2001 г.
|
2001 г. |
К числу основных астрофизических проблем относится определение расстояний до космических объектов. Для этой цели широко применяются «стандартные свечи», т.е. объекты, яркость которых можно найти тем или иным способом, не зная расстояния. Затем, сравнив видимый блеск объекта с его рассчитанной яркостью, можно установить расстояние до него, а значит, и до системы, в которой он находится (звездного скопления, галактики).
Цефеиды — основные индикаторы расстояния [Расторгуев А.С., Дамбис А.К. Шкала расстояний во Вселенной // Земля и Вселенная. 2000. №1. С.37—47]. Это звезды переменной яркости, для которых известны зависимости между средними светимостями и периодами колебаний яркости (от нескольких суток до нескольких недель). В качестве «стандартных свечей» цефеиды очень популярны, так как их можно наблюдать на достаточно больших расстояниях. В частности, они активно используются для уточнения постоянной Хаббла — коэффициента пропорциональности, связывающего скорость удаления галактики с расстоянием до нее (закон Хаббла). Кроме того, по цефеидам калибруются вторичные индикаторы, с помощью которых находят расстояния до более далеких объектов.
Но чтобы прокалибровать сами цефеиды, необходимо независимо определить расстояния хотя бы до некоторых из них. До сих пор в астрономии имелся лишь один способ непосредственного измерения расстояния до звезды — метод тригонометрических параллаксов. Он заключается в измерении угла между видимыми направлениями на звезду в двух противоположных точках земной орбиты. К сожалению, к цефеидам этот метод применим с большим трудом, так как параллактические смещения даже самых близких из них пока находятся на пределе чувствительности угломерных приборов.
Ш.Кулкарни из Калифорнийского технологического института и его коллеги впервые успешно продемонстрировали возможность независимого определения расстояний до цефеид. Их способ основан на том, что у этих звезд колеблется не только яркость, но и радиус [ Lane B.F., Kulkarni S. et al. // Nature. 2000. V.407. №6803. P.485]. Наблюдения доплеровского смещения линий в спектре звезды дают зависимость скорости ее расширения и сжатия от времени. Интегрируя эту зависимость, можно получить вариации диаметра звезды в линейных единицах (например, километрах). Сопоставление вариаций с изменениями углового диаметра дает непосредственное геометрическое значение расстояния до цефеиды.Но как измерить изменение углового диаметра объекта, который даже в самые мощные современные телескопы представляется точкой? На помощь приходит интерферометрия. Угловое разрешение телескопа непосредственно связано с диаметром его объектива. Чем больше диаметр, тем выше разрешение. Бесконечно увеличивать диаметр объектива невозможно, но с помощью интерферометрических методов два или несколько телескопов, разнесенных на значительное расстояние, можно объединить в один инструмент с эффективным «диаметром» объектива, равным расстоянию между самыми удаленными телескопами. Метод этот давно и успешно применяется в радиоастрономии, но в оптическом диапазоне изготовление интерферометра связано с технологическими трудностями, преодоление которых только начинается.
Кулкарни и его коллеги проводили наблюдения на Паломарском испытательном интерферометре, который составлен из двух 40-сантиметровых телескопов, разнесенных на расстояние 110 м. Чтобы избавиться от искажений, связанных с атмосферной турбулентностью, наблюдения велись в инфракрасном диапазоне, где ее влияние не столь велико. Объектом наблюдений была звезда z Близнецов, одна из ярчайших цефеид в Северном полушарии. Ее угловой диаметр приблизительно равен 0.0015’’ с ожидаемыми колебаниями порядка 10%. Хотя наблюдения этой и других цефеид на оптических интерферометрах уже проводились, до сих пор надежно измерить вариации диаметра не удавалось.
В результатах, полученных американскими учеными, прекрасно просматривается изменение диаметра звезды с предсказанной амплитудой, периодом 10.2 сут, который совпадает с периодом цефеиды и находится практически в фазе с колебаниями блеска. Сопоставив изменения углового и линейного диаметров, Кулкарни с коллегами рассчитали, что расстояние до звезды составляет 1100 св. лет, что прекрасно согласуется с предварительными оценками, полученными с помощью европейского астрометрического спутника «Hipparcos», а также другими методами.
Паломарский испытательный интерферометр — как следует из его названия — предназначен в основном не для научных наблюдений: на нем отрабатываются методические и технические решения, используемые затем при конструировании крупных оптических интерферометров. С его помощью можно определить расстояния лишь до нескольких цефеид. Однако проверенную методику, очевидно, начнут применять на интерферометрах с бОльшим разрешением, ввод которых ожидается в ближайшее время. Авторы работы уверены, что в следующие несколько лет проверенный ими метод позволит измерить расстояния до нескольких десятков цефеид и надежно прокалибровать соотношение период—светимость.
© Д.З.Вибе,
кандидат физико-математических наук
Москва
АстрофизикаРождение звезды в темном облаке — модель шампанского
Формирование звезд из холодного и разреженного межзвездного вещества по-прежнему таит в себе много загадок. До сих пор астрофизики имеют лишь самое общее представление о том, как из вещества, гораздо более разреженного, чем лабораторный вакуум, и более холодного, чем жидкий водород, получается вещество плотнее железа и горячее термоядерной плазмы. Поэтому создатели астрономических приборов в постоянном поиске: перед ними стоит задача обеспечить возможность проникновения в глубь гигантских межзвездных облаков, где формируются звезды.
Одним из лучших приборов последних лет в этой области исследований оказался комплекс инфракрасных спектрографов и камер SOFI, смонтированный на 3.6-метровом Телескопе новой технологии Европейской южной обсерватории (Ла-Силья, Чили). Поскольку межзвездная пыль значительно слабее поглощает инфракрасное излучение, чем оптическое, этот прибор способен «видеть» недра тех облаков, где формируются звезды. Пример — изображение крупного комплекса звездообразования RCW 108, полученное испанским астрономом Ф.Комероном (F.Comeron) с помощью прибора SOFI. Техническая сложность этой работы заключалась в том, чтобы из сотен изображений небольших участков неба составить «без шрамов» и фотометрических «перегибов» цельное изображение большой области неба, что позволило бы исследовать взаимодействие звезд с областями окружающего их газа — как горячего, так и холодного.
Как видим, это удалось: изображение воспринимается как цельная фотография и позволяет детально изучать морфологию объекта. Разумеется, цвета на фотографии искусственные, поскольку нашему глазу недоступно инфракрасное излучение в диапазоне длин волн 1.25—2.2 мкм, в котором работает камера SOFI. Полный размер изображения 12.8’ґ12.8’; оно покрывает площадь, равную половине лунного диска и при этом составлено из 600 отдельных кадров, полученных в трех узких спектральных поддиапазонах с целью синтезировать цвет. Минимальный угловой размер звезд на фотографии или, как говорят астрономы, качество изображения составляет 0.6—0.7’’. Для наземных обсерваторий это великолепный результат.
В научном смысле эта картина интересна тем, что подтверждает теоретическую модель «вылупления» молодых звезд из облака – так называемую модель шампанского. Темное облако играет роль непроницаемой бутылки, внутри которой новорожденные звезды разогревают окружающий газ и поднимают его давление. В конце концов облако не выдерживает, самая тонкая его стенка («пробка») прорывается и струя горячего газа выстреливает в окружающее пространство. Похоже, что именно этот момент мы и наблюдаем на фотографии.
Комплекс эмиссионных и темных туманностей RCW 108. Расстояние до него около 4 тыс. св. лет в направлении южного созвездия Жертвенник. Темное облако, состоящее из холодного межзвездного газа и пыли, проявляется заметным силуэтом на фоне богатого звездами Млечного Пути. В центре темного облака видна яркая туманность IRAS 16362-4845, вещество которой разогрето недавно сформировавшимися там звездами. Угловые размеры изображения около 13’ґ13’, что соответствует на этом расстоянии участку площадью 17ґ17 св. лет2. (ESO PR Photo 30a/00).Комплекс эмиссионных и темных туманностей RCW 108. Расстояние до него около 4 тыс. св. лет в направлении южного созвездия Жертвенник. Темное облако, состоящее из холодного межзвездного газа и пыли, проявляется заметным силуэтом на фоне богатого звездами Млечного Пути. В центре темного облака видна яркая туманность IRAS 16362-4845, вещество которой разогрето недавно сформировавшимися там звездами. Угловые размеры изображения около 13’ґ13’, что соответствует на этом расстоянии участку площадью 17ґ17 св. лет2. (ESO PR Photo 30a/00).
© В.Г.Сурдин,
кандидат физико-математических наук
Москва
АстрономияДве необычные планетные системы
До 1995 г. астрономы полагали, что иные планетные системы должны выглядеть приблизительно так же, как наша. Но по мере совершенствования методов поиска открывается, насколько они разнообразны. На конференции Американского астрономического общества (январь 2001 г., Сан-Диего, Калифорния) Дж.Марси, Д.Фишер и П.Батлер сообщили об открытии двух планетных систем с необычными свойствами (Marcy G., Fisher D., Batler P. // Astrophys. J. 2001).
Система у тусклого красного карлика Gliese 876, удаленного от нас на 15 св. лет, состоит из двух «горячих юпитеров» с периодами обращения 61.0 и 30.1 дня. Раз периоды отличаются почти точно в два раза, значит, планеты находятся в орбитальном резонансе 2:1. В Солнечной системе такие резонансы не редкость, но в основном в них участвуют не две планеты, а планета и спутник или планета и астероид. Единственное исключение – Нептун и Плутон, находящиеся в резонансе 3:2 (т.е. три периода Нептуна приблизительно равны двум периодам Плутона). Но тут нужно учитывать, что планетный статус Плутона в последнее время поставлен под сомнение. Система Gliese 876 не только первая обнаруженная внесолнечная планетная система с резонансом, но и единственная известная на сегодняшний день система, в которой в резонанс вовлечены две планеты-гиганта.
Весьма необычна и вторая планетная система. Периоды спутников солнцеподобной звезды HD 168443, расположенной в 123 св. годах от Солнца в созвездии Змеи, составляют 58 дней и 4.8 года, а их массы – не менее 7.7 и 17.2 МЮ. Масса большей планеты превышает 13 МЮ – общепринятое значение массы, разграничивающее планеты и коричневые карлики. (Считается, что в таких телах могут, хотя и на очень короткое время, загораться термоядерные реакции с участием дейтерия, а это сближает их со звездами, минимальная масса которых принята равной 80 МЮ.) Среди коричневых карликов, обращающихся вокруг солнцеподобных звезд, массивный спутник HD 168443 – уже не первый из обнаруженных, хотя такие системы очень редки. Но впервые найдена система, в которой есть еще один компаньон, к тому же довольно массивный.
Авторы считают, что образование двух спутников HD 168443 едва ли происходило независимо и, вероятно, не связано с образованием обычного протопланетного диска. Не исключено, что эта система возникла так же, как и кратные звезды (кстати, как именно, тоже неясно). Между тем столь компактные тройные системы с размером менее 3 а.е. также неизвестны. Конечно, нельзя исключить и обычный планетный сценарий, но в этом случае диск у HD 168443 имел бы очень большую массу при малых размерах. Еще одна возможность объяснить появление таких больших планет – допустить, что они образовались в диске, но не в процессе его обычной фрагментации, а из-за катастрофических неустойчивостей в нем, вызванных сближением с другой звездой или прохождением ударной волны.
© Д.З.Вибе,
кандидат физико-математических наук
Москва
Новые “марсианские” планы НАСА
В ноябре 2000 г. НАСА США опубликовало 15-летние планы дальнейших исследований Марса, составленные с учетом прежних неудач (в том числе потери аппаратов “Mars Climate Orbiter” и “Polar Lander”). Девиз новой стратегии: “Больше науки, но не столь быстрыми темпами”. Важнейший пункт прежнего плана — доставка на Землю образцов с Красной планеты — отложен на следующее десятилетие.
Нынешний подход предусматривает проведение экспедиций двух видов: с участием спутников и аппаратов, снабженных посадочными модулями. Главные цели запусков — изучение климата и геологии Красной планеты, а также поиски следов воды и жизни — как минувшей, так и существующей.
Первым в новом расписании значится орбитальный аппарат “Odissey”, запущенный 7 апреля 2001 г. За ним в 2003 г. последуют два небольших аппарата с марсоходами на борту, которые опустятся независимо друг от друга. А еще через два года наступит черед сложного картографического спутника, который будет в состоянии различать объекты величиной с волейбольный мяч.
На 2007 г. намечен запуск итальянского спутника связи, который расширит возможности передачи команд и получения информации от других участников экспериментов. Примерно в то же время НАСА отправит к Марсу сложный спускаемый аппарат, вероятно, оснащенный буровым устройством, способным обнаруживать подповерхностную влагу, а также марсоход значительного радиуса действия. Тогда же планируется начать исследование Марса с помощью доставляемых к планете аппаратов “Scout”, представляющих собой небольшие дирижабли или автоматические самолеты.
Аппарат для доставки на Землю образцов марсианского грунта будет запущен не ранее 2011 г. Образцы прибудут на Землю через два-три года после его запуска.
В течение ближайших пяти лет на исследования Марса ежегодно предстоит расходовать от 400 до 450 млн амер. долл., т.е. на треть больше, чем предполагалось ранее.
Science. 2000. V.290. №5493. P.915 (США).
АстрономияТемная сторона Япета
Япет — спутник Сатурна — был открыт в 1671 г. итальянским астрономом Джованни Кассини. Он же заметил и странную закономерность: по одну сторону Сатурна Япет в шесть раз ярче, чем по другую! Астроном предположил, что часть поверхности Япета неспособна в такой же мере отражать свет Солнца, как другая. И действительно, анализ изображений спутника, полученных с помощью “Вояджера”, показал, что по отражательной способности в видимом диапазоне спектра одно его полушарие уступает другому в 10—20 раз. Нигде более в Солнечной системе такой сильный контраст не наблюдается.
Несмотря на многочисленные попытки, объяснить природу темно-красного вещества, покрывающего половину поверхности Япета, до сих пор не удавалось. Причина кроется в том, что его инфракрасный спектр (а именно в этом диапазоне темная поверхность Япета достаточно ярка для наблюдений) практически лишен характерных деталей, которые позволили бы восстановить химический состав темного покрытия спутника.
Т.Оуэн (T.Owen; Институт астрономии Гавайского университета, США) и его коллеги решили подробно разобраться в этом вопросе, получив спектр Япета в диапазоне длин волн 2.4—3.8 мкм, на которых спутник еще не исследовался. Наблюдения проводились на британском инфракрасном телескопе UKIRT (Гавайские о-ва, США).
Объединив свои результаты с данными предыдущих исследований, авторы работы построили спектр излучения темного полушария Япета в диапазоне 0.3—3.8 мкм и попытались подобрать вещество с нужными спектрофотометрическими параметрами, но в то же время достаточно обычное для Солнечной системы.
Оказалось, что наилучшим образом на роль этого вещества подходит смесь аморфного углерода, водяного льда и солинов — соединений, синтезируемых при пропускании электрического разряда через смесь молекулярного азота и метана. Углерод (сажа) обеспечивает низкое альбедо смеси в оптическом диапазоне. На присутствие водяного льда указывает поглощение на длинах волн 1.5 и 2.0 мкм. Солины же ответственны за красноватый цвет смеси и, частично, вместе с водяным льдом, за характер поглощения вблизи длины волны 3.0 мкм.
Но как могли попасть на поверхность Япета, лишенного атмосферы, вещества, синтезируемые в газе? Между тем потенциальный источник солинов расположен буквально “под боком” — это крупнейший спутник Сатурна Титан. Его плотная атмосфера состоит в основном из молекулярного азота с небольшой примесью метана (несколько процентов). Фотохимические реакции в верхней атмосфере Титана могут приводить к синтезу солинов, которые затем конденсируются на поверхности спутника.
За 4.5 млрд лет существования Титана их могло скопиться достаточное количество. Остается лишь объяснить, как солины перелетели с одного спутника на другой.
Авторы работы предполагают, что причиной этого “перелета” могло стать падение на Титан крупного метеорита, в результате которого в систему Сатурна было выброшено солиновое облако; часть его вещества Япет, перемещающийся втрое дальше от Сатурна, чем Титан, нагреб на себя, подобно бульдозеру. Япет всегда обращен к Сатурну одной стороной, поэтому и по своей орбите всегда движется одним и тем же полушарием вперед. Эта гипотеза объясняет, почему именно оно оказалось “выпачканным”.
Icarus. 2001. V.149. P.160—172 (США).
ФизикаВысокотемпературный эффект Мейснера в медьсодержащих фуллеридах
Фуллериды (фуллеренсодержащие кристаллические соединения) привлекают внимание исследователей как сверхпроводящие материалы с довольно высокой критической температурой. Так, монокристаллические образцы Х3С60, где Х — атом щелочного металла, становятся сверхпроводящими при температурах ниже 31 К. Однако в последнее время интерес к сверхпроводящим фуллеридам начал спадать, что в первую очередь связано с химической нестабильностью этих материалов на воздухе. Работа А.В.Приходько, О.И.Конькова (Санкт-Петербургский государственный технический университет), возможно, даст новый толчок этим исследованиям.
Авторы экспериментально наблюдали эффект Мейснера в поликристаллических медьсодержащих (в количестве менее 0.2% мас.) фуллеридах при температурах ниже 110 К. Этот эффект служит ключевым критерием сверхпроводимости в образце и проявляется в вытеснении магнитного поля из объема исследуемого материала при температурах ниже критической. Температурные зависимости силы, выталкивающей образец из магнитного поля при T < Tc, определяли с помощью усовершенствованного измерителя толщины пленки, отягощающей своим весом расположенную под ней кварцевую пластину высокочастотного генератора. При наличии пленки масса колеблющегося кварца увеличивается, а резонансная частота уменьшается пропорционально присоединенной массе (и значит, — толщине пленки). Авторы перевернули толщиномер “вверх ногами” и подставили под намагниченную пленку исследуемый образец. Охлаждая его до температур ниже Tc, наблюдали всплытие пленки (“левитацию”) до соприкосновения с кварцевой пластиной и измеряли сдвиг частоты генерации. В качестве опорных данных использовали результаты измерений той же зависимости, полученные для образца известной сверхпроводящей керамики YBa2Cu3O7+d, критическая температура которой 91 К. Согласно оценкам авторов, доля объема сверхпроводящей фазы в исследованных образцах составляла около 0.1%. Конечно, это немного, и электрическое сопротивление всего образца равным нулю не становится. Тем не менее локально сверхпроводимость в изученных фуллеридах при температурах около 100 К можно считать установленной.
Физика и техника полупроводников. 2001. Т.35. С.687 (Россия); http://perst.isssph.kiae.ru/inform/perst/p105/index.html
ТехникаСверхпроводники приходят в электросеть
В ближайшее время в пригороде Детройта (США) начнутся работы по замене в действующей энергосистеме медных кабелей на сверхпроводящие. Если эта работа завершится успешно, то, как считают сторонники новой технологии, можно будет начать отсчет новой эры в передаче электроэнергии. Сверхпроводящая электросеть будет более эффективной, надежной и значительно более экономной в сравнении с существующими. Переход к сверхпроводникам в энергоснабжении по своей значимости можно сравнить с переходом к волоконно-оптической передаче информации в системах телекоммуникаций.
В детройтском проекте 1000 кг медного провода предполагается заменить на 360 кг сверхпроводящего, изготовленного из высокотемпературного висмутсодержащего сверхпроводника BiSrCaCuO. В действующей подземной сети медный провод охлаждается маслом, а новый будет охлаждаться жидким азотом. Согласно расчетам, детройтская сверхпроводящая электросеть должна поставлять электроэнергию 14 тыс. потребителям.
Как заявил один из руководителей проекта, Д. фон Доллен (D. von Dollen; Исследовательский институт энергетики), его участники осознают, что только успех этого эксперимента может послужить стартом хорошей гонки — ведь организация, обслуживающая потребительскую энергосеть, довольно консервативна, и хотя электроинженеры сети понимают, что новый уровень токонесущей способности кабелей поможет решить множество стоящих перед ними проблем, сначала они хотели бы увидеть “сверхпроводящий Детройт” в работе.
БиотехнологияФерменты-реставраторы
Способность протеолитических ферментов расщеплять белки вне организма используется в самых неожиданных областях человеческой деятельности, например для реставрации культурных ценностей (старинных книг, картин, костюмов).
Специалисты из Московского государственного университета им.М.В.Ломоносова выделили из камчатского краба Paralithodes camtshatica смесь ферментов, содержащую коллагенолитическую сериновую протеиназу, трипсин, эластазу, металлопротеиназу и аминопептидазу. Препарат, названный ими морикразой, очищает загрязненные белковыми веществами поверхности и поэтому хорошо зарекомендовал себя в реставрационной работе. Однако его использование все-таки ограничено — ферменты продолжают действовать и после того, как загрязняющие белки удалены. Чтобы остановить разрушающий процесс, ферменты нужно или инактивировать, или удалить с реставрированной поверхности. Предложенные специалистами ингибиторы протеиназ не принесли ожидаемого успеха, так как ферментов в морикразе несколько. Остается одно — промывать реставрируемые поверхности соляной кислотой, что, естественно, сказывается на их сохранности.
В.Б.Скобелева, Г.Н. и Ю.А.Руденские (тоже из МГУ) разработали способ, который позволяет устранить морикразу, не прибегая к ингибиторам и соляной кислоте.
Авторы считают, что затруднений с реставрацией не возникнет, если препарат предварительно иммобилизовать (“закрепить”) на носителе — полимерной пленке из слабосшитого N,N,N-триметиламиноэтилакрилата. Покрыв реставрируемую поверхность пленкой с иммобилизованными ферментами, ее легко удалить после того, как белки будут разрушены. Правда, активность ферментов в таком состоянии несколько снижается, но зато увеличивается их стабильность. А это позволяет “консервировать” морикразу и применять ее по мере необходимости.
Вестник Московского университета. Серия 2. Химия. 2000. Т.41. №6. С.395 (Россия).
ЗоологияРыбы с хамелеоновыми глазами — яркий пример конвергенции
Ящерицы-хамелеоны славятся не только способностью изменять окраску тела, но и своими удивительными глазами. Огромные, полусферические — они защищены веками с кольцевым краем, которые могут практически полностью скрывать глазное яблоко, оставляя лишь небольшое отверстие напротив зрачка. Когда хамелеон переводит взгляд, это отверстие перемещается синхронно со зрачком. Глаза при этом необычайно подвижны — легко поворачиваются почти на 180° по горизонтали и 90° по вертикали. Более того, их движения совершенно независимы друг от друга: одним глазом ящерица может смотреть вперед, другим — вбок. Такие особенности необходимы этим медлительным животным, охотящимся на мелких подвижных насекомых. Только чрезвычайно острое зрение и широкий обзор позволяют хамелеонам находить, а затем, точным броском длинного липкого языка, ловить добычу.
У других пресмыкающихся подобного оптического аппарата нет; зато недавно выяснилось, что им обладают малоизвестные тропические рыбы-лимнихты Limnichthyes fasciatus из семейства Creediidae (Current Biology. 1999. V.9. №8. P.421—424).
Австралийские исследователи во главе с Дж.Д.Петтигрю (J.D.Pettigrew; Квинслендский университет) сравнили органы зрения лимнихтов и хамелеонов Chamaeleo dilepis. Сходство оказалось еще более разительным, чем представлялось при внешнем осмотре: глаза этих рыб имеют такую же, как у хамелеонов, форму; покрыты таким же кольцеобразным веком и могут двигаться в очень широком диапазоне углов независимо друг от друга; у тех и других оптическая сила хрусталика понижена, а роговицы — повышена. Таких глаз нет ни у кого из других представителей костистых рыб и чешуйчатых пресмыкающихся! И еще — у сравниваемых животных очень высока скорость аккомодации глаза: 720 Дптр/с — у лимнихта, 60 Дптр/с — у хамелеона. Исследователи обнаружили и другие оптические особенности, свойственные только позвоночным этих двух групп.
Строение глаза у лимнихта (a), хамелеона (b),
костистых рыб (c), чешуйчатых пресмыкающихся (d).
Глаза лимнихта (a—d), глаза хамелеона (e—h).
Такая удивительная конвергенция объясняется, видимо, некоторыми сходными чертами образа жизни этих абсолютно разных животных. Исследователи полагают, что в обоих случаях отбор благоприятствовал развитию такого режима работы глаз, который в наибольшей степени позволяет локализовать мелкую добычу и произвести точный бросок на нее. Одновременно происходило развитие кольцевого века, наилучшим образом защищающего жизненно важный орган — глаз.
© Д.В.Семенов,
кандидат биологических наук
Москва
ГидробиологияО пользе быть съеденными
Вспышки “цветения” синезеленых водорослей (цианобактерий) в прудах — событие довольно неприятное, так как резко ухудшает качество воды. Неудивительно, что поиск путей их предотвращения относится к числу важных прикладных задач пресноводной гидробиологии. Одна из существующих методик основана на таком воздействии на трофическую цепочку, при котором срабатывают отдаленные последствия. Для этого из пруда изымается заметная часть планктоноядных рыб, что ведет к увеличению численности несъеденных рыбами дафний. Размножившись, они поедают больше цианобактерий и подавляют вспышку “цветения”. Однако иногда отмечается падение числа синезеленых в воде после изъятия рыб и без увеличения биомассы растительноядного зоопланктона. Похоже, рыбы каким-то образом напрямую усиливают развитие синезеленых, поэтому количество последних уменьшается именно в результате прекращения такой стимуляции.
Природу стимуляции попыталась выяснить группа ученых из Красноярского института биофизики СО РАН и Красноярского университета (В.И.Колмаков, Н.А.Гаевский, М.И.Гладышев). Внимание исследователей привлек тот известный факт, что в период “цветения” кишечник планктоноядных рыб бывает просто набит водорослями. В одном из прудов во время вспышки “цветения” синезеленой водоросли Microcystis aeruginosa был выловлен десяток карасей. Содержимое их кишечника более чем на 60% состояло из колоний M. aeruginosa, не имевших видимых повреждений. Изучение особенностей флюоресценции водорослей, изъятых из кишечника карасей и из пруда, показало, что пигментные комплексы фитопланктона в кишечнике рыб (даже в его задних отделах) не подвергались разрушению. Более того, будучи помещены в экспериментальные сосуды, “карасиные” водоросли начинали размножаться, причем заметно интенсивнее, чем контрольные, взятые непосредственно из пруда. Выше были и показатели их фотосинтетической активности.
Таким образом, впервые было прямо показано, что синезеленые водоросли сохраняют способность к размножению и фотосинтезу, оказавшись в кишечнике рыб, более того, прохождение через кишечник заметно стимулирует их рост. Возможно, это происходит либо в связи с дополнительной подпиткой водорослей фосфором (не в результате прямого обогащения — фосфора в воде хватало, — а благодаря тонким биохимическим процессам, облегчающим его усвоение водорослями), либо за счет механического очищения колоний от слоя отмерших клеток, сдерживавших их рост. Остается неясным, извлекают ли из всего этого пользу сами караси. Однако обнаруженный эффект, несомненно, должен учитываться при планировании и проведении биоманипуляций в рыбохозяйственных водоемах.
ДАН. 2001. Т. 376. №4. С.563—565 (Россия).
Геоботаника. ЭволюцияФиалки прибыли в тропики с севера
Гавайские о-ва всегда интересовали биологов-эволюционистов. Дело в том, что в геологическом смысле этот архипелаг очень молод: прошли какие-нибудь десятки миллионов лет с тех пор, как он возник в центральной части Тихого океана под действием подземных вулканических сил. А раз так, то все растения и животные, ныне населяющие острова, — это потомки давних “иммигрантов”. Каким-то образом они пересекли гигантские расстояния, отделяющие архипелаг от расположенных по окраинам океана континентов, и расселились по островам.
По мнению ученых, предки нынешних гавайских растений появились там в разное время в ходе примерно 300 “десантных высадок”. Считалось, что сородичи большей части этих “колонистов” произрастают в иных тропических районах земного шара.
Но американские эволюционисты Баллард и Ситсма (Ballard, Sitsma) неожиданно обнаружили, что некоторые вселенцы прибыли на Гавайские о-ва из далекой и холодной Арктики. К такому выводу специалистов привел филогенетический анализ рода фиалки. Оказалось, что ближайшие ее сородичи встречаются в Сибири и на Аляске, а вовсе не в Южной Америке, как полагали ботаники.
Как же эти растения попали на архипелаг? Баллард и Ситсма обращают внимание, что там зимует множество видов аляскинских перелетных птиц. Вполне возможно, что именно они и переносят семена растений. Во всяком случае в экспериментах, поставленных недавно с фиалкой, выяснилось, что в зобе птиц семена могут транспортироваться на большие расстояния, не теряя всхожести. Теперь специалисты намерены провести молекулярный анализ и других растений, чтобы вскрыть связи тропиков с полярными областями.
Evolution. 2000. V.54. P.1521 (США).
МедицинаПроблема тройной вакцинации
В январе 2001 г. А.Уэйкфилд и С.Монтгомери (A.Wakefield, S.Montgomary) опубликовали в журнале “Adverse Drug Reaction and Toxicological Reviews” обзор, в котором утверждается, что тройная вакцина, применяемая против кори, свинки и краснухи, может вызвать у привитых детей болезнь Крона и аутизм.
По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), одна из главных причин высокой детской смертности в развивающихся странах – корь, от которой ежегодно погибают около 875 тыс. детей. Свинка, или эпидемический паротит, не уносит жизни детей, но у 10% перенесших эту болезнь развивается асептический менингит, реже – энцефалит, приводящий к летальному исходу. Врожденная краснуха (во всем мире ежегодно регистрируется до 100 тыс. случаев этой болезни) тоже опасна своими последствиями: переболевшие дети страдают слепотой, глухотой или умственной отсталостью.
Руководство ВОЗ подчеркивает, что применение тройной вакцины основано на результатах надежных исследований, доказавших эффективность и безопасность вакцинации. Между тем авторы опубликованного обзора не цитируют и не обсуждают работы других специалистов, доказавших, что корреляция между аутизмом, болезнью Крона и применением вакцины отсутствует.
Statement World Health Organization. Press Release WHO/2. 25 January 2001 (Швейцария).
Охрана природыКаланы не хотят переселяться
Калан, или морская выдра (Enhydra lutris), обитает на побережьях Тихого океана, в том числе калифорнийских. На свою беду это животное славится красивым мехом, поэтому азартная охота на него шла уже в конце ХVIII — начале XIX в. В результате к 1911 г. калан был почти истреблен во всем ареале. Благодаря принятым затем мерам по охране вида его численность начала восстанавливаться, но он по-прежнему остается в “Красной книге Международного союза охраны природы”.
К сожалению, процветание калана не везде приветствуется местными жителями: обладая незаурядным аппетитом (30-килограммовая особь ежесуточно потребляет 7—8 кг пищи), он поедает морских ежей, морское ушко, рыбу и составляет серьезную конкуренцию рыбакам.
США пыталась создать искусственную колонию морской выдры на о.Сан-Николас, расположенном примерно в 100 км к западу от Лос-Анджелеса, из тех животных, что обитали на побережье Южной Калифорнии от Сан-Диего до мыса Консепсьон. Но такому вселению, с одной стороны, воспротивились рыбаки-островитяне; с другой же — не захотели менять место жительства сами морские выдры: из 140 переселенных особей на острове к настоящему времени осталось не более 25.
В 1993 г. бесплодные попытки интродукции были прекращены, но проблема сохранения вымирающего вида осталась. Решение ее ожидается в ближайшее время.
Science. 2000. V.289. №5483. P.1271 (США).
Охрана природыНа защиту ресурсов моря
Территориальные воды США простираются на 320 км от берегов, но к числу заповедных до сих пор относилось менее 1% из них. Теперь по инициативе правительства особо охраняемую часть этой акватории решено расширить к 2015 г. до 20%. Прежде всего это касается коралловых рифов на северо-западе Гавайских о-вов (они занимают 12 тыс. км2, что составляет 70% всей площади имеющихся в водах США коралловых построек). Кроме того планируется сместить судоходные линии, проходящие вдоль побережья штата Калифорния, где морская флора и фауна наиболее уязвимы.
Для создания системы морских охраняемых участков и дальнейшего управления ими разрабатывается специальная программа; она рассчитана на 10 лет и будет финансироваться не только из государственного бюджета, но и общественных и частных фондов.
К планированию программы и ее выполнению будут привлечены не только американские ученые, но и их коллеги еще из 15 стран, в том числе России. Для начала предстоит провести перепись морской флоры и фауны, для чего будут использованы глубинное драгирование, наблюдения со спутников и самолетов, оборудованных самыми современными приборами. Вся информация будет заноситься в Интернет, на что уже выделено 3.7 млн долл. США; выполнение же всей программы, как предполагают, обойдется в 1 млрд долл.
Science. 2000. V.288. №5471. P.1567, 1575 (США).
ЭкологияЖечь или не жечь?
По данным Управления лесного хозяйства США, 17 млн га государственных лесов в западной части страны перестойные и подвергаются риску катастрофических пожаров. В связи с этим федеральные власти санкционировали в 1999 г. сознательное выжигание лесов на площади 931 тыс. га, что вдвое превышает среднегодовую (за последнее десятилетие) площадь естественно выгорающего леса. Американские экологи продолжают спор о том, где и в какой мере необходимо проводить вырубку деревьев и их подконтрольное выжигание. По мнению министра внутренних дел (в его ведении находятся федеральные земли и леса) Б.Бэббитта (B.Babbitt), многие лесные районы следует вернуть в состояние естественного равновесия, в каком они находились до заселения людьми. Для этого специалисты должны выяснить, как именно в свое время выглядел каждый такой район, а ведь изменявшиеся климатические условия неоднократно меняли и облик растительных сообществ.
Несколько лет назад в национальном парке “Коконино” (одноименное плато, штат Аризона) был организован пробный пожар, после которого в нижних этажах леса заметно возросло количество растительных видов, улучшилось состояние старых деревьев и уменьшился риск верховых пожаров, когда огонь быстро перекидывается с вершины на вершину. На основе эксперимента составлен план вырубки и подконтрольного выжигания этого леса; начиная с весны 2000 г. в ряде урочищ будет вырублено до 90% деревьев, после чего природу оставят в покое, дав полную свободу естественным процессам.
Еще одно соображение высказывает эколог Ч.Кей (Ch.Kay). Он напоминает, что землепользование в Америке началось еще 10 тыс. лет назад, и экосистема складывалась под воздействием людей. Поэтому необходимо заранее решить, к какому именно состоянию следовало бы ее вернуть. Будущее лесов США определится окончательно в ближайшее десятилетие.
Science. 2000. V.287. №5453. P.573 (США).
Геология. ГеохимияНа Земле нет гранита древнее
На конференции Американского геологического союза (ноябрь 2000 г., Рино, штат Невада) всеобщий интерес вызвал доклад геохимиков У.Пека (W.Peck; Колгейтский университет, штат Нью-Йорк) и Дж.Велли (J.Welly; Университет штата Висконсин, Мадисон), которые продемонстрировали образец циркона (ZrSiO4) размером в четверть миллиметра из горного района Джек-Хиллс в штате Западная Австралия, по своему возрасту превосходящий почти все известные породы на Земле.
Циркон часто встречается в богатых кремнеземом породах, например в гранитах. Прочная структура и химическая инертность позволяют ему сохраняться в условиях земной коры длительное время. До сих пор древнейшим для гранита считался возраст 4 млрд лет. Но при анализе циркона Джек-Хиллс выяснилось, что он образовался значительно раньше.
Исследователи датировали образец гранита, выделив из него 20 мкм3 циркона и измерив в нем изотопный состав свинца на сверхвысокочувствительном ионном микрозонде. (Речь идет о свинце, который образовался в результате радиоактивного распада урана.) Оказалось, что возраст циркона 4.4 млрд лет. Вероятно, наша планета тогда представляла собой единый магматический “океан”. Однако и в то время на его поверхности образовывались отдельные блоки твердых пород, которые затем снова подвергались частичному плавлению. Эта магма второго поколения, содержащая реликтовые зерна циркона, впоследствии отделилась и породила гранитную кору Земли. Само присутствие циркона говорит о том, что на планете процесс дифференциации вещества происходил уже через сотню миллионов лет после завершения аккреции Земли.
Еще более неожиданным оказался изотопный состав кислорода в цирконе, свидетельствующий о важной роли воды на ранних стадиях формирования планеты. В тот период Земля была мишенью ожесточенной космической “бомбардировки”; в многочисленных столкновениях с различными небесными телами даже твердые породы подвергались испарению и конденсации. К такому выводу привел авторов ионно-микрозондовый анализ циркона, показавший обогащение его тяжелым стабильным изотопом 18О. Причем единственным путем обогащения магмы изотопом 18О, по мнению авторов, мог быть процесс плавления пород, некогда контактировавших с водой при низких температурах, возможно, таких, как реголит, осадочные породы или океаническая кора (при формировании циркона в магме, прямо взаимодействующей с водой при высоких температурах, обогащения тяжелым изотопом 18О не происходит).
Открытие циркона возрастом 4.4 млрд лет привлекло большое внимание специалистов. Видный геохимик П.Мюллер (P.Mueller; Университет штата Флорида, Гейнсвилл) заявил: “Мало удивительного в том, что в то время уже существовала континентальная кора. Более неожиданным оказался факт присутствия поверхностных вод. Очевидно, между периодами максимальной “бомбардировки” и конденсации водяного пара на поверхности планеты прошло достаточно времени”.
Геохимик А.Трейман (A.Treiman; Институт по изучению Луны и планет, Хьюстон, штат Техас) подчеркивает, что теперь возраст континентов и океанов следует считать значительно большим. Кроме того, характер протекания тектонических процессов в прошлом не имеет каких-либо серьезных отличий от идущих на Земле ныне.
Science. 2000. V.290. № 5500. Р. 239 (США).
СейсмологияОбстановка в районе калифорнийских разломов
В печально известной системе разломов земной коры Сан-Андреас (Калифорния) важное место занимает Хейвардский (cм.: Землетрясение было неожиданным // Природа. 1995. №3. С.115; Землетрясение в Нортридже — в центре внимания специалистов // Там же. №4. С.117—118; Будущее Лос-Анджелеса под угрозой: “землетрясений было слишком мало” // Там же. №11. С.119—120; Может ли Южная Калифорния вздохнуть с облегчением? // Там же. 1998. №9. С.115—116.). Он протянулся почти на 150 км от северо-западного берега залива Сан-Франциско на юго-юго-восток вдоль Тихоокеанского побережья, отступая от него на 50—60 км. Как и собственно разлом Сан-Андреас, изученный гораздо лучше, Хейвардский образовался в результате движения Тихоокеанской плиты на северо-запад относительно Северо-Американской, смещающейся к юго-востоку, вдоль линии разлома. Высокая сейсмичность этого региона обусловлена трением этих вплотную расположенных плит и, вероятно, возникновением сейсмогенных глубинных разломов — очагов землетрясений.
Согласно последним наблюдениям, основная сейсмогенная зона Хейвардского разлома лежит выше 12-километровой отметки — глубже земные породы разогреты, высокопластичны и скользят друг относительно друга со скоростью, достигающей, по оценкам, 9—10 мм/год. Такое глубинное скольжение вызывает напряжение в хрупком поверхностном участке коры, который, как уже измерено, перемещается медленнее — со скоростью 5 мм/год. Когда тот или иной участок коры обламывается, возникает подземный толчок, и разлом “прорастает” дальше.
Все эти процессы применительно к Хейвардскому разлому изучила группа сейсмологов во главе с Р.Бюргманом (R.Bьrgmann; Университет штата Калифорния в Беркли). Анализ имевшихся данных позволил утверждать, что его 20-километровый северный отрезок плавно перемещается как раз над теми глубинными областями, где проявляется максимально вязкое трение. Поэтому мощные толчки здесь возникать просто не могут. Если раньше эксперты оценивали вероятность сильного толчка на севере Хейвардского разлома в течение ближайших 30 лет в 28%, то с учетом выводов группы Бюргмана они снижают ее до 16%.
Однако следует учитывать и существование в этой системе иных разломов. Так, северный конец Хейвардского выходит в Эль-Серритскую акваторию Сан-Францисского залива, у берегов которой начинается разлом Роджерс-Крик. Здесь вероятность сильного толчка за 30 лет оценивается в 32%, а это наибольшая величина в данном регионе. Кроме того, угроза может происходить из довольно удаленной области, о чем свидетельствуют, например, катастрофические последствия Лома-Приетского землетрясения 1989 г., приведшего к крупным разрушениям и жертвам в Сан-Франциско и Окленде, более чем в 90 км от эпицентра.
Сравнительно оптимистические выводы группы Бюргмана основаны на информации, полученной со спутниковой интерферометрической системы, которая позволяет следить за деформацией земной поверхности на больших площадях. Дело в том, что напряжения в глубинных слоях вызывают характерный изгиб поверхности, который поддается регистрации из космоса. Так вот, никаких следов подобного явления в спутниковых записях не отмечено. Если даже участки повышенного напряжения тут и существуют, они должны залегать глубже 6 км.
Еще одна методика строится на мониторинге микроземлетрясений. Слабые потрескивания указывают на повторные обламывания одного и того же участка коры; они происходят в масштабе месяцев или нескольких лет, и по ним можно судить о скорости скольжения участков. Специалисты воспроизвели детальную картину движения недр в пределах разлома Сан-Андреас и открыли две области сосредоточения повторных толчков на севере Хейвардского разлома — на глубинах 6 и 10 км. Здесь скорость скольжения составляет 6—7 мм/год.
И все же некоторая неясность существует. Шурф, пройденный перпендикулярно Хейвардскому разлому, около Эль-Серрито, примерно в 20 км к северо-западу от изученного Бюргманом участка, вскрыл многочисленные ответвления разлома, которые свидетельствуют по меньшей мере о четырех (возможно — семи) землетрясениях, случившихся за минувшие 2200 лет, причем последнее из них состоялось между 1640 и 1776 гг.
Таким образом, даже если Бюргман и прав, утверждая, что данный отрезок сам по себе неспособен порождать мощные толчки, следует иметь в виду, что в ходе прежних сейсмических событий кора (южнее или севернее), вероятно, вспарывалась. Экспертная комиссия в своих оценках учитывает теперь и эти обстоятельства. Во всяком случае, нельзя считать, что, в отличие от разлома Сан-Андреас, Хейвардский в период между сильными землетрясениями «мирно спит».
Science. 2000. V.289. №5482. P.1147, 1178 (США).
ПалеонтологияВ массовом вымирании животного мира виноваты вулканы?
Известно, что на Земле в глубокой древности не раз происходили массовые вымирания животных и растений. Наукой пока была признана причина лишь одного такого трагического случая: он произошел от столкновения Земли с небесным телом, приведшим к решительному изменению условий обитания фауны и флоры. Другим близким по масштабам катастрофам объяснения не находилось. Но вот недавно опубликованы работы, авторы которых аргументированно называют “виновников” трагедии, постигшей организмы около 183 млн лет назад, в эпоху юры.
Палеоокеанограф Х.Дженкинс (Н.Jenkyns; Оксфордский университет, Великобритания) указывает, что как раз в это время (в геологии его относят к тоарскому ярусу) придонные морские воды повсеместно почти полностью лишились растворенного в них кислорода. Об этом свидетельствуют двухметровые слои богатых органикой темных осадочных пород, встречаемые во многих местах, но особенно заметные в Антарктиде. Аноксия (отсутствие кислорода) действительно могла привести к массовому замору тех разнообразных существ, чьи остатки и обнаружены в породах тоарского яруса.
Уточнить время этих событий взялись геохронолог Й.Пальфи (J.Palfy; Венгерский музей естественной истории, Будапешт) и палеонтолог П.Смит (Р.Smith; Университет Британской Колумбии, Ванкувер, Канада).
До сих пор ученые расходились относительно времени возникновения аноксии на целых 15 млн лет. Используя U/Pb-метод датирования, исследователи сократили разрыв до 1 млн лет и пришли к выводу, что начало тоарских событий отстоит от нас на 183.6 млн лет (±1 млн). Именно в это время на Земле отмечено бурное усиление вулканической активности. По всему суперконтиненту Пангеи (а он включал тогда Южную Африку и Антарктиду, еще не отделившихся друг от друга) внезапно пробудились десятки вулканов.
Датирование этих геологических явлений по K/Ar-методу позволило установить их возраст достаточно точно. А палеонтологи именно к этому времени относят одно из трех наиболее массовых вымираний морской флоры и фауны. Сценарий событий здесь мог быть примерно таким. Выброшенные вулканами миллионы кубических километров темной базальтовой лавы (ее застывшие поля и сегодня можно видеть на каменистых плоскогорьях Карру в Южной Африке) наполнили атмосферу парниковыми газами. Химический состав вод Мирового океана с попаданием в них гигантского количества вулканического пепла тоже изменился. Стабильность системы океан—атмосфера была нарушена. Приспособиться к жизни в новых условиях смогли лишь немногие организмы.
Геолог П.Олсен (Р.Olsen; Обсерватория по изучению Земли им.Ламонта и Доэрти при Колумбийском университете, Палисейдс, штат Нью-Йорк) указывает на собранные в последние годы многочисленные и надежные данные, которые четко датируют три самых крупных эпизода гибели животного и растительного мира: на границе мелового и третичного периодов (65 млн лет назад), триас-юрская трагедия (200 млн лет назад) и пермско-триасовая катастрофа (251 млн лет назад). Эти события совпадают по времени с тремя крупнейшими излияниями вулканических базальтов: именно тогда возникли знаменитые деканские траппы (базальтовые “лестницы” на п-ове Индостан), Центрально-Атлантическая магматическая провинция на северо-востоке Южной Америки и сибирские траппы. А глубоководный “вселенский замор”, случившийся 55 млн лет назад и определивший поворотный пункт в развитии млекопитающих, которые “одержали верх” над пресмыкающимися, совпадает с эпохой, когда геологические катаклизмы привели к отрыву Гренландии от Европы.
Интерес специалистов привлекла и недавняя работа геолога С.Хесселбо (S.Hesselbo; Оксфордский университет): он получил доказательства, что около 183 млн лет назад в океан и земную атмосферу внезапно поступили гигантские массы метана. Скорее всего ранее метан находился в виде ледяных газогидратов под поверхностью морского дна. Когда же температура и глубина океана изменились, газ вырвался наружу, внеся свой вклад в изменение природной среды всего за 1 млн лет. Аналогичные массовые выбросы метана обнаруживали и другие специалисты, относя их к трем периодам — границе между палеоценом и эоценом (55 млн лет назад), сеноманско-туронскому времени (90 млн лет назад) и к 120 млн лет назад, когда отмечены массовые излияния базальтов на морском дне.
Geology. 2000. V.28. №8. P.675 (США).
АрхеологияСледы китайского Homo erectus
Около 800 тыс. лет назад на юге Китая, на территории современного автономного района Гуанси-Чжуан, в приграничной с Вьетнамом области, упал крупный метеорит, обнажив при этом глубинные глинистые красноземы, а под ними — слои крупных булыжников и гальки. И вот теперь китайские и американские специалисты во главе с Х.Ямеем и Р.Поттсом (H.Jamei, R.Potts) обнаружили здесь стоянку древних людей, принадлежавших роду Homo erectus (человека прямоходящего), о чем свидетельствуют тысячи орудий из булыжников и гальки. Они обработаны с двух сторон (культура бифасов), а изготовлены 803±3 тыс. лет назад, т.е. примерно тогда же, когда произошло падение метеорита: многие из находок залегали в одном слое с тектитами — оплавленными кусочками породы, подвергшейся воздействию очень высоких температур. По отношению в них 40Ar/39Ar американский геохронолог А.Дейно (A.Deino) убедился, что возраст тектитов и каменных орудий совпадает.
По мнению большинства археологов, первые люди, научившиеся обрабатывать камень, жили в Африке. Их изделия, представленные примитивными каменными ядрищами и отщепами,
относятся к олдувайской культуре, существовавшей около 2.5 млн лет назад, а крупные, тщательно оббитые с двух сторон ручные рубила, топоровидные кливера, проколки, появившиеся не раньше 1.5 млн лет назад, — к ашельской культуре. В Европе ашельский период начался около 500 тыс. лет назад, а в Азии его следов до сих пор не находили. Поэтому американский антрополог Х.Мовиус (H.Movius) еще полвека назад списал Азию “на задворки” культурной эволюции каменного века. На палеоантропологической карте мира была проведена так называемая линия Мовиуса — технологический барьер, якобы разделявший два региона: один — Африка, Средний Восток и Европа, — освоенный H.erectus, и другой — Северная Индия, Китай и Юго-Восточная Азия, — где обитал его “отсталый двоюродный брат”.
Впрочем, некоторые специалисты уже тогда высказывали предположение, что древнейшие азиаты для изготовления орудий использовали не камень, а недолговечные кость и дерево, которые до нас просто не дошли. Китайские же ученые настаивали на огромном возрасте вполне совершенных каменных орудий, которые точно датировать невозможно. И вот теперь линия Мовиуса пала! Не все с этим согласны. Американский специалист Р.Клейн (R.Klein) отмечает, что в указанном районе так и не нашли бифасов, характерных для ашельской культуры. Это может означать либо различие в традициях изготовления африканских и азиатских орудий труда, либо (так считает Клейн) это иная культура, еще не “дотянувшая” до ашельской (О возможных причинах резкого отличия африканских и азиатских культур H.erectus см.: Любин В.П. Homo erectus — первооткрыватель Евразии // Природа. 1997. №11. С.3—12). Впрочем, немалая сенсация уже в том, что 800 тыс. лет назад азиатский H.erectus умел изготавливать столь сложные предметы.
Science. 2000. №5458. P.1566, 1622 (США).
КАЛЕЙДОСКОП
Новые “показания” Эцти
Уже 10 лет, как во льдах Эцтальских Альп туристы случайно наткнулись на мумию человека эпохи неолита. Окончательно установив, наконец, территориальную принадлежность находки (мумию обнаружили всего в 93 м к югу от австро-итальянской границы), тело поместили в холодильник Южно-Тирольского археологического музея в Больцано (cм.: Эцти дали новое имя и сделали «кинозвездой» // Природа. 2000. №10. С.27).
Как свидетельствует внешнее описание находки, рядом с телом, пролежавшим во льду 5200 лет, был обнаружен медный топор — вещь по тем временам драгоценная, указывающая на высокое социальное положение его владельца. Можно полагать, что он был не простым пастухом, как посчитали сначала, а, скажем, вождем племени. На голове у него — плотная, почти влагонепроницаемая шапочка из травы, очень похожая на те, что носили североитальянские скотоводы еще совсем недавно — в XIX в. На спине и ногах обнаружено нечто вроде татуировки, скорее даже следы акупунктуры (у древних китайцев этот вид терапии вошел в практику двумя тысячелетиями позже). По-видимому, этот среднего роста человек, доживший лет до сорока (а это весьма солидный возраст для эпохи неолита), страдал артритом.
В конце сентября 2000 г. группа специалистов по уголовной медицине приняла решение вынуть Эцти из холодильной камеры музея всего на четыре часа, за которые ученые должны были взять для исследования крошечные образцы кости, кожи, зубной и жировой тканей (Science. 2000. V.289. №5488. Р.2253. США).
Прежде всего патологоанатомам предстоит установить, есть ли у мумии какие-либо травматические следы и какова причина смерти Эцти. На это уйдет не один месяц кропотливого труда. В соответствии с одной из гипотез, он просто заснул в горах в состоянии крайнего утомления и замерз, не проснувшись. Однако рентгенограмма показала, что у Эцти переломано несколько ребер. Значит, скорее всего это был несчастный случай. Проверить гипотезу предстоит группе узких специалистов из Уэйк-Форестского университета (Северная Каролина, США). Замечены и некоторые мозговые повреждения, указывающие на возможность инсульта. Но это предположение потребует еще более длительного изучения.
Всеобщий интерес вызывает происхождение Эцти. Еще в 1994 г. генетики провели предварительный анализ митохондриальной ДНК мумии и сделали вывод, что генетически Эцти наиболее близок к людям, которые ныне населяют Центральную и Северную Европу. Биохимический анализ содержания изотопов стронция и свинца в зубной эмали сравнительно с их содержанием в окружавших мумию горных породах позволит уточнить, где Эцти провел свои детские годы.
Антрополог Х.Зайдлер (Н.Seidler; Венский университет) намеревался провести совместную работу с коллегой из перуанского Университета в Арекипе И.Райнхардом (J.Reinchard): дело в том, что в Южно-Американских Андах тоже были найдены мумии; среди них наилучшим образом сохранилась некая молодая индианка, получившая имя Хуанита. Таким образом, появляется возможность путем сопоставления мягких тканей (в особенности содержания в них жирных кислот) прояснить процессы естественной мумификации трупов. Правда, существуют опасения, что организованные перуанцами “гастроли” Хуаниты по двадцати японским городам, могут повредить мумию и исказить результаты последующих анализов.
“След” древнейшего прилива
Австралийский и американский геофизики К.Эриксон и Э.Симпсон (K.Eriksson, E.Simpson) обнаружили “отпечатки” приливов, происходивших 3.2 млрд лет назад. Скалы, выступающие из русла р.Шеба в Южной Африке, сложены песчаниками, сохранившими слоистость — чередование темных и светлых участков. По мнению специалистов, она соответствует иловым отложениям, которые в ту эпоху формировались здесь приливными течениями из прилежащего моря. По контрастности и ширине полос геофизики вычислили, что период обращения Луны составлял в то время 20 сут (сейчас он равен 27 сут), а орбита ее была близка к круговой. Это дает веский аргумент в подтверждение гипотезы, согласно которой Луна образовалась во время столкновения Земли с другой планетой: если бы Луна была космическим телом, захваченным Землей, то 3.2 млрд лет назад ее орбита была бы скорее эллиптической (Science et Vie. 2000. №999. P.20. Франция).
Трагедия у подножия Алтаря
В самом центре Эквадора находится гора Алтарь. Ее снежная вершина возвышается на 5320 м над ур.м. Несмотря на близость таких известных вулканов, как Котопахи, Пичинча, Антисана, образующих здесь ось Кордильер, Алтарь до сих пор не считался опасным. Во всяком случае последний миллион лет он вел себя смирно.
Но 13 октября 2000 г. Алтарь внезапно показал свой норов. В этот день с его покрытого льдом пика Ла-Монха-Гранде (Большая Монахиня — ей, разумеется, самое место у Алтаря!) откололся каменный блок объемом около 1.5 млн м3. Видимо, это произошло в результате медленного морозного расширения трещины в его относительно непрочной, неоднородной породе. Каменная громада покатилась вниз и обрушилась в заледенелое озерко Амарилья, которое заполняет древний плоскодонный кратер. Мощный удар, нанесенный с высоты около 900 м, вызвал первую волну высотой с 12-этажный дом; за нею последовало несколько волн пониже. Из озера выплеснулось около 3 млн м3 воды, которая понеслась по западному склону. Поток подхватил массу камней и почвы, смыл значительную часть лежащей ниже ледниковой морены. Ворвавшись в долину р.Кольянес, этот сель сбросил в 300 м от озера каменные блоки поперечником до 7 м; метровые обломки прошли полтора километра вниз по течению. На высоте около 4 тыс. м над ур.м. все дно долины покрылось слоем грязи толщиной около 20 м.
Весь этот путь поток пролетел менее чем за 2 мин. Достигнув конца долины, где она сужается, сель еще более ускорился. Он мгновенно снес три из четырех домов поселка, оказавшегося на его пути, и погубил стада коров и лошадей.
Затем грязевой поток достиг р.Бланко и подмыл ее берега на высоте до 30 м. Лишь вступив в относительно равнинную р.Чамбо, он успокоился. В русле этой реки отложился крупный конус выноса пород, который частично ее перекрыл, создав новое озеро. Сель унес 23 человеческие жизни.
Это событие лишний раз показало, что опасность в горных районах, даже не отличающихся активностью недр, может быть вызвана иными причинами. Изучением данного явления занимаются научные сотрудники Геофизического института, Института метеорологии и гидрологии в Кито (Эквадор), а также специалисты из Института исследований в целях развития (Париж).
Bulletin of the Global Volсanism Network. 2000. V.25. №10. P.2 (США).Сифилис стар как мир Нет оснований считать моряков Христофора Колумба, а тем более индейцев Центральной Америки, виновными в распространении сифилиса в Европе. Группа археологов из Брэдфордского университета (Великобритания) доказывает, что эта дурная болезнь, тогда называемая оспой, “бродила” по Старому Свету еще во времена, когда Океан представляли бескрайним.
Под руинами монастыря г.Гулля был найден скелет английского монаха с поражениями костей, характерными для сифилиса (Sciences et Avenir. 2000. №643. P.22. Франция). По данным археологов, похотливый монах умер не позднее 1450 г., когда до открытия Нового Света оставалось еще 42 года. Монастырский погост Гулля (заброшенный в 1530 г.) просто изобилует антропологическими свидетельствами этой болезни; многие из более поздних скелетов несут на себе следы весьма значительных патологий.
Птицы, впадающие в спячку
В австралийском лесу трудно заметить совиного лягушкорота (Podargus striqoides). Эти крупные птицы — настоящие мастера камуфляжа: оперение делает их почти неразличимыми на коре деревьев. По мнению Г.Кёртнера (G.Kertner; Университет Новой Англии, Армидейл, Австралия) и его коллег, птицы скрываются таким способом, чтобы просто спокойно спать на деревьях. Однако после проведенных исследований было установлено, что совиный лягушкорот в зимний период впадает в спячку (Sciences et Avenir. 2000. №645. P.44. Франция).
До работы Кёртнера считалось, что зимняя спячка характерна лишь для мелких птиц массой до 80 г., при этом температура их тела снижается до минимума, что позволяет избегать энергетических потерь. Масса же совиного лягушкорота варьирует от 500 до 800 г. Таким образом, получены убедительные доказательства, что состояние спячки присуще и весьма крупным птицам, что заставляет считать такую жизненную стратегию более распространенной в мире пернатых, чем полагали ранее.
По следам царицы Савской
Была ли в истории царица Савская, известная также как Македа и Билкис? Возможно, ответить на этот вопрос позволит возобновление археологических раскопок на севере Йемена, в селении Маргам Билкис у г.Мариб. Здесь группой археолога Б.Гланцмана (B.Glanzman; Университет Калгари, Канада) обнаружено достаточно крупное скрытое под землей строение, датируемое 1500 г. до н.э. (Sciences et Avenir. 2000. №645. P.40. Франция).
Как свидетельствует Библия, царица Савская во главе каравана, груженного золотом и пряностями, отправилась в Иерусалим на встречу с царем Соломоном. У царя и царицы родился сын Менелик. По легенде он стал основателем эфиопской монархии.
Жук и гусеница “пострашнее” астронома
Когда в 1996 г. астрономы Стюардской обсерватории решили построить на горе Грейам (штат Аризона, США) три новых телескопа, сторонники защиты природы немедленно воспротивились: предполагавшаяся вырубка 3.5 га леса, по их мнению, грозила неисчислимыми бедами. Сведение леса может лишить пищи и привычной среды обитания подвид красной белки, занесенный в Красную книгу (cм.: Война с астрономами из-за белок // Природа. 2001. №5. С.32), а склоны этой горы — единственное в Северной Америке место, где он встречается. Все же астрономам удалось в суде доказать, что вырубка коснется очень небольшого участка, и теперь, когда уже возведены три телескопа и достраивается Большой бинокулярный (стоимостью 83 млн долл.), какого-либо серьезного ущерба белкам не нанесено.
И вдруг в 1998 г. новый сигнал тревоги: на еловый лес, покрывающий склоны, напала бабочка пяденица (семейство Geometridae). За короткий срок прожорливые гусеницы обнажили деревья на 177 га (а лес занимал там всего-то 800 га). Ослабленные деревья стали жертвой еще и короеда (Scolytisae). В итоге мертвым оказался хвойный лес на площади более 295 га, а около 16 тыс. деревьев считаются зараженными вредителями. По мнению дендролога-энтомолога Кэрол Бойд (C.Boyd; Лесная служба США), в течение ближайшего года три четверти вершинного леса на горе Грейам погибнет (Science. 2000. V.230. №5491. P.443. США).
Причина внезапного распространения пяденицы и короеда еще не ясна. Но в любом случае будет не только нанесен существенный ущерб популяции белки, но и затруднено получение права на строительство еще четырех телескопов, о чем просила Стюардская обсерватория.
Найдены новые следы экспедиции Дж.Франклина
Минуло уже более 150 лет со времени гибели экспедиции английского полярного исследователя Дж.Франклина (1786-1847), искавшего морской путь между Атлантическим и Тихим океанами через моря и проливы Канадского Арктического архипелага. Корабли участников похода “Террор” и “Эребус” были раздавлены льдами, а их экипажи – 128 офицеров и матросов – погибли. Только спустя более полувека был найден путь, названный Северо-Западным проходом. По нему от Гренландии к Аляске прошел на судне “Йоа” за три зимовки 1903—1906 гг. Р.Амундсен.
О давней трагедии во льдах известно очень мало. Но недавно в провинции Нунавут (Канада) были обнаружены пять надмогильных камней и останки 30 участников экспедиции Франклина. Теперь появилась надежда разыскать остальных и выяснить обстоятельства гибели полярников (Sciences et Avenir. 2000. №644. P.24. Франция).
Атлас естественной радиоактивности Франции
Основной источник естественной радиоактивности Земли – радон, образующийся в результате распада урана и радия. Специалисты французского Института ядерной защиты и безопасности выпустили первый атлас концентраций радона в жилом фонде всех департаментов страны (Sciences et Avenir. 2000. №644. P.16. Франция). Для составления карт потребовалось провести более 12.5 тыс. измерений в течение 18 лет.
Наиболее высокое содержание этого газа (в ед. активности – более 150 Бк/м3) отмечено в домах, построенных из гранитных и вулканических пород. Специалисты рекомендуют проверять целостность внутренних покрытий жилищ и хорошо проветривать помещения, поскольку радон накапливается в замкнутых пространствах. Канцерогенное действие радона предполагается оценить в дальнейшем – по материалам анкетирования населения.
КОРОТКОВ снежном покрове на Южном полюсе американские ученые обнаружили бактерии, способные размножаться при температуре -12°С. Судя по результатам исследования ДНК, эти бактерии принадлежат к роду Deinococcus, представители которого известны исключительной устойчивостью к космической радиации и полному отсутствию влаги. Скорее всего способность антарктических бактерий размножаться в экстремальных условиях связана с большим набором хромосом и разнообразием ферментов, которые устраняют повреждения в ДНК.
Sciences et Avenir. 2000. №645. P.36 (Франция).
Катастрофическое наводнение 2000 г., вызванное сильными продолжительными дождями и разливом р.Меконг, было крупнейшим для ряда стран Юго-Восточной Азии после 1961 г. Отступившие воды оставили без крова 6.5 млн жителей Лаоса, Таиланда, Камбоджи и Вьетнама. В Камбодже наводнение размыло 700 км дорожной сети и мостов, разрушило почти 1000 школ, 121 медицинское учреждение, уничтожило 296 тыс. га рисовых посевов. Во Вьетнаме из-за несчастных случаев, связанных с наводнением, пострадало 320 человек, три четверти из них - дети. В этой же стране при сходе воды возникла новая угроза: в четырех провинциях было отмечено массовое нашествие желтых улиток, что вызывает большие потери в урожае риса.
Geotimes. 2000. V.45. №11. P.36 (США).Греческий историк Геродот в своих трудах сообщает, что армия персидского царя Камбиза Второго, отправленная в VI в. до н.э. на завоевание Египта, исчезла под ожесточенным натиском песчаной бури. Недавно египетские геологи, ведущие разведку нефти в Ливийской пустыне, к западу от Нила, напали на следы этой армии: обнаружены фрагменты обмундирования и остатки металлических предметов, указывающих на их принадлежность к армейскому снаряжению персов.
Sciences et Avenir. 2000. №644. P.34 (Франция).Способ приготовления шампанского был знаком римлянам еще 1600 лет назад, задолго до того, как монах-бенедиктинец Периньон заново описал его в конце XVII в. М.Фрегони, директор Института виноградарства при Университете де Плезанс в Италии, отмечает, что вина типа шампанского употребляются уже 2000 лет; по его сведениям, Юлий Цезарь любил пить игристое вино из Фалерны.
Sciences et Avenir. 2000. №644. P.8 (Франция).По мнению специалистов Университета штата Флорида (США), почвы возле горнорудных предприятий могут очищаться от цинка, свинца, кадмия и других тяжелых металлов благодаря растениям определенных видов, способным извлекать и накапливать их в своих тканях. Например, в листьях папоротника Pteris vittata содержание извлеченного из почвы мышьяка в 200 раз превышает фоновое.
Sciences et Avenir. 2001. №649. P.12 (Франция).
РЕЦЕНЗИЯ
Россия в окружающем мире:
Аналитический ежегодник: В 3 вып.
Отв. ред. Н.Н.Марфенин;
Под общ. ред. Н.Н.Моисеева, С.А.Степанова.
М.: МНЭПУ, 1998—2000.Синдром тревоги
Б.М.Миркин, д.б.н
Л.Г.Наумова, к.б.н.Москва
Первое условие урегулирования отношений общества и природы — объективная оценка экологической ситуации, т.е. состояния окружающей среды и популяций человека. Такая информация особенно нужна современной России, переживающей период хаотической перестройки всего уклада жизни.
Обеспечить информационную поддержку россиян взялся Московский независимый эколого-политологический университет (МНЭПУ), который уже третий раз, начиная с 1998 г., выпускает ежегодники. Там же создан специальный Центр теоретического анализа экологических проблем, который собирает разнообразную информацию о состоянии окружающей среды. Центр опирается на опыт Института “Worldwatch”, возглавляемого Лестером Брауном и выпускающего ежегодник “State of the World” [1, 2]. В рецензируемое издание вошли статьи К.Флавина и С.Дана из выпусков “State of the World” за 1997 и 1998 гг.
В краткой рецензии достаточно сложно охватить содержание трех объемистых томов. Мы рассмотрим основные тематические “кусты” ежегодника, а в их рамках — наиболее важные статьи.
В работах Н.Н.Марфенина (2000) анализируются понятия “экология” и “гуманизм”. Уходящий корнями в эпоху Возрождения гуманизм в прошлом имел очевидно агрессивный оттенок: “все — для человека”, в том числе и природа. Сегодня подобное мировоззрение имеет принципиально иную направленность: не сохранив природу, нельзя сохранить человека. В.И.Данилов-Данильян и К.С.Лосев (1998) обосновывают единственную возможность “трансформационного” сценария будущего при увеличении доли естественных экосистем и значительном сокращении народонаселения.
Эти мировоззренческие установки авторов достаточно дискуссионны. Вряд ли можно считать гуманистическими взгляды В.И.Вернадского на ноосферу (их в качестве эталона гуманизма приводит Марфенин). Столь популярные в России представления Вернадского о “сфере разума” по своей природе — достаточно агрессивный “гуманизм” (замена естественных циклов веществ в биосфере антропогенно-управляемыми, снятие ограничений с роста народонаселения за счет автотрофного питания человека и т.д.) [3, 4].
В ряде статей обсуждаются глобальные экологические проблемы. Так, Флавин рассматривает динамику трех основных показателей состояния мирового сообщества и биосферы: изменение климата, разрушение биоразнообразия, рост народонаселения и потребления. Эти показатели во многом определяются восьмью “экологическими тяжеловесами”: США, Россией, Японией, Германией, Китаем, Индией, Индонезией, Бразилией. Прогноз неутешителен: “Конвенция об изменениях климата рискует превратиться в пустой звук — сильный в начале и безнадежно слабый в конце” (с.21). В 2010 г. выбросы углерода достигнут 39 млрд т в год, что будет на 49% выше, чем в 1990-м. Наметившуюся тенденцию замедления роста народонаселения Флавин также предлагает учитывать неформально: появление новых 2.6 млн человек в США опаснее для мира, чем 17 млн индийцев, так как уровень потребления (и соответственно давления на окружающую среду) в этих странах несопоставим.
Во второй статье, написанной совместно с Дан, Флавин подчеркивает, что пока главным источником выброса в атмосферу дополнительного углерода остается автомобиль (с 1950 г. количество автотранспорта увеличилось в десять раз, а в ближайшем будущем за счет повышения уровня жизни населения в развивающихся странах может возрасти еще на 25%).
Б.М.Куров (2000) отмечает, что сегодня в мире 700 млн автомобилей (и каждую минуту “рождается” 170 новых). Уже к концу первого десятилетия в новом тысячелетии их количество превысит 1 млрд.
Возможный путь к уменьшению выбросов — система экономических мер давления на владельцев автомобилей (введение жесткого норматива на использование горючего). Страны ЕС намерены уже к 2005 г. внедрить норматив 5 л на 100 км пути (сейчас европейские автомобили в среднем сжигают по 8 л).
В.Ф.Меньшиков (1998), обсуждая будущее атомной энергетики в мире и России, подчеркивает, что АЭС по сравнению с другими вариантами получения энергии имеют экологические преимущества, так как не выбрасывают в атмосферу диоксид углерода. Кроме того, все действующие АЭС мира за весь период своего существования наработали в девять раз меньше отходов, чем за год вырабатывает одна угольная электростанция мощностью 1300 МВт. По мнению автора, атомная энергетика должна выдержать конкуренцию при условии открытого обсуждения.
Глобальные процессы изменения климата обсуждаются в статьях А.В. и В.В.Клименко “Виновато ли человечество в глобальном изменении климата” (1998), А.А.Соловьяненко “Озоновый кризис и Монреальский протокол” (1998), Е.К.Семенова “Грандиозные последствия далекого Эль-Ниньо” (1999).
Широко обсуждается в ежегоднике экономическая ситуация в современной России. Н.Н.Моисеев, ушедший из жизни к моменту публикации третьего выпуска, написал статью (в соавторстве с Д.С.Львовым) о контурах “третьего пути” России (1999). Наша страна холодная, поэтому для обеспечения жизненных стандартов населения в соответствии с аналогичными показателями США потребуется в три раза больше энергии: 18 против 6 т условного топлива в год на человека. Но современная добыча топлива в РФ— только 8 т у.т. Таким образом, очевидно, что пытаться достичь уровня жизни США в России в ближайшие годы нереально. Россияне должны жить скромнее: мы “принципиально не можем по всем статьям быть конкурентоспособными благополучным странам” (2000, с.16). Современное состояние России Моисеев оценивал как катастрофическое: “Итак, мы оказались на пороге того этапа истории, который легко может стать кровавым хаосом, ибо нельзя долго держать 150-миллионный народ в шкуре побитой собаки”. По его мнению, “теперь мы вообще изображаем слепых, бредущих даже без символического поводыря”. Рецензенты полагают, что эти оценки устарели, и ситуация в современной России уже не безнадежная.
Марфенин (1998), используя несколько ключевых параметров (индекс валового внутреннего продукта на душу населения, сброс загрязняющих веществ в водоемы, производство и приобретение населением автомобилей, число квартир в новых домах и их размеры, среднюю заработную плату 10% самых богатых и 10% самых бедных в разных отраслях экономики и т.д.), также делает вывод об удручающем состоянии, которое сегодня сложилось в нашей стране. Но в то же время он пишет: “Россия все еще мощная и богатая страна. Она остается одним из крупнейших в мире производителей, держа лидерство не только по выращиванию картофеля и добыче природного газа, но и по выработке молока, чугуна, стали, электроэнергии, хлопчатобумажных тканей и др. Даже зерна в России производится в полтора раза больше, чем в Канаде, и в два раза — чем в Германии. Спад не так велик по сравнению с ухудшением уровня жизни половины населения России” (1999, с.168).
Ж.А.Медведев (1999) анализирует историю формирования гигантского внешнего долга России, который составляет 160 млрд долл., в том числе 60 млрд — это долг собственно России, остальное — бывшего СССР. Л.Л.Фитуни (2000) пишет о бегстве капитала из России, а Г.Д.Кулагина и А.Д.Думнов (2000) дополняют эту картину данными о “бегстве” лома цветных и черных металлов и морской рыбы (“левый” экспорт составляет в год около 700 млн долл. США).
А.В.Петриков (1998) пишет о том, что, производство сельскохозяйственной продукции снизилось на 37%, что привело к увеличению доли импортного продовольствия (преимущественно мяса) в три раза по сравнению с 1992 г. А.А.Зайцев и В.А.Сергеев (1999) также отмечают, что доля импортных товаров на внутреннем рынке (продовольствия, электробытовой техники, компьютеров, обуви и т.д.) достигла половины розничного товарооборота. В то же время общий вывод этих авторов достаточно оптимистичен: при сохранении наметившихся положительных тенденций к 2005 г. ситуация в российской экономике улучшится, что изменит структуру экспорта и уменьшит роль импорта на внутреннем рынке. Впрочем, и Петриков отмечает: в сельском хозяйстве спад производства в последние годы замедляется.
Рецензенты полагают, что рыночные отношения даже при разрушающем влиянии цен на продовольственные и промышленные товары (в первую очередь на горючее и технику) сделали сельское хозяйство более рациональным и адаптивным. Ушли в прошлое “плановые” посевы пшеницы в холодных районах, сохранение поголовья голодного скота “любой ценой”, практика разбазаривания удобрений, “кладбища” сельскохозяйственной техники, которую еще можно отремонтировать, и т.д. При государственной поддержке сельское хозяйство России может очень быстро накормить страну, избавив ее от импорта зерна и “ножек Буша”.
М.М.Судо, Э.Р.Казанкова (1998) и В.П.Федорчук (1999) развеивают миф о том, что “мы самые богатые”. Запасы нефти в России истощаются, в два раза упала добыча каменного угля, а тот, что добывается, становится экологически опасным топливом, которое необходимо очищать от ртути и серы. Также в два раза сократилась добыча апатитов, до 70 млн т упала выплавка стали (России необходимо не менее 100 млн т этого металла). По добыче золота Советский Союз занимал второе место (после ЮАР), а теперь Россия — на шестом. После распада СССР страна лишилась ресурсов марганца и хрома. Месторождения многих других металлов (титана, ванадия, тантала и др.) есть, но не освоены. Стоит проблема обеспечения страны алюминием, медью, свинцом, “малыми” (вольфрамом, молибденом) и редкими (ванадием, селеном, теллуром и др.) металлами, редкоземельными элементами (индием, иттрием). Невелики в РФ и запасы урана.
По данным Министерства природных ресурсов РФ, “от 30 до 60% месторождений РФ нерентабельны. Реальное национальное богатство страны по этой статье вряд ли превышает 1.5 трлн долл. США, в то время как еще совсем недавно оптимисты оценивали его в 28 трлн”.
Президент РФ В.В.Путин (2000) подчеркивает, что главные задачи в использовании минерально-сырьевых ресурсов — это переход от экспорта сырья к экспорту продуктов переработки, усилению роли государственного регулирования и созданию благоприятного инвестиционного климата для представителей богатых стран.
В.С.Чуенков (1999) оценивает состояние использования лесных ресурсов. Площади лесов в России огромны, однако около 40% расположено в зоне вечной мерзлоты. Запас древесины в таких лесах составляет не более 70—80 м3/га (для сравнения: американские леса в теплом климате имеют запас 1000—1200 м3/га). Поэтому основные лесозаготовки ведутся в наиболее продуктивных лесах европейской части России и Южной Сибири, где запасы древесины быстро истощаются. Особенно удручает картина лесопользования в России на фоне Финляндии, где климат тоже далеко не теплый, но состояние лесов идеальное, так как налажена система заготовки и переработки древесины, восстановления и охраны лесов.
Впрочем, лесов в России пока еще много, и новые инициативы в организации лесопользования (федеральная программа “Леса России” и аналогичные в ряде регионов) дают надежду на то, что отечественный лес, как и прежде, будет источником сырья для промышленности и фильтром атмосферы.
В работах В.О.Мокиевского (1998), В.О.Мокиевского и В.А.Спиридонова (1999) остро стоит проблема рационального использования морских биологических ресурсов. В результате нарушения экологических нормативов снижаются уловы: средний россиянин сегодня потребляет морской рыбы в два с половиной раза меньше, чем в 1980 г. Ведение рыбного промысла и добыча морепродуктов должны опираться на достоверные прогнозы, а для этого необходимо усилить научные исследования по биологии морей. Сейчас они финансируются плохо.
Мокиевский сетует и на то, что отсутствует серьезная государственная поддержка особо охраняемых природных территорий. Кулагина и Думнов (2000) также подчеркивают, что значительный рост площадей особо охраняемых территорий идет на фоне снижения их финансирования, что делает охрану неэффективной.
Статьи Б.Б.Прохорова (1998—2000) дают исчерпывающую характеристику состояния здоровья россиян. Анализ приведенных статистических данных способен повергнуть в шок. По сравнению с США смертность младенцев в России выше в два раза, а смертность взрослых от туберкулеза — в 17 раз. Заболеваемость гепатитом А выше в 7.5, а бациллярной дизентерией — в 12.5 раз. Растет число инвалидов, а заболеваемость венерическими болезнями принимает устрашающие масштабы (по сравнению с 1990 г. больных сифилисом стало в 40 раз больше). За 10 лет число выявленных носителей ВИЧ-инфекции возросло со 195 до 3853 человек. При общей тенденции ухудшения состояния здоровья достаточно четко выявляется региональный тренд с юго-запада на северо-восток: здоровье россиян лучше в Центральночерноземном районе и хуже на Дальнем Востоке.
Тем не менее за последние два года наметилась адаптация россиян к сложным социально-экономическим условиям. С 1995 по 1998 г. продолжительность жизни мужчин возросла и достигла 61 года (впрочем, это все равно ниже среднемирового показателя, и тем более в развитых странах: в США — 72, в Японии — 74).
Приложения к ежегодникам содержат уникальную подборку разнообразных данных: статистическую информацию, перечень законов, указов президента России и постановлений правительства РФ по охране окружающей среды; хронологию экологически значимых событий и происшествий за 1997—1999 гг.; списки отечественных и зарубежных книг по охране окружающей среды (отдельно указаны издания МНЭПУ); учебных заведений экологической направленности.
Можно пожелать руководителю проекта и его рабочей группе в следующих выпусках сузить проблематику ежегодника. Несмотря на то что экология — это меганаука, включающая разделы экономики и политологии, помещать статью Л.Н.Тимофеева (2000) об уроках выбора России не следовало. Вполне достаточно работы В.О.Мокиевского (2000) об экологических проблемах в программах партий и движений. Вряд ли стоило публиковать и статью о последствиях силового решения югославского конфликта М.М.Судо (2000).
Общая оценка аналитического ежегодника — высокая. Все статьи объединяет “синдром тревоги” за экологическое состояние России. Однако большинство авторов достаточно оптимистично смотрят в будущее. Они верят в то, что Россия выйдет и из этой сложнейшей “исторической передряги”.
Литература
1. Миркин Б.М. Иллюзия прогресса // Природа. 1993. №11. С.123—125.
2. Миркин Б.М., Хазиахметов Р.М. Рядом с “бомбой замедленного действия” // Природа. 1996. №6. С.157—160.
3. Кутырев В.А. Утопическое и реальное в учении о ноосфере // Природа. 1990. №11. С.3—10.
4. Левит Г.С. Критический взгляд на ноосферу В.И.Вернадского // Природа. 2000. №5. С.71—76.
НОВЫЕ КНИГИЕстествознание
Г.П.Аксенов. Причина времени. М.: Эдиториал УРСС, 2001. 304 с.
Вышла книга, в которой дан краткий очерк о природе времени от античности до наших дней. Первой ключевой фигурой стал И.Ньютон, который, разделив время и пространство на абсолютные и относительные величины, нашел законы относительного движения.
Положительное содержание идеи абсолютного движения дано в учении о живом веществе и биосфере В.И.Вернадского, который стал второй и главной ключевой фигурой книги. Он описал понятие биологического времени — пространства, которое привело его к непротиворечивой форме естествознания, где жизнь есть явление космоса.
В книге речь идет не об измерении времени, не о календарях и хронологиях, не о хранении времени и измерении пространства, а о попытках понять, что такое само время, объяснить его природу и сопоставить с другими событиями нашей внутренней жизни и внешнего окружения.
География. ИсторияП.М.Полян. Не по своей воле… История и география принудительных миграций в СССР. М.: ОГИ; Мемориал, 2001. 328 с.
Вышло первое систематическое исследование массовых принудительных миграций в СССР. Автор — географ и историк, сотрудник Института географии РАН. Неоднократно публиковался в “Природе” (см., напр., 2000. №6).
Перемещения людей “по своей воле” в советское время всегда были, мягко выражаясь, затруднены. Но в первой половине XX в. страну постигли две исторические трагедии — массовые репрессии по социальному и этническому признаку: раскулачивание и тотальная депортация целых народов. Уже 30-е годы стали временем массовых крестьянских переселений (городское население СССР между 1926 и 1939 г. выросло с 26 до 56 млн человек). Но кто скажет, насколько они были добровольными, а насколько — вынужденным бегством от нищеты, голода, коллективизации и политических репрессий?
Книга сочетает в себе два очень важных достоинства. Первое — это огромный хорошо систематизированный фактический материал. И второе — это интерпретация фактов в контексте объективной социальной реальности тех лет.
Автор справедливо указывает на то, что депортационная политика в СССР, многое позаимствовав из “опыта” Российской империи, была тесно связана с практикой использования принудительного труда и может быть понята только в единстве с системой ГУЛАГ и планово-“добровольными” переселениями. Сегодня тема книги актуальна как никогда. Кровавые конфликты между поссоренными депортацией народами, к сожалению, нередки.
Строгий академизм и научный аппарат издания сочетаются с живым языком и хорошей публицистичностью. Материал книги вопиет и не может оставить равнодушными всех, кому небезразлична судьба страны.
Издание осуществлено при поддержке Фонда Генриха Бёлля.
ГеологияН.Н.Зинчук. Постмагматические минералы кимберлитов. М.: ООО Недра - Бизнес - центр, 2000. 538 с.
Ранее было установлено, что характерная особенность кимберлитовых тел Якутской алмазоносной провинции — значительная изменчивость параметров их вещественного состава. На сегодняшний день ясно, что сложность и контрастность реальных кимберлитовых пород в значительной степени зависит от вторичных минералов.
В книге дана характеристика типоморфных особенностей всех идентифицированных вторичных минералов в кимберлитовых породах Якутии и других алмазоносных платформ. Выделен ряд минералов-новообразований, которые можно использовать для прогнозно-поисковых и других технологических работ. Применение современных точных физических методов (рентгеновских, рентгеноспектральных, электронно-микроскопических и др.) позволило установить в кимберлитах ряд новых минеральных фаз, что подтверждает продуктивность исследований. Есть предложение выделять измененные кимберлиты в отдельную субформацию.
История науки
Н.В.Тимофеев-Ресовский: Истории, рассказанные им самим, с письмами, фотографиями и документами / Сост. и ред. Н. Дубровина. М.: Согласие, 2000. 880 с.
Исключительная судьба, одержимость исследователя, громадный масштаб личности, сильный характер, артистизм и чувство юмора — все это так переплелось, что фигура выдающегося русского ученого Н.В.Тимофеева-Ресовского (1900—1981) давно уже стала легендарной. Основные направления его научных исследований — радиационная, популяционная генетика и феногенетика дрозофилы.
Эта книга задумывалась как переиздание “Воспоминаний” главного героя. Она не написана, а рассказана. Основой стали магнитофонные записи сотрудников Московского государственного университета им. М.В.Ломоносова В.Д.Дувакина и М.В.Радзишевской, которые в течение пяти лет (1974—1978) регулярно наведывались в Обнинск к Николаю Владимировичу. В отделе фонодокументов научной библиотеки МГУ хранится 37 кассет с их записями. Расшифрованные и собранные в виде отдельных историй, они два с лишним года (1991—1993) публиковались в журнале “Человек”. Кроме того, в разное время беседы с Н.В. записывали его друзья и коллеги. Часть этих записей из личных архивов Т.И.Никишановой, С.Э.Шноля и В.И.Иванова также использована при создании книги. Материалы выстроены в хронологическом порядке.
История наукиК.П.Петров. О достижениях аэродинамики летательных аппаратов: Время, события, люди. М.: Эдиториал УРСС, 2000. 224 с.
В декабре 1918 г. в России под руководством Николая Егоровича Жуковского (1847—1921) был создан Центральный аэрогидродинамический институт (ЦАГИ). К этому времени уже работали аэродинамические трубы, позволявшие изучать законы аэродинамики не только теоретически, но и опытным путем.
В 20-е годы тесное сближение теоретических разработок и экспериментальных исследований сделало аэродинамику летательных аппаратов самостоятельной ветвью науки.
Автор книги поставил перед собой двойную задачу. С одной стороны, рассказать о некоторых достижениях в области аэродинамики летательных аппаратов на примере проводившихся в ЦАГИ работ, в которых он принимал активное участие. С другой — поведать интересующимся историей науки о том, как была организована научная работа в институте и как протекала трудовая жизнь в достаточно сложный период социального развития нашего отечества.
