VIVOS VOCO: Новости науки в журнале "Природа"

Космические исследования

К Марсу полетит “Феникс”

В 2003 г. НАСА приняло решение использовать в ближайшие годы для исследования Марса космический аппарат “Phoenix”. Он создается на основе готового проекта “Mars Polar Lander” и ряда конструкций, которые остались неиспользованными после его запуска в 1999 г., окончившегося крушением аппарата. Кроме того, в дело пойдут компьютерные программы, созданные для иных, позже отмененных космических экспериментов, в том числе закрытого в 2001 г. проекта “Mars Surveyor Lander”.

В проводившемся конкурсе “Phoenix” победил трех других финалистов. Один из проектов намечал пролет космического зонда сквозь марсианскую атмосферу, сбор образцов пыли и газов с последующим их возвратом на Землю. Другой проект предусматривал запуск с искусственного спутника Марса ракетоплана, пролетающего на высоте 1 км над планетой и выполняющего магнитную съемку. Наконец, третье предложение - с орбиты вокруг Марса искать в его атмосфере биогенные газы. Но всему этому был предпочтен “Phoenix”, научная аппаратура которого разрабатывается под руководством У.Бойнтона (W.Boynton; Университет штата Аризона в Тусоне). Стоимость проекта 325 млн долл.

Посадочному отсеку нового аппарата предстоит вскрыть на глубину 1 м верхнюю оболочку марсианской поверхности у Северного полюса и достичь недавно обнаруженного там слоя льда. Среди приборов - стереопанорамная камера, автоматическая рука, прибор для анализа образцов почвы и льда и др.

Science. 2003. V.301. №5634. P.743 (США).

Космические исследования

Славный конец “Галилео”

21 сентября 2003 г. космический аппарат “Galileo”, запущенный НАСА в 1989 г. с борта шаттла “Atlantis”, вошел в плотные слои атмосферы Юпитера и закончил свою чрезвычайно продуктивную для науки 14-летнюю миссию. Команду на спуск пришлось отдать, поскольку топливо почти исчерпалось, а падение на поверхность одного из спутников Юпитера - Европы - было признано нежелательным из-за возможного загрязнения природной среды объекта, где не исключены проявления органической жизни.

За время своей активной деятельности “Galileo” собрал массу ценных сведений о физических условиях на Юпитере, о его атмосфере и естественных спутниках, в первую очередь - Ио и Европе. Помимо этого, были получены высококачественные изображения Земли, Луны, Венеры и ряда астероидов.

Интереснейшими для науки стали осуществленные с борта “Galileo” наблюдения за мощными электрическими разрядами в атмосфере Юпитера, за ураганной силы ветрами, избыточным количеством тепловой энергии, которая поступает из внутренних областей планеты, влияя на перемещение облаков из замороженного аммиака и образуя заметные даже с Земли полосы.

Изучение и анализ информации, поступившей с “Galileo”, даст богатый материал для работы научных коллективов еще на многие годы.

Spaceflight. 2003. V.45. №11. P.445 (Великобритания).

Космическая техника

Студенты создают малые спутники

В сентябре 2003 г. на околоземную орбиту с космодрома Плесецк в России ушли три малых спутника, сконструированных и построенных британской частной компанией SSTL (Surrey Satellite Technology Ltd. - Суррейская фирма спутниковой технологии). Вместе с запущенным ранее аналогичным ИСЗ они образовали систему DMC (Disaster Monitoring Constellation - Система наблюдения за природными бедствиями), которая предназначена для ежесуточного оповещения тех органов, которые нуждаются в информации об ураганах, наводнениях, извержениях вулканов и тому подобных явлениях. Спутники подготовлены по заказу соответствующих организаций Великобритании, Турции, Алжира и Нигерии.

Компания SSTL два десятилетия назад состояла всего лишь из горстки молодых научных сотрудников, преподавателей и студентов Суррейского университета в Гилдфорде (около 50 км от Лондона), увлекающихся любительским радио. Затем она перешла к созданию обычно игнорируемых авиакосмической промышленностью мелких спутников (масса от нескольких до сотен килограммов), которые чаще всего предназначаются на экспорт для развивающихся стран, не имеющих возможности сразу участвовать в крупномасштабных проектах. Только что созданная система DMC обошлась в 85 млн долл. Несмотря на столь скромный бюджет, малые спутники хорошо оснащены научной и наблюдательной аппаратурой. Их камеры имеют разрешающую способность до 32 м - не хуже, чем у крупных американских спутников типа “Landsat”. Эти приборы можно с успехом использовать для картографической съемки, наблюдений за эрозией почвы, вырубками лесов, опустыниванием и т.п. Особенно плодотворно то, что теперь действует единая система однородных круглосуточных наблюдений. Единственный спутник на низкой орбите обычно охватывает “взором” всю Землю за несколько недель, а каждый из четырех членов команды DMC снимает полосу земной поверхности шириной около 600 км за одни сутки.

Свой первый 50-килограммовый спутник “UoSAT-1” стоимостью около 400 тыс. долл. молодые суррейские конструкторы создали в 1981 г. Он не только передавал сигналы для радиолюбителей всего мира, но и вел примитивные наблюдения за состоянием природной среды. Вскоре один за другим стали появляться все более сложные аппараты. Первым реальным покупателем суррейских ИСЗ стала Южная Корея. Контракт предусматривал также обучение и стажировку молодых корейских специалистов. В 1992 г. был успешно запущен “KITSAT-1”, а вскоре юные специалисты из этой страны разработали собственную космическую программу; сегодня у Южной Кореи есть три спутника, созданных практически без участия иностранцев. Аналогичные контракты фирма осуществляет с Чили, Португалией и Китаем. В конце 90-х годов фирма SSTL перешла от малых ИСЗ массой до 50 кг к более крупным, как “UoSAT-12” (масса 315 кг, запущен в 1999 г.). Оригинальным начинанием стала постройка спутника “SNAP-1” размером с футбольный мяч и массой около 7 кг, который был запущен в 2000 г.

После того как в 1998 г. на конференции ООН по борьбе со стихийными бедствиями прозвучал призыв к наблюдению за такими событиями из космоса, гилдфордская университетская компания немедленно откликнулась созданием упомянутой системы DMC; вероятно, к началу 2005 г. в нее будет включен пятый спутник, заказанный Китаем, где катастрофические наводнения и землетрясения не редкость. Ведутся переговоры с Таиландом и Вьетнамом, тоже страдающими от внезапных наводнений. Ныне студенты работают над изготовлением для миниатюрных ИСЗ высокочувствительных инфракрасных датчиков, способных обнаружить лесной пожар через 15 мин после возгорания. Представители астрономического факультета лондонского Колледжа им.Уэстфилда рады сотрудничать с молодежной фирмой в создании целого созвездия из 30 микроспутников, предназначенных для изучения магнитосферы и ионосферы Земли.

В более отдаленной перспективе - разработка спутника размером с кофейную чашку, который способен дистанционно вести наблюдения за другими ИСЗ и их аппаратурой.

Science. 2003. V.301. №5641. P.1829 (США).

Астрономия

Новый радиотелескоп на Гавайях

В конце ноября 2003 г. на горе Мауна-Кеа (штат Гавайи) вступил в строй новый радиотелескоп SMA (Submillimeter Array - Субмиллиметровая система). Это первое в мире интерферометрическое устройство, состоящее из восьми связанных между собой антенн, которые работают в субмиллиметровом диапазоне частот. Такой сложный комплекс приборов имеет значительную наблюдательную мощность. Благодаря SMA стало возможным подробно изучать области Вселенной, где рождаются звезды и появляются юные галактики, чему до сих пор препятствовали скопления космической пыли, затмевающие излучение в оптическом диапазоне.

На SMA качество изображения объектов возрастает как функция количества базовых линий (так именуются связи между любой парой антенн). Первоначально планировалось, что система будет состоять из шести антенн, но присоединившаяся к проекту Тайваньская академия наук пристроила еще две, что почти удвоило эффективность использования комплекса: вместо 15 базовых линий теперь насчитывается 28. Тайваньские специалисты разработали также часть нового вспомогательного оборудования.

Проект отличается высокой степенью интернационализации. Если созданный десятилетие назад Институт астрономии и астрофизики в Тайбэе не имел наблюдательных приборов мирового класса, то теперь изучать Вселенную на новом оборудовании получают возможность не только тайваньские специалисты, но и привлеченные ими исследователи из Японии, Австралии, Франции, Германии, Вьетнама, Южной Кореи и Китайской Народной Республики. Головное учреждение проекта - Смитсоновская астрофизическая обсерватория, возглавляемая Дж.Морганом (J.Morgan).

Ученые Тайваня разрабатывают для установки на горе Мауна-Кеа новую сеть из 19 приборов, с помощью которой предполагается решать проблемы определения возраста Вселенной. При этом используется опыт, полученный в работе системы SMA.

Science. 2003. V.302. №5649. P.1313 (США).

Астрономия. Метеорология

Метеорологи выручают астрономов

Климатические условия высокогорья на Гавайских о-вах неизменно привлекают астрономов. Однако эффективность их усилий до сих пор значительно снижалась из-за того, что прогнозы погоды местных метеостанций охватывали лишь районы вблизи моря (в чем заинтересовано население и отдыхающие на субтропических

курортах), но не содержали данных о состоянии атмосферы на высотах более 4 тыс. м над ур.м., т.е. над нижним слоем облачности. Учитывая, что одна секунда работы крупного телескопа обходится в 1 долл., проблема приобретала важнейшее экономическое и научное значение.

Решением ее занялись Д.Саймонс (D.Simons), заместитель директора обсерватории “Gemini”, расположенной на горе Мауна-Кеа (о.Гавайи), и присоединившиеся к нему руководители других местных обсерваторий, обладающих девятью телескопами. Со стороны Метеоцентра в проекте принял участие С.Басинджер (S.Businger; Университет штата Гавайи в Маноа), возглавивший разработку алгоритмов для прогнозирования специфических локальных условий высокогорья. Японская Национальная астрономическая обсерватория предоставила для обработки данных самый современный компьютер, который до сих пор обслуживал телескоп “Subaru”, уже находившийся на Мауна-Кеа. Надежный прогноз должна обеспечивать глобальная модель, принятая в Национальной метеослужбе США. В нее поступает информация от метеозондов и сети наземных станций, затем подключается приспособленный к местным условиям вариант MM5 (“Пятое поколение среднемасштабной модели”). Все данные о температуре, содержании в атмосфере водяных паров и т.п. обрабатываются с шестичасовыми интервалами; в Интернете (www.kiloaoloa.soest.hawaii.edu) помещаются графики верхних слоев облачного покрова. Заблаговременность надежного прогноза составляет теперь 42 ч. Это позволяет астрономам заранее составить план конкретных наблюдений в предстоящую ночь.

Стоимость такого обслуживания около 165 тыс. долл./год; она распределена между всеми 13 обсерваториями на горе Мауна-Кеа. Наибольшую пользу от услуг метеорологов получают астрономы, работающие в оптической части спектра: они могут теперь бороться с искажением изображений, которое вызывается тепловыми потоками в атмосфере - для этого следует заблаговременно поддерживать температуру главного зеркала телескопа в пределах ±1°С от температуры окружающей среды.

Science. 2003. V.302. №5649. P.1319 (США).

Метеоритика. Геохимия

Фуллерены в метеоритных телах

Более 20 лет назад возникла теория, согласно которой вымирание фауны и флоры на Земле около 65 млн лет назад произошло из-за падения крупного метеорита у п-ова Юкатан. Тогда единственным аргументом в пользу этой гипотезы было обнаружение в соответствующих слоях земной коры необычно высокого содержания иридия - элемента, редкого на Земле, но часто встречающегося в метеоритах. Позднее добавился еще один аргумент: в разных регионах стали находить минералы с явными следами ударного метаморфизма. Сегодня новые подтверждающие факты предлагают американские петрологи и геохимики А.Басу (A.Basu; Гарвардский университет), их коллеги из Гарвард-Смитсоновского астрофизического центра и Института по изучению земной коры при Университете штата Калифорния в Санта-Барбаре.

Исследователи анализировали мелкие обломки метеорита, найденные ими в районе горы Графит-Пик (центральная часть Трансантарктического хребта, около ледника Бирдмора), и пришли к выводу, что его падение произошло около 251 млн лет назад, т.е. на границе перми и триаса, к которой относится один из крупнейших эпизодов вымирания животных и растений на Земле. Кроме того, в образцах были обнаружены фуллерены (o фуллеренах см.: Чернозатонский Л.А. Лауреаты Нобелевской премии 1996 г. // Природа. 1997. №1. С.96-99) и необычные зерна металлов. Однако и это убедило не всех скептиков. Специалист по метеоритам Д.Кринг (D.Kring) сомневается, что химически нестойкие обломки небесного тела могли сохраниться без изменений в течение четверти миллиарда лет. Другие ученые указывают на крупнейшие вулканические извержения в истории планеты, произошедшие как раз в период гибели флоры и фауны.

Обломки метеорита из района Графит-Пик, по утверждению их исследователей, не могли быть загрязнены земным веществом: они извлечены с глубины 10-20 см, а в лаборатории были приняты все необходимые для этого меры. Более того, их состав сходен с надежно установленным для обломков метеорита, которые обнаружены в 2001 г. на территории Китая, в районе Мэйшаня. По заключению К.Кайхо (K.Kaiho; Университет Тохоку, Япония), в них содержится почти чистое железо, что совершенно необычно; по-видимому, здесь оно конденсировалось из паров, возникших при мощном ударе о поверхность планеты. Как в мэйшаньских, так и в антарктических фрагментах геохимики Л.Бекер и Р.Пореда (L.Becker, R.Poreda) обнаружили фуллерены, заполненные, по их мнению, газами внеземного происхождения. Дж.Гроссман (J.Grossman; Геологическое управление США в Рестоне), не отрицая космического происхождения образцов, подчеркивает невозможность их столь длительного сохранения: содержащиеся в них форстерит (оливин Mg₂SiO₂) и металлическое железо в земных условиях крайне нестабильны; если бы подобный метеорит упал на северо-западе США, где часты осадки, уже на следующий год его нельзя было бы отличить от почвы. В то же время далеко не каждый метеорит подвергается выветриванию без остатка: обломок в несколько миллиметров, найденный Ф.Кайтом (F.Kyte; Университет штата Калифорния) при бурении дна в северной части Тихого океана среди осадочных пород возрастом 65 млн лет, весьма вероятно, принадлежал небесному телу.

Геохимик Б.Шмитц (B.Schmitz; Гётеборгский университет) обнаружил несколько метеоритных тел размером с кулак в осадках, отложившихся 480 млн лет назад на юге Швеции. Правда, в этом случае почти все вещество претерпело изменения, за исключением хромита (FeCr₂O₄) - крайне стойкого минерала, нигде, кроме метеоритов, не встречающегося. Бекер и Пореде удалось обнаружить фуллерены еще и в обломках метеорита из Сасаямы (Япония), падение которого относится к границе мела и третичного периода. В образцах пород из гигантского кратера Садбери в Канаде (его диаметр в 250 км говорит о колоссальных масштабах столкновения с Землей) канадский геохимик Д.Моссман (D.Mossman) тоже обнаружил фуллерены. И все же их отсутствие в метеоритных телах отмечается значительно чаще, чем несомненные находки. Стремясь преодолеть разногласия, Бекер разослала ряду исследователей образцы из Графит-Пика, призвав коллег повторить ее собственные анализы.

Тем временем привязка различных эпизодов резкой смены земной фауны и флоры к космическим пришельцам становится все более распространенной. Недавно высказано предположение, что вымирание видов на границе палеоцена и эоцена (около 55 млн лет назад) было вызвано появлением кометы; несколько биокатастрофических событий связывают с падением крупных метеоритов в середине девонского периода, т.е. примерно 380 млн лет назад.

На конференции Американского геофизического союза (Сан-Франциско, декабрь 2003 г.) группа во главе с Басу, ранее уже работавшая с обломками метеорита, в которых содержались фуллерены, предъявила изображения микроскопических стеклянных шариков, только что найденных ими в том же районе ледника Бирдмор. Эти микросферы (тектиты) диаметром около тысячной доли сантиметра залегали в одном слое с фуллеренами.

Известно, что тектиты возникают в результате плавления земной коры при мощном ударе метеорита, а затем разлетаются из кратера на далекие расстояния. (Правда, подобные им мелкие шарики появляются и при сильных вулканических извержениях.) Тектиты, найденные теперь в Антарктиде, содержат смесь элементов, типичных для древних пород континента, расположенного где-то в тропиках. Именно там интенсивные дожди способны вымывать из почвы кальций, магний и натрий, что увеличивает относительное содержание в образцах таких металлов, как титан, алюминий, кремний и железо. Как раз это и наблюдается в изученных микросферах. К сожалению, назвать точный район в тропиках, где упал метеорит, пока не удается.

Работа коллектива во главе с Басу вызвала новую вспышку дискуссии относительно того, способно ли падение метеоритов привести не только к почти полной смене фауны и флоры, но и к грандиозным вулканическим событиям в тысячах километров от места удара. Так, вымирание множества видов на границе перми и триаса по времени точно совпадает с гигантским излиянием лавы в Сибири, а гибель ископаемых ящеров 65 млн лет назад - с мощными извержениями на п-ове Индостан. Простое совпадение столь редких событий маловероятно.

Science. 2003. V.302. №5649. P.1314, 1388;
Times Science News. December. 2003. №16. P.1 (США).

Физика

В нанотрубках имоголита хранят природный газ

Японские ученые предложили использовать для хранения природного газа искусственный имоголит - аналог водного алюмосиликатного нанотрубчатого минерала вулканического происхождения. Исследователи получали нанотрубки имоголита методом гидротермального синтеза. Адсорбцию метана синтезированным и природным (контрольным) образцами измеряли взвешиванием на электронных весах в стальной ячейке при температуре 21°С и давлении до 8 МПа. Изотерму сорбции водяного пара определяли с помощью прибора “BELSORP-18” при 25°С.

Искусственный образец состоял из закрученных пучков, содержавших множество индивидуальных нанотрубок, его удельная поверхность равнялась 222 м²/г (у контрольного этот показатель 297 м²/г); он имел значительную фракцию пор радиусом 0.35 нм (средний радиус пор природного образца ~0.55 нм). Сорбционная емкость по отношению к метану у синтезированного имоголита оказалась равной 50.6 мг/мл при 4.05 МПа (у природного - 42.5 мг/мл при 4.09 МПа), что значительно выше значения этой величины при хранении природного газа под давлением (28 мг/мл при 4.0 МПа). Количество адсорбированной воды увеличивалось пропорционально давлению, достигая максимума ~80 масс.% у синтетического имоголита и ~60 масс.% у природного. Для повышения сорбционной емкости по воде и метану необходимо регулировать микро/мезопористую структуру поверхности и ее гидрофильные/гидрофобные свойства.

В настоящее время ученые изучают возможность модификации поверхности имоголита с целью создания многоцелевого адсорбента. Кроме того, ожидается, что использование алюмосиликатных нанотрубок, обладающих высокой сорбционной емкостью по метану, позволит существенно улучшить существующие методы хранения природного газа.

Journal Mater. Science. 2004. V.39. P.1799;
http://perst.isssph.kiae.ru/inform/perst/4_05/index.htm

Электроника

Молекулярные запоминающие устройства

“Природа” уже сообщала об изготовлении в 2002 г. компанией “Hewlett-Packard” первого модуля памяти, построенного на основе молекулярной технологии (ср. Первый молекулярный модуль памяти // Природа. 2003. №4. С.80). Однако настоящий прорыв в молекулярной электронике произойдет лишь тогда, когда будут созданы органические запоминающие среды, которые не разрушаются под воздействием высоких температур при изготовлении модулей памяти (T~400°С) и их эксплуатации (до 140°С), а также после 10¹² циклов записи-считывания. (Опытные образцы создавали и испытывали при низких температурах, а число циклов было ограничено.)

Группа специалистов (Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. 2003. №3. С.36) одного из калифорнийских университетов разрабатывает запоминающие среды на основе молекул с окислительно-восстановительным (redox) поведением, прикрепленных к электроактивной поверхности, в частности к Si(100). Информация в таких средах хранится в дискретных redox-состояниях. В качестве активного элемента памяти исследователи выбрали порфирин: удовлетворяя всему набору требований к запоминающим средам, он обладает к тому же стабильными 2- и 4-битовыми (в зависимости от его архитектурного строения) redox-состояниями, которые считываются при относительно низких (меньше 1.6 В) потенциалах. Время хранения заряда исчисляется в минутах (для сравнения: в полупроводниковых динамических запоминающих устройствах с произвольной выборкой - в миллисекундах). Благодаря таким свойствам удается создавать модули памяти с большей плотностью информации и низким энергопотреблением.

http://perst.isssph.kiae.ru/inform/perst/4_01/index.htm

Биология

Вирус меняет поведение осы

Как известно, паразитические осы используют других насекомых в качестве “инкубатора”. Так поступает, например, оса Leptopilina boulardi: она откладывает в тело личинки плодовой мушки обычно одно яйцо. Вылупившаяся из него личинка осы питается тканями парализованной жертвы. Эти осы, как правило, избегают уже зараженных личинок, но иногда проявляют сверхпаразитизм: в одну личинку откладывают до десятка и даже более яиц. Причины этого феномена попытались выяснить французские биологи Ж.Варальди и М.Булетро (J.Varaldi, M.Bouletreau) и их коллеги.

У ос L.boulardi, отловленных во Франции и Португалии, в эксперименте был выявлен сверхпаразитизм, причем передавался он и следующим поколениям. Исследователи пришли к выводу, что за это отвечает некий инфекционный, а не генетический фактор. И действительно, в тканях осиных самок были обнаружены следы вируса. Стоило заразить какую-нибудь самку тем же вирусом, как она становилась сверхпаразитарной.

Биолог-эволюционист Ж.ван Альфен (F.van Alphen; Лейденский университет, Нидерланды) полагает, что в будущем могут быть найдены и другие вирусы, вызывающие у насекомых различные поведенческие отклонения.

Изучение этого явления продолжают биологи и химики в разных научных центрах Европы и Азии.

Science. 2003. V.302. №5644. P.372, 437 (США);
www.sciencemag.org/cgi/content/abstract/1088798

Зоология

Новое семейство водных жуков

Среди обитающих в воде насекомых из отряда жуков есть представители одного “маленького” (Myxophaga) и двух “больших” подотрядов - разноядных (Polyphaga) и хищных (Adephaga, дословно “прожорливые”). Отнюдь не все “хищные” водные жуки - действительно хищники, хотя наиболее известные из них - крупные жуки-плавунцы - нападают, в частности, на небольших рыб и земноводных. Ближайшие наземные родственники “хищных” водных жуков - жужелицы. В подотряд Adephaga, кроме многочисленного и разнообразного семейства жужелиц и двух близких к нему небольших семейств, входят только водные жуки: плавунцы, вертячки, плавунчики, толстоусы, а также представленные несколькими видами семейства Hygrobiidae и Amphizoidae (Beutel R.G. // Biology, phylogeny and classification of Coleoptera. V.1. Warszawa, 1995. P.173-217).

В 2002 г. И.Рибера, сотрудник лондонского Музея естественной истории (бывший Британский музей), и несколько его коллег описали новое семейство “хищных” водных жуков, получившее название Aspidytidae (от греческих слов aspis - “щит” и dytes - “ныряльщик”) (Ribera I. et al. // Proc. R. Soc. London. B. 2002. V.269. P.2351-2356). Предложенное для нового семейства английское название “cliff water beetles” можно перевести как “водные жуки обрывов”. Речь идет о каменистых обрывах в руслах рек, омываемых водой порогов и водопадов. В отличие от большинства плавунцов, водные жуки обрывов лишены бахромы из плавательных волосков на задних ногах. Представители нового семейства хотя и водные обитатели, однако плавать неспособны: они ползают под водой по камням, цепляясь за неровности поверхности. На первый взгляд такой жук напоминает маленькую (длиной около 0.5 см) блестящую темную гальку.

Первый описанный вид нового семейства получил название Aspidytes niobe - в честь Ниобеи, легендарной царицы Фив, которую Аполлон и Артемида наказали за хвастовство, убив ее детей. Ниобея превратилась в скалу, но продолжает плакать - скалу омывает вода высокогорных снежников. Скала, в которую превратилась Ниобея, находится в Малой Азии, на горе Сипил, а названный в честь Ниобеи жук обитает в Южной Африке, в окрестностях Кейптауна. Из нового семейства пока известно два вида: уже упомянутый южноафриканский и еще один, Aspidytes wrasei, живущий в сходных местообитаниях на территории Центрального Китая (провинция Шэньси) (Balke M., Ribera I., Beutel R.G. // Water Beetles of China. V.3. Vienna, 2003. P.53-66).

Экология

Борьба с разливами нефти

19 ноября 2002 г. у побережья Галисии - северо-западной исторической области Испании - затонул на расстоянии около 200 км от берега танкер “Prestige”. Штормовые волны разломили корпус пополам, и не менее 79 тыс. т нефтепродуктов вылилось в море. Нефть загрязнила примерно 900 км испанского и французского побережий, в том числе ценные моллюсковые отмели.

Поначалу испанские власти реагировали весьма вяло, но после резкого протеста, подписанного более чем 400 учеными разных стран, отношение к катастрофе стало адекватным. Считалось, что к этому времени 38 тыс. т нефти еще можно было изъять из природной среды. За это бралась мадридская нефтеперерабатывающая и транспортная компания “Repsol”, однако судно легло на дно почти на четырехкилометровой глубине, а с таких глубин нефтепродукты до сих пор не изымались.

На помощь пришли специалисты Университета в Уэльве (провинция Андалусия) и нескольких фирм, предоставивших спасателям дистанционно управляемые аппараты. В ноябре 2003 г. с их помощью удалось “запечатать” в корпусе несколько отверстий - выделение нефти сразу снизилось с 700 до 10 л/сут. Кроме того, было установлено, что на борту “Prestige” находится лишь 13.7 тыс. т горючего - намного меньше, чем ожидалось. Для изъятия нефтепродуктов использовались гигантские пластиковые мешки, подводимые к затонувшему судну с помощью погружаемого аппарата; другой аппарат прорезал в борту небольшое отверстие, сквозь которое выкачивали нефть в мешок вместимостью 250 т. В первые же 18 ч удалось изъять 100 т нефти, не пролив в море ни капли. Затем мешок автоматически запечатывался и транспортировался на поверхность.

Такая технология, считает эксперт Р.Стейнер (R.Steiner; Университет штата Аляска в Фэрбенксе), весьма перспективна; она эффективней той, что использовалась в 1989 г. при аварии танкера “Exxon Valdez”. По мнению испанского специалиста по биологии моря П.Серрета (P.Serret; Университет в Виго), новый способ приводит к сохранению водных организмов, легко уязвимых нефтепродуктами; а в числе его недостатков - длительность операций (не менее 3 мес) и невозможность их проведения при высоких волнениях моря, которые вблизи Бискайского залива достаточно часты. Стоимость операции составила 100 млн евро.

Science. 2003. V.302. №5650. P.1485 (США).

Организация науки

Основан институт по изучению Тибета

В марте 2003 г. Академия наук КНР основала Институт исследования Тибетского плато (Institute of Tibetan Plateau Research - ITP). Он насчитывает 90 сотрудников и располагает отделениями в городах Лхасе, Пекине и Куньмине. Задачи института - разработать систему количественного мониторинга атмосферы, биосферы, криосферы и глубоких недр Тибетского плато, а также создать банк образцов местной флоры. Институт будет изучать геодинамику поднятия плато, изменение климата, адаптацию биологических видов к экстремальным климатическим условиям и координировать международные проекты изучения Тибета.

Тибетское плато представляет особый интерес для изучения генетической адаптации и эволюции биоразнообразия благодаря уникальному сочетанию экстремальных условий, сильно расчлененного ландшафта и высокого радиационного фона.

ITP Newsletter. 2003. №1 (КНР).

Организация науки. Гляциология

Очередной шаг к исследованию древнего льда Антарктиды

Международное гляциологическое сообщество предприняло шаги для объединения усилий в исследовании ледниковых покровов полярных и высокогорных областей нашей планеты. Кооперация программ бурения и изучения образцов древнего льда стала основной темой обсуждения на симпозиуме “Международное сотрудничество в области исследований ледяных кернов” (International Partnership for Ice Core Sciences - IPICS), которое состоялось 16-17 марта 2004 г. в конференц-центре, расположенном в 25 км от Вашингтона. В работе приняли участие более 60 специалистов из Австралии, Великобритании, Германии, Дании, Италии, Канады, Китая, России, США, Франции, Швейцарии и Японии.

Актуальность исследования ледников и ледниковых покровов ни у кого не вызывает сомнений. Накапливающийся слой за слоем лед становится своеобразным архивом состояния окружающий среды как в региональном, так и глобальном масштабе. При этом разрешающая способность палеоклиматических исследований ледяного керна составляет несколько месяцев, а общая длительность записи достигает сотен тысяч лет.

На сегодняшний день возраст самого старого ледяного керна определен примерно в 740 тыс. лет. Его извлекли в 2003 г. из скважины на Куполе С (Восточная Антарктида) с глубины 3201 м, работая в соответствии с проектом EPICA (European Project for Ice Coring in Antarctica - Европейский проект колонкового бурения в Антарктике). Однако этот результат ученых уже не удовлетворяет - не исключено, что в той же Антарктиде имеются места, где возраст глубинного льда почти в два раза больше.

Исследованный ледяной керн позволяет выделить четыре межледниковых периода - примерно через каждые 100 тыс. лет, а в более древние времена - с меньшим промежутком времени. Причина такого сокращения циклов пока не ясна.

Решение проблемы, столь важной для понимания флуктуаций климата в четвертичный период, возможно лишь при объединении усилий стран - лидеров в области полярных исследований. Участники симпозиума направили свои предложения в Международный совет научных союзов, где создана группа по организации Международного полярного года (МПГ), проведение которого запланировано на 2007-2008 гг. (от России в нее вошел академик В.М.Котляков, директор Института географии РАН, видный отечественный гляциолог).

Подобные проекты уже осуществлялись в 1882-1883 гг. и 1932-1933 гг.; выдающимся событием стал Международный геофизический год (1957-1958), тоже начинавшийся как Международный полярный. Уже обсуждается программа нового МПГ, в нее войдет и глубокое бурение на ледяных покровах.

Для выработки стратегии научно-исследовательских работ в области изучения ледяных кернов участники симпозиума IPICS образовали два совета. Первый будет заниматься общими вопросами планирования и финансирования работ, второй (в нем предстоит участвовать и автору настоящей заметки) - разработкой и совершенствованием техники и технологии бурения скважин во льду.

Океанология

Воды Роны текут до Барселоны

Гигантские “линзы” распресненных вод, поступающих из устьев рек, дрейфуют по акватории Средиземного моря. Для изучения структуры этих недавно открытых образований группа специалистов во главе с Ж.-Ж.Нодэном (J.-J.Naudin) в июле 2003 г. провела в Лионском заливе океанографическую съемку с борта судна “Тетис-11”.

Оказалось, что р.Рона ежесуточно сбрасывает в море 15 млн м³ вод, которые весьма медленно смешиваются с морскими. Одна часть распресненных вод придерживается устьевой зоны, другая дрейфует под воздействием силы Кориолиса, переносимая течениями и ветрами. Отдельные “линзы” за 10 сут достигали берегов Барселоны!

В некоторых из них исследователи обнаружили большие количества поллютантов (в частности, пестицидов, выносимых в море при выщелачивании почв), а также хлорофилла и биогенных элементов. Дрейф этих веществ на значительные расстояния играет важную роль в жизненных циклах микроорганизмов, обитающих в замкнутой акватории Средиземного моря. Собранные пробы вод дали обширную информацию об их солености, свечении и прозрачности, а также о временной и пространственной изменчивости температур.

Sciences et Avenir. 2003. №680. P.28 (Франция).

Климатология

Причины засухи в Северной Африке

Известно, что Сахель (широкая полоса полупустынь, протянувшаяся от приатлантического побережья Гвинеи с ее влажным тропическим лесом до берегов Нила) принадлежит к числу наиболее уязвимых в климатическом отношении зон земного шара. Это следствие множества факторов, среди которых и уникальное географическое положение. С конца 1960-х годов Сахель претерпел беспрецедентную засуху. Для объяснения ее причин специалисты выдвигают две основные версии. Первая подчеркивает значение антропогенных факторов: перевыпас скота, массовое сведение лесов под сельскохозяйственные угодья. Действительно, они увеличивают отражающую способность поверхности, уменьшая поглощение солнечной энергии почвой и снижая количество атмосферной влаги; растительность начинает погибать, что еще более усиливает весь пагубный процесс. Вторая версия обращает внимание на изменения крупномасштабной атмосферной циркуляции, связанные с многодесятилетними вариациями температуры поверхности Мирового океана.

Работа климатологов А.Джаннини и Р.Сараванана (A.Giannini, R.Saravanan; Национальный центр атмосферных исследований США в Боулдере) совместно с П.Чаном (P.Chang; Университет штата Техас в Колледж-Стейшене) содержит итоги моделирования хода температур в океане за 1930-2000 гг. При этом использованы результаты наблюдений общей циркуляции атмосферы, выполненные в Центре космических полетов им.Годдарда НАСА США. Построенная математическая модель дала хорошую корреляцию температуры поверхности океана и количества осадков в Сахеле. Основная роль в этой взаимосвязи принадлежит тем аномалиям температуры, которые временами наблюдаются в тропических акваториях Тихого, Атлантического и Индийского океанов, но, по всей видимости, объем осадков в разной степени зависит и от других океанических бассейнов с их “индивидуальными” межгодовыми и десятилетними масштабами перемен. Промоделировав осадки в условиях их высокой и низкой частоты, а также поочередно исключив воздействие того или иного бассейна, авторы получили хорошее согласие с реальностью.
Количественная оценка влияния суши на события в Сахеле более сложна, чем роли Мирового океана, если учитывать, разумеется, изменения в использовании земного покрова. Именно в случае Сахеля необходимо точнее знать, насколько значительное антропогенное вмешательство вообще имело там место. Согласно завершенному в 2002 г. исследованию американских специалистов во главе с К.М.Тейлором (C.M.Taylor), которое включало динамику населения и характер использования земли за 35—40 лет, произошедшие перемены явно недостаточны, чтобы вызвать катастрофическую засуху. Но нельзя, конечно, утверждать, что все упирается лишь в температуру поверхности морских вод. Джаннини с коллегами нашли, что 65—75% наблюдаемых изменений в количестве осадков вполне могут быть следствием обратной связи между сушей и атмосферой (без прямого участия океана), что усилило бы тенденцию к засухам, поначалу инициированную переменой в температуре поверхностных слоев океана. Подобная обратная связь привела бы к сокращению растительного покрова, что, в свою очередь, снизило бы количество осадков. Рост альбедо и падение объема испаряющейся влаги были бы сходны с причинами, о которых говорят сторонники антропогенной гипотезы.
Нельзя исключить, что изменения температуры моря и естественная динамика растительного покрова при новом порядке использования земли взаимно усиливают друг друга и активизируют опустынивание региона. Отсюда возникает необходимость тщательно следить за океанологическими процессами, метеорологическими явлениями и строить более надежный прогноз их последствий. Этому и будет посвящен начинающийся проект — Междисциплинарный анализ африканских муссонов.

Science. 2003. V.302. №5647. P.999, 1027 (США).

Археология

Новая Гвинея: еще одна родина сельского хозяйства

До недавнего времени свидетельства первобытного земледелия находили в различных частях земного шара, за исключением Австралийского региона. В 70-х годах прошлого века английский исследователь Дж.Голсон (J.Golson) обнаружил в одной из болотистых местностей Новой Гвинеи остатки каналов метровой глубины, скрытые под тонким слоем почвы. Он счел их следами дренажной системы, вырытой древними земледельцами примерно 9 тыс. лет назад, но коллеги с ним не согласились.

Недавно австралийские ученые под руководством Т.П.Денэма (T.P.Denham; Национальный университет, Канберра) вновь заинтересовались этим районом. Они обнаружили и весьма точно датировали курганы, остатки столбов, вырытые ямы и другие археологические объекты. Все они свидетельствовали о том, как древние люди осваивали болотистые земли и постепенно совершенствовали методы их обработки. Выяснилось, что земледелие зародилось здесь около 10 тыс. лет назад, возраст искусственных насыпей 6400—7000 лет, а углублений — примерно 4000—4400 лет.

Исследователи обнаружили остатки древесины и семян, пыльцу, окаменелые частицы растений (фитолиты) и зернышки крахмала, полученного из клубней таро, которые обрабатывались с помощью примитивных каменных орудий. Возраст зерен крахмала (6400—6950 лет) свидетельствует о культивировании таро уже в раннем голоцене (в диком состоянии это растение в данной местности не обнаружено). В виде фитолитов чаще всего встречались остатки бананов; время их произрастания исследователи отнесли к периоду, отстоящему от нас на 7 тыс. лет.

Science. 2003. V.301. №5630. P.180, 189 (США).

Палеолингвистика. Археология

Сражение вокруг ольмекских иероглифов

В 1986 г. специалисты по древним языкам Центральной Америки Дж.Джастсон и Т.Кауфман (J.Justeson, T.Kaufman) завершили изучение надписи на каменной стеле, обнаруженной на берегу одной из мексиканских рек. Эта работа стала первым серьезным переводом иероглифов, которыми пользовалось ольмеки около 2 тыс. лет назад.

До наших дней дошло очень мало подобных текстов (см. также: Как появилась письменность в Америке? // Природа. 2003. №10. С.81—82). И вот недавно в районе расселения древних ольмеков нашли каменную маску, покрытую иероглифами, которые весьма сходны с нанесенными на стелу. Палеолингвист С.Хьюстон (S.Houston; Университет Б.Янга, Прово) и археолог М.Коэ (M.Coe; Йельский университет в Нью-Хейвене), убедившись в том, что оба текста написаны на одном и том же языке, пришли к выводу: расшифровка надписи на стеле неверна, поскольку при подстановке тех же значений 101 иероглифа в текст на маске получалась бессмыслица.

Не все коллеги согласны с Хьюстоном и Коэ. Однако и они признают, что ни одну расшифровку нельзя считать истинной, пока в руках ученых не окажется двуязычный текст (как, например, на знаменитом Розеттском камне).

Science. 2003. V.303. №5662. P.1287 (США).

КАЛЕЙДОСКОП

Планы корректируются
Требуются новые глубоководные аппараты
Индия займется изучением Луны
В поисках истоков Нила
Судьба большой белой акулы
Варкская маска спасена

Космические исследования

Планы корректируются

В конце 2003 г. Европейское космическое агентство объявило о невозможности изыскать 205 млн долл. для завершения работ и запуска на орбиту обсерватории “Эддингтон”, которая предназначена для поиска неизвестных планет вне Солнечной системы. По тем же причинам отложен до 2010-2012 гг. первый в истории эксперимент с посадкой на Меркурий исследовательского отсека, доставляемого аппаратом “Beppi-Colombo”.

В планах обсерватории “Эддингтон” значились наблюдения за колебаниями яркости различных звезд (что указывало бы на существование обращающихся вокруг них планет, а регистрация слабых колебаний в излучении звезд свидетельствовала бы о внутреннем составе этих источников).

Крушению планов способствовала неудача при запуске модифицированной ракеты “Arian-5” - она привела к отсрочке вывода на орбиту аппаратов “Rosetta” (предназначенного для изучения комет) и “Smart-1” (для исследования Луны). Оказалось невозможным финансировать и создание научных приборов для космических обсерваторий “Гершель” и “Планк”.

Невеселые новости пришли из Японии. Запущенный в декабре 2002 г. аппарат “ADEOS-2” (“Advanced Earth Observing Satellite” - “Усовершенствованный спутник наблюдения Земли”; японское название “Midori-2”) должен был проработать на околоземной орбите не менее трех лет. Но в ноябре 2003 г. отказал установленный на нем регистратор рассеяния излучений. Этот прибор был разработан в Лаборатории реактивного движения (Пасадена, штат Калифорния) под руководством океанолога-конструктора Т.Лю (T.Liu) и предназначался для измерения скорости ветра в приповерхностном слое Мирового океана, для получения данных о распределении аэрозолей в воздушном пространстве и о других параметрах атмосферы. В связи с отказом прибора прервались и проводившиеся в Йокогаме под руководством климатолога Т.Мацуно работы по совершенствованию компьютерной модели, отображающей процессы образования и развития кучевых облаков и тропических штормов (без данных “ADEOS-2” отображение становится менее надежным). Это второй подобный случай: точно такой же прибор прекратил работу на борту “ADEOS-1”. Стоимость ставшего почти бесполезным спутника составляет 630 млн долл.

Science. 2003. V.302. №5648. P.1130, 1131 (США).

Организация науки. Океанология

Требуются новые глубоководные аппараты

Специальный океанический комитет, созданный Национальной академией наук США, обращает внимание на то, что нынешние правительственные ассигнования явно недостаточны для исследований морского дна, которые сулят важнейшие фундаментальные и прикладные результаты.

Первой и неотложной задачей комитет, возглавляемый специалистом по физике моря Дж.Оркаттом (J.Orcutt; Скриппсовский океанографический институт в Ла-Холье), считает выделение 5 млн долл. на строительство аппарата с дистанционным управлением, который погружался бы на глубину до 7 тыс. м. Его создание облегчается и удешевляется тем, что в качестве образца можно взять научную подводную лабораторию “Jason”, которая находится в распоряжении Вудсхолского океанографического института и используется главным образом в Атлантике. Новый аппарат был бы призван изучать дно Тихого океана.

Назрела необходимость заменить и устаревший за 35 лет эксплуатации подводный обитаемый аппарат “Alvin”. На этом судне-ветеране с экипажем из трех человек совершено в разных акваториях около 4 тыс. погружений, некоторые - до глубины 4.5 тыс. м. Значительная часть его научного и навигационного оборудования уже модернизирована или полностью заменена, но этого недостаточно, особенно с учетом сильно возросшей стоимости эксплуатации. На создание более совершенного подводного судна потребуется около 20 млн долл. Обсуждается и более дешевый вариант - постройка “привязного” или автономно действующего на дне аппарата, что возможно в случае применения сферического титанового корпуса, заимствованного у “Alvin”, или путем приобретения подобного устройства у России.

Программа-минимум - использование арендуемых надводных и погружаемых средств для исследования хотя бы ограниченного числа объектов Мирового океана - будет обходиться в 30 млн долл./год, а более широкомасштабная потребует только для начала 270 млн долл. с ежегодным эксплуатационным бюджетом около 110 млн долл. Необходимо в ближайшее время построить хотя бы одно специальное надводное судно (70 млн долл.) и до 18 погружаемых аппаратов; в таком случае потребуется взаимодействие с иностранными научно-организационными кругами.

Science. 2003. V.302. №5648. P.1135 (США).

Космические исследования

Индия займется изучением Луны

Индийские ученые и инженеры работают над созданием аппарата “Chandrayan-1”, который планируется запустить к Луне в 2008 г. Он станет первым из серии индийских автоматических исследователей Луны, которые включают посадочные роботы, способные передвигаться по поверхности нашего естественного спутника.

Масса аппарата “Chandrayan-1” 525 кг. Он должен быть выведен на орбиту индийской ракетой “Polar Satellite Launch Vehicle”, специально модернизированной для этой цели. С геостационарной переходной орбиты аппарат путем включения бортового маршевого двигателя будет направлен к Луне. На окололунной орбите приборы произведут съемку поверхности с высоким разрешением в видимой, близкой инфракрасной и рентгеновской частях спектра.

На лето 2004 г. намечен запуск спутника “Edusat”. Он оборудован 72 каналами связи, позволяющими вести научные конференции с передачей изображений. В дальнейшем планируются полеты индийских космических аппаратов к планетам Солнечной системы.

Spaceflight. 2003. V.45. №11. P.444 (Великобритания).

Палеогеография

В поисках истоков Нила

На протяжении нескольких веков множество экспедиций отправлялись на поиски истоков Нила, а точнее, истоков его главных притоков - Голубого Нила и Белого Нила. В столице Судана Хартуме Голубой Нил, стекающий с высоких плато Эфиопии, сливается с Белым Нилом, исток которого лежит почти у экватора, в оз.Виктория. Роль Белого Нила в режиме всей реки огромна: даже в маловодный сезон он несет более 80% вод.

Австралийские географы задались целью выяснить, как давно возник Белый Нил. Они детально изучили космические снимки реки, выполненные спутниками “Landsat-5 и -7”, а также использовали имеющиеся датировки осадочных отложений. Главный вывод исследования таков: река несет свои воды уже 25 тыс. лет. Ранее долина Белого Нила была занята гигантским озером, шириной в 70 и длиной более 500 км. По мнению специалистов, само озеро возникло 400 тыс. лет назад, скорее всего, в благоприятный для этого длительный межледниковый период.

La Recherche. 2004. №371. P.15 (Франция).

Охрана природы

Судьба большой белой акулы

Из зубов большой белой акулы (Carcharodon carcharias) (подробнее см.: Мягков Н.А. Большая белая акула // Природа. 1988. №9. С.51—53) делают колье, из челюстей - сувениры, из плавников варят супы. Все это совершается такими темпами, что эти акулы скоро просто исчезнут. Хотя некоторые страны уже приняли ряд мер по охране вида, они недостаточны, чтобы обеспечить его будущее.

Общество сохранения дикой природы требует введения непосредственного контроля и даже запрета на торговлю этим видом акул. Однако такое предложение было отвергнуто Конвенцией по международной торговле дикими видами флоры и фауны, находящимися под угрозой исчезновения; причина - отсутствие методики, которая позволяла бы надежно идентифицировать на рынках куски плавников большой белой акулы. Теперь эта помеха устранена: американские биологи разработали очень простой генетический тест, по которому определить принадлежность тканей можно даже по засушенному плавнику. А пока ее зубы уходят на черном рынке по цене золота.

Terre Sauvage. 2003. №188. P.16 (Франция).

Археология

Варкская маска спасена

Весной 2003 г., во время боевых действий в Багдаде, Иракский музей был полностью разграблен. В числе исчезнувших экспонатов оказалась и так называемая Варкская маска, изображающая, по-видимому, лик могущественной шумерской богини Инанны, которой жители Междуречья поклонялись примерно 5 тыс. лет назад. На месте пос.Варка, где эту маску когда-то обнаружили археологи, ранее находился Урук, один из древнейших на Земле городов. Она была изваяна из мрамора за 2.5 тыс. лет до того, как подобные предметы научились изготавливать античные греки. Специалисты по истории Древнего Востока не могли смириться с утратой.

И вот реликвия нашлась! В конце сентября 2003 г. новая иракская полиция напала на ее след. Тщательно укрытую бесценную маску обнаружили к северу от Багдада, в поле, на глубине 2 м. Похитители, очевидно, опасались продать ее сразу и решили дождаться более подходящего момента.

Science. 2003. V.301. №5641. P.1825 (США).

КОРОТКО

Захи Авасс (Zahi Hawass), главный хранитель памятников Древнего Египта, относит недавно эксгумированные в районе Саггары фрагменты мумии к древнейшим среди известных к настоящему времени. На костях и участках кожного покрова сохранилась смола, которую применяли при бальзамировании более 5 тыс. лет назад. Скорее всего, погребен был человек знатного рода, живший между 3100 и 2890 гг. до н.э.

Sciences et Avenir. 2003. №675. P.22 (Франция).

Сегодня рис - основной продукт питания половины населения Земли. До сих пор считалось, что древнейшие зерна риса найдены в Китае. Однако при археологических раскопках на территории Южной Кореи, у деревни Сорори, расположенной между 36 и 37°с.ш., были обнаружены 59 обожженных зерен. Радиоуглеродный анализ показал, что корейцы впервые начали выращивать рис 15 тыс. лет назад, на 7 тыс. лет раньше, чем китайцы. Судя по ДНК южнокорейских зерен, они сильно отличаются от сортов риса, культивируемых ныне.

Sciences et Avenir. 2003. №682. P.28 (Франция).

Американские этологи из Университета Эмори (Атланта) изучали поведение бурого, или черноголового, капуцина (Cebus apella). Этот вид обезьян отличается ярким выражением эмоций. Во время эксперимента животных поощряли за выполнение задания их любимой пищей - огурцами. Когда же одна из наиболее ленивых обезьян получила в качестве вознаграждения виноград (капуцины любят его больше огурцов), остальные дружно запротестовали - немедленно выбросили огурцы, а некоторые даже отказались работать. Этологи предположили, что приматов возмутила вопиющая несправедливость.

Terre Sauvage. 2003. №189. P.17 (Франция).

РЕЦЕНЗИЯ

Иванов К.В.
НЕБЕСНЫЙ ПОРЯДОК.
Тула: Гриф и К, 2003. 164 с.

Знаки Вселенной

В.Г.Сурдин,
кандидат физико-математических наук
Москва

Астрономы-наблюдатели, вооруженные телескопами, изучают Космос, а затем рассказывают о том, что они увидели на небе. Желающим узнать, как выглядит Вселенная, приходится верить им на слово. Тут и возникают вопросы. Насколько похожи эти рассказы на реальные объекты? Насколько адекватно они передают их важнейшие свойства? Что мы видим на астрономической иллюстрации - копию или символ? Как трансформируются от эпохи к эпохе астрономические знаки? Книга К.В.Иванова, как написано в аннотации, посвящена как раз этим вопросам.

Скажу сразу: заявленная тема не раскрыта полностью, поэтому трудно согласиться с редактором книги, назвавшим этот труд монографией. Впрочем, сам автор скромнее, поскольку честно указывает: “Эта книга объединяет несколько эссе, в которых я стараюсь передать, как менялось отношение к небу с древности до начала XX столетия” (с.7).

Нужно признать, что тема действительно очень интересна и фактически не разработана. В свое время телескоп и микроскоп чрезвычайно расширили возможности естествознания, появилась проблема презентации результатов наблюдений, и каждым поколением ученых после очередной технологической революции она решается по-своему. Автор не зря “обращает внимание читателя на самый первый шаг в построении рациональных моделей действительности - превращение данных чувственного опыта в знак, поддающийся прочтению и трансляции” (с.5).

До сих пор этим знаком было слово. А язык астрономов своеобразен: планетарные туманности не имеют отношения к планетам; сверхновые звезды в действительности сверх-старые; азимут астрономический совсем не то, что азимут геодезический или географический. Казалось бы, графические знаки понятнее текстовых (“нарративных” в терминологии автора книги), но и с ними есть проблемы.

Книга состоит из пяти глав. Первая - “Небесный порядок” - посвящена раннему, дотелескопическому этапу восприятия неба. К сожалению, в ней нет четкого разграничения между художественной и научной презентацией небесных явлений, корни которых (раздельно!) уходят в глубокую древность. В результате довольно поверхностного обсуждения темы автор заключает: “Небо, как объект восприятия, отличается от восприятия ближайшего земного окружения, что придает ему отличный от земли визуальный статус”. Прямо скажем, не очень глубокий вывод. А ведь можно было бы обсудить, к примеру, “визуальный статус” Луны - единственного небесного тела, у которого без телескопа видна структура поверхности. Связано ли это с разграничением “подлунного” и “надлунного” миров? Когда и как появились первые карты Луны? Да мало ли интересных вопросов!

Однако при обсуждении эпохи, предшествовавшей телескопу, автор далеко отошел от темы и сосредоточился не на том, как изображалось небо, а на том, как воспринимались небесные явления в качестве знамений, фактически - на астрологии. Он видит влияние астрологии на астрономию даже на пороге эпохи Просвещения: “В частности, провидческие тенденции могли направлять внимание астрономов на наблюдение совершенно особых астрономических объектов, как это было, например, с наблюдением сверхновых в XVI-XVII вв.” (с.32).

Заметим, что проверить эту гипотезу несложно: последним великим астрономом, практиковавшим астрологию, был И.Кеплер, как раз наблюдавший сверхновую на пороге XVII в. Она вспыхнула 9 октября 1604 г. в созвездии Змееносца и оказалась исключительно яркой, сравнявшись по блеску с Венерой. Кеплер внимательно наблюдал за появлением и угасанием новой звезды и в 1606 г. опубликовал большой трактат “De stella nova”, в котором он пытается, разобрав это явление с различных точек зрения, выяснить его причины. Разумеется, тогда он не мог решить этот вопрос и понять физику явления. Что же касается его астрологического значения, то Кеплер говорит прямо: “Если кто спросит - что же случится? что предвещает эта звезда? - тому я отвечу без всяких колебаний: предвещает целую кучу всяких сочинений, которую напишут о ней различные ученые, и множество работы для типографий”. Вспомнив немецкую пословицу “Новая звезда - новый король”, Кеплер иронически добавляет: “Удивительно, что ни один честолюбец не воспользовался этим новым знамением”.

Вернемся к изображению неба. Присутствие на старинных картах “дискретных” звезд и “континуальных” мифических фигур Константин Иванов характеризует как конфликт кодировок. Он считает, что этот конфликт “явственно ощущается даже сегодня. Зачем, например, современным астрономам делить небо на созвездия?” (с.35). Сам автор ответить на этот вопрос не взялся. А рассмотри он проблему чуть пошире, обрати внимание на географические карты и другую научную графику, то понял бы, что вместо слова “конфликт” лучше употребить “дополнительность”, тогда и вопроса бы не возникло.

Условные астрономические, географические и прочие изображения и названия (“знаки”) потому и выглядят архаично, что уже давно и надежно выполняют свою функцию.

Астрономам нужны не только точные координаты на небе, но и ориентиры. Поэтому живы созвездия. А рисунки мифических фигур на картах меняются от эпохи к эпохе.

Вторая глава, на мой взгляд, наиболее интересная, называется “Другое небо” и содержит историю переворота в сознании наблюдателей, связанного с изобретением телескопа. После демонстрации Г.Галилеем в Болонье своих зрительных труб, М.Горки писал Кеплеру: “Я испытывал инструмент Галилея бесчисленным количеством способов как для земных, так и небесных объектов. На земле он работает восхитительно; на небесах - обманывает, ибо некоторые одиночные звезды кажутся двойными <…>. У нас все пришли к выводу, что инструмент Галилея вводит в заблуждение” (с.39). А ведь звезды и вправду были двойными!

Наблюдение в телескоп - это искусство, требующее способностей и длительной тренировки. Даже имея предварительную информацию о том, что должен увидеть, не всегда удается заметить это в телескоп. Что же говорить о первопроходцах! Им было трудно не только увидеть самим, но и убедить других.

Только астроному ведомо, насколько далек мерцающий и мутный диск Марса, наблюдаемого в телескоп, от воспроизведенного в книге рисунка его поверхности, исчерченной сетью каналов. Сколько раз мне приходилось выслушивать разочарованных знакомых, впервые пришедших посмотреть в телескоп. Их ожидания не оправдываются никогда! Привыкшие к сочным изображениям космоса, почерпнутым из фантастических фильмов и глянцевых альбомов, они порой не видят деталей даже на диске Юпитера - самой впечатляющей из планет.

Во второй главе очень интересно воспроизведена дискуссия о кольцах Сатурна, развернувшаяся в середине XVII в. между К.Гюйгенсом, Я.Гевелием и другими наблюдателями. Далеко не все соглашались с Гюйгенсом, что Сатурн окружен кольцом; для объяснения предлагалось несколько конфигураций из спутников планеты. Посредником в споре астрономы выбрали своего общего покровителя - князя Леопольда де Медичи, на средства которого была основана Академия Дель Чименто. “Были построены модели Сатурна, соответствующие обеим гипотезам. Они рассматривались с определенных дистанций в телескопы различной конструкции, разрешающей способности и величины. Показания людей, неосведомленных в том, какую модель они рассматривают, тщательно записывались и впоследствии сверялись. Решение было принято в пользу гипотезы Гюйгенса” (с.54). При этом члены Академии даже уточнили его модель, показав, что кольцо должно быть очень тонким. (Гюйгенс считал его толстым.)

“В ходе этого спора Академия Дель Чименто дала начало еще одной процедуре, которая могла облегчить сертификацию телескопических наблюдений - проверке технического совершенства оптических приборов. Для этого была разработана методика, напоминающая сегодняшнюю процедуру проверки зрения. Различные наборы букв, напечатанные на листе бумаги шрифтом разного размера - от крупного до самого мелкого, - помещались на значительном расстоянии от наблюдателя. Разрешающая способность и увеличение инструмента считались более высокими, если с его помощью можно было различить меньший кегль. Этот вид проверки быстро вошел в моду и приобрел репутацию увлекательного состязания” (с.54). Учеными двигало естественное желание понять, “в какой мере то, что видит наблюдатель, соответствует действительному положению вещей, а не является результатом оптических искажений или фантазий”. Академики пытались придать этой процедуре публичный статус, привлекая максимально широкий круг лиц, в том числе неграмотных.

Нужно заметить, что проблема верификации астрономических наблюдений, которую начала решать Академия Дель Чименто, в скором времени переросла в проблему репутации астрономов-наблюдателей. Дело в том, что кроме явлений, сложных для наблюдения, но постоянных, есть широкий класс уникальных временных явлений, наблюдать которые часто удается лишь одному астроному или научному коллективу. Поэтому до сих пор актуален вопрос о доверии наблюдателю и качеству его результатов.

Выбор названия для третьей главы - “Дрожание воздуха и сотрясение почвы” - остался для меня неясным, ибо она посвящена обнаружению переменных звезд и изменчивости вида протяженных объектов низкой поверхностной яркости (“туманностей”) при их наблюдении в телескопы различной конструкции. Здесь же обсуждается влияние физиологических особенностей наблюдателя на процесс измерения, в частности, цвета и яркости объектов. А еще читатель узнает о том, что “Цветовая номенклатура натуралиста” Р.Ридвэя предназначалась для описания оперения птиц, что “Цветовой репертуар” был опубликован в 1905 г. Французским обществом хризантемистов, и что в языке южноамериканских индейцев мало слов для указания цвета.

Четвертая глава - “Технологическое зрение” - посвящена освоению астрономами фотографического процесса. В ней автор также расширяет кругозор читателя, сообщая, что фотография применялась не только в астрономии: клиническая фотография доктора Х.В.Даймонда использовалась для физиогномической идентификации типов сумасшествия (1856), в опытах Э.Ж.Марея и Э.Мьюбриджа изучались движения животных (1882), снимки растений были получены Ф.Тальботом, а доктор К.Г.Штратц даже издал антропологический атлас “Красота женского тела” (1898)!

Весьма полезным можно считать напоминание о том, что еще в первой половине XX в. некоторые астрономы пытались при наблюдении глазом превзойти фотопластинку. И не без оснований! Глаз - удивительный прибор, окончательно сдавший свои позиции лишь под натиском современной электроники. Как верно отметил автор книги, даже получив фото небесного объекта, астрономы часто транслировали его читателям с помощью глаза и штрихового рисунка. К сожалению, при этом совершенно не проанализированы особенности типографского процесса, часто вынуждающие исследователей (еще и сегодня) преобразовывать полутоновые изображения в штриховые, безусловно, огрубляя действительность.

Пятая глава - “Рождение миров” - выпадает из заявленной темы книги, поскольку посвящена генезису космогонии, в частности, анализу космогонических гипотез, возникших на рубеже XIX-XX вв.

“До второй половины XVIII столетия космогоническое рассуждение строилось на принципах креационистского характера. Во вселенной безусловно царили порядок и гармония, подчиняющиеся математическому описанию, однако этот порядок представлял собой результат божественного творения. То, как создавались небесные тела, не входило в круг вопросов новоевропейской космогонии. Мир был создан в том виде, в каком он представал взору наблюдателя, а законы, которые им управляли, только поддерживали и сохраняли этот порядок, но были не в силах его изменить” (с.122).

Чтобы возразить автору, напомню первый пришедший на память эпизод. Вечером 11 ноября 1572 г. известный астроном Тихо Браге обвел взглядом небосвод и, пораженный, замер: знакомые очертания Кассиопеи были нарушены - вместо легко узнаваемой фигуры “W” он увидел совсем иное: левее знакомого зигзага, рядом со звездой Каппа Кассиопеи сияло новое яркое светило! В то время как некоторые астрономы - современники Тихо - склонялись к мысли, что это была комета, он сам твердо заявил, что это далекая звезда, и даже пытался истолковать физическую природу редкого феномена, предположив, что звезда образовалась в результате конденсации тонкой светлой небесной материи, которую видно в Млечном Пути. При этом Тихо указал на темное пятно вблизи Млечного Пути, как на дыру, возникшую при этой конденсации. Все это произошло за два века до объявленного Константином Ивановым зарождения современной космогонии.

В заключение автор подводит итог сказанному, намечая путь дальнейшего исследования - изучить влияние цифровых технологий на восприятие астрономических изображений. Достойная задача. Надо признать, что до сих пор наше желание увидеть Вселенную реализуется двумя путями: либо мы учимся смотреть в телескоп, либо ожидаем от астрономов адекватного изображения увиденного ими. Нас восхищают прекрасно изданные энциклопедии столетней давности, полные четких гравюр и ярких хромолитографий. Но каждый понимает, сколь далеки они от реальности. К примеру, как изобразить кусочек звездного неба? Что лучше: белые звезды на черном фоне или черные на белом (негатив, с которым обычно работают астрономы)? А как передать на листе бумаги различную яркость звезд? А их цвет (и надо ли это делать)?

К счастью, достижения последних лет существенно улучшают ситуацию в этой области. Во-первых, с появлением ПЗС-матриц технические возможности астрономов существенно расширились: камера телескопа теперь во многом подобна глазу. Во-вторых, экран компьютера во всех отношениях (кроме цены) превосходит лист бумаги. В-третьих, Интернет сделал общедоступными не только астрономические изображения в их исходном виде, но и сам процесс телескопических наблюдений. В связи с этим заметим, что обсуждаемые автором книги проблемы презентации астрономических изображений плавно переходят из философско-психологической плоскости в коммерческую.

В конце книги приведен список иллюстраций, дословно повторяющий подписи к рисункам, но не указывающий не только страницу, на которой расположен рисунок, но и источника, из которого он заимствован. В наше время “копирайтов” это выглядит весьма странно. Возможно, автор оправдывает это малым тиражом книги - всего сто экземпляров, так сказать, “для служебного пользования”. Но при этом авторским копирайтом издание защищено и указан номер ISBN.

К чести издателя отметим, что в полиграфическом смысле книга выглядит весьма привлекательно. А вот читается нелегко, в частности, из-за огромного количества примечаний в сносках, объем которых на странице порой превышает основной текст. Он более всего напоминает сайт в Интернете, уступая ему в том смысле, что язык гипертекстовой разметки (HTML) позволяет на время спрятать примечания, а бумажная страница для этого не годится.

Стиль книги - это смесь исторического, технического, физиологического, психологического и культурологического языков, что невольно наводит на мысли о скрытом цитировании. В целом же это реферат на тему “Изобразительный язык астрономии”, в котором относительно полно раскрыт переход от визуальных наблюдений к телескопическим и фотографическим. Безусловно, эту книгу нельзя назвать монографией в традиционном смысле: в ней практически нет собственных изысканий и оригинальных выводов, она не опирается на предшествовавшие публикации автора. Тем не менее, для историков науки и астрономов книга небезынтересна, поскольку указывает важное направление исследований. Хочется верить, что и автор книги в своих будущих публикациях раскроет эту интересную и действительно актуальную тему.

НОВЫЕ КНИГИ

Биология

В.В.Жерихин. ИЗБРАННЫЕ ТРУДЫ ПО ПАЛЕОЭКОЛОГИИ И ФИЛОЦЕНОГЕНЕТИКЕ. Под ред. Г.Ю.Любарского, К.Г.Михайлова, А.П.Расницына. М.: Т-во науч. изд. КМК, 2003. 542 с. (Из сер. “Классики современной отечественной биологии”.)

В первой книге новой серии, посвященной современной отечественной биологии и ее творцам, собраны основные теоретические работы выдающегося биолога и палеонтолога Владимира Васильевича Жерихина (1945-2001), руководившего лабораторией палеоэнтомологии в Палеонтологическом институте РАН. Подготовка издания велась около пяти лет и была начата еще при жизни автора, который активно помогал в подборе материалов, предоставив не только уже вышедшие статьи и главы из своих монографий, но и неопубликованные рукописи и тексты докладов.

Основное внимание уделено работам, имеющим отношение к теории эволюции многовидовых сообществ (филоценогенезу) - главной и самой интересной, по мнению составителей, теме исследований Жерихина. О том, как сформировалась эта теория, а также о самом ученом рассказал в предисловии А.С.Раутиан, знавший Владимира Васильевича со школьных лет.

Три статьи были переведены с английского языка. Полностью переработан справочно-иллюстративный аппарат.

География

И.К.Лурье, А.Г.Косиков. ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА ЦИФРОВОЙ ОБРАБОТКИ ИЗОБРАЖЕНИЙ / ДИСТАНЦИОННОЕ ЗОНДИРОВАНИЕ И ГЕОГРАФИЧЕСКИЕ ИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ. Под ред. А.М.Берлянта. М.: Научный мир, 2003. 168 с.

На географическом факультете Московского государственного университета им. М.В.Ломоносова были подготовлены новая программа и учебный курс по дисциплине “Дистанционное зондирование и географические информационные системы”. Разработки выполнены в рамках Международного проекта REAR (Региональное сотрудничество университетов), руководимого Британским советом. В работе участвовали кафедры рационального природопользования, картографии и информатики МГУ, а также географический факультет Кембриджского университета. Руководители российской части программы - профессора А.П.Капица и А.М.Берлянт.

Основная цель - освоение современных методов картографии, аэрокосмических исследований, компьютерной обработки геоизображений, геоинформационных и телекоммуникационных технологий для решения задач управления и охраны окружающей среды.

Первая часть пособия “Основы геоинформатики и создание ГИС” была издана в 2002 г. Данная книга стала второй частью, в которой излагаются основы аэрокосмического зондирования и тематического дешифрования снимков, теория и практические алгоритмические методы обработки данных аэрокосмической съемки.

Археология

Т.И.Алексеева, Д.В.Богатенков, Г.В.Лебединская. ВЛАХИ. АНТРОПО-ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ (По материалам средневекового некрополя Мистихали). М.: Научный мир, 2003. 132 с.

Влахи считаются потомками племен, которые жили на Балканах до прихода славян. Будучи пастухами в горах, они, помимо основного своего занятия - овцеводства, сопровождали торговые караваны. Позднее вели торговлю с турками.

В книге описаны результаты комплексного исследования палеоантропологических материалов из могильника Мистихали, расположенного на территории современной Герцеговины. При раскопках были найдены монеты, которые позволяют отнести захоронение в Мистихали к середине XV в. Реконструкция и изучение процессов биологической адаптации влашской популяции проводились с привлечением данных краниологии и морфологии скелета, методов палеодемографии и палеопатологии. Авторы рассматривают вопросы происхождения и формирования средневекового населения Балкан.

Материал был собран в 1967-1968 гг. Американо-Югославской экспедицией в пограничном районе между Боснией, Герцеговиной и Черногорией. По условиям соглашения между сторонами коллекция хранилась в Гарварде. Ранее подробному антропологическому исследованию она не подвергалась.

История науки

ВЛАДИМИР ИОСИФОВИЧ ВЕКСЛЕР. Ред. -сост. М.Г.Шафранова. Дубна: ОИЯИ, 2003. 407 с.

Выдающийся ученый-физик Владимир Иосифович Векслер (1907-1966) известен как автор принципа автофазировки - одного из крупнейших открытий XX столетия, на основе которого работают гигантские циклические ускорители заряженных частиц на высокие энергии. Благодаря применению автофазировки стала возможна современная экспериментальная физика элементарных частиц. За это открытие Владимир Иосифович был удостоен международной премии “Атом для мира”. Он также лауреат премии Академии наук СССР за оригинальную систему счетчиков частиц и исследование жесткой компоненты космического излучения.

В Физическом институте им.П.Н.Лебедева под руководством Векслера были организованы научные экспедиции на Эльбрус и Памир для исследования космического излучения, разработаны и сооружены первые советские синхротроны. В Объединенном институте ядерных исследований (Дубна) он возглавил проект создания синхрофазотрона - на том этапе самого мощного ускорителя в мире.

В книге рассказывается не только о жизни ученого, его успехах в науке и организаторской деятельности, но и о тех, кто был рядом - коллегах, друзьях, близких. Многие материалы несут отпечаток политической атмосферы того времени. Здесь же нашла отражение сложная история представления Векслера на соискание Нобелевской премии (см.: Природа. 2002. №8).