2003 г.
Коротко
Рецензия
|
2003 г. |
Новости науки
Коротко Рецензия |
“Детство” Вселенной - на карте
Важную информацию о раннем периоде существования Вселенной принесли приборы космического аппарата “MAP” (“Microwave Anisotropy Probe” - “Зонд микроволновой анизотропии”), запущенного США в июне 2001 г. с помощью ракеты “Delta II”.
“MAP”, выведенный на орбиту, отстоящую от Земли на 1.5 млн километров, оборудован двумя одинаковыми антеннами, которые позволяют производить уникальные измерения микроволнового космического фонового излучения. В последние годы такое излучение не раз измерялось как наземными, так и поднятыми на аэростатах приборами, но эти наблюдения охватывали лишь незначительный участок неба. Теперь же приборы на борту “MAP” позволили построить детальную карту всего неба - получена картина Вселенной, которая более чем на две трети состоит из “темной энергии”.
Карта налагает достаточно жесткие временнЫе рамки на возраст Вселенной - 13.7 млрд лет (плюс-минус всего 1%), а также позволяет определить скорость, с которой она расширяется. Особенно важным специалисты считают появившуюся теперь возможность датировать космические события, которые происходили на протяжении нескольких сот миллионов лет после Большого взрыва. Так, благодаря “MAP” измерена поляризация фонового излучения, причем в масштабе всего неба, а также выяснено, что реионизация водорода началась примерно через 200 млн лет после Большого взрыва.
По мнению М.Тегмарка (M.Tegmark; Университет штата Пенсильвания в Филадельфии), вся космология ближайшие пять лет будет опираться именно на эти результаты.
Science. 2003. V.299. №5609. P.991 (США).
АстрофизикаПо-настоящему горячие звезды
Уникальная серия цветных снимков четырех межзвездных туманностей в Магеллановых Облаках получена на Европейской южной обсерватории международной группой астрономов из Бельгии и США. С помощью многорежимного инструмента FORS1 на 8.2-метровом телескопе VLT-Мелипаль и набора узкополосных фильтров ученые достигли невероятно четкого изображения облаков сильно возбужденного газа в двух карликовых спутниках нашей Галактики.
Голубой цвет на фото (см. рисунок выше) соответствует излучению однократно ионизованного гелия (He II). Оторвать электрон от этого атома не так-то просто, поэтому зоны He II довольно редки: и в нашей Галактике, и в Магеллановых Облаках их буквально можно пересчитать по пальцам (если не принимать в расчет ионизованный гелий в окрестностях очень горячих белых карликов). Красный и зеленый цвета относятся к более распространенным источникам излучения - атомарному водороду и дважды ионизованному кислороду.
Наличие ионизованного гелия означает, что рядом с исследованными туманностями должны находиться мощные источники ультрафиолетового излучения - горячие звезды, и их действительно удалось найти. Первые три туманности возбуждаются звездами Вольфа-Райе BAT99-2, BAT99-49 и AB7, масса которых превосходит солнечную более чем в 20 раз, а светимость составляет 105-106 светимостей Солнца. Эти звезды очень горячи - температура их поверхностей, определенная в ходе исследований, превышает 90 тыс. К. Особенно выделяется звезда AB7 - ее внешние слои разогреты до 120 тыс. К (температура поверхности Солнца, как известно, составляет всего 6000 К)! Еще одно важное свойство этих необыкновенных звезд - очень сильный звездный ветер, в 10-1000 раз интенсивнее солнечного. Мощные потоки заряженных частиц оказывают громадное давление на окружающее вещество и придают газовым облакам форму пузырей. Связь между звездами типа Вольфа-Райе и областями ионизованного гелия доказана с помощью новых снимков вполне убедительно.
С четвертой туманностью N44C ситуация оказалась неясной. Облако He II окутывает две яркие О-звезды, температура которых, хотя и превышает существенно солнечную, все-таки недостаточно высока, чтобы объяснить ионизацию гелия. Да и быстрых движений, столь характерных для туманностей, подвергшихся воздействию звездного ветра, в N44C не обнаружено. Некоторые астрономы предполагают, что возбуждение N44C вызвано источником жесткого излучения, ныне угасшим (возможно, не навсегда). Таким источником может, например, быть аккреционный диск вблизи массивного компактного компаньона одной из О-звезд. Если компоненты этой гипотетической двойной системы обращаются по сильно вытянутой орбите, темп аккреции вещества на компактный объект, а значит, и рентгеновская светимость станут сильно варьироваться со временем. При этом сильное возбуждение туманности будет наблюдаться в течение короткого периода и после “выключения” рентгеновского источника, постепенно ослабевая. Правда, пока в излучении Не II из туманности N44C никаких изменений не наблюдается. Вероятно, приведенное выше объяснение не совсем адекватно. “Нельзя объяснить сразу все, - говорит один из авторов работы Й.Назе (Y.Naze; Льежский университет, Бельгия). - Мы полностью разобрались с природой трех туманностей, но N44C придется изучить более тщательно”.
Astronomy and Astrophysics. 2003. V.408. P.171-186 (Международный журнал).
АстрофизикаГамма-всплески связаны с гиперновыми
Загадка космических гамма-всплесков, волнующая астрономов последние 35 лет, начала распутываться, но до ее полного разрешения остается еще немало работы. Первый гамма-всплеск зарегистрировали 2 июля 1967 г. американские спутники “Vela”, следящие за соблюдением международного договора от 1963 г. о запрещении испытаний ядерного оружия в атмосфере, в космическом пространстве и под водой. Одновременная регистрация несколькими спутниками показала, что этот и последующие гамма-всплески вызваны не ядерными взрывами на Земле, а имеют космическое происхождение. Но где именно расположены их источники, долгие годы оставалось загадкой. Основная трудность в том, что гамма-детекторы имеют очень низкое угловое разрешение, т.е. крайне неточно указывают направление на источник.
К середине 90-х годов астрономы уже имели богатую статистику гамма-всплесков, но по-прежнему ничего не знали об их природе. Специализированные спутники два-три раза в сутки регистрировали на произвольных участках неба короткие вспышки, каждая из которых на несколько секунд становилась ярче всех прочих небесных гамма-источников. Но поскольку направление на вспышки определялось грубо, связать их с какими-либо известными объектами не удавалось. Лишь косвенные признаки, такие как изотропное распределение гамма-всплесков на небе, намекали на то, что источники располагаются далеко за пределами нашей Галактики.
Так оно и оказалось. 28 февраля 1997 г., спустя 8 ч после мощного гамма-всплеска, рентгеновский спутник “Beppo-SAX”, созданный специалистами Италии и Нидерландов, зафиксировал в этом направлении яркий источник и весьма точно локализовал его (в мягких рентгеновских лучах это удается сделать значительно лучше, чем в жестком гамма-диапазоне). Еще через несколько часов наземный оптический телескоп обнаружил на этом месте неизвестную ранее “звездочку”. Когда спустя неделю она померкла, на ее месте стала видна очень далекая галактика. Таким образом, события, вызывающие гамма-всплески, происходят, как это очевидно, на гигантских (космологических) расстояниях. Поэтому мощность взрывов, генерирующих эти вспышки, невероятно велика, и для ее объяснения требуются новые идеи.
Общее направление поиска астрофизиков угадать нетрудно: для большинства из них с самого начала было ясно, что взрывы такого масштаба - это “последнее прости” массивных звезд. С их гибелью и раньше связывали грандиозные астрономические “фейерверки” - вспышки сверхновых. Но взрывы, ответственные за гамма-всплески, выглядят значительно мощнее, поэтому за таким взрывом закрепился новый астрономический термин - гиперновая (hypernova). Однако предложить оригинальное название оказалось легче, чем построить физическую теорию самого грандиозного явления природы. На пустом месте теории не возникают - нужны наблюдательные факты. Их сбором заняты сейчас несколько крупных международных коллективов.
Опыт 20-го столетия убедил астрофизиков: самым полезным носителем информации служит оптический спектр астрономического объекта. Поэтому усилия наблюдателей сейчас сконцентрированы на получении высококачественных спектров оптического излучения, сопутствующего гамма-всплескам. Это излучение принято называть послесвечением или ореолом (англ. термин - afterglow). В то время как гамма-вспышка длится от долей секунды до нескольких минут, оптическое свечение наблюдается заметно дольше - от минут до нескольких суток. Уже более чем у 50 гамма-всплесков зарегистрировано оптическое свечение, но до недавнего времени не удавалось получить его детальный спектр. Впервые это сделала большая команда астрофизиков *, именующая себя изящной аббревиатурой GRACE (Gamma-Ray Burst Afterglow Collaboration at ESO).
* Более 27 сотрудников из 17 научных организаций в девяти странах; руководитель группы - Й.Хьорт (J.Hjorth; Копенгагенская астрономическая обсерватория).Удачу принес очень мощный гамма-всплеск 29 марта 2003 г., который был зафиксирован в созвездии Льва в 11 ч 37 мин всемирного времени американским спутником “HETE-II” (“High Energy Transient Explorer” - “Исследователь врЕменных высокоэнергичных явлений”). Уже через 1.5 ч оптические телескопы в Австралии и Японии обнаружили на этом месте вспышку сверхновой, а еще через несколько часов (как только в Чили наступила ночь) ее оптические спектры были получены 8.2-метровым телескопом VLT Европейской южной обсерватории (ESO). Гамма-всплеск получил обозначение GRB 030329, а связанная с ним сверхновая - SN 2003dh. До этого лишь однажды, в 1998 г., астрономам удалось надежно зафиксировать вспышку сверхновой (SN 1998bw), связанную с гамма-всплеском. Кстати, это также сделали астрономы ESO.Сравнение спектров SN 1998bw и SN 2003dh показало почти полную их идентичность (ESO Press Release 16/03. 18 June 2003). Но спектр SN 2003dh удалось изучить значительно детальнее. Расстояние до взорвавшейся звезды по космологическим меркам оказалось сравнительно небольшим - около 2.65 млн св. лет (красное смещение 0.1685); это ближайший гамма-всплеск с измеренным расстоянием. Благодаря чрезвычайной яркости объекта и колоссальной чувствительности телескопа была прослежена эволюция спектра сверхновой на протяжении многих недель. Наблюдаемый в оптике горячий газ разлетается от места взрыва со скоростью свыше 30 тыс. км/с (10% от скорости света), что заметно больше, чем у рядовых сверхновых (10-15 тыс. км/с). Это говорит о взрыве очень массивной звезды.
Наблюдаемой картине гиперновой соответствует модель коллапсара, разработанная в 1993 г. американским астрофизиком С.Вусли (S.Woosley; Калифорнийский университет в Санта-Крузе). Исходным объектом является звезда-гигант в 25 раз массивнее Солнца. Ее эволюция протекает быстро: всего за несколько миллионов лет она сжигает в своих недрах весь водород. На завершающей стадии гигант сбрасывает оболочку и превращается в очень горячую звезду типа Вольфа-Райе с массой около 10¤, состоящую в основном из гелия, кислорода и еще более тяжелых элементов. Это “малокалорийное топливо” быстро догорает в термоядерном котле звезды, и ее ядро, теряя устойчивость, обрушивается к центру, сжимаясь в черную дыру. Исходное вращение звезды приводит к образованию вокруг черной дыры аккреционного диска, вдоль оси которого происходит выброс тонкой и быстрой струи вещества - формируется двусторонний джет. Такой процесс астрономы нередко наблюдают “в обнаженном виде” в центральных областях галактик и в двойных звездных системах. Но при коллапсе массивной звезды черная дыра с диском и джетом формируется в недрах светила и до поры до времени оказывается скрытой от наблюдателей. Однако очень скоро черная дыра и стремительно вращающийся диск разрушают окружающую их звезду. Вырвавшийся из диска быстрый джет и мощный ветер, состоящий из радиоактивного 56Ni, срывают внешние покровы звезды: вспыхивает гиперновая, яркость которой значительно усилена распадом никеля. Тем временем джет врезается в недавно сброшенное звездой вещество оболочки и генерирует в нем гамма-излучение, вспышку которого (спустя миллиарды лет!) мы и наблюдаем как гамма-всплеск.
Такова модель коллапсара, которую ее автор Вусли (кстати, член команды, изучающей спектр SN 2003dh) считает еще довольно сырой и требующей уточнения по результатам наблюдений других гиперновых. Эту возможность астрофизики не собираются упускать: к запуску готовятся специально спроектированные новые гамма- и рентгеновские спутники. Предстоит понять, почему эти всплески бывают двух типов - очень короткие и более длительные, почему оптическое излучение (вспышка гиперновой) замечено только у длительных всплесков, почему бывают сверхдолгие всплески (взрыв GRB 940217 продолжался более часа!) и какие физические процессы могут поддерживать столь длительное высокоэнергичное излучение. В общем, астрофизики обогатились новым экстремальным объектом, который в ближайшее время будет приковывать к себе всеобщий интерес.
© В.Г.Сурдин, к.ф.-м.н.
Москва
ФизикаМонокристаллические нанотрубки из GaN
Нанопроволоки из большинства полупроводниковых материалов изготавливают уже давно, а вот нанотрубки до недавнего времени удавалось получать только углеродные (подробнее см.: Дьячков П.Н. Материалы для компьютеров XXI века // Природа. 2000. №11. С.23-30; Нанотрубки в имоголите открыты заново // Там же. 2001. №10. С.81-82). Углерод в форме графита с его плоской гексагональной структурой образует цилиндрические стенки трубок относительно легко, другие же материалы сворачиваться не “желают”.
В Институте физики полупроводников СО РАН (Новосибирск) разработали технологию скручивания нанотрубок (См. в Интернете по адресу http://uis.isir.ras.ru/win/htm/ в разделах: Научная деятельность®Действующие научные системы РАН®Конденсированные среды.) из InAs и GaAs, а в Институте физики твердого тела РАН - из CdTe. Со “строптивостью” материалов, не сворачивающихся “добровольно”, удалось справиться, давая им для роста шаблоны, в качестве которых использовали те же углеродные нанотрубки или внутренние каналы пористых мембран. Однако трубки получались преимущественно аморфными или поликристаллическими, создание же монокристаллических полупроводниковых нанотрубок оставалось нерешенной проблемой.
И вот, по крайней мере для одного материала - нитрида галлия, - эта задача решена (Goldberger J., Rongrui H. et al. // Nature. 2003. V.422. №6932. P.599) благодаря удачно подобранному шаблону - массиву нанопроволок из оксида цинка, выращенных в вакууме на сапфировой подложке. GaN и ZnO идеально подходят друг к другу для эпитаксиального наращивания - у этих материалов одинаковая гексагональная структура и близкие значения постоянных решетки. Исследователи из Университета штата Калифорния в Беркли и Национальной лаборатории Лоуренса в Беркли наращивали нитрид галлия при 600-700°С по технологии CVD (Chemical Vapour Deposition - химическое осаждение из газовой фазы) из триметилгаллия и аммиака с использованием аргона или азота в качестве транспортного газа, после чего проволоки из ZnO удаляли плазменным травлением в аргоно-водородной плазме.
Внутренний диаметр полученных трубок 30-200 нм, толщина стенок 5-50 нм, наружная поверхность фасетирована, но несколько менее, чем у шаблонных нанопроволок. GaN-трубки проявляют полупроводниковые и люминесцентные свойства. О конкретных применениях новых нанообъектов говорить пока преждевременно, однако уже сейчас ясно, что благодаря трубчатой структуре они существенно чувствительней к воздействиям среды, чем нанопроволоки, а это открывает перспективы их использования для создания разнообразных фильтров и сенсоров.
ФизикаНаномеханизмы, управляемые светом
Полимеры и их растворы, содержащие светочувствительные молекулы, способны к фотодеформации. Японские ученые исследовали пленки, содержащие азобензен хромофор, которые изготовлены термической полимеризацией жидкокристаллического мономера и сшивателя-диакрилата, взятых в соотношении 9:1 (в молях) (Yu Y., Nakano M., Ikeda T. // Nature. 2003. V.425. №6954. P.145). Пленки представляли собой массив микродоменов, в каждом из которых азобензеновые доли ориентированы в каком-то одном, случайном, направлении. Оказалось, что под действием луча линейно поляризованного света с l=366 нм пленки можно заставить изгибаться в любом направлении, причем многократно и без усталостных признаков.
Исследователи объясняют это так: азобензеновые доли сильно поглощают излучение с указанной длиной волны у поверхности пленки. С лучом света взаимодействуют только те домены, в которых ориентация азобензольных долей совпадает с направлением поляризации. В результате весьма малого изменения микроскопических размеров и упорядочения жидкокристаллических доменов происходит заметное изгибание всей пленки - энергия излучения эффективно преобразуется в механическую.
Деформация пленки по точно заданным направлениям.
Пленка, находящаяся в исходном состоянии (а), после экспонирования светом с l=366 нм скручивается параллельно направлению поляризации - 0°, 45°, 90°, 135° (б, г, е, з) - и под действием света с l=540 нм возвращается в исходное состояние (в, д, ж).На основе такого фотомеханического эффекта можно создать новые быстродействующие актюаторы (роботы, оптические пинцеты) для микро- и наномасштабных операций, управляемые дистанционно с помощью луча лазера и не нуждающиеся в батарейках, моторах, шестеренках и т.п.
ХимияЧистый водород - из природного газа
Получение чистого водорода из природного газа путем неокислительного каталитического разложения метана - давняя мечта ученых и практиков (существующие катализаторы этого процесса, созданные на основе Fe/Co/Al2O3 и Ni, быстро дезактивируются). Группа китайских исследователей добилась успеха с помощью углеродных нанотрубок, на концах которых находились частицы железа и молибдена (Carbon. 2003. V.41. Р.846-848). В проточный реактор поместили 25 г нанотрубок с внешним диаметром 3-25 нм, внутренним 2-5 нм, длиной до нескольких десятков микрометров и удельной поверхностью 300 м2/г. Максимальное выделение водорода было достигнуто при температурах 1073-1123 К (проверку каталитической активности проводили методом газовой хроматографии).
Разложение метана шло на концах нанотрубок, т.е. на частицах Fe и Mo. Это подтвердил и эксперимент на очищенных трубках (металлические частицы удалили обработкой в кислоте) - их активность была нулевой. Ученые провели еще один важный эксперимент: путем осаждения железа и молибдена на очищенные нанотрубки изготовили аналогичные на первый взгляд катализаторы. Однако их активность оказалась не выше, чем у известных до сих пор.
Высокая активность и термическая стабильность новых катализаторов обусловлены защитным действием углеродных слоев, которые не позволяют спекаться и расти металлическим частицам (у образцов, полученных на основе неочищенных и очищенных нанотрубок, границы раздела между металлическими частицами и углеродными слоями различны - благоприятная для разложения метана структура образуется только в первом случае). Еще более эффективность процесса возросла благодаря тому, что при разложении метана образовались дополнительные нанотрубки (около 20 г), морфология и разброс значений внешнего диаметра которых оказались такими же, как у исходных. Химическую природу новых катализаторов еще предстоит исследовать.
Биология. ЭкологияСмена правил в ходе игры
Традиционно считается, что экологи и специалисты, изучающие эволюцию, имеют дело с событиями, происходящими в разных временных масштабах. Например, стремясь разобраться в механизмах, определяющих динамику численности популяций, экологи полагают, что на тех коротких отрезках времени, когда она исследуется, эволюция организмов никак себя не проявляет. То же и при изучении системы хищник-жертва: считается, что их экологические характеристики, например скорости популяционного роста при том или ином уровне обеспеченности пищей, уже давно сформированы естественным отбором. Однако недавно группа ученых из Корнеллского университета (США) во главе с Т. Йошидой (Yoshida T. et al. // Nature. 2003. V.424. P.303-306), изучавшая в лабораторных условиях динамику численности видов, связанных отношениями хищник-жертва, выявила иное.
В экспериментах хищником было микроскопическое многоклеточное животное - коловратка (Brachionus calyciflorus), а жертвой - одноклеточная зеленая водоросль хлорелла (Chlorella vulgaris). Обычные колебания в таких системах возникают тогда, когда вслед за увеличением численности жертвы нарастает и численность хищника, затем, по мере усиления хищничества, популяция жертв начинает сокращаться, а когда их становится слишком мало и хищнику трудно прокормиться, его численность падает, после чего популяция жертв начинает восстанавливаться и весь цикл повторяется заново. Существенно, что максимум хищников всегда следует за максимумом жертв с небольшим запаздыванием во времени. Однако в системе коловратка-хлорелла, исследованной Йошидой и его коллегами, возникали странные колебания, когда максимум хищника (коловраток) приходился на минимум жертв (водорослей) в популяции, и наоборот. Очевидно, что такая динамика не может быть результатом взаимодействий, протекающих строго по типу хищник-жертва, какие-то другие факторы оказываются не менее важными.
Пытаясь понять причины этого явления, исследователи сформулировали несколько гипотез и каждую представили в виде математической модели, а затем прогноз моделей сравнили с результатами специальных экспериментов. Лучше других соответствовала эксперименту модель, допускающая быструю эволюцию жертвы в процессе взаимодействия с хищником. Исследователи посчитали, что в популяции хлореллы, которая размножается исключительно бесполым путем, существуют генотипически различающиеся клоны: одни мало привлекательны для коловраток и при этом растут медленно, другие защищены от хищника слабо (являются хорошей пищей для коловраток), зато быстро растут. В результате первые проигрывают быстро растущим конкурентам в отсутствие хищника. В дополнительных опытах выяснилось, что при постоянном сильном выедании водорослей коловратками пищевая ценность хлореллы значительно снижается (популяция хищника на ней увеличивается медленнее, чем в контроле).
Предположив, что странный тип сопряженной динамики хищника и жертвы возникает из-за эволюции последней, Йошида и его соавторы использовали в некоторых вариантах опыта культуру хлореллы строго одного клона, т.е. без генетического разнообразия, необходимого для отбора. Результаты подтвердили ожидания: при совместном содержании с коловратками такой генетически однородной популяции жертвы в системе возникали правильные циклические колебания, причем максимум коловраток отставал от максимума хлореллы на четверть фазы, как и предсказывает классическая теория. Пока остается, правда, без ответа вопрос, происходит ли быстрая эволюция хищника в процессе взаимодействия с популяцией жертв.
© А.М. Гиляров, доктор биологических наук
Москва
Организация науки. ЭкологияВода - в поле зрения ученых
Международная конференция “Водные экосистемы и организмы” (пятая по счету) прошла в конце мая 2003 г. на биологическом факультете Московского государственного университета им.М.В.Ломоносова. На ней рассматривались актуальные проблемы водной экологии, биологии водных организмов, лимнологии (науки о пресных водах), биологической океанографии. Участие в конференции приняли ученые ряда стран, в том числе Испании, Израиля, Украины; Россию представляли преподаватели, аспиранты и студенты биологического, химического, географического факультетов МГУ, сотрудники институтов Российской АН - Океанологии, Микробиологии, Проблем экологии и эволюции, а также научных институтов городов Улан-Удэ, Сыктывкара, Оренбурга и др.
Среди стендовых сообщений (около 50) следует отметить работу Г.А.Корнеевой, Л.Ю.Мирошника и А.Г.Цыцарина (Институт океанологии РАН) “Биохимическая индикация районов северной части Каспия”. Учитывая важность количественных методик определения качества воды и прогнозирования процессов ее очистки от токсичных примесей, они предложили эффективный способ, в котором предусмотрен совместный анализ биохимических и гидрохимических характеристик воды. А это позволяет рассчитать, насколько активно протекает ферментативная детоксикация воды фитопланктоном и микроорганизмами.
С качеством воды связана также работа М.А.Седогиной (географический факультет МГУ): она оценила влияние сельскохозяйственного землепользования на одном из участков р.Москвы и получила весьма полезную, особенно для москвичей, информацию.
Элементам теории биотического самоочищения водных экосистем был посвящен доклад профессора С.А.Остроумова (биологический факультет МГУ), который впервые рассмотрел полифункциональную роль биоты в этом процессе.
Украинские гидробиологи А.А.Солдатов (Институт биологии южных морей АН Украины, г.Севастополь), С.В.Коношенко и И.А.Парфенова (Таврический национальный университет, г.Севастополь) выявили необычный факт: в зонах с недостатком кислорода существуют оксифильные (обычно обитающие при повышенном содержании кислорода в воде) виды рыб. (Любопытно, что в ходе лабораторных экспериментов адаптация этих же видов к аналогичным условиям не удалась.)
В.В.Зюганов и С.М.Калюжиный (Институт биологии развития РАН, Москва) изучали влияние акклиматизированной в Белом море горбуши на экосистемы семужных рек. В результате этой практической работы выяснилось, что семга при нересте во многих случаях избегает мест, занятых горбушей (первые партии дальневосточной горбуши были переселены с 1956 по 1985 г. в Баренцево и Белое моря, а к настоящему времени ее ареал простирается от Северного и Норвежского морей на западе до Карского моря на востоке). Отмечено, что поведение горбуши более агрессивно, чем семги, и в территориальных “схватках”, как правило, выигрывает вселенный вид.
Студентка географического факультета МГУ Е.В.Гордеева подробно проанализировала процессы механического разрушения берегов Черного моря в пределах границ России. Рассмотрены причины, ведущие к абразии; подсчитан показатель антропогенной нагрузки; составлена карта антропогенного воздействия на прибрежную зону с указанием всех хозяйственных объектов и явлений, активизирующих абразионные процессы. Предприятия, ведущие какую бы то ни было деятельность в прибрежной зоне, должны знать, что любое искусственное изменение рельефа может вызвать необратимую абразию.
Актуальная проблема - оценка экологической опасности затопленного в Балтийском море химического оружия - освещена в работе студента географического факультета МГУ Г.А.Гоголева. Оставшееся после второй мировой войны химическое оружие Германии лежит на дне Балтийского моря уже более 45 лет (а это - расчетный срок разгерметизации большинства боеприпасов в морской воде). Состояние его не известно, но зафиксированы значительные утечки. К сожалению, районы захоронения химического оружия имеются также и во внутренних морях Российской Федерации, и в Мексиканском заливе, и близ берегов Австралии.
На конференции были названы финалисты международного конкурса “Водный эколог года”. Это почетное звание присвоено академику РАН М.Е.Виноградову (Россия), профессорам Р.Ветцелю (США) и А.Дюмонту (Бельгия).
Широкий спектр представленных проблем помогает не только расширить научный кругозор, но и взглянуть другими глазами на окружающий нас мир, с каждым днем, к сожалению, пополняющийся новыми для нас экологическими проблемами.
© В.А.Аверьянова
Москва
ОкеанологияДревние кораллы и уровень океана
Известно, что по окончании последнего максимума ледниковой эпохи (примерно 20 тыс. лет назад) уровень Мирового океана поднялся более чем на 150 м. Приблизительно то же происходило и в предыдущем интергляциале, около 130 тыс. лет назад. Процессы таяния шли неравномерно, на общем фоне выделялись эпизоды быстрого схода огромных ледников как в Антарктике, так и в Арктике.
Наиболее надежные сведения о динамике уровня моря дают коралловые постройки. Американские океанологи, проведя бурение коралловых рифов в водах, омывающих о.Барбадос (Карибское море) и Папуа-Новую Гвинею (граница Индийского и Тихого океанов), составили подробную датированную картину развития построек в холодный период, 120-20 тыс. лет назад. Данные, полученные в столь отдаленных друг от друга регионах, согласно свидетельствуют: колебания уровня Мирового океана в течение первых 6 тыс. лет по окончании межледниковья происходили несколько раз, их амплитуда достигала 60 м (перед последним оледенением зеркало вод стояло примерно на 100 м ниже, чем сегодня). Периоды особенно быстрого падения уровня моря совпадали со временем, когда перенос влаги в сторону полюсов был весьма интенсивным, а температуры глубинных вод - низкими.
Earth and Planetary Science Letters. 2003. V.206. P.253;
Science. 2003. V.299. №5609. P.979 (США).
ОкеанологияБелуха-океанолог
В конце зимы 2003 г. норвежские и шотландские ученые во главе с М.Федаком (M.Fedak; Университет св.Андрея в графстве Файф, Великобритания) приступили к измерениям температуры придонных слоев моря, применяя новый оригинальный метод. Они прикрепили к телу двух отловленных белух (Delphinapterus leucas) термометры с радиопередатчиками, настроенными на волну искусственных спутников Земли.
Отпущенные на волю белухи ушли на глубину в покрытых льдом полярных фиордах Свальбарда (архипелаг Шпицберген), а закрепленные на них приборы передавали через космос результаты измерений.
До сих пор подобные исследования велись здесь без участия животных. Но тогда приборы для снятия информации каждый раз приходилось поднимать на поверхность. Теперь специалисты смогут определять, насколько интенсивно идет потепление в глубинах данной акватории Северного Ледовитого океана, связано ли оно с общим изменением климата или это преходящее явление.
К удовольствию экологов и специалистов по морским млекопитающим, получаемые данные позволят также немало узнать о самих обитателях холодного моря, их поведении, привычках и т.п. Чтобы не нарушать в дальнейшем образ жизни задействованных белух, приборы запрограммированы так, чтобы через несколько месяцев автоматически отделиться от их тела и всплыть на поверхность.
Science. 2003. V.299. №5609. P.1009 (США).
СейсмологияСейсмоопасная зона Австралии
Долгое время считалось, что Австралийский континент к сейсмоопасной зоне относить не следует. Это излишне оптимистическое мнение опровергли недавние события.
Землетрясениям наиболее подвержен юго-запад материка, охватывающий значительную часть штата Западная Австралия. Самым опасным считается район г.Буракин, в 10 км от которого 28 сентября 2001 г. произошло землетрясение с M = 5.0 по шкале Рихтера. За ним вскоре последовало еще три толчка примерно такой же силы и более 18 тыс. слабых, но все же ощутимых. В радиусе 25 км зданиям и сооружениям был нанесен некоторый ущерб. Наиболее сильное землетрясение (M = 5.2) произошло 30 марта 2002 г., а в сентябре все стихло.
Специалисты не прекращают исследования этих потенциально опасных процессов. Выяснилось, что за последние 40 лет нигде в Австралии ничего близкого по интенсивности к буракинским событиям не происходило. Эта опасная зона шириной 100 км захватывает и столицу штата Перт вместе с близлежащим портом Фримантл. Большинство ощутимых землетрясений, очаги которых залегали не более чем в 5 км под поверхностью, как правило, предварялись целым роем малых толчков, охватывавших куда более значительную площадь.
Сотрудники австралийского Управления наук о Земле (Канберра) установили в этом районе четыре сейсмостанции; к сожалению, они позволяют записывать лишь толчки с M > 2, а большинство из реально происходивших здесь 20 тыс. имели M < 1.
Специалисты видят определенную связь буракинской активности недр с мощным землетрясением 1970 г. в районе Каду, что в 50 км южнее Буракина и 120 км северо-восточнее Перта - оно породило 150-километровый разлом и высокий эскарп. В восточной части континента подобные события - редкость.
AusGeoNews. 2003. №70. P.5 (Австралия).
Вулканология. МедицинаАнтивулканическая здравоохранительная сеть
На Земле около 500 млн человек живут не далее 100 км от того или иного вулкана. И это если считать только те, что извергались на человеческой памяти, а ведь многие вулканы, “спящие” в течение веков, могут внезапно “пробудиться”, неся смерть и разрушения. Еще 20 лет назад при оценке такой опасности учитывались лишь наиболее очевидные факторы - потоки раскаленной лавы, стекающие по склонам со значительной скоростью, вулканические бомбы, вылетающие из жерла, однако после трагедии 1980 г., когда взорвался давно дремавший вулкан Сент-Хеленс в штате Вашингтон (Северо-Запад США), оценка риска стала меняться. Дело в том, что бОльшая часть погибших и пострадавших тогда людей стали жертвами не лавы и бомб, а грязе-селевого потока, вызванного внезапным таянием горных снегов, и засорения атмосферы мириадами мельчайших частиц пепла.
Позже выяснилось, что все прибрежные районы Северо-Запада США (штаты Вашингтон, Орегон и север Калифорнии), а также Юго-Западной Канады были в течение пяти месяцев окутаны дымкой вулканической пыли и вредных для здоровья газов. На всей этой территории повысилась заболеваемость раком легких, силикозом и другими болезнями дыхательных путей. Последствия оказались серьезнее, чем само извержение.
В 2003 г. 20 научно-исследовательских учреждений создали Международную здравоохранительную антивулканическую сеть, штаб которой расположен в Хертфордшире (Англия). Британский благотворительный фонд Леверхулма ассигновал на первые три года ее существования сумму, эквивалентную 207 тыс. долл. США. Первостепенные задачи нового учреждения - организация сотрудничества и координация усилий ученых, представляющих разные страны и различные дисциплины; закупка специального оборудования и одежды; оплата поездок в районы, где происходят извержения; сбор и распространение наблюдательных данных, в том числе передача их правительствам для принятия соответствующих мер. Среди основателей этой международной сети следует назвать вулканолога К.Хоруэлл (C.Horwell; Бристольский университет) и специалиста по легочным болезням П.Бакстера (P.Baxter; Кембриджский университет), который стал известен своей деятельностью во время извержения вулкана Галерас (Колумбия) в 1993 г., произошедшего в его присутствии и приведшего к гибели нескольких участников вулканологического симпозиума. Именно Бакстер установил, что лица, долгое время вдыхающие воздух с субмикроскопическими частицами пепла, часто представляющими собой кремнезем, подвергаются повышенному риску силикоза и рака легких. Теперь изучением подобных эффектов займутся специалисты, объединяемые Международной здравоохранительной сетью.
Science. 2003. V.299. №5615. P.2022, 2023 (США).
География. Вулканология. Космические исследованияСпутник видит вулканы Южных Сандвичевых островов
Море Скоша (Скотия) в атлантическом секторе Южного океана - одно из редко посещаемых мест: ни коммерческим, ни военным судам здесь делать нечего, да и научно-исследовательские появляются раз в несколько лет, следуя мимоходом к южнополярным станциям. В самом центре этого негостеприимного бассейна лежит группа из восьми крупных и множества мелких необитаемых островов. Они были открыты в 1775 г. экспедицией Дж.Кука, однако ошибочно приняты за выступ материковой суши; их островной характер впервые установил в 1820 г. Ф.Ф.Беллинсгаузен, он же дал первое описание и современное название - Южные Сандвичевы о-ва. Свидетельством российского приоритета остались географические названия островов Завадовского и Лескова, мыса Михайлова (это фамилии офицеров, принимавших участие в кругосветной экспедиции Беллинсгаузена-Лазарева 1819-1821 гг.), а также пролива Российского и о.Высокого, о котором следует сказать отдельно.
Возвращаясь из этого плавания, эскадра посетила Англию, и там об открытиях было сообщено британскому Адмиралтейству. На продемонстрированной карте южнее о.Завадовского значился о.Торсона - названный по имени российского лейтенанта, имевшего скандинавское происхождение. Англичане это восприняли как должное и перенесли название в свои лоции. Иное дело - отечественное начальство. Лейтенант Торсон, будучи декабристом, вывел своих матросов на Сенатскую площадь, а после подавления восстания был сослан в Сибирь. Его имени Николай I потерпеть на карте не смог и собственной рукой вместо зачеркнутого вывел “остров Высокой”. Так и пошло: на родине имя одного из первооткрывателей постарались забыть, а за рубежом сохранили. После революции справедливость восстановили, но только на время: когда в конце 40-х годов началась кампания по борьбе с иностранщиной, “заграничное” имя Торсона опять на советских картах заменили на “царственное” Высокий (теперь уже в современном написании). И лишь позднее в отечественном Атласе Антарктики можно увидеть имя российского лейтенанта, но в скобочках, после основного названия “Высокий”.
С начала XX в. геологам известно, что вся гряда Южных Сандвичевых о-вов имеет вулканическое происхождение, но весьма древнее: никаких извержений за последние тысячелетия здесь не было. Лишь в 1966 г. к берегам Новой Зеландии были прибиты комья относительно молодой пемзы, приплывшие по волнам от берегов Южных Сандвичевых о-вов, но от какого именно, можно было только догадываться. Заподозрить о.Монтагью, крупнейший в архипелаге, нельзя: несколько лет назад группа исследователей, ненадолго высадившихся на о.Сондерс, в 60 км к северу от Монтагью, наблюдала его издали, фотографировала и убедилась, что весь район высочайшего пика Белинда (1370 м над ур.м.) полностью покрыт снегом и льдом. Однако недавно над Южными Сандвичевыми о-вами пролегла орбита американского спутника, снабженного совершенным радиометром с высокой разрешающей способностью. Обработав космические снимки, специалисты во главе с М.Патриком (M.Patrick) пришли к выводу, что на о.Монтагью между мартом 1995 г. и февралем 1998 г. происходили некие события. Данные с другого американского спутника, не раз пронесшего над островом спектрорадиометр типа MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer), чутко улавливающий почти любое тепловое излучение, свидетельствовали: в конце 2001 г. здесь возобновилась вулканическая активность. Ее центр находился в пределах небольшого холма у северо-западного края древней кальдеры, заполненной слоями льда. Сама гора Белинда к этому, видимо, напрямую не причастна: холм расположен в 6 км от нее. Еще несколько заходов спутника позволили установить, что между Белиндой и северным побережьем острова находится не одна тепловая аномалия. Может быть, с ними и связано наличие почти единственных на острове обнаженных скал, не покрытых ни льдом, ни снегом.
Предупреждая мнение скептиков, что яркие тепловые участки на изображениях могли быть сильным отражением солнечных лучей от поверхности, авторы указывают, что яркость сохраняется и в ночное время. Кроме того, на некоторых снимках довольно отчетливо зафиксировался слой пепла. А то, что пепел не образовывал в воздухе мощного столба, который был бы заметен со спутника, можно объяснить существованием лавового озерка, поглощавшего большую часть вулканических частиц.
Проанализировав снимки, геологи и вулканологи пришли к выводу: весь о.Монтагью представляет собой стратовулкан, построенный из перемежающихся слоев остывшей лавы и рыхлых материалов. Возможно, его история началась с мощного взрыва и излияния на дно океана расплавленных пород, сегодня лежащих на глубине около 2 км. Последующие вулканические события подняли над волнами этот клочок суши размером 15ґ20 км2. Вероятно, расположенная на его юго-восточном краю гора Ошеанайт (900 м над ур.м.) тоже в свое время была вулканической. Ледники, спускающиеся к морю, оканчиваются очень крутым обрывом, так что причаливать к острову - дело опасное, поэтому исследования, очевидно, будут продолжаться с помощью спутников.
Уже упоминавшийся о.Сондерс увенчан покрытой льдами горой Майкл (990 м над ур.м.). На ее вершине кратер шириной около 700 м окаймлен гребнем более старой кальдеры: когда-то вершина древней горы провалилась при взрыве и на ее месте постепенно вырос новый конус. Свидетельство тому - слои рыхлых материалов вулканического происхождения, покрывающие многие ледяные скалы и уступы. Еще в 1819 г. мореплаватели наблюдали, как из вершинного кратера поднимались облака пепла; в конце XIX и начале XX в. из трещины на северной стороне о.Сондерс бурно выделялись газы; под их воздействием образовалась свободная ото льда платформа Блекстоун-Плейн (Чернокаменная равнина). Большего узнать не удалось - высадка на остров, окруженный рифами, была бы опасной.
И вот снова на помощь вулканологам, географам, гляциологам пришли искусственные спутники: приборы зафиксировали в кратере на вершине горы Майкл бурлящее среди льдов лавовое озеро. С вертолета были взяты образцы плотного белого пара, вырывавшегося с его поверхности как бы со “вздохами” через каждые несколько секунд. Облако пара растянулось по ветру на 8-10 км, постепенно рассеиваясь. Давно ли возникло лавовое озеро, пока неясно.
По дну моря Скоша, примерно в 100 км к востоку от гряды Южных Сандвичевых о-вов и параллельно им проходит крупный подводный желоб; здесь расположена и Южно-Антильская котловина. В этой зоне Южно-Американская плита двигается на запад и активно погружается под соседнюю плиту Скоша. Именно взаимодействие этих плит и порождает как саму островную дугу, так и активный вулканизм в ее пределах.
Bulletin of the Global Volcanism Network. 2003. V.28. №2. P.2, 4 (США).
АрхеологияПервые земледельцы Америки
Считалось, что первыми в Америке начали возделывать почву жители высокогорья на территории нынешней Мексики 7500-9000 лет назад. Об этом свидетельствовали результаты раскопок, выполненных в 1960-х годах в районе перешейка Теуантепек (крайняя юго-восточная часть страны): в пещерах, служивших убежищем древнего человека, были обнаружены многочисленные остатки семян и плодов. Проводить же поиски в низменных районах большинство специалистов считали ненужным - плодородность почвы здесь, казалось, слишком низка для эффективного ее возделывания.
Тем не менее Д.Р.Пиперно (D.R.Piperno; Смитсоновский институт тропических исследований, Бальбоа, Панама) и К.Э.Стотерт (K.E.Stothert; Центр археологических изысканий при Университете штата Техас в Сан-Антонио, США) многие годы искали следы древнейшего земледелия именно среди заболоченных джунглей Центральной и Южной Америки (см. также: Кто и когда стал первым “кукурузником”? // Природа. 2002. №2. С.85). В 2003 г. их усилия увенчались успехом: примерно в ста различных пунктах на территории нынешнего Эквадора обнаружено множество окаменелых остатков растений. Проанализировав методом масс-спектрометрии с использованием ускорителя более 150 образцов диких и домашних плодов тыквы бутылочной (рода Lagenaria) и крупноплодной (Cucurbita maxima), ученые пришли к выводу: человек начал выращивать эти культуры еще в эпоху раннего голоцена, т.е. 9-10 тыс. лет назад.
Science. 2003. V.299. №5609. P.1029, 1054 (США).
КОРОТКОДетальное картографирование, проведенное Министерством природных ресурсов Канады, позволило открыть на севере провинции Квебек выходы древнейших в мире вулканических пород, занимающих площадь 16 км2. Их возраст оценивается в 3.825 млрд лет. Интерес к этим породам вызван определенной последовательностью залегания слоев. В сравнении с аналогичными обнажениями, найденными на западе Гренландии, канадские вулканиты позволяют реконструировать геологические процессы первого миллиарда лет в истории Земли.
Sciences et Avenir. 2003. №671. P.23 (Франция).
Австралия объявила о создании крупнейшего в мире (почти 62 тыс. км2) океанского резервата, расположенного в тысяче километров севернее Антарктиды; под охрану попадут также о-ва Мак-Доналд (53°01’ю.ш., 72°33’в.д.) и о.Херд (53°06’ю.ш., 73°30’в.д.). Это поможет сохранить таких редких животных, как южный морской слон (Mirounga leonina), гигантский буревестник (Macronectes giganteus) и др. В резервате будут запрещены промышленное рыболовство, разведка и добыча нефти; проведение научных исследований разрешат только в ограниченных объемах.
Terre Sauvage. 2003. №179. P.22 (Франция).
На севере Китая недавно была встречена группа из 11 гигантских панд. Обнаружение животных столь редкого, исчезающего вида - знаменательное событие: их численность в пределах естественной территории обитания колеблется всего от 1000 до 1500 особей. Панды впервые были взяты на учет после принятия суровых мер в отношении охотников на этих спокойных и тихих зверей. Тюремное заключение сроком на 10 лет за браконьерство и вырубку лесов в зоне обитания панд оказалось действенной мерой для восстановления их численности.
Terre Sauvage. 2003. №184. P.18 (Франция).
Китайские геофизики и палеонтологи впервые в мире обнаружили погребенные кости динозавров, используя геофизические методы: местонахождение Дашаньпу (г.Цзыгун, провинция Сычуань) было открыто с помощью электроразведки и радара. Первоначальная площадь в 5 км2, выделенная этими исследованиями, была сужена до 1 км2 и изучена послойно. Окаменелые кости содержатся в 19 слоях.
China Science and Technology Newsletter. 2003. №336. P.3 (КНР).
Крупный клад кельтских монет нашли археологи вблизи Маркит-Харбора (Великобритания). В кладе оказалось три тысячи золотых и серебряных монет, датируемых 450-50 гг. до н.э. По мнению руководителя раскопок В.Приста (V.Priest), монеты были дарами одного из кельтских племен языческим богам. Среди монет обнаружена римская каска с позолотой и серебрением, изображениями льва и гирляндой. Никогда ранее такой доспех не находили на британской территории.
Sciences et Avenir. 2003. №675. P.40 (Франция).
Начались работы по реконструкции скелета Liopleurodon ferox - крупнейшего морского хищника за всю историю Земли. Его ископаемые остатки, найденные в Мексике, 20 лет хранились в Музее естественной истории г.Карлсруэ (Германия). Животное, которое палеонтологи называют владыкой морей или чудовищем Эримберри, обитало на Земле
150 млн лет назад, достигало почти 18 м в длину и имело массу около 50 т. После реконструкции скелет вернут на его родину - в Мексику.
Terre Sauvage. 2003. №181. P.12 (Франция).
С.Лури (S.Lourie; Университет Мак-Гилл в Монреале, Канада) описала новый вид морского конька - Hippocampus denise - обитателя кораллов прибрежных вод Индонезии. Он оказался самым миниатюрным (13-16 мм в длину) среди своих сородичей. Ранее таковым считался H.bargibandi, обнаруженный у берегов Новой Каледонии в 1970 г.
Sciences et Avenir. 2003. №676. P.26 (Франция).
В Китае после длительного этапа поисковых работ открыто первое в стране месторождение газа мирового уровня. Доказанные запасы природного газа вблизи Икечжаомена (Внутренняя Монголия) оценены в 602.5 млрд м3. Это открытие вошло в список 10 крупнейших научно-технических достижений КНР за 2002 г.
China Science and Technology Newsletter. 2003. №320. P.1-2 (КНР).
Специалист по нумизматике К.Томпсон (C.Thompson; Калифорнийский университет, США) считает, что найденные на территории Палестины небольшие кусочки серебра представляют собой древнейшие монеты. Датируемые 1200 г. до н.э., они на шесть веков старше греческих и лидийских монет. Чеканка на них свидетельствует о том, что при их выпуске и обращении велся контроль за весом и достоинством.
Греки и лидийцы взяли за образец эту монетарную систему. Однако вне зоны средиземноморских стран существовали иные денежные системы. Например, в Китае имел хождение нож-монета.
Sciences et Avenir. 2003. №675. P.55 (Франция).
Участники недавней экспедиции Национального индейского фонда Бразилии встретили на крайнем западе Амазонии деревню, в которой проживают 40 взрослых и 12 детей, принадлежащих не известной ранее этнической группе. В прямой контакт с индейцами ученые вступать не будут, поскольку уже были случаи жестокого избиения участников экспедиций аборигенами. Фонд определяет границы обитания племен, чтобы работающие здесь лесопромышленники и геологи не нарушали уклад их жизни.
Sciences et Avenir. 2003. №673. P.16 (Франция).
Американские археологи из Восточного института (Чикагский университет) обнаружили на рассекреченных космических снимках, выполненных военными, отчетливые следы дорожной сети, которая существовала на Среднем Востоке 4-5 тыс. лет назад. Это полосы растительности, которая хорошо произрастает в древних колеях (глубиной до 75 см), поскольку в них скапливается вода. Одна из дорог связывала города Алеп (современная Сирия) и Нинив (ныне территория Ирака).
Sciences et Avenir. 2003. №673. P.21 (Франция).
РЕЦЕНЗИЯ
А.Г. Гамбурцев, Н.Г. Гамбурцева.
ГРИГОРИЙ АЛЕКСАНДРОВИЧ ГАМБУРЦЕВ.
Отв. ред. В.Н.Страхов.М.: Наука, 2003. 300 с.
(Из сер. “Научно-биографическая литература”.)© А.А. Никонов
Новая книга о Г.А. Гамбурцеве
К 100-летию со дня рождения
А.А. Никонов,
доктор геолого-минералогических наук
Институт физики Земли им. Г.А. Гамбурцева РАНГерой книги, Григорий Александрович Гамбурцев (1903-1955), - крупный ученый, педагог, руководитель института, основатель Совета по сейсмологии, незаурядный организатор, теоретик и практик. Он продолжил традиции русской интеллигенции в науке, сосредоточившись на геофизике, только начавшей развиваться в XX в. и столь необходимой новой стране.
Все начиналось в 20-х годах, когда слушатель Вольного университета им.Шанявского, а затем и Московского университета изучал физику и математику в аудиториях Н.Е.Жуковского, С.А.Чаплыгина, Н.Н.Лузина, Л.С.Лейбензона. Гамбурцев работал бок о бок с П.П.Лазаревым и С.И.Вавиловым в области оптики, затем с В.В.Шулейкиным уже по геофизике (в связи с проблемой Курской магнитной аномалии).
Первая печатная работа появилась, когда Гамбурцеву было 20 лет. Преподавательская деятельность началась с 26 лет. Статья, открывшая эпоху в сейсмометрии, вышла в 32 года, а учебник для вузов - в 34 года. Но важнее понять, в каких условиях и как мог работать этот человек, воспитанный на дореволюционных ценностях, не только в самой науке, но в роли руководителя научных подразделений, а затем и целого института. Вот один эпизод:
“Удивительное отношение этого человека, его чуткость, забота и доброжелательность вынудили меня сказать ему, что я не смогу воспользоваться его согласием принять меня на работу. <…> Г.А. я откровенно рассказал, что <…> с прежней работы я был неожиданно уволен, так как муж моей сестры, директор Керченского судостроительного завода, был арестован как враг народа. Г.А. задумался, а потом сказал: «Ничего, это все пройдет, это все временно <…> вы <…> будете работать у меня»”.Шел 1937 год!Бурное развитие геофизики в 30-е годы обязано Гамбурцеву и его сподвижникам, по-видимому, в той же мере, в какой научные успехи, творческий, затем академический и административный взлет самого Григория Александровича были вызваны потребностью страны в геофизических методах разведки полезных ископаемых. Директора завода можно было репрессировать без последствий для государства, ведущего ученого в области геофизической разведки стратегического сырья - нет. К родственникам это, конечно, не относилось: “родители знали о репрессиях не понаслышке”, “в 38-м его [отца жены Г.А. - А.Н.] увезли <…>. Г.А. целую ночь сидел и жег наши письма”.
В 1941 г. Гамбурцев получил Сталинскую премию.
А в 42-м, когда его жена, Люся Самуиловна Вейцман, поступала на работу (с пятым пунктом!), ей довелось услышать, как кадровик кричал на заведующего лабораторией, куда она была распределена: “Хотите взять на работу дочь врага народа?” (Нашел ли заведующий контраргумент: “Не хотите принять по распределению жену лауреата Сталинской премии?” - история умалчивает, но на работу Л.С. тогда не взяли.) Григорий Александрович, беспартийный, т.е. особенно уязвимый, “воспринимал ситуацию достойно”.
Строгий хронологический принцип в книге не соблюден, хотя основная канва выдерживается. По ходу даются сведения из послужного списка и творческой биографии, семейные сюжеты. И везде, для всех периодов преобладают воспоминания современников, сослуживцев, соратников, выписки из архивов, цитаты, а то и полные документы, в том числе не публиковавшиеся. Таким образом достигается сочетание документальности, непосредственных впечатлений и оценки синхронных событий. Все это нанизано на авторскую канву и объединено с фактологией, семейными отступлениями, необходимыми ненавязчивыми комментариями, бытовыми подробностями и житейскими анекдотами.
В книге дословно приводятся высказывания 70 (!) известных ученых, некоторые - многократно. Казалось бы, должен был получиться калейдоскоп. Но этого не случилось. Причин я вижу две. Во-первых, высказывания хорошо организованы, т.е. подобраны к делу и к месту. Во-вторых, в интересном ракурсе вырисовывается непротиворечиво и убедительно фигура Григория Александровича как руководителя, организатора, крупного исследователя, просто скромного человека. Ни каждый из цитируемых ученых по отдельности, ни авторы-Гамбурцевы не показали бы личность Григория Александровича столь выпукло.
Академические звания в стране (в 1948 г. - член-корреспондент, с 53-го - академик) надо было отрабатывать, как правило, в должности директора института или научного центра. При явной увлеченности наукой и стремлении именно к научному творчеству Гамбурцеву как директору института приходилось массу времени уделять решению административных вопросов и бытовой текучке. Как человека высоко ответственного и дисциплинированного, в условиях катастрофической нехватки времени, это его сковывало. Он многого не мог себе позволить, даже переписка ограничивалась деловыми вопросами. Можно сказать, что эпоха не только выделила Григория Александровича (как, впрочем, его же и сгубила), но и обеднила, ограничила.
Авторы выступают и как члены семьи (сын, невестка), но в первую очередь как геофизики, вполне компетентные в деталях предложенных Гамбурцевым разработок. К тому же они владеют архивными, включая личный фонд, материалами. Редкое сочетание профессиональной компетентности и заинтересованности, не говоря о семейных традициях. Исключительные для биографа обстоятельства дают и результат исключительный. Для героя книги, для ее читателей и для истории геофизики.
Нет смысла перечислять все выполненные Гамбурцевым специальные геофизические работы и достижения в каждой из них. Нельзя, однако, не упомянуть и практической значимости его теоретических и методических работ. Как известно, нет ничего практичнее хорошей теории. Работы Гамбурцева напрямую способствовали открытию и разработке железных руд. А его экспедиции в Башкирии во время войны фактически обеспечили открытие и освоение “второго Баку”, так что Наркомат нефтяной промышленности даже затребовал переподчинить “геофизическую партию” Гамбурцева напрямую наркомату. Григорий Александрович был привлечен и к разведке урановых руд, о чем до сих пор известно очень мало.
Чтобы понять масштаб личности ученого, книгу надо читать внимательно. Вот лишь несколько фрагментов прямой речи тех, кто близко знал Гамбурцева.
“Работать в нескольких областях геофизики и в каждой из них оставить неизгладимый след удалось лишь небольшому кругу выдающихся талантов. К их числу бесспорно принадлежит и Григорий Александрович Гамбурцев” (В.Н.Страхов).Начало 1952 г. Гамбурцев - член-корреспондент Академии наук СССР, директор Геофизического института, разработавший и активно осуществлявший программу исследований по прогнозу землетрясений. Институт реорганизован, хотя, конечно, есть масса трудностей. В тот момент (25 февраля 1952 г.) за подписью никому не известного В.Реутова появляется статья в “Правде”: “Институт плохо решает и эту проблему” [прогноз землетрясений. - А.Н.], “вопросы <…> имеющие первостепенное значение для народного хозяйства страны, разрабатываются институтом слабо” [не дали приоритета Каракумскому каналу], “не смогли добиться коллективности в работе института”, “ничем не спаянные отдельные группы ученых”, “всякая попытка научной критики встречается в штыки”, “на почве семейственности и групповщины, укоренившихся в институте” [супруги в одном институте. - А.Н.].“Такой руководитель является больше неформальным лидером, чем начальством, и именно вокруг таких людей обычно возникают сильные и сплоченные научные коллективы. Все они, члены этого научного коллектива, были преданы своему лидеру, а он был беззаветно предан науке” (Г.Н.Петрова).
“Когда говорят - школа Гамбурцева, я понимаю под этим не только уровень научных исследований, но и особое отношение к своему делу, некую возвышенность даже в каждодневных делах” (Н.И.Павленкова).
И как приговор - “надо оздоровить обстановку”.
Снятия с должности и ареста Гамбурцева (как произошло в 1931 г. с его учителем П.П.Лазаревым) не последовало. Но работа института в одночасье оказалась парализована. Все силы и время - на проверки, отчеты, разборы, заседания, рассмотрения на комиссиях и Президиуме АН СССР. Григорий Александрович держался достойно: не обращал внимания на явные наветы и обвинения, отстаивал главные научные достижения и выделял реальные проблемы. Впрочем, и здесь надо читать книгу (документы).
“Тут были и беспартийность Г.А., и его (вернее, его жены) анкетные данные, и его недооценка роли в науке генеральной линии партии, и чисто личные взаимоотношения с некоторыми персонажами, во главе которых стоял секретарь партбюро института, который все хотел и не мог стать доктором” (Г.Н.Петрова).28 июня 1955 г. на заседании Президиума директор докладывал о разделении разросшегося института на три самостоятельных. Во время прений ему стало плохо. Через полчаса, в течение которых прения продолжались, а “скорая” не приезжала, Гамбурцева не стало. В стране всегда “процесс” ценился больше, чем человеческая жизнь. Пришлось закрыть заседание. “Зашатался могучий институт ГЕОФИАН”.Размышляя о судьбе Григория Александровича, трудной и в конце жизни несправедливой, все же признаем: жизнь его по большому счету удалась. Он сумел создать научные школы, разработать новые геофизические методы, выдвинуть и начать реализовывать концептуальную программу по изучению и прогнозу землетрясений, организовать крупные сейсмические экспедиции и запустить в действие геофизические стационары. Даже в последний период институт не разогнали, тематику не закрыли, его дети смогли закончить вузы и работать по избранной специальности, и даже в том же институте. Его научное наследство не было предано анафеме и не замалчивалось. В 1959 г. вышли вторым изданием “Основы сейсморазведки”, в 60-м - “Избранные труды”, в 82-м - “Развитие идей Г.А.Гамбурцева”, в 98-м - “Воспоминания” о нем.
Безвременно ушел Григорий Александрович, но живет дело его жизни. Продолжаются исследования, выходят книги, не пропал архив, соратники, ученики и близкие сохранили замыслы ученого. При всех перипетиях в институте помнят Гамбурцева и развивают его научную программу.
Да, Григорий Александрович не успел многого. И несомненно, очень важного. Можно согласиться с А.Г.Гамбурцевым, написавшим в предисловии, что “если бы отец дожил до старости, геофизика была бы другой”. Но это могло бы произойти только в том случае, если бы страна была другая, во всяком случае в первой половине прошлого столетия.
Но есть и существенный недостаток. Стремление насытить книгу воспоминаниями и высказываниями как можно большего числа людей объяснимо. Но все же местами авторы теряют меру.
Хорошо подобранный иллюстративный материал и приложенный справочный аппарат делают книгу более полноценной и привлекательной для читателя. В фотографиях оживает история геофизики.
30 лет назад известный российский математик А.А.Ляпунов, друг семьи Гамбурцевых, высказался так: “Очень хотелось бы, чтобы молодое поколение геофизиков всегда стремилось брать пример с Григория Александровича”. Теперь осуществить это пожелание стало легче, в том числе и благодаря рецензируемой книге. Читайте ее. Узнаете немало нового об истории науки, о семье Гамбурцевых, о выдающихся личностях, наконец, об эпохе и о смене поколений. Считаю полезным внести такую книгу наряду с учебниками в список литературы для студентов старших курсов по специальности геофизика.
Физика. Техника
НОВЫЕ КНИГИА.Пиковский, М.Розенблюм, Ю.Куртс. СИНХРОНИЗАЦИЯ. ФУНДАМЕНТАЛЬНОЕ НЕЛИНЕЙНОЕ ЯВЛЕНИЕ. Пер. с англ. А.Пиковского и М.Розенблюма. М.: Техносфера, 2003. 496 с. (Из сер. “Мир физики и техники”.)
Слово “синхронный” часто употребляется как в научной, так и в обыденной речи и в прямом переводе означает “происходящий в то же самое время”. Этот термин относится ко множеству явлений, встречающихся почти во всех областях естественных наук, техники и социальной жизни, явлений, которые кажутся совершенно разными, но подчиняются неким закономерностям.
Тенденция к синхронному поведению наблюдается в столь различных системах, как часы, ритмы биения сердца, генерирующие потенциалы действия нейронов и аплодирующие зрители. Такие эффекты универсальны, их можно объяснить в рамках единого подхода, основанного на современных достижениях нелинейной динамики. Подстройка ритмов за счет взаимодействия и есть сущность синхронизации.
В книге описаны классические результаты по синхронизации периодических автоколебаний и последние достижения в исследовании хаотических систем, больших ансамблей и колебательных сред.
Первая часть рассчитана на читателя с минимальной математической подготовкой (она практически не содержит уравнений), описываются и объясняются все основные идеи и эффекты. Вторая и третья части охватывают тот же круг идей, но на уровне количественного описания; предполагается, что читатель знаком с основами нелинейной динамики.
Авторы книги попытались совместить описание классической теории с детальным обзором недавних результатов, делая упор на междисциплинарные приложения.
Медицина
А.И.Крупаткин. КЛИНИЧЕСКАЯ НЕЙРОАНГИОФИЗИОЛОГИЯ КОНЕЧНОСТЕЙ. Периваскулярная иннервация и нервная трофика. М.: Научный мир, 2003. 328 с.
Современная наука достигла значительного прогресса в исследовании механизмов нервной регуляции, в том числе сосудистого русла. Написание книги было обусловлено несколькими причинами. С одной стороны, следовало в клинико-физиологическом аспекте систематизировать разрозненные результаты изучения нейрососудистой регуляции тканей. С другой стороны, необходимо было создать на их основе новую оптимальную диагностическую технологию, приемлемую для повседневного клинического использования в медицинской практике и позволяющую количественно оценить нейрососудистые тканевые параметры. Решение ни одной из этих задач, особенно в области кровоснабжения тканей опорно-двигательного аппарата, не отражено в современной научной литературе.
Доступным языком автор изложил как теоретические морфо-физиологические принципы организации периферических нейросусудистых взаимосвязей, так и клиническую методологию.
Автор - практикующий врач, доктор медицинских наук, ведущий научный сотрудник отделения функциональной диагностики в Центральном НИИ травматологии и ортопедии им.Н.Н.Приорова.
На обложке - деталь росписи свода Сикстинской капеллы Микеланджело Буонарроти.
История науки
КОЛМОГОРОВ: Юбилейное издание. Ред.-сост. А.Н.Ширяев; Подготовка текста Н.Г.Химченко. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2003.
Великий русский ученый, один из крупнейших математиков 20-го столетия Андрей Николаевич Колмогоров (1903-1987) сам себя всегда называл “просто профессор Московского университета”. Однако он был действительным членом Академии наук СССР, Национальной академии наук США, Академии наук Франции, почетным членом Королевского статистического общества Великобритании и Лондонского математического общества, а также лауреатом международных и отечественных премий (см.: Природа. 2003. №4).
Юбилейное издание вышло к 100-летию со дня рождения ученого и состоит из трех книг. Их названия почерпнуты из разных высказываний самого Андрея Николаевича и имеют дополнительные подзаголовки, расшифровывающие содержание.
Первая книга называется “Истина - благо: Библиография”. Сюда вошли биографические материалы: очерк о жизни и творчестве Колмогорова, хронологический перечень фактов его биографии, высказывания самого Андрея Николаевича и его близких, коллег, учеников, а также обновленная и выверенная библиография.
Вторая книга “Этих строк бегущих тесьма: Избранные места из переписки А.Н.Колмогорова и П.С.Александрова” - переписка двух ученых от начала 30-х до середины 40-х годов.
В третьей книге “Звуков сердца тихое эхо: Из дневников” впервые публикуются дневниковые записи Колмогорова, относящиеся к 1943-45 гг.
История науки
РАССЕКРЕЧЕННЫЙ ЗУБР: Следственное дело Н.В.Тимофеева-Ресовского. Документы. Сост.: Я.Г.Рокитянский, В.А.Гончаров, В.В.Нехотин. М.: Academia, 2003. 576 с.
Сейчас о Николае Владимировиче Тимофееве-Ресовском (1900-1981) знают многие, и прежде всего благодаря повести Д.Гранина “Зубр”, впервые опубликованной в журнале “Новый мир” (1987).
Новая книга восполняет существенный пробел в изучении жизни и творчества этого всемирно известного генетика, радиобиолога и биофизика. Здесь воспроизводятся 208 документов из Центрального архива ФСБ РФ, Архива РАН, Российского государственного военного архива и Общества Макса Планка (Германия). В научный оборот вводятся десятки текстов, написанных самим Николаем Владимировичем, а также материалы о его пребывании в Германии (1925-1945), затем в застенках Лубянки. Документацию предваряет обстоятельная статья кандидата исторических наук, обозревателя журнала “Вестник РАН” Я.Г.Рокитянского.
История науки
ИССЛЕДОВАНИЯ ПО ИСТОРИИ ФИЗИКИ И МЕХАНИКИ. 2001. Отв. ред. Г.М.Идлис. М.: Наука, 2002. 366 с.
Сборник содержит работы по истории физики и механики. Он состоит из нескольких разделов. В первом собраны статьи, подготовленные к 110-й годовщине со дня рождения выдающегося физика, академика С.И.Вавилова, одного из президентов АН СССР. Здесь большую часть материалов составляют доклады конференции, проходившей в Институте истории естествознания и техники РАН (июнь 2001 г.) и посвященной этой дате. Составители включили сюда и статью А.Б.Кожевникова “Президент сталинской академии (маска и ответственность Сергея Вавилова)”, английский вариант которой уже был опубликован в авторитетном историко-научном журнале “Isis” (1996).
Во второй раздел вошла статья о творчестве А.Д.Сахарова, написанная сотрудником этого института Г.Е.Гореликом, работающем теперь в Бостоне (США). Здесь же появились новые для читателя имена - французский физик и астроном, аббат Жан Шапп д’Отрош, грузинский гидромеханик академик Иван Никурадзе и профессор физики Пермского государственного университета Г.З.Гершуни.
В третьем разделе опубликованы работы по истории различных физических проблем - эффекта Доплера, создания первой пузырьковой камеры, изменения характера и статуса мировых констант - и другие материалы.
Авторами сборника стали сотрудники самых разных учреждений - Физического института РАН, Института экспериментальной и теоретической физики, Государственного технического университета им.Н.Э.Баумана, Института тонкой химической технологии, а также Ярославского, Пермского, Уральского и Московского университетов.
История науки
РОССИЙСКАЯ НАУКА: “ПРИРОДОЙ ЗДЕСЬ НАМ СУЖДЕНО…” Под ред. акад. В.П.Скулачева; Отв. ред. А.В.Бялко. М.: Октопус; “Природа”. 2003, 416 с.
В этом сборнике публикуются 40 научно-популярных статей лауреатов ежегодного конкурса, организованного Российским фондом фундаментальных исследований. Представлены математика и практически все разделы естественных наук: механика, физика, астрономия, химия, биология, науки о Земле и науки об обществе.
Как и в прошлые годы, большинство статей-победителей 2002 г. написаны московскими авторами. Смысл пушкинской цитаты, вынесенной в заглавие, широк. В нем выделено слово “здесь”: здесь, в России, суждено авторам жить и работать на нелегкой ниве научного творчества. И еще на одно обстоятельство обращает внимание заглавие: журнал “Природа” имеет непосредственное отношение и к проведению конкурса, и к редактированию сборника.
Кроме того, более трети статей были опубликованы в “Природе” до конкурса. Редакцией журнала в сотрудничестве с разными издательствами готовились к печати и все предыдущие сборники, которых выпущено уже пять.
При любезном содействии редакции "Природы" мы в декабре 2003 - феврале 2004 опубликуем в VIVOS VOCO некоторые из тех статей этого сборника, которые еще не были размещены в нашей библиотеке после их появления в журнале.
VIVOS VOCO!
