-техническим работам, которые позволят упростить и удешевить этот процесс, а также усилить их финансирование.
Science. 2000. V.289. №5483. P.1293 (США).
Геология. Подводная археологияСледы первоамериканца под водой
Согласно наиболее распространенной гипотезе заселения Америки, люди пришли сюда из Азии в период последнего оледенения, когда Чукотку с Аляской соединял естественный «мост» (см. также: Несис К.Н. По тундре из Азии в Америку // Природа. 1997. №7. С.121; Он же. Молекулярная генетика о времени заселения Америки // Там же. 1998. №1. С.103.). Полагают, что человек мог тогда передвигаться лишь по освободившейся от ледников узкой полосе тихоокеанского побережья, однако известные археологам стоянки древних людей относятся в основном к континентальным районам Канады и США. Поэтому большой интерес вызвала недавняя находка канадских геологов Д.У.Федж и Х.Йозенханса (D.W.Fedje, H.Josenhans), изучавших топографию и геоморфологию морского дна в проливах между западным побережьем Канады и о-вами Королевы Шарлотты.
Используя новейшую технику подводных исследований (сонары с высоким разрешением и погружаемый аппарат с дистанционным управлением), они построили подробную карту дна на глубинах до 145 м с точностью 10 см по вертикали и 1 м по горизонтали и подняли многочисленные образцы донного грунта. Исследователи получили изображение ландшафта, погрузившегося под воду около 12.5 тыс. лет назад, т.е. в эпоху, наступившую непосредственно за оледенением. Это позволило установить расположение и очертания древнего берега.
Неожиданной удачей стал подъем при драгировании дна примитивного отщепа длиной 10 и толщиной немногим менее 1 см, изготовленного из черного базальта. Следы ударной обработки, рабочий край, заостренный под углом 12-16°, и другие отличительные признаки указывают на то, что это - орудие труда, характерное для раннеголоценового времени. Находка сделана у побережья о.Морсби, на котором уже обнаруживали следы обитания древних людей, датированные возрастом 9400 лет. Найденное орудие лежало на континентальном шельфе, около давно погрузившейся под воду дельты древней реки, ныне находящейся на глубине 53 м. Геология местности, история ее взаимодействия с менявшимся уровнем моря, в частности образование мощного слоя осадочных пород, который сформировался более 12500 лет назад в дельте реки, позволяют отнести время изготовления орудия примерно к 10 тыс. лет назад. Море в то время далеко отступило, оставив за собой мелководные заливчики и террасу над ними - по-видимому, на ней-то и останавливался владелец орудия. Тогда эта местность была заросшей мелким кустарником; много позже, но до очередного затопления морем, здесь появились сосны и ели, возраст которых, по определению палинологов, около 10500 лет.
Таким образом, археологи впервые получили материальное свидетельство того, что 12.2-10 тыс. лет назад люди населяли узкую полосу североамериканского континентального шельфа, обнажившегося в то время вследствие падения уровня Мирового океана. Местность, лежащая ныне на глубине до 145 м, доступна для археологических исследований, которые, можно надеяться, принесут новые материалы о ходе заселения Америки.
Geology. 2000. V.28. №2. P.99 (США).ПалеонтологияОкаменевшее сердце динозавра
Профессиональный американский препаратор ископаемых животных М.Хаммер (M.Hammer) нашел на территории штата Южная Дакота, в отложениях формации Хеллс-Крик, скелет небольшого растительноядного ящера тесцелозавра (Thescelosaurus), населявшего эту область около 66 млн лет назад. В верхней части грудной полости животного он обнаружил некий минерализовавшийся сгусток ткани, окрашенный в ржавый цвет. Такие образования палеонтологи находили и раньше, но обычно их выдалбливали из скелетов.
Сделав компьютерную томографию находки, врач Э.Кузмиц (A.Kuzmitz) показал ее коллегам-кардиологам, и все они единогласно признали в ней окаменевшее сердце. Врачи даже различили два крупных овальных желудочка, разделенных между собой характерной перегородкой.
Это - первый случай находки главного органа кровообращения ископаемого ящера. Выяснилось, что анатомия его сердца более сходна со свойственной птицам и млекопитающим, чем крокодилам и другим пресмыкающимся. Такое заключение очень важно не только как еще одно доказательство родственных связей птиц и динозавров, но и потому, что «птичье сердце» указывает на теплокровность динозавров, вопреки долгое время господствовавшему мнению, будто они были холоднокровными. Д.Рассел (D.Russel; Музей естественной истории штата Северная Каролина), ранее отрицавший у динозавров высокий уровень обмена веществ по типу птиц, теперь считает его вполне возможным.
Трехмерная реконструкция, проведенная по двухмерным срезам образца, показала строение желудочков и единственного крупного кровеносного сосуда - системной аорты, ведущей от сердца к задней части грудной клетки. Рассмотреть изображение других крупных кровеносных сосудов и предсердий не удалось, что оставляет скептикам возможность иной интерпретации анатомии и физиологии динозавра. По этому поводу среди палеонтологов разгорелась чрезвычайно широкая дискуссия. Кроме того, начался активный поиск сохранившихся внутренних органов ископаемых ящеров.
Science. 2000. V.288. №5465. P.416 (США).АрхеологияГде была «колыбель пахаря»?
Вопрос о том, когда и где человек впервые стал обрабатывать землю, давно обсуждается специалистами. Большинство из них до недавнего времени полагали, что это произошло около 10 тыс. лет назад, в эпоху неолита, на территории современных Израиля и Иордании.
Израильские ученые - агроном С.Лев-Ядун (S.Lev-Jadun), археолог А.Гофер (A.Gofer) и ботаник Ш.Аббо (S.Abbo), обобщив археологические, ботанические и генетические свидетельства, пришли к выводу, что родиной земледелия следует считать небольшую область в верхнем течении Тигра и Евфрата, на стыке нынешних Юго-Восточной Турции и Северной Сирии.
Дело в том, что дикие предки всех семи «опорных» для людей неолита полезных растений - пшеницы-однозернянки, эммера (двузернянки), ячменя, чечевицы, гороха, вики горькой, мелкого «турецкого» горошка, а также льна встречаются вместе только в этом районе. Маловероятно, чтобы столь редкие виды были 10 тыс. лет назад порознь окультурены где-либо вне узкого пространства их совместного произрастания. Более того, предполагаемая местность окультуривания пшеницы-однозернянки лежит в середине весьма ограниченного района распространения «турецкого» горошка.
Еще один аргумент в пользу гипотезы израильских ученых - ограниченное генетическое разнообразие современных растений по сравнению с их дикими предками.
Остатки названных культур (под сомнением - лишь горох) археологи находили при раскопках в самом центре того района, который израильские ученые теперь считают родиной земледелия. Речь идет о древних стоянках на берегу Евфрата - Телль-Абу-Хурейра, Джерф-эль-Ахмара и Джада; в Северо-Западном Ираке - Телль-Мурейбета; у берегов Тигра - Чайёню. Время возникновения неолитических поселений - 9000-7500 лет до н.э., причем Чайёню, по-видимому, самое молодое из них. Вне этого небольшого района свидетельства древнейшего земледелия появляются на Ближнем Востоке позже, в 7300-7000 гг. до н.э. Правда, при раскопках неолитического Иерихона в слоях, относящихся к периоду, когда человек еще не овладел гончарным искусством, семена растений встречаются, но они до сих пор не имеют точной датировки. По мнению авторов новой гипотезы, они могут относиться лишь к 7-му тысячелетию до н.э.
Несколько лет назад археологи, вскрыв почву у пос.Телль-Асвад вблизи Дамаска (Сирия), обнаружили кремневые вкладыши от серпов. Возможно, здесь в 7800-7600 г. до н.э. люди скашивали дикорастущую пшеницу-однозернянку. Часть ее зерен они могли использовать и для окультуривания растения. О том же могут свидетельствовать и остатки дикой чечевицы, которые были найдены в местности Йифтахэль на территории Израиля и датированы примерно 6800 г. до н.э.Схема распространения на Ближнем Востоке основных сельско хозяйственных культур. На центральной карте овал оконтуривает район их совместного произрастания; красным цветом обозначен район произрастания мелкого «турецкого» горошка в верховьях Тигра и Евфрата. На врезках показана родина происхождения окультуренных растений. Треугольниками обозначены древние стоянки, в том числе: 1 - Чайёню, 2 - Джада, 3 - Джерф-эль-Ахмара, 4 - Телль-Мурейбет, 5 - Телль-Абу-Хурейра, 6 - Йифтахэль, 7 - Иерихон.Распространение окультуренных растений неплохо совпадает с продвижением других технических новаций эпохи неолита: уже к 8000 г. до н.э. изготавливать совершенные орудия и оружие из кремня и другого камня умели не только на территории среднего течения Евфрата, но и в Южном Леванте, и на Верхнем Ниле, где в древнеегипетском поселении Хелуан недавно были найдены хорошо сохранившиеся каменные наконечники стрел, лезвия серпов и ручные мельницы для размалывания зерна.
Палеоклиматологи и гляциологи считают, что немалую роль здесь сыграл эпизод резкого похолодания и иссушения среды в 9-8-м тысячелетиях до н.э. (так называемый молодой дриас), повлекший за собой конец кочевого образа жизни и переход человека к оседлому существованию.
Science. 2000. V.288. №5471. P.1602С деревьев листья опадают // Пришла осенняя пора! (Йоксель-Моксель! - добавим припев к этим строкам из песни, вряд ли ведомой нынешнему молодому поколению - V.V.) Но пройдет зима, настанет лето - и где они, опавшие листья? Нет их, кто-то убрал. Если б никто не убирал, очень скоро деревья стояли бы “по самую шейку” в опавшей листве. Что в тропиках, что в наших широтах - уборкой и утилизацией опада занимается целое сообщество беспозвоночных. Земляные черви, многоножки, клещи, ногохвостки, жуки, а в тропиках еще и термиты, тараканы - их множество. Крупные позвоночные животные опавшие листья есть не будут, а вот разнообразная мелочь их подбирает, утаскивает в норки или измельчает на месте. Дальше в дело вступают всякие грибки и бактерии, разрушающие целлюлозу, - в конце концов все идет в дело. Недаром это многоликое сообщество называют инженерами экосистемы. Но, оказывается, в тропиках есть места, где практически всю работу выполняет один вид - сухопутный краб!
Одно из таких мест - о.Рождества в Индийском океане. Он невелик (всего 135 км2), почти плоский, с обрывистыми берегами, температура круглый год 27°С, осадков, как в Батуми, - 2000 мм/год. Принадлежит остров Австралии. Население - немногим более 3 тыс. человек. Экономика целиком держится на фосфоритах - их добывают в карьере, узкоколейкой подвозят на обогатительную фабрику, по длинной эстакаде грузят на суда и отправляют за океан.
За исключением карьера, порта и немногочисленных поселков, весь остров покрыт влажным тропическим лесом, в котором и живут знаменитые красные крабы острова Рождества (Green P.T., Lake P.S., O’Dowd D.J. // Oecologia. 1999. Bd.119. №3. P.435-444; Adamczewska A.M., Morris S. // J. Experim. Zool. 2000. V.286. №6. P.552-562), по-латыни Gecarcoidea natalis (ge - корень слова “земля”, carc - слова “краб”, natalis означает “рождественский”). Краб крупный: панцирь до 12 см в поперечнике, масса до полукилограмма. Сам весь красный, только спинка черная. Характер мрачный - каждый живет в своей норе. Клешни здоровенные - палец человеку сломать может. Поэтому брать его нужно осторожно, за спинку, с боков.
Красный краб в позе покоя.
Живет этот вид только на островах Индийского океана - Кокосовых (Килинг) и Рождества (на нем обитают 14 видов наземных крабов, но красных больше всех - 100-120 млн). Биомасса крабов в лесу о.Рождества (114 г/м2) гораздо выше, чем всех мелких беспозвоночных на квадратный метр лесной подстилки в других местах планеты. На гектар леса в среднем приходится до 12 тыс. штук общей массой более тонны! Так что ходить по лесу нужно внимательно, чтобы в нору не провалиться и никто за ногу не схватил.
Ну, в лес можно и не ходить, но что делать, если крабы сами к вам в дом явятся? В сухой сезон Южного полушария (апрель-октябрь) они в основном сидят в норах, выходят только утром и вечером, когда посырее. Но для развития личинок необходима морская вода. И вот с самого начала сезона дождей, после первого же ливня (обычно в конце октября - ноябре), крабы неисчислимыми множествами, сперва самцы, за ними - самки, устремляются со всех концов острова к океану, проходя за день по 5 км и больше. А поселки - на их пути! Дома, дворы, садики, плавательные бассейны, улицы, дороги - все забито крабами! Десятки тысяч их гибнут на дорогах, машины и поезда буксуют на раздавленных колесами телах! Жителям приходится баррикадировать входы в дома и на участки! Поэтому красный краб стал и символом, и почти синонимом о.Рождества.
Незадолго до полнолуния на берегу происходит спаривание. Самцы, естественно, дерутся из-за самок. Потом самка роет у берега нору и 13 суток вынашивает яйца. За три-четыре дня до новолуния она отправляется на берег, где, уцепившись за камень прямо над прибоем, на мгновение опускает брюшко в воду - икринки лопаются, личинки выходят в воду и расплываются в разные стороны. После этого, главного в жизни, события крабы отправляются в обратный путь, чтобы за влажный сезон (ноябрь-март) поднакопить жирку после двухмесячного сидения в норе в разгар засухи. Такой беспокойный для жителей острова период длится один-два лунных месяца, т.е. до восьми недель, причем в первой волне миграции участвует почти 80% всех крабов. Личинки, прожив в океане положенное время, превращаются в молодых крабов, вылезают на берег и отправляются в лес, но это уже не так беспокойно - они ведь крохотные!
Красные крабы, в отличие от большинства сухопутных сородичей, - дневные животные, но в период активного питания, в сезон дождей, могут кормиться и ночью. Опавшие листья - их основная пища. Австралийские зоологи изучили роль крабов в переработке лесной подстилки. В природе количество опада максимально к концу сухого сезона - листья целиком покрывают почву. А к концу сезона дождей их почти совсем нет. Когда участки почвы закрыли сеткой, сквозь ячейки которой могли проникать мелкие беспозвоночные, но не крабы, оказалось, что и в тени под пологом леса, и на освещенных полянах листва накапливалась так, что сплошняком покрывала поверхность почвы на протяжении всего года.
Достигнув к четырем-пяти годам половозрелости, крабы перестают расти и линяют редко, раз в год. Между линьками далеко от норы не отходят (за исключением периода миграций) - стало быть, энергетические траты их невелики, а значит, и пищевой рацион маленький - всего 4 г на килограмм массы тела в сутки. Тем не менее они поедают до 87% годового опада: в среднем 40-60% в сухой сезон и свыше 80% - во влажный. Эксперименты с привязыванием отдельных листьев показали, что работу по их утаскиванию крабы выполняют монопольно: кроме них над листьями работают только микроорганизмы. Крабы разгрызают листья (даже жесткие, малодоступные бактериям) и утаскивают в норы, где тепло и сыро, облегчая тем самым работу грибкам и бактериям. Все это резко ускоряет переработку опада. В первые же сутки крабы утаскивают в сухой сезон 55%, а во влажный - 70% свежеопавших листьев. Скорость разложения листвы с их участием в два с лишним раза больше, чем без них. Убирая опад, они значительно снижают численность других обитателей подстилки, хотя и не вмешиваются в их отношения друг с другом.
Поедая опад, крабы удобряют своим навозом бедную органикой почву тропического леса и возвращают дефицитные биогенные элементы в круговорот веществ. Кроме того, они питаются плодами, семенами и молодыми проростками. Да плюс к тому роют норы и, стало быть, перемешивают почву, подобно земляным червям, только более эффективно - норы у них очень глубокие!
Самка (вверху) и самец красного краба в позах угрозы:;
тело приподнято, клешни задраны вверх.Превратить неплодородную почву в гумус - ведь это мечта любого огородника! Монополизируя переработку подстилки, крабы выполняют важнейшую работу по превращению опавших листьев в органическое вещество почвы. Вот почему жители острова стараются, чтобы поменьше крабов гибло на дорогах. Даже в школах учат, как полезны эти страшные с виду красные существа!
© К.Н.Несис,
доктор биологических наук
Москва
КОРОТКОАстрономы Медонской обсерватории под Парижем, наблюдая в инфракрасных лучах самый крупный спутник Сатурна - Титан, обнаружили на его поверхности яркие “точки”. По мнению французских астрономов, это могут быть вершины поднятий, покрытые льдами. Окончательное заключение, идет ли речь о водном льде или замерзших углеводородах, можно будет сделать через четыре года, когда на поверхность Титана опустится космический зонд “Гюйгенс”.
Sciences et Avenir. 2000. №641. P.28 (Франция).Сотрудники Лаборатории реакторов Киотского университета (Япония) на основании всех имеющихся данных о радиационной обстановке после чернобыльской аварии провели оценку дозы у эвакуированных жителей, которая была получена ими до эвакуации. Согласно расчетам, в ряде сел дозовые нагрузки для многих могли превысить 0.5 Зв/чел. Как известно, эта величина принята за пороговую дозу, при которой наблюдается депрессия кроветворной функции костного мозга. Облучение некоторых жителей могло быть и больше - дозами до 1 Зв и выше.Радиационная биология. Радиоэкология. 2000. Т.40. №5. С.582-588 (Россия).В полярной стратосфере Арктики на рубеже поздней зимы и ранней весны формируются так называемые перламутровые облака, наблюдаемые в сумерках. Недавно М.Курило (M.Kurylo), специалист НАСА, работающий по программе исследования верхних слоев атмосферы (NASA’s Upper Atmospheric Research Program), пришел к заключению, что перламутровые облака - еще один виновник истощения озонового слоя. На заседании Американского геофизического союза он сообщил о существовании связи между истощением озона в атмосфере северной полярной области Земли и колебаниями климата.Geotimes. 2000. V.45. №7. P.10 (США).С февраля по март 2000 г. произошло рекордное (на 60%) сокращение толщины озонового слоя над Арктикой. Сейчас он постепенно восстанавливается, однако чистая убыль его толщины составила с начала 80-х годов 15%.Science et Vie. 2000. №994. P.30 (Франция).
КАЛЕЙДОСКОП
Гибель моа: не вымирание, а “блицкриг”
Тысячу лет назад, когда на острова Новой Зеландии впервые высадились люди (полинезийцы племени маори), там во множестве встречались гигантские нелетающие птицы моа (Dinornithiformes) ростом выше человека. Их было 11 видов, причем у некоторых масса самца достигала 250 кг, и даже у самых “мелких” видов она превышала 20 кг. В 1642 г. в Новой Зеландии появились европейцы, но ни одной птицы-моа в живых уже не застали. Как, почему и за какое время они исчезли? Этот вопрос занимает зоологов с той поры, когда в 1830 г. были обнаружены скопления огромных птичьих костей.
На самую значительную из стоянок маори, расположенную в устье р.Шаг, на юго-востоке Южного острова, недавно натолкнулись палеоантропологи. Вероятно, здесь была своего рода охотничья база большой группы полинезийцев, достигших этих краев. Количество костей огромных птиц на свалке говорит, что люди употребили несколько тонн их мяса! Судя по радиоуглеродному датированию, стоянку использовали в XIV в. на протяжении всего нескольких десятилетий. Сначала люди перебили всех представителей крупнейших видов моа, а заодно и легкодоступных тюленей и пингвинов. Позже кости крупных птиц становятся на свалке редкостью - маори стали питаться все более мелкими видами моа, а также воробьиными птицами, собаками, рыбой и моллюсками. А потом они просто покинули устье р.Шаг – пищи для них уже не осталось.
Статистикой поголовья моа занялись новозеландские специалисты Р.Н.Холдэуэй и К.Джейком (R.N.Holdaway, C.Jacomb). Чтобы в своей модели не “ускорить” гибель моа, они приняли число первопоселенцев всего за сотню человек, а годовой прирост населения установили в 1%. Сделали допущение, что люди не употребляли яйца моа и не разрушали среду их обитания и что от рук человека погибала всего одна самка в неделю, шедшая в пищу 20 людям. И такая модель показала, что для полного исчезновения моа по всей Новой Зеландии потребовалось бы всего около 160 лет. Но в действительности народонаселение этих островов могло возрастать на 2-3% в год или даже более, а численность прибывших превышать сотню. И птичьи яйца они, несомненно, ели и потребляли более одной особи на 20 человек в неделю, а менее съедобными частями подкармливали собак. Так что в реальности на уничтожение всех гигантских птиц могло уйти лишь несколько десятилетий.
Таким образом, следуют два вывода. Во-первых, это было не медленное исчезновение древней мегафауны, а подлинный “блицкриг” – “молниеносная война” человека против природы. Во-вторых, ошибочны представления, будто страна была заселена намного раньше, чем показывает радиоуглеродный анализ остатков. Считалось, что наткнуться на самые первые стоянки шансов мало, а встреченные – это вторичные и последующие места обитания уже относительно постоянных островитян. В действительности же наоборот: огромные скопления отходов отмечают как раз древнейшие стоянки, когда охота на моа была еще эффективной.
Уникален ли этот случай “блицкрига”, приведшего к полному исчезновению видов? Вряд ли. Видимо, следует получше проследить судьбу карликовых бегемотов на о.Кипр, гавайских нелетающих гусей, фиджийского сухопутного крокодила и многих иных крупных животных, которые исчезли с лица планеты вскоре после появления в их краях человека. В Евразии и Африке такие следы искать уже бесполезно – слишком давно там “водится” двуногий грозный хищник.
Science. 2000. V.287. №5461. P.2170, 2250 (США)Акустическая фокусировка усилила землетрясение
В районе калифорнийского пос.Нортридж в 1994 г. случилось сильное землетрясение магнитудой 6.7 по шкале Рихтера (см.: Землетрясение в Нортридже - в центре внимания специалистов // Природа. 1995. №4. С.117-118). Несколько странным показалось тогда то, что и в г.Санта-Моника, расположенном в 21 км от эпицентра, отмечались значительные разрушения, по интенсивности такие же, как вблизи центра события.
Эту аномалию изучала группа сейсмологов, в том числе П.М.Дейвис и Л. Кнопофф (Р.М.Davis, L.Knopoff). Проанализированные ими сейсмограммы афтершоков (повторных толчков) указывают: основные повреждения зданий и сооружений в Санта-Монике связаны с приходом сейсмических волн не напрямую от эпицентра, а тех, что были сфокусированы акустическими линзами, которые расположены примерно в 3 км под поверхностью и порождены здешними разломами земной коры (Science. 2000. V.289. №5485. P.1746. США). Отмечается, что наибольшее усиление толчку придавали исходившие от эпицентра высокочастотные волны; низкочастотные практически не оказывали воздействия.
Все это опровергает распространенное мнение, согласно которому главные повреждения городским зданиям наносятся вблизи эпицентра, а по мере удаления от него разрушительный эффект убывает. Если же сильно страдают застройки далеких районов, то это чаще всего приписывают местным факторам, например свойствам здешнего грунта. Проведенное исследование показало, что в районе эпицентра и под Санта-Моникой грунты практически идентичны, равно как и в тех, столь же удаленных от эпицентра районах, которые понесли значительно меньшие потери.
Теперь необходимость учитывать при моделировании подобных событий вклад высокочастотных колебаний, сильно подверженных фокусировке в глубинных акустических линзах, у специалистов не вызывает сомнения.
Ла-Нинья: похолодание и обилие осадков Последнее по времени явление Ла-Нинья (похолодание центральной акватории Тихого океана и атмосферы над нею) окончательно вступило в силу к середине 1998 г., захватило весь 1999-й и перешло в 2000-й. Подобные длительные похолодания отмечались и ранее, хотя не часто (1954-1957, 1973-1976 и 1983-1986). Развитие нынешнего Ла-Нинья шло аналогично событию 1983-1986 гг., но было намного интенсивнее (WMO Statement on the Status of the Global Climate in 1999. 2000. WMO №913. P.8. Швейцария).
Под влиянием Ла-Нинья вторжение холодных и влажных воздушных масс в период между ноябрем 1998-го и мартом 1999-го привело к чрезвычайно обильным осадкам на юго-западе Канады и северо-западе США: в ряде районов они на 150-200% превышали сезонную норму. Снежный покров в прибрежных горах был значительно более мощным, чем обычно (на горе Бейкер в штате Вашингтон он оказался рекордным для всей территории США, достигнув почти 29 м).
Начало 1999 г. отличалось чрезвычайно дождливой погодой во многих районах Фиджи, что привело там в январе к наводнениям. Больше осадков, чем обычно, выпало над островами Карибского моря, Индонезией, Северной и Западной Австралией. Прохладную погоду в середине 1999 г. на западном побережье Южной Америки также следует отнести на счет Ла-Нинья.
Война с астрономами из-за белок
15 лет назад Университет штата Аризона решил соорудить на горе Грейам сеть из семи крупных телескопов. Однако общественные защитники природной среды заявили решительный протест: по их мнению, строительство и эксплуатация телескопов с их коммуникациями приведут к гибели местной немногочисленной популяции рыжей белки, которая обитает на склонах и вершине горы, образуя легко уязвимый “островной” ареал (Science. 2000. V.289. №5477. P.228. США).
В 2000 г. результаты проведенного обследования показали, что сооружение первых трех телескопов никакого заметного ущерба популяции белок не принесло. Колебания их численности (33 особи в 1989 г., 22 - в 1995-1996-х, 102 - в 1999-м) объясняются естественными причинами - урожаями (или неурожаями) еловых, пихтовых и других шишек (в качестве контрольных участков использовались незатронутые строительством склоны).
Тем не менее природоохранные организации просили судебные органы запретить прокладку 37-километрового подземного кабеля, предназначенного для энергопитания телескопов. В ответ астрономы приступили к сооружению на горе крупного бинокулярного телескопа стоимостью 83 млн долл. США. 15-летняя “битва” защитников белок с исследователями Вселенной продолжается.
Бандай-сан опять возмущается
На о.Хонсю, всего в 20 км от Токио, возвышается вершина вулкана Бандай (1819 м над ур. м.). Последние 12 лет он вел себя относительно спокойно: в среднем за месяц земля вокруг него содрогалась не более 20 раз, да и то не очень сильно. Однако всего за одни сутки в августе 2000 г. здесь было зафиксировано 416 сейсмических толчков разной интенсивности (Bulletin of the Global Volcanism Network. 2000. V.25. №8. P.6. США). Мелкое сотрясение почвы ощущалось почти постоянно, а в ночь на 16 августа произошло землетрясение магнитудой 2.9 по шкале Рихтера; местным властям пришлось предупредить жителей и любителей восхождений о возможно опасных последствиях совершающихся событий. В сентябре 2000 г. вулкан несколько успокоился, но это затишье могло быть обманчивым. Недаром японцы с древности прибавляют к его имени уважительную частичку “сан”.
По сведениям геологов и геофизиков, Бандай за последние 5 тыс. лет мощно, со взрывами, извергался четыре раза, в том числе в 806 г., что отмечается в древней хронике, и 1888 г. Последний случай накрепко запечатлелся в сознании жителей: северный склон горы, как ножом срезанный, напоминает им о том, что лавина каменных обломков похоронила тогда все население нескольких деревень, а у подножия горы появились крупные озера.
Специалисты считают, что Бандай возник примерно 40 тыс. лет назад. В то время здесь, у берегов оз.Инавасиро, стоял другой, безымянный, вулкан с подковообразной кальдерой. Затем внутри нее произошел мощный взрыв, а из выбрасываемых вулканом обломков каменных пород начала расти новая огнедышащая гора, ныне грозящая людям очередными потрясениями.
Мияко предупреждает о “намерениях”
Японские рыбаки, вернувшись из плавания 27 июня 2000 г., рассказали, что в 1 км к западу от 8-километрового в поперечнике островка Миякедзима (архипелаг Идзу) морская вода сильно замутнена. Геологическое и метеорологическое агентства Японии немедленно послали туда исследовательское судно. Телеметрическое оборудование и многолучевой локатор показали, что в этом районе, находящемся в 202 км к югу от Токио, на морском ложе образовались свежие расселины. В центре круга с мутной водой на дне были обнаружены три небольших кратера, из которых поднимался столб разогретой воды (Bulletin of the Global Volcanism Network. 2000. V.25. №6. P.4. США). Вскоре “заговорил” и сам вулкан Мияко, по существу образующий весь о.Миякедзима. О своем пробуждении он известил серией землетрясений: за месяц отмечено 17.5 тыс. подземных толчков, причем 5.5 тыс. из них достаточно сильных, а толчок магнитудой 6.4 по шкале Рихтера унес жизнь одного островитянина.
26 июня мэр острова распорядился эвакуировать примерно половину из 4 тыс. жителей Миякедзима; тревогу пришлось объявить и на соседних островах Ниидзима и Кодзима: из вершинного кратера с грохотом полетели тучи пепла и каменных обломков. Пепел завалил окрестные поля. На верхних склонах горы появилась впадина диаметром 200 м и примерно такой же глубины; этот провал образовался из-за того, что магма, лежащая в глубине камеры, выделив газы, уменьшилась в объеме, и почва осела.
Сейсмологи установили, что очаги землетрясения постепенно смещаются из-под самого острова на запад и северо-запад и к 21 июля они уже находились в 70 км от него. Глубина их залегания небольшая - всего около 10 км под поверхностью дна, что и вызывало столь многочисленные сотрясения. События продолжались примерно месяц, после чего население смогло вернуться домой.
Это не первый случай пробуждения вулкана Миякедзима. Многочисленные мелкие кратеры и расщелины усеивают его склоны как под водой, так и на суше. На самой вершине (815 м над ур.м.) расположился двойной кратер: внутри главного, диаметром 3.5 км, находится полуторакилометровый, в центре которого образовался конус из материалов прежних извержений. Они здесь происходят довольно часто, с интервалами от 20 до 70 лет. В последний раз это случилось в 1983 г. Впрочем, вулкан всегда о своих “намерениях” предупреждает серией нарастающих подземных толчков.
Защитники китов - против технократов
Длившееся пять лет жестокое противостояние защитников китов и технократов завершилось в марте 2000 г.: правительство Мексики и японская корпорация “Мицубиси” отказались от планов строительства испарительных установок для извлечения солей из вод лагуны Сан-Игнасио, которая находится в Калифорнийском заливе (National Geographic. 2000. V.198. №3. P.12. США).
Лагуна включена в утвержденный ЮНЕСКО Список объектов мирового наследия. Каждую зиму серые киты заходят сюда для производства потомства, здесь у них “родильный дом”, “ясли” и “детский сад” (подробнее см.: Богословская Л.С. Серый кит // Природа. 1996. №12. С.46). Специалисты пришли к выводу, что работа завода, расположенного на акватории в сотню квадратных миль, будет угрожать жизни китов.
Степень загрязненности воздуха и смертность
В 90-х годах Управление охраны природной среды США начало кампанию за право контролировать содержание в атмосфере твердых частиц не только размерами свыше 10 мкм, но и более мелких - до 2.5 мкм. Эти частицы поставляют в основном автомобильные двигатели и электростанции, работающие на ископаемом горючем (Science. 2000. V.289. №5480. P.711. США; см. также: Европа борется за чистоту воздуха // Природа. 1998. №7. С.38).
Влияние таких загрязнителей атмосферы на здоровье человека исследовалось в течение ряда лет. Так, в рамках проекта “Шесть городов” сотрудники Гарвардского университета (Кембридж, штат Массачусетс) 16 лет вели комплексный мониторинг, с одной стороны, показателей здоровья и уровня смертности более 8 тыс. жителей, а с другой - загрязнения воздушного пространства данных местностей мелкими частицами. Аналогичную работу в других 154 городах восемь лет проводило Американское онкологическое общество: наблюдением было охвачено более 500 тыс. человек. Результаты обоих исследований совпали: установлено небольшое, но значимое увеличение числа смертей от сердечно-сосудистых и легочных заболеваний при возрастании концентрации твердых частиц размером от 2.5 мкм.
Однако Американский нефтяной институт и ряд влиятельных промышленных групп подвергли эти выводы критике, указав, что смертность может расти из-за других загрязнителей воздуха, менее здорового образа жизни и др.
Проблемой занялись независимые эксперты во главе с канадским специалистом по медицинской статистике Д.Кревски (D.Krewski). Они проанализировали еще более 30 факторов (высоту города над уровнем моря, состояние муниципального здравоохранения и др.) и пришли к выводу, что связь между концентрацией мелких частиц и ростом смертности существует. Так что в продолжающейся кампании по борьбе с загрязнением воздушного пространства США более предпочтительные позиции занимает сейчас Управление по охране природной среды.
Сейсмические “всплески” 2000-го года
Наиболее мощное землетрясение в 2000 г. произошло 2 июня в море, у южных берегов о.Суматра (Индонезия). Его магнитуда составила 7.9 по шкале Рихтера (Bulletin of the Global Volcanism Network. 2000. V.25. №6. P.17. США). Ближайший к эпицентру г.Бенкулу с населением около 150 тыс. человек был среди ночи застигнут врасплох. Погибло 97 человек, число раненых превысило 1900, значительная часть построек и сооружений была разрушена или самим подземным толчком, или вызванными им оползнями. Связь и энергоснабжение оказались нарушенными, аэропорт закрыт, что препятствовало спасательным работам.
Серьезные повреждения отмечались на о.Энгано, в 130 км от Суматры. Сильно ощущалось землетрясение на расстоянии 300 км от эпицентра - в таких крупных городах Суматры, как Палембанг, в районе оз.Лампунг, а также в столице Индонезии Джакарте и в далеком Сингапуре. Хотя очаг залегал под морским дном неглубоко, а сила толчка была очень высокой, катастрофической волны цунами, к счастью, не образовалось. То же можно сказать и о многочисленных повторных толчках, включая и второй (М = 6.6), произошедший через 11 мин после главного.
Наиболее сильное (считая с 1912 г.) землетрясение (М = 6.6) постигло 17 июня 2000 г. Исландию. Его эпицентр находился рядом с вулканом Гекла, в 88 км к юго-востоку от столицы - Рейкьявика. Разной степени разрушения отмечались по всей стране, но так как это случилось ясным днем и в момент национального праздника, когда почти все население находилось под открытым небом, смертельных случаев не было. Наибольшим разрушениям подверглись города Хелла и Хвальсволлюр, что в 90 и 100 км от эпицентра. Через четверо суток новый толчок (опять магнитудой 6.6) случился неподалеку от первого. Он нарушил водо- и энергоснабжение в ряде городов на западе страны. Около г.Сельфосс в земле появилась трещина длиной 300 м и шириной 1 м.
Африка, уносимая ветрами
26 февраля 2000 г. над Атлантикой, в 1000 миль от берегов Западной Африки, свирепствовала песчаная буря. Со спутника был получен ее космический снимок: площадь распространения бури сопоставима с территорией Испании - одно ее “крыло” опустилось на побережье Пиренейского п-ова, а другое вытянулось на запад (National Geographic. 2000. V.198. №3. P.10. США).
С начала 70-х годов число песчаных бурь над океаном неуклонно растет, что связано с жестокой засухой в Сахеле - полосе полупустынь, примыкающей к южной периферии Сахары.К настоящему времени собрана большая коллекция космических снимков этих явлений, но мощь и размеры февральского эпизода вызвали у специалистов особенный интерес.
То, что песчаные бури над Атлантикой происходят нередко, известно давно. Еще Ч.Дарвин, совершая свое знаменитое кругосветное плавание на “Бигле” (1831-1836), обратил внимание на то, что во время нахождения у о-вов Зеленого Мыса в 1832 г. песчаная пыль буквально засыпала все судно.
Сегодня исследованием песчаных бурь - траекторий их движения, объемов и состава переносимого материала - занято множество специалистов. Установлено, что чаще всего бури происходят летом. Вполне возможно, что они способствуют формированию ураганов, обрушивающихся на восточное побережье США (см. также: Пыль Сахары «нарушает» американские законы // Природа. 1998. №5. С.117-118). Основное количество песчаной пыли выпадает после ее переноса через Атлантику на юго-востоке страны, а часть достигает даже территории штата Нью-Мексико. Огромная масса пыли (~1 млрд т) ежегодно осаждается в Карибском море.
По мнению некоторых ученых, песчаная пыль вызывает болезни кораллов. Так, американская исследовательница Г.Смит (G.Smith) обнаружила в пробах пыли поражающий мягкие кораллы грибок Aspergillus.
Вместе с тем, когда богатые фосфатами частицы песка достигают Южной Америки, они повышают плодородие бедной минеральными солями почвы Амазонии.
200 лет изучения астероидов
1 января 2001 г. астрономы всего мира отметили юбилей: ровно 200 лет назад итальянский монах Джузеппе Пьяцци (G.Piazzi), скрупулезно составлявший каталог небесных объектов, записал, что он только что наблюдал “нечто получше, чем простая комета”. Это “нечто” медленно двигалось по вечернему небосводу в северо-западном направлении. Великий немецкий математик Карл Фридрих Гаусс вычислил орбиту “звездочки”, дал ей имя Церера (в честь древнеримской богини плодородия и урожая) и доказал, что ее местоположение совпадает с положением той “планеты”, которую ранее якобы открыл увлекавшийся астрономией венгерский барон Франц фон Зах.
Дело в том, что барон создал из любителей группу “Небесная полиция”, которая “патрулировала” видимую Вселенную в поисках “пропавшей планеты”: ее существование предсказывала с 1772 г. теория Тициуса-Боде, опиравшаяся на тот факт, что расстояния между всеми известными членами Солнечной системы распределяются закономерно и лишь между Марсом и Юпитером имеется странный пробел, где и должна скрываться просто еще не обнаруженная большая планета. Ее-то и собирался найти Франц фон Зах.
Вскоре после открытия Джузеппе Пьяцци подобные сообщения посыпались как из рога изобилия. В 1802 г. в астрономических списках появилась Паллада, двумя годами позже - Юнона, в 1807-м - Веста, и все это будто бы убеждало, что вместо гипотетической “планеты Заха” мы имеем дело с ее обломками. Эти объекты, похожие в телескоп на звездочки, были названы астероидами (звездообразными). Хотя и неточное по существу, название удерживается по сей день. Через столетие после первого знакомства специалисты долгое время пренебрежительно считали астероиды небесными “паразитами”, так как их следы на фотопластинках мешали изучать такие величественные объекты, как, например, звездные туманности. Однако интерес к астероидам подспудно рос. В 1867 г. американский астроном Д.Кирквуд (D.Kirkwood) обнаружил, что периоды обращения различных астероидов отчасти согласуются с периодом обращения Юпитера вокруг Солнца (11.2 земных года). Впоследствии этот факт объяснили мощным воздействием гигантской планеты, “не позволившей” когда-то сформироваться еще одному крупному небесному телу в промежутке между нею и Марсом.
В 1918 г. японский ученый К.Хираяма установил: многие астероиды образуют “семейства”, которые, по-видимому, возникли некогда в результате столкновения и распада более солидных “родительских” тел. Это открытие привело к пониманию роли, которую подобные катастрофы играют в определении размеров, форм, состава и характера вращения мелких небесных тел.
Новый всплеск наших знаний об астероидах произошел в 60-70-е годы. Оказалось, они обладают “лица не общим выраженьем”. Так, старая знакомая Церера отличается очень низкой отражательной способностью и окраской, сходной с метеоритами типа углистых хондритов. Напротив, Веста являет наблюдателю ярко светящийся лик, испещренный морщинами лавовых потоков, возникших при сильном нагревании, что роднит ее с базальтовыми метеоритами. Большинство же астероидов относится к “золотой середине” (класс “S”) - их отражтельная способность и окраска напоминают обычные хондриты.
Подлинный каскад информации об астероидах пролился в 90-х годах благодаря космическому аппарату “Галилео”, приборам Космического телескопа им.Хаббла, усовершенствованным наземным радиолокационным приборам. Среди специалистов, далеко продвинувших новую науку, нельзя не упомянуть Юджина Шумейкера (Е.Shoemaker), недавно погибшего в автомобильной катастрофе. Недаром НАСА присвоило его имя операции по тесному сближению с астероидом космического зонда “NEAR” (“Near Earth Asteroid Rendezvous” - “Встреча с околоземным астероидом”). По этой программе “NEAR” подошел вплотную к астероиду 433 Эрос (перед именем пишут номер астероида в порядке открытия) (По сообщениям НАСА, 13 февраля 2001 г. космический зонд Шумейкера благополучно опустился на астероид. Более подробную информацию см. в следующих номерах «Природы». - Примеч. ред.). Теперь мы владеем гораздо большей информацией об этом теле длиной всего 44 км, о его составе, сходном с обычными хондритами, его топографии, внутреннем строении.
В третий век своей известности астероиды вступают не только как далекие и неведомые астрономические тела, но и как объекты геологического и геофизического изучения (Science. 2000. V.289. №5487. P.2065 США).
РЕЦЕНЗИЯ
Ю.М.Пущаровский.;
Среди геологов.;
М.: ГЕОС, 1999. 170 с.Геологи с Пыжевского, 7
В.Н.Шолпо,
доктор геолого-минералогических наук
Институт физики Земли им.О.Ю.Шмидта
МоскваНазвание книги воспоминаний Ю.М.Пущаровского очень точно и емко выражает ее суть. Мемуары Юрия Михайловича представлены как серия очерков-портретов, отражающих главным образом научную деятельность и судьбу каждого персонажа. Но речь идет не только о науке, хотя она занимает, разумеется, главное место в повествовании. Форма свободного рассказа позволяет автору показать черты характера героев очерков, подчеркнуть их человеческие особенности, увлечения, взаимоотношения с окружающими. С большинством действующих лиц (они в самом деле предстают на страницах как живые, деятельные люди) автор был хорошо знаком, связан общей работой, а с некоторыми и многолетней дружбой.
Главное место в книге занимают представители тектонической школы Геологического института РАН (ГИН), начиная с ее основоположников - академиков А.Д.Архангельского и Н.С.Шатского и целой плеяды их последователей, учеников, чьи имена прочно вошли в фонд отечественной геологии. Но круг лиц не ограничивается учеными ГИНа, очерки дополнены анализом творческого наследия таких крупнейших российских ученых, как А.П.Карпинский и В.И.Вернадский, чьи работы, касающиеся тектоники, оказали заметное влияние на развитие идей школы ГИНа. М.В.Муратов и А.А.Богданов также близко примыкают к тектонической школе института, а первый из них был долгое время сотрудником ГИНа. И как постоянный, последовательный оппонент идей, развиваемых в Геологическом институте, несомненно оказывавший на них влияние, особое место занимает в книге В.В.Белоусов. В очерке о нем нет анализа научного творчества и научной судьбы, но выразительно, хоть и лаконично, нарисован его портрет последнего времени.
Книгу завершает автобиографический очерк, где автор кратко вспоминает о детстве и юности, непростом пути к получению образования, что характерно для того поколения выходцев из интеллигенции. Более подробно рассказано о жизни в науке, работе в разных регионах страны, постепенном накоплении опыта, об эволюции идей.
Тектоническая школа ГИНа - в истории наук о Земле феномен значительный и, может быть, даже в какой-то мере уникальный. Нетрудно, разумеется, привести примеры других научных школ. Самый яркий - петрологическая школа Коржинского, представители которой и сейчас, много лет спустя после ухода лидера, называют себя «коржинистами». Это обычно - называть научные школы по имени основоположника и лидера. Сообщество тектонистов ГИНа никогда не называли школой Архангельского, Шатского или Пейве, это была именно школа ГИНа. Очевидно, при естественной смене лидеров, каждый из которых был яркой, самобытной фигурой, сохранялась какая-то основа, стержень, «унаследованность» идей.
Ведущая роль школы ГИНа в разработке важнейших фундаментальных направлений геотектоники несомненна. Это - исследование строения и развития платформенных областей с использованием методов сравнительного тектонического анализа, проблем разломной тектоники, и в первую очередь значения глубинных разломов в развитии земной коры, учение о формациях, концепция тектонической расслоенности литосферы и, наконец, разработка методов тектонического картирования и составление множества тектонических карт, разных по масштабу и охвату территорий.
В основе всех обобщений и последующих умозаключений и лидеров тектонической школы ГИНа, и их последователей лежит непреложное правило: все должно опираться на добротный, надежный региональный фактический материал. Это очень четко прослежено автором книги от одного очерка к другому. Многие представители школы были не только тектонистами, но и профессиональными стратиграфами, палеонтологами, литологами; хорошей школой для тектонистов служила работа в нефтяной геологии.
Но поскольку Ю.М.Пущаровский не только подчеркивает профессиональные качества ученых, но и дает их психологические характеристики, читателя поражает, какие разные, казалось бы несовместимые, люди объединились в сообществе тектонической школы ГИНа. Артистичный, склонный к художественному восприятию мира Н.А.Штрейс, рафинированный интеллигент Н.П.Херасков, сдержанный до замкнутости А.В.Пейве, резкий до эпатажа Ю.А.Косыгин. Объединяли их увлеченность главным делом жизни - наукой и верность общей идее. Это сплачивало их в дружный коллектив, который порой даже называли «корпорацией Пыжевского переулка» и который единодушно противостоял представителям других тектонических школ и направлений.
Автор отмечает, что в 50-х годах острые дискуссии приводили Шатского и Белоусова даже к личной неприязни. Но вот что интересно, сейчас, по прошествии времени, хорошо видно, что при всей разнице взглядов на причины тектогенеза, на движущие силы эволюции тектоносферы, методическая и методологическая основа в обоих направлениях была одна - сначала твердо установленные факты, надежные эмпирические обобщения, а затем уже концепции, гипотезы и модели процессов. Весь вопрос в том, какие факты считать ключевыми, какой вес придавать тем или иным группам фактов. В этом суть расхождений, в этом причина разных выводов и разных взглядов на тектогенез. Но ни там, ни тут не ставилась во главу угла предвзятая, заранее выбранная теоретическая схема, что, к сожалению, часто можно видеть в современных работах.
Геологи и тектонисты ГИНа с самого начала занимают ключевые позиции в образованном в 1964 г. Тектоническом комитете (с 1973-го - Междуведомственный тектонический комитет) и в созданном тогда же журнале «Геотектоника». Но по хорошей традиции, заложенной Муратовым, первым председателем Комитета и первым редактором журнала, в них сохраняется подлинная «межведомственность» и терпимость к разным взглядам. Трибуна на совещаниях и страницы журнала открыты представителям всех направлений, разных тектонических школ.
Очерки, посвященные А.П.Карпинскому и В.И.Вернадскому, органично дополняют рассказ о возникновении и развитии тектонической школы ГИНа. Прежде всего отсюда вытекает идея прочной связи работ геологов ГИНа с научным наследием великих предшественников. Проблемы, связанные со структурной организацией Земли, феноменом асимметрии и дисимметрии планеты были поставлены еще ими, но до сих пор не нашли объяснения в геотектонических концепциях. Только сейчас, по-видимому, они становятся актуальными для глобальной геотектоники. Во всяком случае именно на эти места в трудах предшественников и на соображения по этому поводу автор обращает внимание в первую очередь.
Геология, как известно, наряду с другими отраслями науки, переживала в конце 40 - начале 50-х годов нелегкие времена. Не в такой мере, как генетика, но тоже подверглась идеологическому давлению. Нашло это отражение и в книге Пущаровского: литологическая дискуссия Н.М.Страхова и Л.В.Пустовалова. И надо сказать, что ГИН, решительно поддержавший Страхова, с честью вышел из этой непростой ситуации. Но автор не акцентирует внимание на трудных и мрачных сторонах научной жизни.
Вообще вся книга Юрия Михайловича написана с позиций добра, внимательного отношения к людям, героям его очерков. Автор с благодарностью говорит о тех, с кем ему пришлось вместе работать многие годы, о тех, кто оставил заметный след в памяти. С особой теплотой он вспоминает дом гидробиологов Липиных, который был в его студенческие годы центром большой молодежной компании и оказал несомненное влияние на формирование взглядов и вкусов автора. Видно, что главная задача, которую ставил перед собой Пущаровский, - сохранить и донести до читателя лучшее, что было в жизни научного сообщества во второй половине ушедшего века. Интеллектуальный потенциал, романтическую атмосферу научных поисков, увлеченность своим трудом, радость коллективной работы, духовное богатство. Надо сказать, что ему это в полной мере удалось.
Наукам о Земле в последнее время повезло с мемуарной литературой. За три последних года опубликованы книги: «Из воспоминаний геолога» В.Е.Хаина (М., 1997), «Владимир Михайлович Крейтер» (М., 1997), «Григорий Александрович Гамбурцев. Воспоминания, очерки, статьи» (М., 1998), «Классик петрологии XX века. 100-летие Д.С.Коржинского. Воспоминания» (М., 1999), «Владимир Владимирович Белоусов» (М., 1999), «Николай Михайлович Страхов. Ученый и человек» (М., 2000).
Очевидно, это отвечает естественной потребности сохранить и передать грядущим поколениям все то лучшее, что было пережито и накоплено в нашу сложную переломную эпоху. Книга Юрия Михайловича занимает особое место в этом ряду и заполняет очень важные страницы в истории развития нашей отечественной науки о Земле.
НОВЫЕ КНИГИЕстествознание
Современное естествознание: Энциклопедия. В 10 т. / Гл. ред. В.Н.Сойфер. М.: МАГИСТР-ПРЕСС, 2000.
Появилось новое уникальное энциклопедическое издание, в котором сделана попытка дать целостный взгляд на весь корпус естественнонаучного знания. Оно подготовлено к печати Министерством образования РФ и Международной Соросовской программой образования в области точных наук.
Программа проводила конкурсы по присуждению ученым индивидуальных грантов, не преследуя никаких конъюнктурных, коммерческих или политических целей. Утверждали статьи к публикации экспертные советы, куда вошли российские Соросовские профессора.
Энциклопедия знакомит читателей с последними достижениями в области естественных наук. Прообразом издания послужил энциклопедический словарь «Гранат», задуманный еще в начале века русскими учеными К.А.Тимирязевым, М.М.Ковалевским, Н.А.Умновым.
Материалы объединены в тома по тематике: «Физическая химия», «Общая биология», «Математика. Механика», «Физика элементарных частиц. Астрофизика», «Физика конденсированных сред», «Общая химия», «Физика волновых процессов», «Молекулярные основы биологических процессов», «Науки о Земле», «Современные технологии».
Первые три тома были напечатаны на средства Московского комитета образования тиражом 2500 экз. Теперь правительство России финансирует издание остальных.
Океанология
А.Л.Верещака. Глубоководная бентопелагиаль: Жизнь у дна. М.: Научный мир, 2000. 240 с.
Говорят, что лучше один раз увидеть, чем сто раз услышать. Не случайно многие достижения современной морской биологии связаны с использованием обитаемых подводных аппаратов. Находясь в них, наблюдатель может своими глазами видеть то, что укрыто в глубинах океана: креветок, ракообразных, головоногих, рыб, желетелые организмы (медуз, гребневиков, сифонофор).
Традиционно океан делят на две основные области жизни: дно (бенталь) и толщу вод (пелагиаль). Работа по изучению глубоководного придонного слоя выполнялась в течение десяти лет Институтом океанологии им.П.П.Ширшова РАН. Инициатором исследований стал академик М.Е.Виноградов.
В книге собраны материалы исследований придонного слоя в Тихом, Индийском и Атлантическом океанах. Рассмотрены разные типы биотопов, зоны подводных поднятий и материкового склона, гидротермы. Описаны закономерности распределения, поведения, репродукции и питания придонных организмов, особенности филогенетических процессов. Показано отличие бентопелагиали от двух основных океанических биотопов: толщи воды и дна океана.
Палеогеография
Г.Э.Розенбаум, Н.А.Шполянская. Позднекайнозойская история криолитозоны Арктики и тенденции ее будущего развития. М.: Научный мир, 2000. 104 с.
Наши знания о криолитозоне (вечной мерзлоте) складывались на протяжении десятков лет. Сегодня установлены многие особенности этого явления, например взаимосвязь вечной мерзлоты с климатом и ландшафтами.
Авторы книги поставили цель – исследовать эволюцию криолитозоны Арктики в позднем кайнозое и реконструировать историю ее возникновения. Ими разработаны палеогеографические и палеоклиматические сценарии экстремальных вариантов развития. Созданы региональные модели разных типов криолитозоны (субаэрального, субгляциального и субмаринного). Они отражают влияние на криолитозону Арктики комплекса природных факторов и в итоге выявляют преобладание региональных различий над зональными. На их основе составлены палеомерзлотные карты Арктики.
Проведены расчеты возможного изменения температуры и мощности криолитозоны под влиянием предполагаемого антропогенного потепления климата.
Археология
Х.А.Амирханов. Зарайская стоянка. М.: Научный мир, 2000. 248 с.
В 1980 г. в Зарайске, что на правом берегу Осетра, была обнаружена стоянка человека верхнего палеолита. Предысторией события послужили находки обработанного кремневого материала, собранные Л.И.Максимовой, главным хранителем краеведческого музея, на разрушаемом участке культурного слоя у северной стены Зарайского кремля. Научное же открытие памятника сделал А.В.Трусов, который заложил шурф и установил наличие культурных отложений. Раскопки длились в общей сложности девять лет (1980-1988). В итоге граница распространения наиболее важного культурного явления верхнего палеолита Центральной и Восточной Европы оказалась отодвинутой далеко на восток и на север. Это явление известно как костенковско-виллендорфское культурное единство. Его ареал, ранее ограниченный на востоке Доном, теперь вобрал в себя и бассейн Оки.
В книге собраны материалы, касающиеся хронологии и периодизации этапов формирования культурных слоев. Описаны места обитания людей, природные и антропогенные факторы накопления отложений. Дается характеристика археологических объектов и находок, относящихся к верхнему палеолиту Русской равнины. Здесь, в частности, раскопаны два крупных углубленных очага, большое количество ям-хранилищ, ям-кладов кремниевого сырья и ям для складирования костей мамонта.
Работа выполнена сотрудниками отдела каменного века Института археологии РАН благодаря финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований.
История науки. Геология
В.И.Фельдман, А.Г.Кац. Геология в филателии. Парал. пер. на англ. И.А.Кубанцева, Б.А.Борисова, М.А.Аршиновой, А.С.Якубчука. М.: Земля, 2000. 484 с.
Филателия – коллекционирование марок, конвертов, открыток и других знаков почтовой оплаты – зародилась в 40-е годы XIX в., и довольно быстро стала одним из самых распространенных в мире увлечений. Международная федерация филателии объединяет сегодня более 120 стран.
Идея этой книги возникла благодаря Борису Федоровичу Чуркину – известному коллекционеру, автору каталога «Геологическая тематика в филателии». Авторы очерков – профессиональные геологи. Среди коллег их имена известны и уважаемы. Так, доктор геолого-минералогических наук Вилен Изильевич Фельдман – специалист в области петрографии магматических и метаморфических пород.
Иллюстрации взяты из уникальной, крупнейшей не только в России, но и во всем мире личной коллекции Арона Григорьевича Каца – старейшего геологоразведчика России. Более 50 лет он провел в экспедициях, исходил Якутию, Чукотку, Восточную Сибирь, участвовал в освоении месторождений редких металлов, платины, самоцветов.
Российская горно-геологическая служба, ведущая летоисчисление от указа Петра I «Об учреждении Приказа рудокопных дел», в 2000 г. отметила свое 300-летие. В канун этого праздника из двух увлечений авторов родилась книга.
В мире выпущено уже 5 тыс. марок, сюжетно связанных с геологией, ее ролью в жизни и развитии современного общества. Но, как правило, они не содержат даже кратких пояснительных текстов, и их информационная ценность невелика. Поэтому, объединить геологию и филателию под одной обложкой было решено нетрадиционным способом.
Книга состоит из очерков о геологах и геологии, о месте нашей планеты в Солнечной системе, о поиске и добыче полезных ископаемых и минералов. Но иллюстрируют их не привычные глазу рисунки и фотографии, а почтовые миниатюры – марки, открытки, конверты.
