2005 г.
Новости науки
Калейдоскоп
Коротко
Рецензия
Новые книги
|
2005 г. |
Новости науки Калейдоскоп Коротко Рецензия Новые книги |
"Cassini" около Сатурна: первые открытия
После семилетнего пребывания в полете автоматическая межпланетная станция "Cassini" (общая масса 5.7 т) в июле 2004 г. сблизилась с Сатурном: аппарат прошел всего в 19.8 тыс. км от его поверхности на скорости около 15 км/с, после чего совершил сложный маневр между кольцами планеты, не задев ни одного из множества сравнительно небольших тел, составляющих эти кольца.
На Землю начала поступать подробнейшая информация о внешнем виде и строении колец, их взаимодействии с самой планетой. Эти данные собирают 12 бортовых приборов, сделанных по заказу НАСА США и Европейского космического агентства. Каждые сутки "Cassini" посылал около 1 Гб информации, преодолевающей расстояние от Сатурна до Земли за 84 мин.
Столь детальные изображения колец было невозможно получать в 1989 и 1981 гг. во время пролета межпланетных станций "Voyager-1, -2". Нынешнее развитие электроники и прибористики позволило судить не только о редких скальных обломках величиной с двухэтажный дом, но и о куда более характерных для подобного образования "булыжниках" и "пылинках". Анализ этих данных ведет коллектив Института космических наук в Боулдере под руководством планетолога К.Порко (C.Porco).
Новыми для ученых стали сведения о наиболее удаленном от Сатурна ярком кольце A. Так называемые спиральные волны плотности в кольце были замечены еще аппаратами "Voyager", но теперь стало ясно, что они представляют собой скопление бесчисленных небольших тел, состоящих из загрязненного льда и постоянно слабо соударяющихся друг с другом. С малого расстояния видно, что волны образуют некое подобие ряби на озерной поверхности, но составляющие их частицы "упакованы" весьма плотно. Эти уплотнения возникают под воздействием притяжения ближайшего спутника Сатурна, рядом с которым проходит данный участок кольца.
Бортовой ультрафиолетовый спектрограф зарегистрировал массовый выброс атомарного кислорода, произошедший вне основных колец Сатурна, примерно на орбите разреженного кольца E. Сотрудники Южнокалифорнийского университета в Лос-Анджелесе во главе с Д.Шеманским (D.Shemansky), проанализировав эту информацию, предположили, что выброс - результат только что случившегося столкновения двух встроенных в это же кольцо, но еще не открытых спутников планеты, каждый диаметром примерно 5 км. Такое событие могло привести к проникновению в магнитосферу Сатурна новых заряженных частиц, которые вызвали "разброс" кислорода в стороны от находящихся там мелких обломков. Если это действительно так, то аппарат "Cassini" стал свидетелем образования нового участка кольца при столкновении малых космических тел.
Интересные данные показали приборы, регистрирующие радиоизлучение и плазму. Еще в пути к кольцам Сатурна аппарат прошел сквозь их плоскость в точке, находящейся между сравнительно плотным кольцом F и разреженным кольцом G. Именно эту точку специалисты по баллистике выбрали, считая ее ничем не заполненной, однако выяснилось, что аппарат выдержал там около 100 тыс. столкновений с микрочастицами, образующими нечто вроде дымного облака. Исследователи под руководством Д.Гарнетта (D.Gurnett; Университет штата Айова в Айова-Сити) сообщили, что эти частицы, сталкиваясь с аппаратом со скоростью 54 тыс. км/ч, породили плазменную сферу, которая превратила антенну соответствующего прибора в детектор частиц. Таким образом, можно говорить о наличии разреженного пылевого кольца почти повсеместно в околосатурновом пространстве.
Весьма существенные данные поступили во время пролета аппарата около гигантского спутника Сатурна - Титана. Это произошло через двое суток после выхода аппарата на орбиту вокруг планеты. Прежняя информация, полученная от обоих зондов "Voyager", позволила построить первичную картину Титана с постоянными метановыми дождями. Они смывают с поверхности осаждающиеся из туманной дымки органические вещества, оголяя яркие участки льда размером с целые континенты и формируя более темные моря из этана.
Изображения, полученные с помощью фотокамер и инфракрасных спектрометров "Cassini", говорят о существовании на Титане сравнительно светлых областей (природа которых неясна), крупного кратера и скопления ярких облаков над Южным полюсом. Сотрудники Лаборатории реактивного движения в Пасадене во главе с К.Бейнсом (K.Baines) отмечают, что бортовые приборы пока не зафиксировали отражения солнечных лучей, которое свидетельствовало бы о наличии на Титане моря или океана, на что до сих пор надеялись некоторые их коллеги.
Пребывание "Cassini" на околосатурновой орбите продолжится четыре года. За это время специалисты, несомненно, узнают много нового о планете, ее кольцах, магнитосфере и о ее достаточно крупных естественных спутниках, которых по крайней мере 31.
Science. 2004. V.305. №5681. P.165 (США).
Самая далекая галактика
Космический телескоп "Спитцер", выведенный НАСА США на орбиту в августе 2003 г., выполняет наблюдения, совмещенные с программой ранее запущенного космического телескопа "Хаббл". Инфракрасные детекторы на борту "Спитцера" были заранее охлаждены до весьма низких температур, а их чувствительность позволяет обнаружить очень слабые источники излучений в тепловом диапазоне. Многие специалисты не рассчитывали, что небольшой телескоп с зеркалом диаметром всего 85 см окажется достаточно сильным, чтобы увидеть слабо светящиеся галактики, уже существовавшие в первые 2 млрд лет жизни Вселенной. Однако эти скептики были посрамлены в феврале 2004 г., когда от "Спитцера" стали поступать достаточно четкие изображения карликовой галактики, возникшей всего через 0.6 млрд лет после Большого взрыва.
Наблюдения и анализ этой информации провела группа астрономов во главе с Ж.-П.Нейбом (J.-P.Kneib; Калифорнийский технологический институт, Пасадена, США). Для получения изображения они использовали естественное увеличительное стекло - массивное скопление галактик Абель 2218: когда лучи от изучаемого объекта проходили рядом с этим скоплением, его могучее тяготение сконцентрировало свет, при этом изображение карликовой галактики увеличилось по меньшей мере в 25 раз, а благодаря этому возросла и информативность наблюдений "Хаббла".
Телескоп "Хаббл" способен фиксировать лишь ультрафиолетовое излучение "новорожденных" звезд, смещенное в пределы оптического диапазона. Чтобы судить о том, каковы были размеры галактики и каков ее возраст, необходимы наблюдения остальных ее звезд. Эта информация и стала доступной благодаря телескопу "Спитцер": его приборы видят свет уже зрелых солнцеподобных звезд, сдвигающийся в инфракрасную область спектра. Астрономы, руководимые Э.Эгами (E.Egami; Университет штата Аризона в Темпе), обработали два инфракрасных снимка, сделанных с 40-минутной выдержкой и запечатлевших те же явления, которые зафиксировали приборы "Хаббла". Красное смещение излучений показало, что древнейшие из звезд этой карликовой галактики имеют возраст от 125 до 200 млн лет, они же составляют основную ее массу. Таким образом, момент рождения этой галактики близок ко времени, когда начали светить первые, только что сложившиеся протогалактики.
Суммарное количество излучения, зарегистрированного обоими телескопами, говорит, что размеры данной галактики составляют лишь 1:200 размера Млечного Пути. Следовательно, в ряду карликовых галактик это не столь уж малый объект, но среди иных - все же карлик. Эгами считает, что у нее "все еще впереди": подобные объекты способны наращивать массу, привлекая к себе окружающее вещество.
Science. 2004. V.304. №5677. P.1580 (США).
Ультрафиолетовая астрономия под угрозой
Гигантские скопления газов заполняют пространства Вселенной между галактиками, но эти газовые облака, из которых некогда образовались звезды, невозможно изучать с помощью обычных наземных телескопов - они поддаются наблюдениям только со спутников в ультрафиолетовой части спектра с длиной волны от 10 до 400 нм, не проходящей сквозь атмосферу Земли.
Впервые ультрафиолетовая астрономия стала использоваться лишь в 1960-х годах, когда на орбиту вывели искусственные спутники с соответствующим оборудованием. С тех пор некоторые проблемы астрофизики удалось решить, но при этом возникло немало новых. Однако продолжение таких исследований ныне находится под угрозой срыва. Дело в том, что технические ресурсы двух ИСЗ, участвующих в изучении космического ультрафиолетового излучения, истощатся к 2008 г., а планы запуска новых висят в воздухе.Сейчас в этом направлении работают лишь американские спутник "FUSE" ("Far Ultraviolet Spectroscopic Explorer" - "Исследователь далекой ультрафиолетовой области спектра"), запущенный более пяти лет назад, и "GALEX" ("Galaxy Evolution Explorer" - "Исследователь эволюции галактик"), находящийся на орбите с апреля 2003 г. Приборы первого из них регистрируют с высокой разрешающей способностью спектры излучения отдельных небесных объектов, а второй, чтобы представить общую картину эволюции галактик, осуществляет съемку в ультрафиолете всего неба. Участие в тех и других наблюдениях космического телескопа "Хаббл" под вопросом, как и судьба самого этого аппарата.
Существование ИСЗ "FUSE" завершится в ближайшие годы. А технический ресурс "GALEX" будет исчерпан уже в 2005 г., вопрос же обслуживания и ремонта телескопа "Хаббл" остается нерешенным. Проблема упирается не только в общую ограниченность ассигнований. По заключению У.Муса (W.Moos; Университет им.Джонса Гопкинса, Балтимор), руководителя научных работ с ИСЗ "FUSE", на сегодня нет достаточно продвинутой технологии в приборостроении и нет оборудования, которое заслуживало бы запуска нового ультрафиолетового спутника.
На международной конференции по астрофизическому приборостроению (Берлин, май 2004 г.) был представлен план создания новейших наземных и космических приборов для наблюдения рентгеновского, инфракрасного и гамма-излучений, но "ультрафиолетчики" не показали чего-либо стоящего. Единственную надежду подает план испанских астрономов во главе с А.Гомес де Кастро (A.Gomez de Castro). По их мнению, Европейскому космическому агентству (без участия НАСА США) следует продвигать находящийся пока на ранней стадии проект WSO/UV (World Space Observatory/Ultraviolet), основанный на российской технологии, которая уже существует. Этот проект предусматривает запуск спутника с зеркалом диаметром 1.7 м и целым набором наблюдательных инструментов с высокой разрешающей способностью в спектрографии и получении изображений небесных объектов. Если проект получит всестороннее одобрение, запуск может состояться в 2007 г.
Директор Института космического телескопа в Балтиморе С.Бекуит (S.Becwith) сообщил на конференции, что сотрудники Университета штата Колорадо в Боулдере уже создали оригинальный прибор COS (Cosmic Origins Spectrograph), способный вести наблюдения и в ультрафиолетовом диапазоне излучения. Его надлежало установить на космическом телескопе "Хаббл", но после катастрофы шаттла "Columbia" полет к "Хабблу" был отменен или по крайней мере отложен. Тем временем главный конструктор этого инструмента Дж.Грин (J.Green) из того же университета уже приступил к разработке оригинального ультрафиолетового прибора с зеркалом диаметром от 4 до 6 м. Он будет готов к запуску только в 2015-2020 гг., но это уже за пределами интереса большинства сегодняшних астрономов.
Настойчивость астрофизиков в решении данной проблемы связана не только с необходимостью изучения межгалактического газа. В том же ультрафиолетовом диапазоне излучают наиболее раскаленные объекты Вселенной, температура которых достигает 10 и даже 100 тыс. градусов. Среди них - атмосферы молодых звезд, протопланетные диски и газ в окрестности черных дыр, расположенных в активных галактических ядрах. Ультрафиолетовое излучение удаленных квазаров также способно поведать много интересного о фундаментальных константах физики, которые, возможно, не были постоянными на раннем этапе существования миров.
Science. 2004. V.304. №5679. P.1899 (США).
Все больше странных "горячих" планет
С тех пор как в 1995 г. швейцарские астрономы обнаружили первую планету вне Солнечной системы, их коллеги из разных стран открыли еще более 130 таких небесных тел. Непосредственно наблюдать столь удаленные и темные объекты пока еще не удается, поэтому все открытия сделаны косвенным образом: излучение от звезды в зависимости от того, приближается она к нам или удаляется от нас, смещается согласно эффекту Доплера соответственно в синюю или красную часть спектра. Хотя этот эффект очень слабый, он все же уловим с Земли. Это помогает обнаруживать воздействие на звезду ее неразличимого для нас спутника.
Первоначально это были лишь очень крупные спутники, находящиеся на не слишком значительных расстояниях от своей звезды, но все они обращались вокруг нее более чем за двое с половиной земных суток, и в этом усматривалась своеобразная закономерность.
Математические модели говорили, что каждый из подобных сильно разогретых своим солнцем "юпитеров" якобы когда-то сформировался далеко от своей звезды, а уж потом мигрировал в ее окрестности. Но вот в 2003 г. астрономы обнаружили гигантскую планету, совершающую один оборот вокруг своей звезды всего за 29 ч и, следовательно, находящуюся очень близко к ней. Сперва большинство специалистов этому даже не поверили. Теперь скептицизм сошел на нет: сотрудники Женевской обсерватории в 2004 г. открыли два новых похожих гиганта, причем еще более массивных и тоже обегающих собственное "солнце" менее чем за двое суток по орбите, пролегающей всего в нескольких миллионах километров от него. А это лишь малая доля того расстояния, которое отделяет от Солнца ближайший к нему Меркурий.Открытие далось нелегко: пришлось "просеять" огромный массив наблюдательных данных, которые были собраны польско-американской группой специалистов, работавших по международному проекту OGLE (Optical Gravitational Lense Experiment - Оптический гравитационно-линзовый эксперимент). Они обследовали - ни много ни мало! - 155 тыс. слабо светящихся звезд с целью обнаружить у них колебания яркости, связанные с прохождением их планетных спутников. В результате появился список из 137 звезд, у которых, возможно, есть собственные планеты.
Подхватила инициативу группа западноевропейских астрономов во главе с Ф.Буши (F.Bouchy; Марсельская астрофизическая обсерватория, Франция). Работая в Чили на телескопе VLT Европейской южной обсерватории, они проследили за 41 наиболее перспективной звездой из польско-американского списка и у двух из них обнаружили колебания яркости, несомненно вызванные обращающимися около них темными объектами.
Астрономы связывают свои дальнейшие успехи в этой области с только что вступившими в строй телескопами системы "Super-WASP" на о.Ла-Пальма (Канарские о-ва, Испания) и французским спутником Земли "Corot", который выйдет на орбиту в 2006 г.
Science. 2004. V.304. №5674. P.1092 (США).
Звезда размером с планету
Одним из наиболее многообещающих способов обнаружения внесолнечных планет считается поиск звездных "затмений". Если планета обращается вокруг звезды по орбите, плоскость которой близка к лучу зрения, она будет периодически закрывать часть диска светила, вызывая падение его яркости. Разумеется, одного только факта затмения недостаточно, чтобы признать открытие новой планетной системы: затмения могут вызываться и коричневыми карликами, и тусклыми звездами. До сих пор считалось, что отличить планету от звезды в затменной двойной системе можно по форме кривой блеска (т.е. по зависимости яркости центральной звезды от фазы затмения): в случае вторичного компонента звездной природы она должна отражать его больший, чем у планеты, размер и вызываемое им приливное искажение формы первичной звезды.
Чаще всего предполагаемые "планеты" в затменных системах на поверку действительно оказываются красными М-карликами, затмевающими более яркую звезду. Обнаружение таких систем, конечно, нельзя считать неудачей - затмения предоставляют ученым редкую возможность непосредственного определения массы и радиуса М-карлика, что само по себе тоже очень интересно. С моделированием маломассивных холодных звезд связано множество неопределенностей, поэтому сравнение теоретических предсказаний с наблюдениями имеет в данном случае особую важность.
В 2003 и 2004 гг. Ф.Понт (F.Pont; Женевская обсерватория, Швейцария) с коллегами из Чили, Франции и Португалии провели спектроскопические исследования 60 затменных систем с "планетными" кривыми блеска при помощи 8.2-метрового телескопа VLT-Кьюен (Европейская южная обсерватория). Помимо открытия пяти новых планет, эта работа привела к обнаружению самой маленькой из известных на сегодняшний день звезд главной последовательности (http://arxiv.org/abs/astro-ph/0501611).
Сначала спутник солнцеподобной звезды OGLE-TR-122 казался несомненной планетой. Однако от этого предположения пришлось отказаться, когда авторы работы, объединив данные о колебаниях блеска центральной звезды с данными о ее движении по лучу зрения под воздействием гравитации менее массивного компонента, определили точные параметры невидимого спутника. Выяснилось, что вторичный компонент обращается вокруг OGLE-TR-122 по довольно вытянутой орбите с эксцентриситетом 0.2 и периодом 7.27 сут. При радиусе 0.114 R¤ он обладает массой около 0.085 M¤, т.е. всего на несколько процентов, но все-таки больше предельно малой массы звезд, необходимой для поддержания термоядерных реакций. Радиус нового М-карлика лишь незначительно превосходит радиус Юпитера (масса Юпитера равна 0.001 M¤, а его радиус 0.1 R¤). Ранее теоретические модели действительно предсказывали, что по размерам наименее массивные звезды приближаются к наиболее массивным планетам, но увидеть наблюдательное подтверждение этого факта ученым удалось впервые.
По мнению авторов, открытие самой маленькой звезды имеет важное значение с точки зрения интерпретации планетных затмений. Открытие в такой небольшой выборке М-карлика, "замаскировавшегося" под планету, говорит о большой распространенности подобных "микрозвезд". Статистический анализ данных обзора показал, что среди систем с периодами свыше 2 сут вторичные компоненты звездной природы с массами 0.08–0.12 M¤ по меньшей мере столь же распространены, сколь и планеты-гиганты. При этом, вопреки теоретическим ожиданиям, в системе OGLE-TR-122 при наблюдениях в видимом диапазоне кривая блеска по форме совершенно не отличается от кривых блеска известных затменных систем с планетами. В данном конкретном случае отличия, вероятно, удалось бы обнаружить с помощью наблюдений системы в инфракрасных лучах, однако для чуть менее массивной вторичной звезды и это будет невозможно. Иными словами, для уверенного определения природы затмевающего объекта одних только фотометрических данных недостаточно: необходимы спектральные исследования.
Планетология
© Вибе Д.З.,
кандидат физико-математических наук
Москва
Солнечные затмения на Марсе
Еще в 1970-х годах космические аппараты "Viking" наблюдали за тенью меньшего из двух естественных спутников Марса - Фобоса, которая в то время пересекала видимый диск Солнца. В 1997 г. приборы аппарата "Mars Pathfinder" фиксировали момент ночного появления Фобоса из тени, отбрасываемой самой Красной планетой. Однако до сих пор еще ни разу с космического аппарата на "чужой" планете не осуществлялись прямые наблюдения какого-либо естественного спутника в процессе его прохождения перед Солнцем. А ведь результаты подобных наблюдений могут во многом способствовать уточнению эволюции и нынешнего состояния орбит марсианских "лун".
Положение теперь существенно выправится благодаря операциям, проведенным по команде с Земли в течение полутора месяцев американскими марсоходами "Spirit" и "Opportunity" в марте 2004 г. 4 марта Деймос вызвал "микрозатмение" Солнца, быстро проходя по его диску. За ним 7 марта последовал и Фобос. Приборы обоих марсоходов еще до этого были направлены в сторону светила, и велись беспрецедентные панорамные съемки тамошних явлений. Фиксировалась также реакция марсианской разреженной атмосферы на излучение Солнца.
Трудность эксперимента состояла в его крайней кратковременности: дело в том, что Деймос проходит по диску светила всего за 50-60 с, а Фобос - вообще за 20-30 с! Хотя при взгляде с Марса Солнце выглядит примерно на треть меньшим, чем с Земли (здесь сказывается удаленность Красной планеты от светила), при наблюдении с Марса его "луны" столь невелики, что даже Фобос перекрывает всего около половины солнечного диска.
Беспрецедентные "марсианские" свидетельства солнечных затмений марсианскими "лунами" изучаются в лабораториях НАСА США.
Astronomy and Geophysics. 2004. V.45. №3. P.3, 28 (Великобритания);
marsrovers.jpl.nasa.gov/gallery/press/opportunity/20040308a.html
И опять: "…есть ли жизнь на Марсе?"
В марте 2004 г. европейский межпланетный аппарат "Mars Express" передал на Землю информацию о составе атмосферы Красной планеты, собранную планетарным фурье-спектрометром. Лабораторный анализ данных, проведенный под руководством В.Формизано (V.Formisano; Институт физики межпланетного пространства, Рим), показал, что в воздушной оболочке Марса содержится некоторое количество метана. Важность этого открытия в том, что СH4, как известно, вырабатывается (по крайней мере в земных условиях) при разложении органических веществ, что могло бы свидетельствовать о наличии на Марсе жизни в том или ином ее проявлении. Однако не исключено, что этот газ просто выделяется из недр планеты, где он скапливался с ранних времен ее существования. Бортовым прибором было зафиксировано излучение в диапазоне около 3.3 мкм, характерное именно для метана. Но его количество очень невелико - примерно 10.5 частей на 1 млрд. И опять возникает вопрос, откуда он берется. Если бы новые порции этого газа в марсианской атмосфере постоянно не пополнялись, он давно бы полностью разрушился под воздействием солнечного излучения, на что ушло бы всего несколько сотен лет.
В принципе, метан может просачиваться на поверхность планеты при вулканических извержениях или даже из ныне уже дремлющих вулканов, наконец, при излиянии горячих источников. Однако ни активные вулканы, ни гейзеры до сих пор на Красной планете (в отличие от спутника Юпитера - Ио) не обнаружены. Лишь давно остывшие потоки лавы на поверхности говорят о том, что некогда такие процессы там происходили.
Очень привлекательна гипотеза астробиологов: в недрах Марса теплится жизнь, пусть даже в микроскопическом обличье! Там некие бактерии питаются глубинным веществом, испуская метан в качестве побочного продукта своей жизнедеятельности.
Ни Формизано, ни его коллеги не утверждают со всей решимостью, что наконец удалось ответить положительно на вопрос, есть ли жизнь на Марсе. Скептики, например американский космохимик-спектроскопист М.Мумма (M.Mumma; Центр космических полетов им.Годдарда НАСА США) призывает к осторожности: хотелось бы взглянуть, говорит ученый, на ряд эмиссионных спектров, зарегистрированных сразу со всеми их специфическими характеристиками; зафиксированные излучения имеют не ту относительную мощность, которую можно было бы от них ожидать, к тому же, считает он, все записи находятся на пределе чувствительности приборов, за которым начинается информационный шум.
Специалисты с нетерпением ждут сообщений от группы спектрографистов, возглавляемой В.Краснопольским (Американский католический университет, Вашингтон). Они, не покидая Землю, тоже изучали состав марсианской атмосферы и, кажется, обнаружили поглощение волн в 18 различных диапазонах, принадлежащих метану; есть признаки, что он обнаруживает себя в количестве 11 частей на миллиард. Если это подтвердится, останется "всего лишь" понять, кто или что является источником этого вещества.
Science. 2004. V.303. №5660. P.1953 (США).
Критическая температура алмазных пленок подросла
Сообщение российских физиков и их американских коллег о сверхпроводимости легированного бором алмаза (Сверхпроводящий алмаз // Природа. 2005. №3. С.81), некоторые ученые поначалу восприняли скептически. Однако вскоре и в других лабораториях мира добились аналогичного результата, а кое-где даже превзошли его.
Японские специалисты вырастили ориентированные (111) пленки алмаз/бор на кремниевых (001) подложках, используя методику MPCVD (одну из модификаций метода химического осаждения из паровой фазы) (o получении алмазных пленок см.: Увидим ли схемы в алмазах? // Природа. 2003. №11. С.82). За 9 ч получались пленки толщиной 3.5 мкм, состоящие из зерен диаметром около 1 мкм. В отсутствие магнитного поля (H = 0) температура начала резистивного перехода составляла 7.4 К, а в нуль электросопротивление обращалось при Tc = 4.2 К (у российских и американских физиков эти величины равнялась соответственно ~4 К и 2.3 К). Появление и дальнейшее увеличение магнитного поля приводило, как обычно, к подавлению сверхпроводимости. Все эти результаты полностью воспроизводимы на разных образцах.
Резистивные переходы пленок алмаз/бор
в различных магнитных полях.Измерения холловской подвижности позволили определить концентрацию носителей заряда n = 9.4·1020 см–3, что соответствует концентрации бора 0.53%. Первые признаки сверхпроводимости появлялись при содержании бора 0.18% - это даже меньше, чем давали теоретические оценки.
Applied Physics Letters. 2004. V.85. P.2851;
http://perst.isssph.kiae.ru/inform/perst/4_21/index.htm
Конвергентная эволюция у дарвиновых вьюрков
Хотя Чарлз Дарвин не был орнитологом, однако, посетив в середине XIX в. о-ва Галапагос, обратил внимание на небольших птичек, невзрачно окрашенных и обладающих массивным клювом. На архипелаге обитает всего около двух десятков видов таких птиц, получивших впоследствии название дарвиновых вьюрков и выделенных в особое семейство Geospizidae, родственное нашим зябликам и щеглам. Дарвин использовал вьюрков в качестве одной из иллюстраций к своей теории происхождения видов путем дивергенции: от предковой формы появляются дочерние путем специализации. Этим же птицам суждено было стать моделью для исследования гибридогенного видообразования, которое представляет собой совершенно противоположный процесс.
В течение 30 лет (1973-2003) дарвиновых вьюрков изучал с коллегами английский орнитолог П.Грант (P.Grant; Принстонский университет). Под постоянным наблюдением находились популяции двух видов: кактусового (Geospiza scandens) - чуть большего размера и более длинноклювого - и среднего земляного (G.fortis) вьюрков, гнездящихся на одном из островов архипелага. Вот что удалось обнаружить.
Эти виды репродуктивно не изолированы: из-за сходства друг с другом они более или менее регулярно скрещиваются между собой. За время наблюдений доля гибридов первого поколения увеличилась вдвое - с 10% до 24%. Последствия такой гибридизации оказались более заметны на кактусовом вьюрке: за счет генов среднего земляного вьюрка увеличилось генетическое разнообразие популяции, относительно короче стал клюв и уменьшились размеры тела, т.е. по внешним признакам кактусовые вьюрки приблизились к земляным. Такой процесс ученые называют интрогрессивной гибридизацией - в этом случае один вид как бы поглощает другой. Почему это оказалось возможным у дарвиновых вьюрков? Грант и его коллеги выдвинули следующее предположение.
Если два вида скрещиваются между собой, то судьба потомков таких популяций зависит от внешних условий. К примеру, менее приспособленные гибриды будут чаще погибать, а степень гибридизации поддерживаться на постоянном низком уровне; виды при этом эволюционируют так, как и предполагал Дарвин, т.е. по пути специализации, или дивергентной эволюции. Если же ситуация вдруг начнет меняться и гибриды окажутся более к ней приспособленными, то в этом случае естественный отбор будет благоприятствовать как раз гибридным формам, и произойдет "слияние" видов, т.е., по сути дела, конвергентная эволюция. Такой новообразованный вид может быть больше похож на один из родительских: благодаря отбору признаки материнских видов комбинируются определенным образом, наилучшим способом отвечая изменившимся условиям.
Таким образом, межвидовая гибридизация создает как бы дополнительный жизненный потенциал, до поры до времени спящий, но легко способный пробудиться и дать новую жизнь затухающим популяциям, связав два вида узами Гименея.
Evolution. 2004. V.58. №7. P.1588-1599 (США).
О чем рассказали… крысы
Антропологи давно спорят о прародине полинезийцев. Известно, что примерно 3500 лет назад их предки появились на островах вокруг о.Новая Гвинея и впоследствии распространились по всей южной акватории Тихого океана. Но откуда они пришли, пока остается неизвестным. Неясно и происхождение полинезийской культуры лапита: одни специалисты полагают, что она сложилась на вышеупомянутых островах, другие ее прародиной считают о.Тайвань.
Современная генетика в состоянии разрешать споры о происхождении народов, но в данном случае это оказалось невозможным: ученые не могут взять необходимые для анализа образцы ДНК из останков давно умерших людей, поскольку для этого пришлось бы нарушить племенные табу. Приходится искать обходные пути. Специалисты, возглавляемые Л.Матису-Смит (L.Matissoo-Smith; Оклендский университет, Новая Зеландия), использовали для своих исследований… крыс. Эти грызуны играли существенную роль в рационе питания полинезийцев (более крупные животные на островах не водились), были персонажами фольклора, их изображали на старинных ритуальных масках.
Новозеландские ученые извлекли фрагменты ДНК из остатков древних крыс, обнаруженных вблизи стоянок человека лапитской культуры, а также в различных музеях городов Юго-Восточной Азии. Анализ показал: древние полинезийские крысы генетически гораздо ближе к крысам, которые ныне населяют острова к западу от Новой Гвинеи, чем к тем, что живут в Восточной Азии.
Это исследование наносит серьезный удар по гипотезе тайваньского происхождения полинезийцев, но отказаться от нее полностью пока нельзя, так как существует некоторое сходство языков Южного Китая и полинезийских народов. Так что дискуссия продолжается.Proceedings of the National Academy of Sciences. June. 2004;
Science. 2004. V.304. №5678. P.1742 (США).
Уникальная социальная жизнь носухи
Носухи (Nasua) - довольно крупные (весом 3-6 кг) представители семейства енотовых (Procyonidae). Известно два-три вида этих зверей, населяющих Центральную и Южную Америку. Носухи ведут наземный образ жизни, обследуя лесную подстилку подвижным чувствительным носом в поисках пищи, к которой непривередливы. Большинство хищников ведут одиночный образ жизни, но носуха в этом отношении - любопытное исключение. Хотя самцы в общем придерживаются этого правила, самки с детенышами держатся сплоченными и постоянными по составу группами из 15-20 особей, занимающими определенный участок леса в несколько квадратных километров. После достижения определенного возраста молодых самцов из группы изгоняют, а самки остаются. Путешествуя по лесу в поисках пропитания, носухи используют свой длинный полосатый хвост как средство сигнализации, держа его вертикально, что позволяет им не терять друг друга из вида.
Дополнительные любопытные особенности жизни этих зверей выяснили зоологи из Университета Флориды (Booth-Binczic S. et al. // J. Zool. 2004. V.262. №2. P.179-185). В течение трех лет они изучали один из видов носух (N.narica) в Гватемале. Вне периода размножения, когда добиться благосклонности самки маловероятно, самцы много времени проводят в одиночестве, лишь периодически наведываясь к самкам и долго здесь не задерживаясь. Но с наступлением репродуктивного сезона поведение самцов меняется: около каждой группы самок постоянно держится три-четыре самца, которые токуют, взбираясь на деревья и оглашая окрестности протяжными криками в ожидании ответа. Самки между тем продолжают вести обычную жизнь, путешествуя по участку, поэтому самцам приходится постоянно менять деревья. На одном дереве самцы не токуют, прогоняя конкурентов.
Носуха. Ученые назвали такую социальную организацию "мобильные тока", противопоставив их обычным токам (как, например, у глухарей или тетеревов), когда самцы из года в год собираются в одном месте.
© Опаев А.С.
Москва
Мировые затраты на геологическую разведку
В течение 20 лет поиск и добыча минеральных полезных ископаемых в Австралии неуклонно сокращались, и лишь в 2002/2003 финансовом году расходы на геологическую разведку возросли на 14% по сравнению с предыдущим годом - ассигнования на эти цели достигли 732.5 млн долл. США. Размах в исследованиях охватил все шесть штатов и Северную территорию, но на первом месте оказались штаты Виктория (рост на 36%) и Квинсленд (23%). В абсолютных величинах пока еще ведет штат Западная Австралия, чья доля в общей геологической разведке страны достигает 57%. Главное богатство недр этого штата составляет золото. В масштабе всего государства на поиски золота привлечено 51.7% общих ассигнований (378.4 млн долл.), направляемых на разведку полезных ископаемых; на втором месте - каменный уголь (10.6% - 77.9 млн долл.), затем - никель с кобальтом (9%), железная руда (6.1%) и т.д. Особенно крутой рост расходов отмечается на поиски железной руды (77% по сравнению с прошлым годом), а затраты на разведку залежей урана и минеральных песков, наоборот, упали, соответственно на 22 и 18%.
Все это происходит на фоне возрастания мировых затрат на геологическую разведку, которые впервые с 1997 г. составили рекордные 5.2 млрд долл. Австралия и ныне сохраняет второе место в мире (после Канады) по этому показателю, хотя ее доля снизилась с 17.6 до 15.5%. Возрастание же роли Канады связано главным образом с обнаружением на ее территории новых кимберлитовых провинций, многообещающих по добыче алмазов.
Обращает на себя внимание нынешний "взлет" поисковой геологии в Африке (главным образом в Южной). Там в 2003 г. ассигнования на разведку возросли на 120%, что поставило ЮАР на четвертое место в мире (вслед за Канадой, Австралией и США). Наибольший прирост отмечается в поиске алмазов, золота и платины.
Эксперты констатируют нынешний рост цен на полезные ископаемые, в первую очередь - на золото, никель и другие металлы; предполагается их дальнейший рост по крайней мере в течение еще полутора лет.
AusGeoNews. 2003. №3. P.16 (Австралия).
Новый взгляд на океанический конвейер
Одно из крупнейших на Земле динамических явлений - так называемый глобальный конвейер, который представляет собой перемещение глубинных вод в северной части Атлантического океана, оказывающее влияние на климат обоих полушарий. Особенно значителен этот процесс в межледниковые периоды, а во время очередных оледенений его размах существенно сокращается.
Такая широко принятая среди океанологов и метеорологов точка зрения на заметные колебания в циркуляции вод Мирового океана основана главным образом на изучении изотопного состава углерода в тканях глубоководных фораминифер, раковины которых после отмирания образуют меловые отложения: специалисты сопоставляли содержание изотопов углерода в раковинах фораминифер, живших в ледниковый период, с тем, что было определено у населявших океан в межледниковье.Однако ныне группа американских океанологов во главе с Реймо (Raymo) предлагает внести существенные изменения в принятую ранее теорию. Они наиболее детально за все время исследований изучили состав раковин фораминифер, образцы которых взяты при бурении дна в семи пунктах Северной Атлантики - у п-ова Лабрадор, южных берегов Исландии и в Датском проливе, соединяющем Ледовитый океан с Атлантикой. Период времени, к которому относятся образцы, охватывает 27 гляциальных (ледниковых) циклов, т.е. около 2 млн лет.
Выяснилось, что уровень продуктивности североатлантических глубинных вод, которые считаются главным двигателем всего глобального конвейера, серьезных изменений в масштабах оледенений за данный интервал времени не претерпевал. И это несмотря на резкие различия в климатических условиях того времени и в количествах льда на суше и в море.
Авторы исследования предполагают, что наблюдаемая изменчивость продуктивности североатлантических глубинных вод за последнее время нетипична, равно как нетипичен в течение нынешнего аномально теплого межледниковья изотопный состав углерода в регионе, где образуется большая часть североатлантических глубинных вод. Рекомендуется при использовании данных, описывающих изотопный состав глубинных придонных организмов, рассматривать указанные выше факторы, влиявшие на изменчивость циркуляции океанических вод.
Paleoceanography. 2004. V.19. P.1029;
Science. 2004. V.304. №5672. P.797 (США).
Пробуждение вулкана Аву
Согласно историческим данным, вулкан Аву, который расположен у северной оконечности о.Сулавеси (Индонезия), на примыкающем к нему о.Сангихе, извергался в 1711, 1812, 1856, 1892 и 1966 гг. Последние 37 лет он считался погасшим. За это время на его вершине (высота вулкана 1320 м над ур.м.) образовалось километровое в длину кратерное озеро с зеленоватой водой; когда-то его объем достигал 35 млн м3 воды, а глубина временами возрастала до 170 м. Затем озеро начало мелеть, и к 2003 г. там оставалось всего 50 тыс. м3. Специалисты объяснили это появлением на дне кратера и в его стенах трещин. Обмеление было воспринято с облегчением, так как существовала опасность, что в случае серьезных сейсмических событий лахары (грязевые потоки) обрушатся на многочисленные селения, разбросанные у подножия горы. Этого теперь уже не могло случиться, но 12 августа 1966 г. вулкан изверг потоки жидкой лавы и облака раскаленных газов. Погибло 99 человек, число раненых превысило 1 тыс., примерно 11 тысячам пришлось бежать. Затем Аву успокоился.
Признаки нового пробуждения были замечены 15 мая 2004 г., когда произошло не особенно сильное землетрясение тектоническою типа, за которым последовали два явно вулканических. На следующие сутки их насчитывалось уже 12. Сотрудники вулканологической службы Индонезии установили, что это признаки медленного подъема крупных масс расплавленного вещества. Над кромкой кратера на высоту 75 м поднялся столб газов, а земная поверхность на склонах начала сотрясаться. Появились свидетельства того, что эпицентр землетрясения все более смещается из недр к поверхности. 18 мая 2004 г. по рекомендации ученых местные власти объявили тревогу. 2 июня сквозь пар, дым и пыль в середине кратера стал различим новорожденный крупный купол, буквально на глазах складывающийся из рыхлых масс шлака, среди которых отмечались и крупные глыбы светлой пемзы.
Если в мае сейсмичность ограничивалась одним толчком в день, то 4-5 июня их было зарегистрировано 85. Утром 6 июня раздался взрыв, сопровождавшийся дождем из пепла. Его видимый столб достигал 750-метровой высоты. К этому времени объявленный уровень тревоги возрос до IV (наивысшей) степени, и 20 тыс. окрестных жителей были эвакуированы. Всего за 8 ч 7 июня зарегистрировано 165 глубокофокусных вулканических землетрясений и 18 - мелкозалегающих. В районе городка Тахупа слой выпавшего пепла приблизился к 1.5 мм, так что местный аэропорт пришлось закрыть.
Утром 10 июня беспрерывные толчки и выбросы продолжались 34 мин, после чего активность Аву начала постепенно спадать. Облако черного пепла поднималось в это время до высоты 3 км над вершиной горы. Степень угрозы понизилась, и обитатели деревень к западу от вулкана получили 13 июня возможность вернуться домой. На крышах зданий толщина пеплового слоя равнялась 1.5-2 мм.
Индонезийские специалисты установили, что посередине кратера вырос купол высотой 40 м и площадью основания 250ґ300 м2. В наблюдениях за вулканом и в эвакуации жителей принимали участие сотрудники Управления координации гуманитарных мероприятий ООН (Нью-Йорк). С их помощью около 20 тыс. эвакуированных были размещены в административных зданиях, школах и молитвенных домах других деревень и поселков, стоящих вдали от вулкана.
Bulletin of the Global Volcanism Network. 2004. V.29. №5. P.1 (США).
Колибри-европеец нашелся в комоде!
Орнитологи насчитывают более 300 видов семейства колибри (Trochilidae). Эти крошечные (длина 5.7-21.6 см, масса 1.6-20 г) птицы питаются цветочным нектаром на лету, зависая над растением. Все они - жители Западного полушария. Известно, что прародина этих пернатых - Центральная и Южная Америка; впоследствии они расселились и по северной части континента, вплоть до границы между США и Канадой. В Старом же свете колибри не обитают и, по убеждению специалистов, никогда не обитали.
Этот общепризнанный взгляд опроверг немецкий палеонтолог и орнитолог Г.Майр (G.Mayr; Исследовательский институт Зенкенберга, Франкфурт-на-Майне). Он изучил и описал найденный ранее в глиняном карьере на юге Германии скелет древней птицы, которая несомненно относится к Trochilidae. Костные остатки ученый обнаружил… в ящике "для неопознанных предметов" Музея естественной истории в Штутгарте! Скелет, хоть и распавшийся на две части, неплохо сохранился - отсутствует лишь кончик клюва. Анализ показал, что возраст находки 30-34 млн лет.Вообще остатки древних колибри из-за хрупкости скелета доходят до наших дней очень редко, долгое время их не находили даже на родине - в Западном полушарии. Впервые остатки птиц, похожих на колибри, обнаружили совсем недавно, причем, как ни странно, в Европе, на Кавказе. Однако части скелетов этих двух ископаемых пернатых возрастом около 30 млн лет (Argornis caucasicus и Jungornis tesselatus) сохранились столь плохо, что утверждать их принадлежность к колибри никто не решился. Строение тела, возможно, позволяло этим птицам порхать на одном месте, но весьма сомнительно, чтобы клюв у них был такой формы, которая позволяет всасывать нектар. Возможно, это были отдаленные предки Trochilidae.
Иное дело находка Майра. Строение данной птицы (ее длина 4-5 см от головы до хвоста) было отлично приспособлено и к зависанию над цветком, и к всасыванию из него нектара в этом положении. Локтевая и плечевая кости сильно укорочены, что позволяло крылу вращаться; клюв вытянут. Есть множество и других анатомических особенностей, по которым находку следует отнести именно к Trochilidae. Новичку дали имя Eurotrochilus inexpectatus (европейский колибри неожиданный). Майр полагает, что родина колибри, как это и считалось ранее, - Южная Америка, но в дальнейшем они проникли и в Старый Свет, откуда в дальнейшем были вытеснены певчими птицами.
Science. 2004. V.304. №5672. P.810 (США).
Увидеть мумию насквозь
В IX в. до н.э. жрец по имени Неспереннуб служил в одном из храмов священного египетского города Фивы. После смерти его тело, как полагалось соответственно его общественному положению, было мумифицировано и захоронено в гробнице. В 1899 г. археологи при раскопках потревожили усопшего, и тело было доставлено в лондонский Британский музей, где хранится поныне. Для всестороннего его изучения египтологам необходимо заглянуть внутрь многочисленных "оберток", в которые укутана мумия, сохранявшаяся более 3 тыс. лет.
Раньше для этого мумию просто "раздевали", а тело вскрывали хирургически. Но при этом безвозвратно терялись первоначальные уникальные характеристики организма. Сегодня же применяют компьютерную томографию и трехмерное лазерное сканирование.
Кураторы египетского отдела Британского музея, работая совместно со специалистами из компании "Silicon Graphics", получили более полутора тысяч последовательных изображений "слоев" тела покойника - от кожи до скелета - и его посмертных одежд. Благодаря этому методу любой ученый, будь он археолог, антрополог, микробиолог, специалист по древним технологиям ткацкого производства и т.п., может получить подробное представление о предмете своего исследования, даже не прикасаясь к нему.
Визуальное "вскрытие" сразу же позволило обнаружить несколько любопытных обстоятельств. Например, на внутренней стороне черепа стало заметно крошечное отверстие. Анатомы полагают, что оно возникло из-за мозговой опухоли или туберкулеза, которыми мог страдать этот древний египтянин.Так фиванский жрец получил возможность "рассказать" о себе и своем времени через тысячелетия после смерти.
Science. 2004. V.305. №5681. P.174 (США).
КАЛЕЙДОСКОП
Новое зеркало для космических телескопов
Судно пересекает Южный полярный круг
Откуда Гольфстрим на древнейшей карте?
Трепанация черепа в XI веке
Рекордный уловНовое зеркало для космических телескопов
В 2007-2008 гг. НАСА США, по-видимому, предпримет новые шаги для продления активной жизни космического телескопа "Хаббл". Параллельно начата работа над принципиально новой зеркальной установкой, которую можно будет смонтировать на борту другого аппарата. На "Хаббле" планируется смена отработавших аккумуляторов, гироскопов и широкоугольной камеры. Отмечается, что необходимая замена бортового спектрографа COS вряд ли возможна без непосредственного участия человека - эта операция слишком сложна для любого из существующих автономных аппаратов. Поэтому научный руководитель НАСА, бывший астронавт Дж.Грунсфелд (J.Grunsfeld) распорядился начать подготовку к изготовлению нового астрономического зеркала.
Оно должно отвечать всем последним достижениям в своей области. Так, в аналогичных наземных телескопах уже используется адаптивная оптика, позволяющая корректировать искажения изображений, связанные с тепловым расширением конструкций приборов, деформацией зеркала под собственным весом и атмосферными флуктуациями. Кроме того, появилась возможность снизить массу (и стоимость) современного оптического прибора по сравнению с тем, что стоит на телескопе "Хаббл".
Предполагаемые параметры космического адаптивного зеркала: диаметр около 2 м, масса 200 кг, стоимость от 200 до 300 млн долл. вкупе с другими приборами, плюс примерно 100 млн долл. - запуск с помощью ракеты повторного использования типа "Delta-2". Проект обещают поддержать военные организации США, заинтересованные в развитии наблюдательной космической техники.
Science. 2004. V.304. №5673. P.940 (США).
Судно пересекает Южный полярный круг
В летний антарктический сезон 2003/04 гг. крупнейший круизный лайнер "Amsterdam", двигаясь вдоль западного побережья Антарктического п-ова, дважды (28 декабря 2003 г. и 20 января 2004 г.) пересек Южный полярный круг. Несмотря на отсутствие ледовых креплений корпуса судна, капитан Дж.Харрис получил от Международной ассоциации антарктических туроператоров и Агентства США по защите окружающей среды разрешение на плавание в этой акватории (без высадки туристов на берег). Ледовая обстановка была благоприятной: отмечено лишь небольшое число малых айсбергов, что не характерно для данного региона.
В истории полярного мореплавания "Amsterdam" стал вторым по тоннажу и размерам судном, которое пересекло Южный полярный круг. Первенство в этом отношении принадлежит крупнотоннажному авианосцу ВМФ США "Philippine Sea" - участнику IV экспедиции (1946-1947) адмирала Р.Бэрда (известной под названием "Operation Highjump").Polar Record. 2004. V.40. №214. P.280 (Великобритания).
Откуда Гольфстрим на древнейшей карте?
До сих пор первой из карт, на которой показано какое-либо течение, считалась составленная в середине XVIII в. Бенджамином Франклином. Предшествовавшие ей средневековые изображения можно считать скорее картинами, чем достоверными планами. Однако в 2004 г. американский специалист по физической океанографии Т.Россби (T.Rossby; Университет штата Род-Айленд) случайно натолкнулся на книгу, в которой воспроизведен рисунок XVI в., изображающий северную акваторию Атлантического океана. Автором чертежа был назван шведский священник, которого, согласно принятому тогда обычаю, по-латыни именовали Олаусом Магнусом, т.е. Олафом Большим (или Великим). Этот любознательный пастор за грехи был сослан в Исландию, где на досуге занялся "описанием природы".
В 1539 г. была опубликована созданная им "Carta Marina", на которой показаны воды, омывающие ледяной остров, а также, разумеется, игрушечные кораблики, мифические драконы, змии и другие обычные в тогдашней картографии украшения. Но, как с изумлением заметил Россби, отмеченные там же со всей тщательностью течения вполне отвечают реальности. Наложив на этот древний документ космические фотоснимки, ученый убедился, что петли и воронки северных ветвей Гольфстрима, снятые из космоса в последние годы, достаточно точно совпадают с нанесенными рукою Олафа Магнуса. Даже местоположение и размеры этих завихрений, воронок, диаметры которых иной раз составляют около 100 км, даны им сравнительно верно. На карту, хотя и в несколько наивной манере, нанесен, например, так называемый исландско-фарерский фронт - область, где теплые воды субтропиков, принесенных Гольфстримом, сталкиваются с холодными полярными. Откуда Олаф Магнус почерпнул эти сведения, остается загадкой.
Science. 2004. V.304. №5672. P.820 (США).
Трепанация черепа в XI веке
Английские врачи в Средние века умели делать трепанацию черепа - об этом свидетельствует недавняя находка С.Мэйса (S.Mays; Археологический центр английского наследия). Исследователь обнаружил скелет жившего в начале XI в. йоркширского крестьянина, череп которого был вскрыт хирургом. Операция прошла удачно - об этом говорят оставшиеся рубцы.
Трепанации проводились и в древности - на это указывают многие археологические находки; кроме того, о таких вмешательствах упоминают некоторые античные авторы. Однако затем эта практика прервалась примерно на тысячелетие (по крайней мере, достоверных доказательств ее продолжения в этот период нет).Sciences et Avenir. 2004. №693. P.32 (Франция).
Рекордный улов
В июне 2004 г. некий британец с весьма распространенным именем Роберт Дейвис выловил в заливе Суонси у берегов Уэльса осетра (Acipenser) невиданных размеров: длина от носа до хвоста 2.75 м, а вес более 130 кг.
С XIV в. в Англии существует не отмененный доселе закон, согласно которому подобная рыба должна быть "представлена королевскому двору", что законопослушный рыбак и сделал письменно. В официальном ответе из Букингемского дворца ему разрешалось поступить с добычей по собственному усмотрению.
Дейвис устроил аукцион, на котором осетра за 1200 долл. США купил один лондонский ресторатор. Но тут вмешалась местная полиция и конфисковала рыбину под предлогом, что в ней содержалась осетровая икра, которая - уже по новейшим английским законам - подлежит строгой охране. Однако на следующий день рыба из полицейского участка таинственно исчезла и столь же таинственно вскоре обнаружилась. Купивший ее владелец подарил осетра Музею естественной истории в Лондоне. Радость куратора ихтиологического отдела не поддается описанию, а около новой экспозиции теперь постоянно толпятся посетители.
Science. 2004. V.305. №5680. P.38 (США).
КОРОТКОР.Стекел (R.Steckel; Университет штата Огайо, США), измерив нескольких тысяч скелетов из могил Северной Европы, пришел к выводу: средний рост мужчины XI-XII вв. равнялся 173.4 см, т.е. почти не отличался от нынешнего. В конце XII в. этот показатель начал снижаться и стабилизировался с наступлением XVII в. на уровне, меньшем примерно на 6.5 см. Стекел объясняет эту динамику тем, что в малый ледниковый период продуктивность сельского хозяйства упала и люди не могли питаться столь же полноценно, как в предыдущие века.
Sciences et Avenir. 2004. №692. P.24 (Франция).
Три британских научных учреждения - Лондонский музей естественной истории, Лондонское зоологическое общество и Институт генетики Ноттингемского университета - договорились о создании первого в мире банка ДНК видов животных, находящихся под угрозой вымирания. Проект называется «Замороженный ковчег», возглавляет его Ф.Рейнбоу (Ph.Rainbow). В первую очередь планируется собрать в общий список все существующие в мире коллекции ДНК: по отдельности они страдают пробелами и труднодоступны.
Science. 2004. V.305. №5684. P.603 (США).
Почему письменность шумеров, возникшая примерно 5 тыс. лет назад, использовалась после того, как уже умер их разговорный язык, еще на протяжении почти двух тысячелетий? Филолог Д.Браун (D.Brown; Университетский колледж Лондона) объясняет это бурным развитием астрологии. Продажа гороскопов, написанных клинописью, приносила большие доходы писцам. Они передавали свое ремесло из поколения в поколение и вовсе не хотели оставлять столь прибыльное занятие.
La Recherche. 2004. №378. P.22 (Франция).
Во Франции отмечается все больше случаев нападения волков на стада домашних животных. В связи с этим Министерство экологии разрешило охоту на этих хищников в департаментах Изер, Дром и Савойя. Лицензия на 2004 г. предусматривала отстрел максимум четырех особей. Способы охоты на них остаются традиционными. Волка защищают международные конвенции, но данное мероприятие не причинит какого-либо ущерба популяции этого животного во Франции.
Sciences et Avenir. 2004. №692. P.46 (Франция).
Японские геохимики Д.Дзен и М.Ямада (J.Zheng, M.Yamada) исследовали методом масс-спектрометрии донные осадки, взятые в заливе Сагами (Япония). Анализ показал повышенное содержание плутония. Ученые считают это результатом испытаний атомного оружия США в атмосфере над тихоокеанскими атоллами Бикини и Эниветок в 50-х годах прошлого века. По мнению Дзена и Ямады, плутоний перенесли на столь большое расстояние океанские течения, а не воздушные потоки.
La Recherche. 2004. №378. P.14 (Франция).
В сентябре 2004 г. на северо-западе Монголии (в долине Хомийн Тал) выпущены в природу 12 лошадей Пржевальского. Последние десятилетия эти животные содержались лишь в зоопарках и частных питомниках, но благодаря десятилетней работе К.Фей (C.Feh) древнейший обитатель монгольских степей вернулся на родину. За свой труд по реинтродукции лошади Пржевальского в естественную среду обитания Фей в 2004 г. получила престижную премию, учрежденную фирмой «Ролекс».
Sciences et Avenir. 2004. №693. P.52 (Франция).
Подробный отчет об археологических раскопках, проведенных в 10 пунктах неподалеку от г.Кумран (западное побережье Мертвого моря), составили недавно израильские археологи Я.Пелег и И.Маген (Y.Peleg, I.Magen). В середине прошлого века в здешних пещерах были найдены знаменитые кумранские рукописи, авторство которых специалисты приписывают членам секты ессеев, проживавшим здесь во II в. до н.э. - I в. н.э. Считается, что по своим убеждениям община вела практически монашеский образ жизни. Однако найденные ныне монеты, расписные гончарные изделия, множество различных украшений заставляют усомниться в этом предположении.
Sciences et Avenir. 2004. №692. P.32 (Франция).
В 2003 г. было официально признано открытие 111-го элемента, но тогда он не получил наименования. Теперь он будет называться «рентгениум» и иметь символ Rg в честь Вильгельма Конрада Рентгена - Нобелевского лауреата 1901 г. по физике и первооткрывателя X-лучей.
Sciences et Avenir. 2005. №695. P.28 (Франция).
РЕЦЕНЗИЯ
МЕЖДУНАРОДНЫЙ
ГЕОЛОГО-ГЕОФИЗИЧЕСКИЙ
АТЛАС ТИХОГО ОКЕАНА.
Под ред. Г.Б.Удинцева.
М.; СПб.: Картография, 2003. 189 с.Событие в мире наук
о Земле и Мировом океанеБ.И.Силкин
МоскваМожно смело назвать это событие важным: в свет вышел давно и с нетерпением ожидавшийся "Международный геолого-геофизический атлас Тихого океана". Каждый из его авторов, составителей и редакторов теперь вправе сказать словами пушкинского летописца Нестора: "Закончен труд, завещанный от Бога мне, грешному…" Сначала - немного истории.
"Биография" этого издания фактически началась еще в 1899 г., когда в Берлине VII Международный географический конгресс обратил внимание на совершенно неудовлетворительное состояние наших знаний о строении дна Мирового океана. Была создана компетентная комиссия для изучения этого вопроса под главенством большого энтузиаста в деле изучения морей - принца Монакского Альберта I. Среди лиц, вошедших в эту комиссию, были и такие знаменитые исследователи, как адмирал С.О.Макаров и Ф.Нансен. Было решено составить на международной основе с использованием географической номенклатуры и всех доступных данных первую в истории Генеральную батиметрическую карту океана (ГБКО); финансирование работ приняло на себя правительство Монако.Прекрасным - и тогда еще редким - примером научного сотрудничества стало постановление о том, чтобы термины, обозначающие формы подводного рельефа, были унифицированы для трех наиболее распространенных европейских языков, и этот принцип соблюдается во всех дальнейших публикациях ГБКО. Оперативность же первого издания (на составление и печать которого ушло всего лишь семь месяцев!) можно поставить в пример нынешним продолжателям этого дела. В январе 1904 г. готовые карты поступили в распоряжение Французской академии наук, а затем и во все другие заинтересованные организации. Основой карт служили данные измерений глубин, выполненных главным образом под эгидой британского Адмиралтейства. Однако немалый вклад внесли и суда, прокладывавшие в то время межконтинентальную сеть телеграфных кабелей по морскому дну. Эту публикацию смело можно назвать исторической.
Совершенствование техники исследований и рост потребности в информации вызвал необходимость нового издания ГБКО, и в 1912 г. оно начало готовиться. Первые листы карт появились уже тогда, но дальнейшие работы прервала Первая мировая война. Поэтому к следующему (третьему) изданию удалось приступить лишь в 1930 г., да и оно растянулось до 1969 г., что вызывалось многими экономическими и политическими причинами. Созданная к тому времени Международная гидрографическая организация поставила задачу охватить изучением ранее едва доступные глубины за пределами континентальных шельфов. О масштабах этого дела можно судить хотя бы потому, что поступавшие со всех сторон данные размещались более чем на одной тысяче планшетов масштаба 1:1 млн в меркаторской проекции; далее уже с них изобаты переносились на окончательные листы масштаба 1:10 тыс.
Спустя 38 лет плоды этой работы в виде 21 листа карт смогли увидеть свет. Но еще до ее завершения в 1952 г. VI Международная гидрографическая конференция отметила необходимость четвертого издания: количество измерений глубин в Мировом океане "перехлестнуло" старые понятия и расширило возможности, позволив по-новому взглянуть на морское дно. За дело взялись 18 гидрографических служб стран-членов Международной гидрографической организации. Особый энтузиазм вызвал начавшийся в 1957 г. Международный геофизический год (МГГ) - широчайшее всемирное научное мероприятие, в котором впервые приняла активное участие и наша страна. По программе МГГ осуществлялось всестороннее изучение всех "сфер" нашей планеты, включая атмосферу, магнитосферу, земную кору и, разумеется, Мировой океан. Четвертое издание ГБКО (1958-1970) нашло свое достойное место среди публикаций, знакомящих специалистов и более широкую общественность со строением океанического ложа.
Вернемся, однако, к самому Атласу. Даже само начало огромного (60ґ50 см) тома не может не вызвать интереса у любого человека, так или иначе причастного к истории открытия и исследования нашей планеты, которую было бы справедливо назвать Океаном, ведь ее поверхность на 71% покрыта водой. Тихий океан - крупнейший водоем, которому и посвящен данный Атлас. Естественно, что издание открывается изображениями судов, начавших подлинно научное исследование Мирового океана в минувшие века и продолживших эти работы уже в наше время.
Здесь мы видим модель барка "Еndeavour", на котором капитан Дж.Кук еще в 1768-1771 гг. совершал свое кругосветное "плавание открытий"; старинную акварель "Шлюп "Мирный"" Ф.Беллинсгаузена, с борта которого русские моряки в 1821 г. впервые взирали на ледяные берега Антарктиды; славный корабль "Бигль", вошедший в историю науки благодаря Ч.Дарвину, замыслившему во время плавания на нем теорию происхождения и эволюции видов; наши отечественные корветы "Витязь I" и "Витязь II" (на последнем из них Н.Миклухо-Маклай ходил в Новую Гвинею).
Среди более современных - первое в мире исследовательское немагнитное судно "Carnegie" (США), а также "Элтанин", "GLOMAR Challenger" и "JOIDES" (все три - США), с борта которых проводилось бурение дна в сотнях точек морей и океанов; за ними следуют наши "соотечественники" "Дмитрий Менделеев" и "Геолог Ферсман", а также французский "Coriolis", британский "Challenger" и японский "Hakuro Maru". Все они оставили неизгладимый след на страницах книги познания нашей планеты. Жаль только, что отечественная и в свое время единственная немагнитная шхуна "Заря", собравшая в плаваниях по программе Международного геофизического года (1956 и 1959 гг.) уникальные сведения о строении магнитного поля во многих акваториях, удостоилась здесь лишь весьма схематического черно-белого рисунка. Ведь даже суда XVIII и начала XIX в., а тем более многие современники шхуны "Заря" даны во всех подробностях и в цвете; тем более жаль, что существуют вполне адекватные заслугам этого судна фотографии, сохранившиеся как в "родном" ему Институте земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн РАН, так и в фотоархиве ТАСС…
Исторический раздел удачно дополняют "предтечи" этого Атласа - относительно старые и выглядящие сегодня несколько наивными батиметрические карты, издававшиеся еще в 1903-1904, 1912-1913, 1940, 1975-1984 гг., по которым отлично прослеживается весь ход постепенного и все большего знакомства человечества с ложем морей и океанов.Познание гигантского объекта, скрытого под мощным слоем морской воды и недоступного прямому наблюдению, без сложной аппаратуры невозможно. Поэтому текстовая часть Атласа, естественно, открывается описанием применяемой при этом новой исследовательской техники. Здесь мы знакомимся с наиболее современными методами навигации (включая и спутниковую), без которых геофизические и океанографические работы "повисают в воздухе", а также с системами определения скорости судна. Характеристика же собственно исследовательского оборудования начинается с описания таких незаменимых ныне инструментов, как многолучевые эхолоты и звуковые локаторы, позволяющие строить высокоточные трехмерные картины дна, включая даже малые формы его рельефа. Те приборы, которые стали использоваться в новейшее время, совмещают в себе возможности сонара (звукового локатора) с многолучевым эхолотированием на любой глубине и возможностью построения сейсмического профиля. Четкие схемы результатов работы такой аппаратуры и ее цветные фотопортреты дают возможность ясно представить себе, как это делается и что получают ученые в качестве "сухого остатка".
Если же говорить о научном значении атласа Тихого океана, то, по мнению Г.Б.Удинцева, главного редактора этого издания, среди приведенных в нем данных по Тихоокеанскому тектоно-вулканическому "огненному кольцу" особенно важными стали результаты глубинного сейсмического профилирования подводных окраин континентов, островных дуг и сопряженных с ними глубоководных желобов. С этим профильным материалом сочетается глубокий анализ распределения сейсмической активности и механизма движений в очагах землетрясений, а также распространения разрушительных волн цунами. Подробнейшие морфологические и геофизические исследования охватывают рифтогенальную систему, протянувшуюся через весь океан от хребта Хуан де Фука на севере и Восточно-Тихоокеанское и Южно-Тихоокеанское поднятия до Антарктики, с их гидротермальной активностью и формированием рудных месторождений. Детальное многолучевое и придонное эхолотирование, сопровождавшиеся непосредственными наблюдениями с обитаемых аппаратов, нашли отражение на многочисленных крупномасштабных картах рифтовой зоны и трансформных разломов. Труднодоступные для исследований области Антарктики описаны в серии карт и профилей глубинного сейсмического профилирования, позволяющих представить историю развития ледникового щита Антарктиды и влияние его пульсаций на термодинамику Мирового океана и климат Земли. Широко отражены новые методы спутниковой альтиметрии и ее результатов в картах вариации силы тяжести и "предсказанного" рельефа океанского дна. В особенности ярко проявились возможности этих методов в обнаружении неизвестных ранее подводных гор и выявлении протяженных гигантских разломов океанского ложа. Подробные карты мощностей осадочного чехла океанского дна и, в особенности, краевых морей позволят исследователям оценить потенциальные ресурсы морских нефтегазовых месторождений.
Атлас Тихого океана стал достойным завершением уникальной серии международных геолого-геофизических атласов, создание которой потребовало многолетней (1966-2003) работы большого авторского коллектива.
НОВЫЕ КНИГИМедицина
В.В.Лопатин, А.А.Аскадский. ПОЛИАКРИЛАМИДНЫЕ ГИДРОГЕЛИ В МЕДИЦИНЕ. М.: Научный мир, 2004. 264 с.
С середины 80-х годов XX в. началось широкое использование синтетических полимерных материалов в медицине, в частности для эндопротезирования. Одним из самых распространенных материалов был силикон. Изделия на его основе (эндопротезы) использовались при пластике молочной железы и мягких тканей, в урологии, ортопедии и других областях хирургии. И хотя силикон считается одним из самых нетоксичных материалов, при имплантировании вокруг него через какое-то время начинала образовываться плотная фиброзная капсула.
Тогда же стали появляться публикации о применении полиакриламидных материалов (гель "Интерфал"). Затем были разработаны другие варианты синтеза и проведена сравнительная оценка гистологии гелей, полученных по разной технологии. Появились и нашли широкое применение полиакриламидные гели "Формакрил", "Космогель", "Аргиформ" и его разновидности, "Биофарм".
В книге приведены краткие сведения о полимерах и полимерных материалах, применяемых в медицине, причем особое внимание уделено полиакриламидным гелям. Проанализированы возможности предсказания физических свойств линейных и сетчатых полимеров на основе их химического строения, а также возможности компьютерного синтеза полимеров с заданными свойствами (термомеханическими, релаксационными). Рассказано об успешном применении гелей для внутреннего протезирования, пластики мягких тканей, маммопластики, для замены синовиальной жидкости и в урологии. Описан новый подход к иммунотерапии рака, а также проблемы, возникающие при имплантации гидрогеля в живой организм.
Биология
А.Ю.Цибулевский, С.Г.Мамонтов. БИОЛОГИЯ ДЛЯ ПОСТУПАЮЩИХ В ВУЗЫ: Структурированный курс. М.: Издат. центр "Академия", 2004. 704 с.
В этом учебном пособии на современном уровне изложен полный курс биологии на основании главных методологических принципов: эволюционного, системного и морфофункционального. Конкретный материал систематического обзора живой природы призван раскрыть идею эволюции, лежащую в основе современной теоретической биологии.
Для облегчения запоминания и усвоения большого и достаточно сложного массива данных текст пособия сопровожден определениями, классификациями, таблицами, схемами, рисунками, комментариями, которые выстроены в соответствии с внутренней логикой темы.
Заканчивается книга тремя приложениями: в одном приведены главные вехи в развитии биологии; во втором введение в общую патологию; в третьем - вопросы для повторения, где даны и ответы на них. Книга адресована старшеклассникам общеобразовательных школ, лицеев, гимназий, хотя она полезна и выпускникам медицинских, ветеринарных и сельскохозяйственных училищ, готовящимся к поступлению в вузы.
Психология
Н.Н.Богданов. ТИПОЛОГИЯ ИНДИВИДУАЛЬНОСТИ. М.: Институт общегуманитарных исследований, 2004. 384 с. (Из сер. "Современная психология: теория и практика".)
В книге с позиций современных представлений о человеческой типологии рассматривается проблема индивидуальных различий - одна из актуальнейших в современной психологии и медицине. Знакомя читателя с основными принципами конституциональных систем К.Сиго, Э.Кречмера, У.Шелдона и других, автор дает критический анализ сильных и слабых сторон этих систем и иллюстрирует их примерами из мировой литературы. Затрагивается проблема нормы и патологии, здоровья и болезни, как в сугубо телесной, так и в психической сферах.
Краткий экскурс в клиническую генетику и медицинскую синдромологию позволяет читателю понять пути развития современного учения о конституции человека. В области частных конституций рассказывается о дерматоглифике - науке об узорах гребневой кожи рук и ног - этой уникальной маркерной системе человеческого организма. Написанное в живой и увлекательной манере, иллюстрированное уникальными материалами, издание может быть рекомендовано самому широкому кругу читателей.
История науки
З.С.Никоро. ЭТО МОЯ НЕПОВТОРИМАЯ ЖИЗНЬ. Воспоминания генетика. Сост. Н.Н.Воронцов; Под общ. ред. Е.А.Ляпуновой и Е.А.Ароновой. М.: Academia, 2005. 288 с.
Воспоминания замечательного ученого-генетика и удивительного человека, Зои Софроньевны Никоро (1904-1984), долго ждали своей публикации. Были собраны фотографии и воспоминания знавших ее людей. Уже после смерти Никоро рукопись была подготовлена к печати в издательстве "Наука", но публикация так и не состоялась. Основой книги послужил машинописный вариант рукописи, хранящийся в личном архиве Н.Н.Воронцова и Е.А.Ляпуновой.
Зоя Софроньевна не успела закончить свои воспоминания: они обрываются на середине ее жизненного пути - конце 1930-х годов. Гражданская война и революция, жизнь в Бессарабии времен румынской оккупации, сталинская коллективизация, студенческие годы, научный быт экспериментальных генетических станций.
Это весьма ценный документ и как свидетельство очевидца важнейших событий минувшего века, и с точки зрения бытовых подробностей жизни советских людей, и как фактический материал по истории науки, в частности генетики. В книге публикуются библиография работ Никоро, мемуарные заметки хорошо знавших ее ученых, архивные фотографии.
Зоя Софроньевна назвала свои воспоминания "Старческая болтовня", что очень соответствует самоироничному и приватному стилю ее повествования, однако едва ли укладывается в каноны академического издания. При подготовке рукописи авторское название было заменено, но полностью сохранен как авторский текст со всеми его отступлениями, так и авторский стиль как уникальный исторический материал.
История науки
И.Р.Пригожин. ОПРЕДЕЛЕНО ЛИ БУДУЩЕЕ? Москва; Ижевск: Институт компьютерных исследований, 2005. 240 с.
Книга представляет собой сборник статей, посвященный памяти "современного Ньютона" Ильи Романовича Пригожина (1917-2003), выдающегося ученого 20-го столетия. Выход издания в свет приурочен к присвоению его имени Институту математических исследований сложных систем МГУ им.М.В.Ломоносова. В книгу вошли как статьи самого Пригожина, так и публикации его соратников и последователей, где авторы делятся своими воспоминаниями о великом ученом и прекрасном человеке, а также размышляют о его вкладе в современную науку и о ценности его творчества для будущего (см.: "Природа". 2004. №2.). Читатель найдет очерки о жизни и творческом пути, а также интервью с Ильей Романовичем, в котором он делится своими мыслями о современной науке и перспективах развития общества. Сборник предназначен для широкого круга читателей: он полон интересных фактов из жизни Нобелевского лауреата, а также воспоминаний близко знавших Илью Романовича.
