1998	[1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] Новости науки Новые книги

Океанология. Климатология

Многие океанологи и климатологи считают, что площадь плавучих льдов вблизи Антарктиды в настоящее время остается постоянной. Однако ихтиолог Б.де ла Маре (B. de la Mare; Управление по изучению Антарктиды, Хобарт, штат Тасмания, Австралия), используя обширные архивы китобойного промысла, пришел к иному выводу.

Начиная с 20-х годов и по 1987 г. (когда был установлен международный мораторий на добычу китов) моряки направляли в Бюро китобойного промысла (Сандерфьорд, Норвегия) отчеты о добыче и своем ежесуточном местонахождении. По мнению исследователя, эти же данные могут содержать информацию о расположении паковых льдов в акваториях Южного океана.

Анализ всего массива данных привел к неожиданному результату: оказалось, что примерно за 15 лет, с конца 50-х годов, площадь, занимаемая в этом регионе плавучими льдами, резко сократилась.

В 1931 - 1957 гг. британские и норвежские китобойные флотилии промышляли горбачей, малых полосатиков и голубых китов у самой кромки плавучих льдов. Когда их численность значительно упала, флотилии сместились к северу, где водился сейвал. Когда же и сейвалов осталось немного (в 1972 г.), флотилии вернулись к кромке льдов добывать малых полосатиков. Из записей в судовых журналах видно, что каждый год, по мере таяния льдов, суда медленно перемещались к югу, а с наступлением южной полярной осени и зимы возвращались в прежние широты. Таким образом были зафиксированы наиболее южные точки, совпадающие с кромкой льда, в каждый из отрезков времени между 1931 и 1957, 1972 и 1987 гг.

Для проверки своей гипотезы ученый сопоставил обстоятельства китобойного промысла с целенаправленными наблюдениями за плавучими льдами, выполнявшимися с борта судов, а после 1973 г. - и с помощью искусственных спутников Земли. Результаты (независимо от времени, места охоты и вида китов) почти совпадали. Затем исследователь проанализировал сведения о промысле китов в самых южных акваториях, что позволило ему судить о границе плавучих льдов южным полярным летом.

Он установил, что в период с 1931 по 1954 г. летнее отступание льдов наблюдалось примерно до одних и тех же широт (в среднем до 61.5^oю.ш.). После 1957 г. граница льдов заметно перемещалась на север, но когда китобойный флот в 1972 г. вернулся, летняя кромка льдов оказалась южнее - примерно на 64.3^oю.ш. Это соответствует сокращению площади ледового покрова океана, омывающего Антарктиду, на 6.65 млн км², т.е. примерно на четверть.

Так как ледовый покров сильно снижает поток тепловой энергии из океана в атмосферу, сокращение его площади должно приводить к существенным климатическим изменениям в глобальных масштабах. Кроме того, в процессе таяния льда морская вода распресняется. Более пресные воды погружаются на глубину и увлекают за собой массу CO₂. Происходят изменения и в характере морских течений, что также не проходит бесследно для климатических процессов.

Причины, по которым произошло уменьшение площади плавучих льдов в Южном океане, остаются неясными. Р.Ньюсон (R.Newson), специалист по моделированию климата, один из руководителей Программы ООН по изучению мирового климата, выразил удивление тем, что таяние льда происходит в условиях, когда потепление атмосферы столь незначительно. Здесь возможна связь с неизвестными нам изменениями в океанической циркуляции вод.

Входящий в Гавайский архипелаг о.Кауаи давно служит для геологов и геофизиков классическим примером того, как один подводный вулкан может "вырасти" в могучий остров-монолит, возвышающийся высоко над уровнем моря. Об этом свидетельствовали, как казалось до сих пор, почти округлые очертания Кауаи, созданные многочисленными лавовыми потоками, равномерно изливавшимися из единого центра посреди плато. За 3 млн лет образовался конусообразный остров, форма которого впоследствии была лишь несколько искажена процессами эрозии.

Правильность этой гипотезы проверили сотрудники Геологической службы США (Сиэтл, штат Вашингтон) во главе с Р.Т.Холкомом (R.N.Holcomb). Они сравнили химический состав лавы с различных склонов Кауаи. Если эти потоки изливались из одного и того же вулканического резервуара примерно в одно и то же время, то химический состав их должен быть достаточно близким. В действительности же оказалось, что состав лавы на восточном и западном склонах острова существенно различается по ряду характерных изотопов. Исследователи построили следующую схему формирования этого островного вулкана.

Западную часть острова породил вулкан Ваймеа. После того как он достиг значительной высоты, западная кромка горы обрушилась, вызвав мощный оползень. Более позднее извержение другого вулкана, Лихью, привело к образованию восточной части острова. Когда активность этого молодого вулкана завершилась, восточный его склон тоже обрушился. Остатки этой гигантской осыпи до сих пор, как выяснилось, усеивают морское дно вокруг Кауаи.

Таким образом, под кажущимся единым лавовым покровом вулканического острова скрываются следы извержений по крайней мере двух (а может быть, и более) древних вулканов, впоследствии объединенные общим плато.

Специалисты полагают, что история возникновения и других островов подобного типа может быть значительно более сложной, чем считалось до сих пор. Исследование таких вулканических сооружений помимо фундаментального теоретического значения имеет и практическое, позволяя оценить существующую угрозу гигантских оползней.

Роли у животных при размножении распределены четко: дело самца - передать cперму самке, хочет она того или не хочет, дело самки - получить сперму тогда, когда она хочет, и от того, от кого хочет. Но в мире животных есть и гермафродиты, и большинство из них размножается путем перекрестного оплодотворения (самооплодотворение - вещь нередкая, но генетически рискованная: нет смешения генов!). Тут, казалось бы, все проще: передай сперму другому, получи сперму от него (или от нее - разницы-то нет!) и, как сказал классик, испытай одновременно удовольствие как любовника, так и любовницы. Не тут-то было!

Н.К.Михильс из Института физиологии поведения им.М.Планка в Зевизене (Германия) и Л.Дж.Ньюмен из Квинслендского университета в Австралии изучали процесс спаривания у гермафродитной планарии Pseudoceros bifurcus из отряда поликладид. Эти плоские черви по 4 - 6 см в длину, с парой маленьких щупалец-"ушек" на переднем конце тела живут на Большом Барьерном рифе. Сперму они переносят партнеру с помощью мужского совокупительного органа, расположенного на брюшной стороне тела, позади рта. При спаривании пенис выпячивается наружу, вонзается в партнера и "выстреливает" сперму прямо ему под кожу. Дальше сперматозоиды сами пробираются между клетками куда надо. Такой способ спаривания довольно широко распространен среди гермафродитов - плоских червей, пиявок, улиток, но встречается и у раздельнополых животных, вплоть до гигантских кальмаров. Для самца это, естественно, проще простого, но каково самке: ей ведь потом рану залечивать!

Спаривание у этих животных происходит так: черви в буквальном смысле слова встают на дыбы, "грудь к груди" и пытаются передать сперму друг другу. Но отнюдь не взаимно! Вместо, казалось бы, вполне подходящего в этом случае принципа "ты мне, я тебе" они, как выяснилось, руководствуются девизом фехтовальщиков: "Уколоть и не быть уколотым!" В позе дыбом черви проводят в среднем 20 мин, но бывает - и целый час. Каждая "схватка" включает несколько (в среднем 7.4) попыток укола, но лишь одна, редко - две завершаются успешно. Если на дыбы поднимается только один червь из пары, спаривания обычно не происходит: не желающий сражаться мирно ускользает (черви ползут плавно, будто скользят). Но если на дыбы встают оба, то в 75% случаев успешно переносит сперму лишь тот, кто "уколол" первым, причем первый переносит почти вдвое больше спермы, чем второй.

Конечно, в следующий раз может повезти второму, и он станет первым. В конце концов ни один не окажется не оплодотворенным. Но червь, более активный в схватке-спаривании, передаст больше спермы, чем получит, и окажется "отцом" более многочисленного потомства, а залечивать ран ему придется меньше. К тому же более активный червь имеет лучшие шансы перенести сперму на спину партнера - ближе к расположенным там яичникам, а менее активный если и внедрит ее, то скорее на брюшную сторону, откуда сперматозоидам придется пробираться к яичникам мимо многочисленных разветвлений кишечника, так что они могут попасть совсем не туда, куда нужно, и оказаться переваренными. Наконец, быть оплодотворенным более сильным и активным самцом - значит, родить более крепкое потомство. Ведь именно для этого и нужны драки самцов оленей, петухов и бойцовых рыбок!

Подкожное оплодотворение породило возможность "фехтования пенисом". А принцип "уколоть, но не быть уколотым" положил начало эволюционному соревнованию за звание самого сильного самца. Пусть и гермафродита!

Первое подобие "городских цивилизаций" возникло на территории нынешнего южного Ирака более 5 тыс. лет назад. Затем, 2 тыс. лет назад, примитивная урбанизация заметно продвинулась на север. Несмотря на многочисленные раскопки, до сих пор мало известно о том, как были организованы эти ранние городские поселения и как проходила в них жизнь рядового горожанина.

Дело в том, что большинство ближневосточных городов существовали тысячелетиями (некоторые стоят и по сей день), между тем обычаи и нравы в них часто сменялись, оставляя мало свидетельств о былых временах. А нередко раскопки просто невозможны, поскольку на прежнем месте стоит современный город. Наконец, многие археологи предпочитают "охотиться" за дворцами, не уделяя должного внимания простым поселениям.

Иная судьба у насчитывающего более 4 тыс. лет городища Титрис Хоюк, расположенного на юго-востоке Турции. Раскопки здесь начаты под руководством Т.Матни (T.Matney; Уитманский колледж, Уолла-Уолла, штат Вашингтон, США) еще в 1991 г. Но настоящий размах они приобрели лишь теперь, когда археологи стали картировать захороненное городище, используя чувствительный магнитометр, который реагирует на малейшие вариации магнитного поля, вызванные скрытыми в земле предметами.

Исследователям повезло, что поселение росло и процветало на протяжении всего лишь 300 лет, после чего быстро угасло, а более поздние события почти не коснулись его археологических следов. К настоящему времени уже раскопано около 50 га, причем потребовалось снять лишь 75 см грунта, чтобы вскрыть слой, отложившийся в 3-м тысячелетии до н.э.

Глазам археологов открылись не только строго возведенные стены Титрис Хоюка, но и однотипные жилища, которые имели по нескольку очагов и служили кровом для больших семей. Необычно то, что поселение явно строилось по заранее разработанному плану: сначала камнем мостили улицы, а уж затем возводили "стандартные" дома. Лишь один из них был больше других и выглядел богаче.

Прямо под полом всех 10 раскопанных домов заложены крипты - каменные склепы, хранящие останки членов семьи. Верхняя часть склепа нередко выступает над уровнем пола в средней части дома. В каждой крипте похоронено от семи до девяти человек. Рядом с усопшими - пища, оружие, все что может понадобиться им в загробной жизни. То, что захоронение совершалось непосредственно под жилым помещением, свидетельствует о стремлении поддерживать тесные духовные связи между живыми и умершими родственниками.

Раскопки городища Титрис Хоюк продолжаются. Но уже сейчас ясно, что они немало расскажут о становлении первых городских поселений.

При раскопках неолитического поселения Цзяху (уезд Уян, провинция Хэнань), расположенного примерно в 150 км к югу от протекающей там р.Хуанхэ, китайские археологи обнаружили 43 обугленные зерновки риса. Серия калиброванных радиоуглеродных дат указывает, что по времени они относятся к VII тысячелетию до н.э. Одна зерновка, возможно, принадлежит дикому рису, остальные - культурному, хотя их размеры немного меньше, чем у современных сортов. 32 зерновки напоминают восточноазиатскую, а 10 - индийскую разновидность риса.

Выращивание риса обитателями поселения подтверждается и находками фитолитов - содержащихся в стеблях и листьях растений минеральных включений, форма которых специфична для каждого вида. Состав пыльцы показывает, что в эпоху раннего неолита климат Хэнани был значительно более теплым и влажным, чем ныне, и бассейн Хуанхэ мог наряду с бассейном Янцзы входить в зону первичного окультуривания риса.

До сих пор все неолитические поселения, на которых обнаружены свидетельства выращивания риса, располагались в Южном Китае, преимущественно в среднем и нижнем течении р.Янцзы, причем ни одно из них не может быть надежно отнесено к периоду ранее 6000 г. до н.э.

В последние годы множатся находки, доказывающие глубокую древность и широкий ареал распространения китайской неолитической культуры. Так, древнейшая керамика и Северного, и Южного Китая появляется в 9 -10-м, а может быть, и в 12-м тысячелетии до н.э. Получены сведения об очень ранней доместикации свиньи и окультуривании проса

Северную Индию можно назвать плавильным котлом народов: веками продолжавшиеся волны миграции приносили сюда индо-арийские племена из Ирана и Афганистана, монголов, тюрков, жителей Средней Азии. Анализируя следы их пребывания, многие историки считали, что в генетическом наследии обитателей этих краев превалируют все же характеристики народов Запада. О противоположном говорят результаты исследований, предпринятых под руководством Н.Мехра (N.Mehra) в отделе иммуногенетики Всеиндийского института медицинских наук (Нью-Дели).

Установлено, что многие индийцы северных областей страны имеют значительно больше общего с народами Китая и Японии, чем полагали до сих пор. Видимо, этот регион служит как бы переходной зоной от "кавказоидов" (белых людей европейского происхождения) к монголоидам.

Данная работа - часть международных исследований в области генетики и гистосовместимости населения из разных регионов Земли. Антигены гистосовместимости позволяют организму распознавать свою собственную ткань и отторгать чужеродную. В центре внимания были HLA-антигены лейкоцитов человека, отвечающие за отторжение тканей при трансплантации.

Изучение трех генов HLA показало, что из 17 аллелей гена HLA-А2, взятых у 46 жителей Дели, 44% - точно такие, как и у 69% людей из северного Китая, а аллель, характерная для европейцев, у них полностью отсутствовала.

Пока еще данное исследование нельзя считать репрезентативным. Вполне возможно существование значительных вариаций между популяциями различных районов, представителями разных религий и каст Северной Индии. До сих пор выборку составляли только индусы с семейными корнями в североиндийских штатах Хариана, Пенджаб и Уттар-Прадеш, что и определило их родство с восточными соседями.

Способность к полету у разных животных определяется особенностями строения их скелета. Так, у птиц в ходе эволюции возникли крылья, представляющие собой модификацию передних (верхних) конечностей; летучие мыши поднимаются в воздух, опираясь на кожаную перепонку, натянутую между сильно разросшимися длинными пальцами. Недавно открыт еще один древний "патент" природы, позволявший "летать" существу, жившему в конце пермского периода, более 250 млн лет назад.

Палеонтологам с 1910 г. известно найденное на о.Мадагаскар ископаемое пресмыкающееся Coelurosauravus jaekeli размером с небольшую белку. Внутри этой окаменелости были обнаружены "чужие" кости, которые приняли за плавники рыбы, каким-то образом наложившиеся на скелет пресмыкающегося. Иное, но тоже ошибочное объяснение этой находке дал в 70-х годах палеонтолог р.Л.Кэрролл (R.L.Carroll; Макгиллский университет, Монреаль, Канада). Он предположил, что странные кости - это вытянутые ребра, выступающие перпендикулярно спинному хребту, что несколько напоминает строение скелета ныне существующей ящерицы - летучего дракона (Draco), способного планировать.

К совсем иному выводу пришли палеонтологи Х.Д.Зюс (H.D.Suse; Королевский музей провинции Онтарио, Канада), Э.Фрай и В.Мунк (E.Frey, W.Munk; Музей естественной истории в Карлеруэ, Германия), изучая недавнюю находку остатков целурозавравуса в Германии.

Изучение этого образца, сохранившегося значительно лучше, чем все предыдущие, показало, что заинтриговавшие специалистов кости вовсе не относятся к ребрам, а представляют собой каркас оригинально сконструированного крыла. Эти тонкие костные стерженьки - выросты из кожи, не прикрепленные к основной части скелета!

Таким образом, доказано, что древнейшее из поднимавшихся в воздух позвоночных принципиально отличается по строению скелета от всех живших позднее предшественников птиц и летучих мышей. Правда, в отличие от тех и других, целурозавравус по-настоящему летать не умел: у него явно не было мускулов, позволяющих взмахивать крыльями. Но планировать на большие расстояния - не менее чем на 30 м за один прыжок - ему было вполне по силам.

Океанологи отметили, что с начала 1997 г. по сентябрь большая масса теплых вод Тихого океана, обычно располагавшаяся непосредственно к северу от о.Новая Гвинея, резко сместилась на восток. На поверхности оставленной ею акватории оказались относительно холодные воды. Из-за слабого испарения процесс образования облачности сократился, и осадки, составлявшие на некоторых территориях Папуа Новой Гвинеи 11000 (!) мм в год, резко сократились. С марта по сентябрь дождей практически не было - наступила жесточайшая засуха, не наблюдавшаяся здесь в таких масштабах по крайней мере в течение полувека. Отсутствие облачности привело к сильным ночным заморозкам в предгорных и горных районах страны, погубившим урожаи. Многие тысячи жителей вынуждены были покинуть эти места.

По мнению специалистов, все эти метеорологические явления в основном были связаны с Эль-Ниньо. Аномальное скопление разогретых вод у берегов Перу нарушает нормальные атмосферные и гидрологические процессы по всему Тихому океану: в обычные годы восточные пассаты приносят в район Новой Гвинеи обильные осадки, но в период Эль-Ниньо над о.Таити образуется область низкого атмосферного давления, а над севером Австралии - высокого, что и приводит к катастрофическим метеорологическим последствиям.

Однако повторяющееся раз в 5 - 6 лет Эль-Ниньо, как правило, не вызывает столь сильной засухи в Папуа Новой Гвинее. По мнению австралийского климатолога Г.Майерса (G.Myers), ключом к метеорологическому кризису 1997 г. стали необычное расположение масс теплой воды и состояние атмосферы над ними. Специалист по явлению Эль-Ниньо Н.Николлс (N.Nicholls; Метеорологическое бюро, Мельбурн, Австралия) полагает, что теплые водные массы на этот раз были смещены на восток циклоном Джастин, который в марте 1997 г. "обосновался" в Коралловом море, в 1 тыс. км к северо-востоку от центрального побережья австралийского штата Квинсленд.

Последствия этого природного бедствия для Папуа Новой Гвинеи очень велики. В частности, из-за отсутствия воды, необходимой при добыче золота, были приостановлены работы на крупнейшем прииске в центральном нагорье; прекратилась добыча медной руды на одной из шахт на западе страны, так как обслуживающий ее речной порт обмелел. Бедствующему населению оказана помощь из Австралии, Новой Зеландии и Великобритании.

Британские метеорологи во главе с Дж.Шанклином и Х.Роскоу (J.Shanklin, H.Roscoe; Управление антарктических исследований) провели ряд озонометрических наблюдений на южнополярной станции "Вернадский" (ныне принадлежит Украине, а ранее, под названием "Фарадей", принадлежала Великобритании). Станция находится в одной из крайних северных точек Антарктиды.

Еще в июне 1997 г. было обнаружено, что началось образование озонной дыры, хотя обычно ее возникновение приходилось на август, т.е. на весну Южного полушария, а не на разгар зимы, причем максимальное истощение озона приходилось на октябрь. Зарождаясь во внутренних областях континента, дыра затем в течение двух месяцев охватывала всю Антарктиду, и лишенный озона воздух распространялся по всему Южному полушарию. Однако в 1997 г. озонная дыра разрасталась по периметру континента.

Наблюдения на станции "Вернадский" проводились с помощью анализатора французской разработки, который позволяет измерять плотность озонового слоя при значительно меньшей освещенности Солнцем, т.е. еще полярной зимой. Является ли установление новых условий развития озонной дыры следствием применения этого оборудования, или же в 1997 - 1998 гг. обычные время и место ее образования действительно изменились, пока остается неясным.

Изучение озонной дыры над Антарктидой проводили и другие исследователи. По данным Д.Хофмана (D.Hofmann; Национальное управление США по изучению океана и атмосферы, Боулдер, штат Колорадо), с октябре 1997 г. над Антарктическим континентом высота воздушного слоя, лишенного озона, возросла с 19 до 20.5 км (несколько лет назад не превышала и 14 км).

В прошлом полное разрушение озона не отмечалось в той области атмосферы, которая располагается выше 20 км. Но в 1997 г. запущенные со станции "Амундсен-Скотт" (Южный полюс) шары-зонды совсем не зарегистрировали озона на этих высотах. Тем не менее столь беспрецедентное вертикальное распространение озонной дыры мало повлияло на общую концентрацию озона над Антарктидой. Минимум содержания этого газа составил 112 ед. Добсона, что близко к показателям за несколько последних лет; рекордно низкий (91 ед. Добсона) отмечался в 1993 г. Тогда это было связано с мощным извержением вулкана Пинатубо на Филиппинских о-вах, в ходе которого в воздушное пространство были выброшены миллионы тонн частиц, разрушающих озон.

Спутниковые данные подтверждают информацию, полученную от приборов, поднятых на шарах-зондах. По сведениям П.Ньюмана (P.Newman; Центр космических полетов им.Годдарда НАСА, Гринбелт, штат Мэриленд), озонная дыра 1997 г. мало отличается по размерам от дыры предыдущего года. Введенные в последнее время международные предельно допустимые выбросы озонразрушающих агентов замедлили поступление в атмосферу хлора и брома. Их содержание в атмосфере стабилизировалось, хотя в стратосфере рост еще продолжается: чтобы массообмен достиг таких высот, необходимо около пяти лет. Вычисления показывают, что концентрация озона в стратосфере стабилизируется к 2000 г., а примерно с 2010 г. начнет падать.

Хофман считает, что предел распространения озонной дыры по вертикали может оказаться удобным индикатором состояния атмосферы. Следует тщательно наблюдать за этим процессом в течение ближайших 10 - 15 лет, чтобы установить, когда он пойдет вспять. Другим индикатором может быть средняя площадь, занимаемая дырой. В конце 80-х и начале 90-х годов она резко расширялась, а теперь остается почти постоянной.

За последние десятилетия в предгорьях Анд десятки тысяч людей были погребены под снежными лавинами. Самый трагический случай произошел в 1970 г. в Перу, когда около 20 тыс. жителей пос.Юнгай погибли под талыми водами ледника Уаскаран-Норте, обрушившимися на них со скоростью 280 км/ч. Через долину, где расположен поселок, за короткое время пронеслось более 6 млн м³ воды. В других районах Перу отмечались катастрофические волны типа цунами высотой до 8 м, вызванные падением в водохранилище или естественное озеро нестабильных частей ледникового языка или подмытой им почвы.

Положение усугубляется тем, что ледники и снежники Южной Америки сравнительно невелики и поэтому очень чувствительны к переменам погоды. В нашем веке, особенно с 70-х годов, ледники Перу, Эквадора и Боливии тают с тревожной быстротой; ледниковый покров легко реагирует даже на небольшие землетрясения, слабую вулканическую активность, подвижки почвы.

Изучением этой проблемы занялись французские гляциологи и гидрологи, возглавляемые П.Рубинштейном (P.Rubinstein; Национальное управление научных исследований, Париж). На первой стадии работы они определяли изменения климатических условий региона с начала текущего столетия по настоящее время. Выявлены местности, особо подверженные таянию снегов и льдов в период потеплений. Установлены температуры, при которых данный ледник становится нестабильным, и возможные локальные последствия этого. Информация передана органам власти близлежащих населенных пунктов, что позволит заранее построить защитные стенки и снизить уровень влаги в водохранилищах и озерах.

Анализ колонок льда, полученных при бурении с участием геологов во главе с Л.Томпсоном (L.Thompson; Университет штата Огайо, Колумбус, США), дал информацию о климатических изменениях в этом регионе за последние 15 - 20 тыс. лет. Она подтверждает факт глобального потепления в нашем веке.

Установлено, что протяженность ледников, покрывающих хребет Кордильера Реаль на территории Боливии, сократилась с 50-х годов на 25 - 50%, а скорость их таяния с начала 80-х годов заметно возросла. Дальнейший анализ должен показать, существует ли связь этого процесса с явлением Эль-Ниньо - Южная осцилляция (циклическим резким потеплением вод в центральной и восточной частях Тихого океана и атмосферы над ними).

К выполнению крупного международного гляциологического проекта в Антарктиде приступили 50 геофизиков и геологов из Австралии, Великобритании, Германии, Италии, Новой Зеландии и США, возглавляемые П.Барреттом (P.Barrett; Университет им.Виктории, Веллингтон, Новая Зеландия). Цель работы - изучить палеоклимат и геологическую историю районов побережья моря Росса и Трансантарктического хребта в Западной Антарктиде.

Буровую установку массой около 50 т в разобранном виде предварительно доставили с американской базы Мак-Мердо на расположенный в 125 км от нее мыс Робертс, где в сентябре 1997 г. был построен летний лагерь, способный одновременно вместить 35 научных и технических работников. Южнополярной весной и летом 1997 - 1998 гг. установка вывезена на шельфовый лед, с которого начато бурение на беспрецедентную для этого материка глубину.

Буровое оборудование способно, пройдя 500-метровый слой воды, поднимать на поверхность колонку осадочных пород длиной тоже в 500 м. Перемещая установку на все более глубоководные места континентального шельфа, можно в конце концов получить колонку общей длиной 1500 м. Это вдвое превысит глубину бурения в любой другой точке данного региона.

Анализ шестиметровых отрезков керна будет выполняться в лабораториях - сначала на мысе Робертс, затем в Мак-Мердо и, наконец, на новозеландской южнополярной станции Скотт. Полученные образцы осадочных пород позволят специалистам "заглянуть" на 100 млн лет в прошлое континента, что, возможно, прольет свет на дискуссионные проблемы: что конкретно представлял собой климат континента 70 - 80 млн лет назад; находилась ли Антарктида под ледяным покровом в период, отстоящий от нас более чем на 34 млн лет; как влияла динамика покрова на глобальные изменения уровня Мирового океана и др.

Появление детальной эколого-географической карты Российской Федерации стало возможным благодаря сотрудничеству ряда учебных, научных и производственных учреждений страны: Московского и Санкт-Петербургского университетов, Института географии СО РАН (Иркутск) и Омской картографической фабрики Роскартографии.

В работе участвовали более 40 ученых различных областей географии - ландшафтоведы, почвоведы, геоморфологи, гидрологи, океанологи, климатологи, биогеографы, экономико-географы, картографы. Главная цель, преследовавшаяся при составлении карты, - выявить общие пространственные закономерности антропогенного воздействия на природную среду и ее изменения.

В целом это произведение было задумано как комплексная карта, отражающая пространственные различия в состоянии и качестве среды обитания человека - географической среды. В основу карты был положен ландшафтный подход. Закономерно, что в качестве исходного материала для классификации среды по условиям жизни населения была принята карта А.Г.Исаченко, опубликованная в 1988 г.

Ландшафты и антропогенное воздействие на них определяют экологическую ситуацию в каждом конкретном случае. Степень проявления воздействий зависит от структуры и динамики ландшафта, его устойчивости. Эффект воздействия выражается в реальных изменениях природной среды. На карте удачно показан экологический потенциал неизмененных человеком природных ландшафтов и экологическое состояние элементов природных систем, измененных человеком, а также потенциальная экологическая опасность элементов социально-экономических систем.

В качестве объектов оценки экологического состояния выбраны пахотные почвы, растительность лугов и пастбищ, леса, поверхностные воды, морские акватории, атмосферный воздух в городах, а также центры горнодобывающей промышленности и транспортной сети.

Легенда карты представляет собой систему блоков-таблиц. Первая группа таких блоков характеризует природные ландшафты, сгруппированные по экологическому принципу, и их современные формы использования; оценку экологического состояния почв, природных кормовых угодий, лесов; в особый блок выделена оценка степени загрязнения поверхностных вод суши (рек и озер) и экологического состояния морских акваторий.

Вторая группа блоков отражает элементы социально-экономических систем. В блоке "Промышленные центры" приводится оценка состояния атмосферного воздуха в городах; в блоке "Центры горнодобывающей промышленности" - оценка экологической опасности добываемого сырья и нарушенности территории горными выработками. Блок "Транспортно-распределительные пункты, пути сообщения" отражает экологическую опасность работы транспорта.

Приведенные на карте и в ее легенде экологические оценки основаны на комплексе количественных и качественных показателей, с учетом различных нормативов. Качественные и количественные показатели дифференцируют экологическую обстановку на катастрофическую, кризисную, напряженную, относительно напряженную и удовлетворительную.

На картах-врезках масштаба 1:16 000 000 показаны объекты потенциальной радиационной опасности и обеднение животного мира.

Карта отчетливо демонстрирует различия в экологическом состоянии конкретных регионов и центров России, дает возможность сравнений, определения районов и мест, особо нуждающихся в срочных мерах по улучшению экологической обстановки. Дополняет карту пояснительная записка, где изложены принципы ее создания и методика разработки. Записка предлагается в качестве руководства для пользования картой, в первую очередь лицами, не обладающими специальной подготовкой в сфере экологии и картографии.

Будучи источником экологических и дополнительных географических знаний, новая карта может служить стимулятором в решении многоплановых экологических проблем.

На каменистых породах дна Мирового океана, в наиболее глубоких его акваториях, образуется со скоростью около одного миллиметра в миллион лет коричневатая корка, состоящая главным образом из железа и марганца. Анализ таких корок, образцы которых были взяты в различных частях Тихого океана, выполнили геохимики во главе с Дж.Н.Кристенсеном (J.N.Christensen; Университет штата Мичиган, Анн-Арбор, США), использовав новую методику высокоточных измерений микроконцентраций изотопов свинца.

Как известно, в океан свинец попадает в основном в результате разрушения горных пород водным потоком и с переносимой ветром пылью. Казалось бы, содержание свинца на дне может сильно варьировать от места к месту. Поэтому для исследователей стало большой неожиданностью, когда оказалось, что образцы корок, взятые в 3 тыс. км друг от друга, имеют очень сходные соотношения различных изотопов свинца.

По мнению геохимика и палеоокеанолога А.Н.Холлидея (A.N.Holliday), такие соотношения отражают изменения в климате и характере морских течений. Так, было замечено, что колебания концентраций свинца за последние 45 млн лет довольно точно совпадают и с соотношениями различных изотопов кислорода в морской воде, а именно по ним принято судить об изменениях климата в прошлом Земли.
.

30 июня 1997 г. на улицы Мехико-Сити посыпался пепел - началось сильное извержение вулкана Попокатепетль, расположенного всего в 72 км от столицы Мексики. Правда, в последние годы его активность постепенно увеличивалась, но теперь она достигла той рекордной за XX в. степени, которая была отмечена в 1927 г.

Попокатепетль, возвышающийся на 5452 м над ур.м., находится в одном из наиболее плотно заселенных районов мира. На протяжении многих веков редкие извержения, плодоносность почвы и мягкий климат привлекали на это высокое плато тысячи поселенцев. Сейчас в зоне, подверженной наибольшей опасности, живет более 100 тыс. человек, а в радиусе 80 км - почти 20 млн, которым ныне пришлось испытать пеплопад.

Пробуждение Попокатепетля после почти 70-летней "дремоты" началось в 1993 г. с увеличения числа слабых подземных толчков и выброса газовых струй. В конце 1994 г. активность заметно возросла, и 21 декабря из кратера послышались звуки сильных взрывов. Ветер донес облако пепла до г.Пуэбло, откуда пришлось эвакуировать 75 тыс. человек. Пульсирующие, несколько раз в сутки, по 5 - 20 мин, выбросы пепла наблюдались весь 1995 г., а в марте 1996 г. обнаружилось, что на дне главного кратера растет новый купол; свежая лава заполнила одну пятую объема кратера. В апреле 1996 г. произошла трагедия: пять человек, пренебрегших предостережением, добрались до кромки кратера, чтобы сфотографировать его состояние, но погибли при сравнительно небольшом взрыве. В 1997 г. по верхним склонам горы раз за разом скатывались сверкающие комья лавы.

Геологи установили, что ныне существующий вулканический конус не первое свидетельство здешней активности недр: 23 тыс. лет назад гигантской силы извержение полностью разрушило уже стоявший на этом месте вулкан. С тех пор извержений, преимущественно слабых, было множество, но семь из них достигали катастрофических масштабов. Наиболее сильные случались между 3000 - 2000 гг. до н.э. и около 800 г. н.э., что подтверждается археологическими раскопками (под слоями пепла были найдены керамические изделия). Примерно с 800 г. активность Попокатепетля стала в основном умеренной.

Нынешний эпизод похож на события 1919 - 1927 гг., завершившиеся взрывом, который уничтожил старый кратер и образовал небольшой новый купол. Теперь этот купол уже превзошел по размерам тот, что сформировался к 1927 г.

С тех пор как в сентябре 1996 г. на вершине вулкана Суфриер (о.Монтсеррат, Карибское море) произошел мощный взрыв, его активность находится под постоянным наблюдением сотрудников Монтсерратской вулканологической обсерватории, расположенной в административном центре острова - городе Плимуте.

2 апреля 1997 г. вершину горы (высота 942 м над ур.м.) на небольшом самолете облетел местный геолог С.О'Мира (S.O'Meara). В это время из кратера на высоту до 4 км поднялось светло-серое облако пара, смешанного с пеплом. По восточному и северо-восточному склонам горы сыпались крупные камни. Затем поток лавы, пройдя сквозь расщелину, ворвался в долину р.Уайт, воды которой начали бурно испаряться. Излияние из магматической камеры шло со скоростью около 4.6 м³/с.

Наземные наблюдения показали, что за последующие трое суток высота вулканического купола уменьшилась более чем на 15 м, а его поверхность покрылась многочисленными трещинами. Изображения, полученные со спутников, свидетельствовали, что 12 апреля столб пепла, достигавший 3 км в высоту, вытянулся в западном направлении на 7.5 км; в ширину эта полоса составляла 15 км.

7 - 8 мая было отмечено 28 слабых землетрясений. Их очаги залегали всего в 2.4 - 3.6 км под кратером. Именно в это время камнепад со склонов уменьшился, что, впрочем, было характерно и в предыдущие извержения. Излияния из магматической камеры привели к медленному проседанию почвы на склонах горы.

25 июня произошло катастрофическое извержение Суфриера - самое крупное за все историческое время. В этот день над вершиной горы столб пепла, газов и мелких частиц поднялся на высоту около 10 км. По склонам скатывались потоки пирокластического материала, достигавшие ближайших населенных пунктов, откуда жителей удалось заранее эвакуировать; один из потоков остановился у самого аэропорта Брамбл; лавовые "реки" уничтожили ряд зданий в Плимуте.

На изображениях, полученных с искусственного спутника Земли, хорошо различимы полосы дыма, газов и пепла, протянувшиеся на расстояние до 100 км к западу от вулкана.

Общий объем извергнутых пород оценивается примерно в 4 - 7 млн м³; ими покрыта площадь в 4 км². Максимальная толщина пеплового слоя достигала 2 мм.

Гидрологические и геохимические анализы показали существенные изменения химического состава поверхностных вод и осадков в районе извержения. Так, кислотность возросла до 2.6 pH; концентрация твердых веществ в воде достигала временами 0.953 г/л; содержание сульфатов превышало 50 мг/л, хлоридов - 166 мг/л, фторидов - 37 мг/л.

Активность Суфриера продолжалась все лето 1997 г., хотя и с убывающей интенсивностью. В октябре 1997 г. он все еще, по публиковавшимся сообщениям, извергался.
.

Южная часть штата Калифорния - один из наиболее сейсмичных районов мира, что при высокой плотности населения и насыщенности промышленными, культурными и сельскохозяйственными объектами грозит тяжелыми человеческими и экономическими потерями. Некоторое снижение потенциальной опасности, кажется, сулит недавно опубликованная гипотеза сейсмологов Л.М.Джонс (L.M.Jones; Калифорнийское отделение Геологической службы США, Пасадена) и Э.Хоукссона (E.Hauksson; Калифорнийский технологический институт, Пасадена). Произведя статистический анализ данных о частоте землетрясений в этом регионе начиная с 1945 г. по настоящее время, они установили, что наступил период снижения сейсмической активности: ныне толчков магнитудой M=3 и выше намного меньше, чем 10 лет назад.

Своей целью сейсмологи ставили также проверку гипотезы о цикличности землетрясений с резкой сменой очень высокой активности на очень низкую. Согласно распространенному мнению, отдельный регион после сильного толчка может оставаться спокойным в течение ряда лет, пока в земной коре вновь не накопятся напряжения; с течением времени мелкие и умеренные сейсмические события учащаются, якобы предваряя мощное землетрясение. Сторонники такой гипотезы в качестве наиболее характерного примера указывают на область вокруг Сан-Франциско в Калифорнии: после катастрофического землетрясения 1906 г. здесь средней силы толчков не наблюдали в продолжение 40 лет; в конце 60-х годов серия землетрясений средней интенсивности стала нарастать, пока в октябре 1989 г. не произошло катастрофическое событие.

Джонс и Хоукссон считают установленным, что сейсмическая активность в Южной Калифорнии такому распорядку не следует. Хотя число толчков после мощного землетрясения и уменьшается, их частота не нарастает неуклонно вплоть до следующего сильного события - сейсмическая активность в такой период остается на постоянном уровне. Например, вслед за мощным землетрясением 1952 г. в округе Керн, когда магнитуда достигла 7.2, частота толчков упала на 30%, а в 1969 г. она поднялась до прежнего уровня и оставалась такой вплоть до землетрясения 1992 г. в Ландерсе (M=7.3).

Многие специалисты полагали, что нарастание активности служит предвестником близящегося сильного землетрясения. Авторы же считают, что после мощной разрядки происходит возврат к нормальным условиям, вовсе не предсказывающий приближение катастрофы. Правда, они не отрицают, что подобный ход событий все же дает некоторый простор для прогноза. Так, очевидно, что после мощного (M=7.2) толчка в округе Керн (1952) сильные сотрясения стали редкостью. Если учитывать размеры землетрясения 1992 г. в Ландерсе (M=7.3), частота сейсмических событий в Южной Калифорнии должна оставаться на низком уровне вплоть до 2002 г. или даже 2007-го.

Оппонентом Джонс и Хоукссона выступает известный сейсмолог Л.Р.Сайкс (L.R.Sykes; Обсерватория по изучению Земли при Колумбийском университете, Палисейдс, штат Нью-Йорк). Он предостерегает против поспешных выводов, построенных на частном случае. Кроме того, указывает он, Ландерсское землетрясение произошло в местности, лежащей далеко к северо-востоку от района повышенной сейсмической активности, - в южной части Калифорнии: трудно представить, как всего один толчок в пустыне Мохаве мог бы "контролировать" число землетрясений на всей территории вокруг Лос-Анджелеса.

В 1981 г. американская экспедиция на борту научно-исследовательского судна "Элтанин" обнаружила на дне омывающего Антарктиду моря Беллинсгаузена, у южных берегов Чили, кратерную структуру, явно вызванную падением крупного небесного тела. Она получила название по имени судна этой экспедиции. В 1995 г. здесь с помощью бурения были взяты первые образцы геологических пород. Их изучение два года спустя завершил Р.Герзонде (R.Gersonde; Институт полярных и морских исследований им.А.Вегенера, Бремерхафен, Германия).

Ученый нашел путем расчетов, что такой кратер (астроблема) мог возникнуть при падении астероида диаметром около 1 км в морской бассейн глубиной примерно 5 км. Прохождение телом толщи вод создало временную впадину поперечником в 20 км, с последующим заплеском волны на высоту до 4 км. В результате влага попала в верхнюю атмосферу, поднятые ударом частицы донного осадка и морская соль блокировали поступление солнечной энергии, что могло привести к заметному похолоданию климата.

Волны цунами, обрушившиеся на тихоокеанское побережье Южной Америки, достигали высоты 20 - 40 м в открытом океане, а на мелководье, вероятно, возвышались до 1 км над ур.м. Некоторые свидетельства этой катастрофы имеются на берегах Новой Зеландии и Австралии. Специалисты считают, что наземные следы падения выброшенных ударом обломков могут сохраниться и в так называемых сухих долинах - на свободных от льда участках Антарктиды. Именно в таких долинах в 1995 г. впервые были обнаружены ископаемые остатки диатомовых водорослей. Тогда это обстоятельство заставило многих специалистов утверждать, что в плиоцене (3 - 5 млн лет назад), когда настало потепление, до 70% всего антарктического ледяного покрова растаяло, позволив диатомовым водорослям распространиться в эти районы.

Герзонде, однако, полагает, что водоросли были заброшены сюда выплеском морской воды при падении "элтанинского" небесного тела. Если это верно, то историю данного периода формирования антарктического оледенения, а вместе с ней и ряд положений палеоклиматологии придется пересмотреть.

Дальнейший анализ колонок грунта, взятых в кратере Элтанин, поможет ответить на ряд неясных вопросов, связанных с другим аналогичным событием. Широко известно падение небесного тела в районе п-ова Юкатан на юге Мексики, породившее гигантский кратер Чиксулуб. Свидетельством этой катастрофы служит широко распространенный слой пород с повышенным содержанием иридия - элемента, достаточно редкого на Земле, но встречающегося в составе метеоритов. Необъясненным до сих пор оставался тот факт, что непосредственно под этим относительно мощным слоем залегает "гало" - слой с более слабым насыщением иридия. Некоторые специалисты считают это указанием на предшествующее чиксулубскому событию падение другого метеорита. В прениях по докладу Герзонде на конференции Американского геологического общества, состоявшейся в ноябре 1997 г., Ф.Кайт (F.Kyte; Университет штата Калифорния, Лос-Анджелес) обратил внимание коллег на то, что и элтанинские структуры имеют подобное иридиевое "гало".
.

Проблема образования и эволюции задуговых котловин, которые представляют собой малые океанические бассейны, расположенные в тылу островных дуг, - одна из наиболее интересных и сложных в современной геодинамике. По своему строению они сопоставимы с такими крупными бассейнами, как Атлантический океан: кора, подстилающая задуговые котловины, имеет разрез, мощность и состав, характерные для океанических регионов, и образуется в пределах структур, близких по строению к рифтовым зонам срединно-океанических хребтов.

При разработке моделей раскрытия задуговых бассейнов специалисты полагают, что растяжение в тылу островных дуг обусловлено перемещениями литосферных плит относительно зон субдукции. Когда образуются задуговые бассейны, литосферные плиты либо отодвигаются от зоны субдукции, либо скользят вдоль нее. В первом случае ось растяжения ориентирована параллельно островной дуге, а во втором - перпендикулярно ей.

Курильская котловина, возникшая в результате задугового спрединга - один из ярких примеров такого задугового бассейна. Раскрытие котловины могло произойти двумя способами (см. рис.). В первом случае (а) ось спрединга должна быть ориентирована параллельно Курильской островной дуге, во втором (б) - ортогонально дуге. Модели раскрытия Курильской котловины, существовавшие ранее, брали за основу первый вариант. Авторами предложена модель раскрытия, основанная на втором варианте.

Хотя с общими представлениями о перемещении литосферных плит в этом регионе согласуются оба варианта раскрытия Курильской котловины, однако дополнительных данных, которые свидетельствовали бы в пользу той или иной геометрии раскрытия (наличие линейных магнитных аномалий или проявление оси спрединга в тектонической структуре котловины), не существует.

Ключом к решению этой проблемы оказалось изучение кинематики разрывных нарушений (разломов) на бортах Курильской котловины. Известно, что образующиеся при расколе и растяжении земной коры структуры, подобные Курильской котловине, ограничиваются системой сопряженных разломов - сдвигов и сбросов. Ориентировка сдвигов соответствует направлению растяжения в задуговом бассейне.

Осенью 1996 г. состоялся 27-й рейс научно-исследовательского судна "Академик М.А.Лаврентьев", организованный Институтом океанологии им.П.П.Ширшова (Москва), Тихоокеанским океанологическим институтом (Владивосток) и Научно-исследовательским центром морской геологии (Киль, Германия). Этот рейс финансировался Министерством науки и техники Германии и Российской академией наук и служил подготовительным этапом "Курило-Охотского морского эксперимента" - "КОМЭКС" (российско-германского проекта, направленного на комплексное изучение Охотского моря). На полигоне, который охватывал восточное окончание возвышенности Академии наук, сопряженный с ним прогиб Макарова, северный склон Курильской котловины и ее ложе, проводились геолого-геофизические исследования, батиметрическая съемка, непрерывное сейсмическое профилирование, измерения магнитного и гравитационного полей. На четырех станциях были подняты драгами коренные породы и консолидированные осадки. Цель всех этих работ - выяснить кинематику и структуру разрывных нарушений на северном склоне Курильской котловины. Судя по результатам предыдущих исследований, ее северный борт имеет зигзагообразный рисунок, о чем свидетельствуют сегменты северо-восточного и северо-западного простираний. Есть все основания полагать, что они соответствуют сопряженным разломам, и поэтому для первого варианта геометрии раскрытия Курильской котловины северо-восточные отрезки представляют собой сбросы, а северо-западные - сдвиги. Для второго варианта кинематика разломов должна быть противоположной.

В ходе проведенного в рейсе исследования выяснилось, что для северного борта характерны такие структуры, как наклонные блоки, грабены и полуграбены, а значит, формирование котловины происходило в обстановке растяжения. Тектонический рисунок возвышенности Академии наук и склона Курильской котловины определяется двумя системами разломов: сбросами западно-северо-западного или северо-западного направлений и правосторонними сдвигами северо-восточного направления. Таким образом, можно сделать вывод, что Курильская котловина раскрывалась вдоль своего простирания, и, следовательно, данные рейса позволяют сделать выбор в пользу новой модели раскрытия, предложенной авторами.

Известно, что кроме Курильской котловины в пределах Охотского моря существуют другие одновозрастные структуры растяжения, объединяемые в Охотскую рифтовую систему. Преобладающее простирание этих рифтов - северо-западное, соотвествующее ориентировке сбросов на бортах Курильской котловины. Это дает основание полагать, что формирование и Курильской котловины, и Охотской рифтовой системы было обусловлено единым механизмом.

Во время норвежско-американской океанографической экспедиции 1995 г. на судне "Хаакон Мосби" изучалось строение дна Норвежского моря между континентальным побережьем и архипелагом Шпицберген (Свальбард). В результате в районе 72^oс.ш., 15^oв.д. был открыт неизвестный ранее грязевой вулкан (диаметр около 1 км), вершина которого находится на глубине 1250 м под ур.м. Вулкан был назван по имени судна, участвовавшего в этой экспедиции, - Хаакон Мосби. Детальных исследований тогда не проводилось.

Годом позже в этот район на борту российского судна "Профессор Логачев" прибыла международная экспедиция, снабженная подводными видеокамерами и оборудованием для бурения морского дна. Сделанные ею снимки показали, что склоны подводной горы покрыты пятнами белого снегоподобного вещества. Пробурив скважины на склонах вулкана, исследователи подняли на борт колонки осадочных пород, содержавшие небольшие комья, которые, шипя и пенясь, немедленно испарялись. Оказалось, что это газогидраты - твердые соединения газа (в данном случае - метана) с водой, образующиеся при низких температурах и большом давлении. Аномально высокие концентрации метана были обнаружены и в пробах воды, взятых в 100-метровом придонном слое над Хаакон Мосби.

К газогидратам как крупнейшему ресурсу ископаемого углеводородного топлива повышенный интерес проявляют геологи во всем мире. Специалисты полагают, что газогидраты могут образовывать огромные скопления под дном самых разных морей. Но скопления в том виде, как они обнаружены в Норвежском море, - большая редкость.

Вообще говоря, грязевые вулканы известны во многих районах мира3. Но Хаакон Мосби необычен тем, что не связан с какими-либо геологическими структурами, с которыми, как правило, ассоциированы иные грязевые вулканы. По-видимому, он существует за счет процессов, происходящих в осадочном чехле, но детально разобраться в этих механизмах - задача будущих исследований.

Участвовашие в экспедиции российские биологи обнаружили на Хаакон Мосби богатое сообщество глубоководных организмов, основу которого составляли погонофоры (Pogonophora) - живущие в трубках животные, внешне напоминающие очень длинных и тонких червей, но принадлежащие к отдельному зоологическому типу. У этих "червей" нет ротового отверстия и пищеварительного тракта, а питательные вещества они получают от живущих в них симбиотических бактерий, способных окислять метан; за счет окисления (хемосинтетическим, а не фотосинтетическим, способом) они и создают органическое вещество. В обнаруженное сообщество входили и другие беспозвончные животные, и даже глубоководные придонные рыбы - зоарциды (Lycoides frigidus), количество которых достигало на отдельных участках 1 экз./м² дна. Основой пищевой цепи в этом необычайно богатом сообществе, несомненно, служат все те же метанотрофные бактерии-хемосинтетики.

На 1998 г. планируется новая международная экспедиция в этот район. Она должна базироваться на судне "Академик Мстислав Келдыш" Института океанологии РАН, и для изучения вулкана Хаакон Мосби и его метангидратного покрытия будут применены два российских погружаемых аппарата "Мир".

.

Принято считать, что в мантийном клине, расположенном над зонами субдукции, из-за снижения температуры плавления пород под влиянием поступающих из субдуцирующей плиты водных флюидов происходит плавление перидотита. Однако если подъем мантийных перидотитов осуществляется внутри клина, то процесс образования магмы включает также и плавление, вызванное декомпрессией.

В работе Т.В.Сиссона (T.W.Sisson; Геологическая служба США, Менло Парк, Калифорния) и С.Бронто (S.Bronto; Вулканологическая служба Индонезии, Бандунг) приводятся результаты измерения количества летучих компонентов в магмах вулкана Галунггунг Индонезийской дуги. Данные подтверждают, что происхождение этих летучих компонентов связано с плавлением разогретых мантийных перидотитов в условиях декомпрессии.

Извержение вулкана Галунггунг, расположенного в пределах фронтальной вулканической дуги в Западной Индонезии, происходило в 1982 - 1983 гг. Исследованные образцы представляют собой включения основных стекол в высокомагнезиальных базальтах. Включения содержат H₂O в низкой концентрации (0.21 - 0.38 вес.%), причем относительно высокий в них уровень CO₂ (до 750 мл/л) свидетельствует о том, что малые концентрации H₂O первичны, т.е. не являются результатом последующей дегазации магм с большим содержанием H₂O.

Сравнение с результатами предыдущих исследований процесса плавления аналогичных по химическому составу алеутских базальтов указывает на то, что высокомагнезиальные базальты вулкана Галунггунг находились в равновесии с перидотитами при температуре 1320^oС и давлении 12 Кбар. Такая температура примерно на 300 - 600^oС выше, чем предписывается при данном давлении динамическими моделями, в которых перидотиты поднимаются к субдуцирующей плите, а затем погружаются параллельно ей. Столь высокие температуры на относительно небольших субкоровых глубинах, а также факт образования практически безводных базальтовых расплавов лучше всего объясняются именно декомпрессионным плавлением разогретых перидотитов, которое происходит в процессе апвеллинга в мантийном клине.

Базальты с низким содержанием H₂O были обнаружены также в пределах дуги Каскадных гор, что говорит о широком распространении плавления такого типа. Для Каскадных гор апвеллинг, видимо, явление региональное, поскольку упомянутые базальты были обнаружены там на участке вулканического фронта длиной около 640 км. Подъем мантийного перидотита отмечен также в большей части Яванской островной дуги. Характерность этого процесса для многих дуг подтверждается томографическими исследованиями скоростной структуры мантии под дугами и обосновывается в некоторых тепловых моделях мантийного клина.

Если данный тип плавления достаточно широко распространен, можно предполагать, что мантия под островными дугами на небольших глубинах и нижние слои островодужной коры имеют намного большую температуру, чем принято было считать. Например, самые нижние слои островодужной коры могут иметь температуру вплоть до 1200^oС. Апвеллинг способен приводить также к разогреву погружающихся плит, причем температуры в них могут достигать значений, достаточных для частичного плавления вещества самих плит.

В северных областях Китая, где расположены основные запасы угля, лежащего близко к поверхности, нередко происходит его самовозгорание - климат здесь засушливый. Другой причиной такого бедствия служат лесные пожары, захватывающие приповерхностные слои угля. Некоторые из пожаров, выйдя из-под контроля, длятся годами и даже десятилетиями на площади в десятки квадратных километров. Страна ежегодно теряет таким образом миллионы тонн топлива.

Еще одно последствие пожаров, имеющее уже мировое значение, - выделяющийся при этом диоксид углерода. Подсчеты показывают, что от возгорания угля на территории КНР в земную атмосферу поступает 3% CO₂, выделяемого всеми источниками мира. Это не может не сказываться на усилении парникового эффекта, приводящего к глобальному потеплению Земли.

В связи с этим в августе 1997 г. власти КНР обратились в Нидерландский институт прикладных наук о Земле за помощью в обуздании подземного и наземного огня. Созданная группа специалистов во главе с Х.Шальке (H.Schalke) приступила к обследованиям на месте. Первым объектом стали залежи давно горящего антрацита в горах Хелан (район у границы с Монгольской Народной Республикой). Считается, что здесь огонь ежегодно уничтожает около 1 млн т угля. Объединенными усилиями китайских и голландских специалистов предполагается создать систему мониторинга угольных пожаров, использующую искусственные спутники и авиацию. Будут предприняты попытки их гашения или локализации.

С 1964 по 1982 г. в китайской провинции Синьцзян было проведено 45 испытаний ядерных устройств. Между 1982 и 1996 гг. они были остановлены, а все оснащение полигона взорвано под землей.

В тех же пустынных краях Синьцзяна обитает около 120 двугорбых бактрианов (Gamelus bactrianus). Это единственный вид дикого верблюда, сохранившийся на западе Китая и в Монголии. Сейчас общая численность бактрианов оценивается в 800 голов.

Охрана полигона отогнала большинство охотников-кочевников, промышлявших верблюжьим мясом, но теперь туда стали проникать искатели золота и железа, попутно охотясь и за взятыми под охрану бактрианами. Дж.Хэйр (J.Hare; Фонд защиты дикого верблюда в Бенендене, Англия) сообщил, что некоторые золотоискатели ставят взрывные устройства у верблюжьих водопоев. В 1997 г. он убедил китайские власти отвести 16 км² территории полигона под заповедник и поставить там контрольные посты для защиты верблюдов от незапланированных посещений.
.

По заданию природоохранных организаций эколог Дж.Эддлмон (G.Eddlemon; Окриджская национальная лаборатория, штат Теннеси, США) изучил проблему замусоривания южных акваторий Мирового океана пришедшими в негодность метеозондами. Он установил, что ежегодно на южнополярных станциях США запускается около 10 тыс. баллонов с метеоаппаратурой. Обычно после нескольких часов работы они лопаются и падают главным образом в море. Считалось, что их количество пренебрежимо мало. Однако это не так.

Задавшись целью выяснить, в какой мере этот мусор опасен китам, плавающим в водах Антарктики, исследователь построил математическую модель, которая учитывала, в частности, размеры китового рта и скорость передвижения этого животного и предполагала равномерное распределение лопнувших шаров-зондов в здешних акваториях.

Результаты вычислений оказались неожиданными: ежегодно у каждого из китов шансы встретить остатки шара-зонда составляют 7%. Для популяции, насчитывающей всего несколько тысяч особей, что близко к реальной численности китов-горбачей (Megaptera) и синих полосатиков (Balaenoptera), это означает несколько сот опасных встреч в год. Возможно, что такая оценка даже преуменьшена: ведь исследователь считал, что плавающие остатки шаров-зондов существуют не более года. Однако известно, что полиэтилен, из которого чаще всего их изготовляют, в холодных антарктических водах может сохраняться десятилетиями. Кроме того, существует вероятность, что океанические течения сносят как рваные оболочки, так и скопления планктона, служащего китам пищей, в одну акваторию, повышая тем самым частоту и опасность контакта.

Какое воздействие оказывают баллонные оболочки на организм кита, пока неясно. Ранее уже поступали сведения, что в желудках погибших животных находились пластиковые пакеты. Не исключено, что кит мог поперхнуться баллонной оболочкой и задохнуться.

Даже если смертность китов по указанной причине окажется в абсолютных значениях небольшой, следует учесть, что многие их виды уже занесены в списки находящихся под угрозой исчезновения. Однако никаких мер в связи с этим Американское экологическое общество на своей конференции, где был заслушан доклад Эддлмона, принять не предложило.
.

В настоящее время во всем мире от туберкулеза умирает больше людей молодого и среднего возраста (2 - 3 млн ежегодно, в том числе 100 тыс. детей), чем от любого другого инфекционного заболевания.

В 1993 г. Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) объявила, что заболеваемость туберкулезом достигла масштабов пандемии; с 1993 по 1996 г. она увеличилась на 13%. В числе заболевших 2 млн чел. живут в странах, расположенных южнее Сахары, 3 млн - в Юго-Западной Азии и четверть миллиона - в Западной Европе. По прогнозам ВОЗ с 1998 по 2010 г., если не будут приняты чрезвычайные меры, окажутся вновь инфицированными около 1 млрд чел., заболеет - 200 млн и умрет - 70 млн.

Туберкулез опасен тем, что инфекция распространяется, как и обычные простудные заболевания, воздушно-капельным путем. Фактически одна треть человечества - носители палочки Коха. Считается, что каждый больной может заразить 10 - 15 чел. в год, но болезнь развивается лишь у 5 - 10% инфицированных, как правило, только у людей со сниженным иммунитетом. Это болезнь бедных, плохо питающихся или ослабленных другими заболеваниями, в частности носителей ВИЧ-вируса. Так, от туберкулеза умирает более 30% больных СПИДом в мире, а в Африке и Азии эта цифра возрастает до 40%. Возникновение у возбудителей устойчивости к используемым препаратам - другая серьезная опасность, поскольку лечение в этом случае становится малоэффективным и его стоимость возрастает. В индустриальных странах лечение больного туберкулезом обходится в 2 тыс. долл. США, а при наличии устойчивости микроорганизмов возрастает до 250 тыс. долл.

Усилению эпидемии способствует возросшая в последние годы миграция населения (например, только авиаперевозки с 1960 г. увеличились в 17 раз). В развитых странах почти половина заболевших - иностранные граждане, но и коренные жители тоже подвержены заболеванию: например, в Сан-Франциско 30%, а в Лондоне 25% жителей - носители инфекции.

ВОЗ призывает к активной борьбе против туберкулеза, предлагая ввести системы мониторинга, улучшить снабжение лекарствами (изониацидом, рифампицином, пиразинамидом, стрептомицином, эфамбутолом), проводить профилактические гигиенические мероприятия. Все это, однако, требует принятия политических решений.

К началу 1997 г. предложенную ВОЗ программу по сокращению смертности от туберкулеза на 25% уже начали выполнять 95 из 212 государств мира.
.

Еще в 1909 г. на северо-западе Мадагаскара было найдено неизвестное науке дерево, которое впоследствии получило название Takhtajania perrieri. Все многочисленные попытки найти хотя бы еще один экземпляр этого растения оставались безуспешными, так что изучить его как следует ботаники не смогли.

И вот удача: целая рощица примерно из 50 вполне здоровых деревьев обнаружилась в заповеднике Аньяханарибе-Сюд, находящемся на противоположном конце Мадагаскара. Идентифицировал находку американский дендролог Дж.Шатц (G.Schatz; Ботанический сад штата Миссури, Сент-Луис). Он установил, что дерево относится к семейству винтеровых (Winteraceae), которое включает одни из самых примитивных цветковых растений. Подобные им некогда населяли континентальную Африку, но около 24 млн лет назад исчезли.

Возможно, разнообразие природных условий на гористом Мадагаскаре позволило тахтаджании выстоять при жестоких засухах, которые погубили примитивные цветковые растения на других африканских территориях.

Тахтаджания - отнюдь не маленькое деревце: вершина достигает 7 м над землей. Цветение, по всей видимости, ежегодно наступает в мае, и тогда ветви осыпают малиново-красные цветы. Растение отличается смешением примитивных и достаточно продвинутых в эволюционном развитии черт. Древние цветковые растения обычно имели множество отдельных плодолистиков (репродуктивная часть цветка, производящая семязачатки), которые служили оболочкой для семян. В процессе эволюции плодолистики срастаются, и у более развитых растений они слиты в единую структуру. Так что тахтаджания могла быть одним из первых примеров примитивного цветкового растения, у которого уже появились слитные плодолистики. Уникальная рощица взята под строгую охрану.
.

Арахнологам известно чрезвычайное разнообразие паутинных сетей: это и вертикальные колеса кругопрядов, и горизонтальные постройки линифиид и теридиид, и воронки, и напочвенные ловушки... По-разному, а порой совсем необычно пауки могут использовать свою сеть. Один свисает на паутине над муравьиной дорогой, хватает муравья и стремительно подтягивается вверх. Другой держит всю свою паутину длинными ногами и, как сачком, накрывает ею добычу. Третий (теридиосома из семейства теридиосоматид) оттягивает середину своей очень упругой сети, настораживая ловушку; как только добыча оказывается под сетью, он отпускает сигнальную нить, и паутина накрывает жертву. Четвертый выстраивает между горизонтальной паутиной и почвой вертикальные нити, снабженные у самой поверхности земли клейкими капельками; цепляясь за эти капельки, жертва обрывает нить и взмывает вверх, к основной паутине, - чем больше барахтается насекомое, тем сильнее приклеивается к другим капелькам и запутывается в сети. Пятый размахивает в местах скопления насекомых единственной нитью с капелькой на конце; поймается добыча - паук тянет ее к себе, высасывает, а затем готовит новую нить. Перечень можно продолжать еще долго, вплоть до пауков-плевак, с дополнительными паутинными железами в головогруди: они просто заплевывают добычу (и других, менее расторопных пауков тоже) своей паутиной. Но вот недавно японские арахнологи А. и Э.Синкаи из Токио описали совершенно необычную сеть.

Мелкий и очень редкий паук Wendilgarda sp. из семейства Theridiosomatidae строит сети над водой и очень редко - по берегам. Паутина состоит из горизонтальных опорных и вертикальных липких нитей. Горизонтальные нити, слегка наклонные, присоединены к прибрежным камням и растительности. Вертикальные расположены между опорными нитями и водой. Самое удивительное - концы липких нитей каким-то образом соединены с поверхностью воды!

Японским арахнологам удалось непосредственно наблюдать, как строят сети и охотятся вендильгарды. Чтобы построить ловчую сеть, паук вначале опускается к самой поверхности воды на обычной, нелипкой паутине. Затем тянет липкую нить снизу вверх, к опорной нити, и там ее закрепляет. Когда в сети поймана добыча, паук подтягивает запутанные ловчие нити вверх, к опорным нитям, а затем оттаскивает добычу на ее обычное место, в середину сети.

Сеть вендильгарды - пример крайней специализации в строении ловчей паутины. Удивительно, что в одном и том же семействе теридиосоматид представители разных родов плетут совершенно разные сети (теридиосома, как отмечено выше, охотится иначе, есть и совсем простые постройки). Многие детали сетестроения самой вендильгарды остаются неясными. Особый интерес представляют крепления ловчих нитей к поверхности воды. Наверное, паук делает что-то вроде небольших поплавков.
.

У некоторых видов ос жизненная роль самцов сводится лишь к продолжению рода, а все обязанности, связанные с кормлением и домашними заботами, возложены на самок. Поэтому, как только самец оплодотворит "царицу", он становится общине в тягость. Интересную особенность поведения ос вида Polistes dominulus наблюдали Ф.Старкс и Э.По (P.Starks, E.Poe; Корнеллский университет, Итака, штат Нью-Йорк).

Они установили, что самки нередко силком заталкивают ставших "ненужными" для колонии самцов головой вперед в пустующие ячейки гнезда, подолгу не выпускают их оттуда и морят голодом. Затем пронзают ослабевшую особь своим жалом и держат так несколько минут, пока не убедятся, что она мертва.

Пресмыкающихся трудно назвать заботливыми родителями. Самое большее, что они делают для своего потомства, - подбирают подходящее для инкубации яиц место, где и оставляют кладку. Даже мало-мальски приличное гнездо сооружают далеко не все - нередко просто отыскивают ямку или трещину в земле, чужую нору или кучу мусора и, отложив туда яйца, совершенно не интересуются дальнейшей их судьбой. Лишь очень немногие, например крокодилы и питоны, охраняют свои кладки. Ненамного чадолюбивей оказываются и живородящие рептилии: иногда мамаша может даже закусить недостаточно проворным новорожденным. Однако само вынашивание самкой яиц до появления на свет живых детенышей уже представляет собой косвенную форму родительской заботы, поскольку увеличивает шансы выживания потомства. Как показали наблюдения, у видов, обитающих в трудных для холоднокровных пресмыкающихся горных условиях, а также у живородящих видов родительская забота выражена (в ее различных формах) в большей степени, чем у других представителей этого класса позвоночных животных.

Исследователи из Аргентины М. и С.Халлой провели специальные наблюдения за небольшой живородящей игуановой ящерицей Liolaemus huasicus, которая обитает на высоте около 4 тыс.м над ур.м. в горах Северной Аргентины. В течение четырех лет зоологи параллельно изучали поведение ящериц, живущих как в природе (регулярно навещая меченых особей), так и в неволе, в террариуме. В итоге обнаружена довольно необычная среди ящериц система взаимоотношений, которую вполне можно считать косвенной формой заботы о потомстве.

Как и у других видов живородящих ящериц, самка Liolaemus huasicus сразу после родов тоже не обращает никакого внимания на молодь, не помогает детенышам освободиться от яйцевых оболочек и не интересуется их состоянием. Однако она и не агрессивна по отношению к ним: сами новорожденные не стремятся расползтись в стороны, а держатся вокруг матери. Любопытно, что у разродившейся самки ярко выражено защитное поведение, которое не отмечается у других взрослых особей этого вида: при малейшей опасности она высоко приподнимается на выпрямленных лапах, уплощает тело и, широко разевая пасть, делает броски в сторону возможного врага. Такая повышенная обороноспособность в некоторых случаях может сохранить жизнь не только самке, но и собравшимся вокруг нее детенышам.

Среди игуановых ящериц очень распространена так называемая территориальность - защита особью пространства, на котором она постоянно живет, от других особей своего вида. Обычно защищаемые участки есть у самцов, у самок же территориальность выражена гораздо слабее. Однако у лиолемуса ситуация обратная. Именно самки оказались наиболее последовательными владельцами территорий: самцы защищают свои участки только в брачный период, охраняя не столько пространство, сколько обитающую вместе с ним самку от возможных посягательств других самцов, самки же постоянно охраняют свои небольшие, диаметром около 5 м, участки. Появляющиеся на свет детеныши держатся поблизости от общей норки, в которой скрываются при малейшей опасности. Самка, не допуская на свою территорию других лиолемусов, с одной стороны, защищает потомство от поедания более крупными сородичами, а с другой - избавляет детенышей от конкуренции с ними за пищу. Детеныши остаются с матерью иногда до двух лет и расползаются, лишь когда достигнут зрелости, а самке приходит пора принести новое потомство.

Обнаруженные у Liolaemus huasicus врожденное стремление детенышей держаться возле матери и ярко выраженная агрессивность самки - редко отмечаются среди пресмыкающихся; в совокупности эти черты поведения образуют интересную систему косвенной родительской заботы, повышающей выживаемость потомства.

В мире животных клептопаразитизм (т.е. присвоение чужой пищи) - явление, распространенное и у позвоночных (колониальные птицы), и у насекомых. Известны случаи клептопаразитизма и у пауков. Наиболее изучены в этом отношении тропические и субтропические пауки-теридииды рода Argyrodes. Некоторые виды аргиродесов способны к клептопаразитизму, а иные просто поедают других пауков. Не так давно новозеландские ученые выяснили, что аргиродесы могут все же строить и собственную паутину, а иногда даже ловят с ее помощью добычу (ранее предполагали, что каждый вид этих пауков проявляет только один тип поведения).

Интересное исследование A.trigonum проведено учеными Кинского колледжа (штат Нью-Гемпшир, США)3. Помимо постройки собственных сетей аргиродес тригонум заселяет сети двух видов пауков-линифиид - питиохифантеса и линифии. При этом с питиохифантесом аргиродес сеть делит, а у линифии узурпирует. С увеличением числа хозяев аргиродесы просто "ленятся" строить собственные сети, предпочитая занимать чужие. Более того, они нападают на истинных хозяев сетей.

Таким образом, этот вид паука проявляет как минимум четыре типа "отношений" с хозяевами чужих сетей - от полной индифферентности до нападения на них. Скорее всего эволюция клептопаразитизма шла по пути специализации, фиксации какого-то определенного типа поведения. Но многие аргиродесы остановились на примитивных, неспециализированных стадиях. Как известно, неспециализированные формы лучше выживают в изменчивых, нестабильных условиях среды. Живут по соседству другие пауки - аргиродес заселяется в их сети; если никого поблизости нет - он может поохотиться и самостоятельно. Когда в сетях хозяев много добычи, аргиродес ее поедает, а когда мало - может скушать и хозяина. Именно такое изменчивое поведение выработалось у аргиродеса тригонума в результате отбора.
.

Нафталин знают все. Старинное и до сих пор широко применяемое средство против насекомых, пожирающих ткани и меха, например против платяной моли и жука-кожееда. Убивает также бактерий. Эффективен против глистов. Запах нафталина отпугивает белок, летучих мышей, кроликов, голубей, скворцов, воробьев. Но тот факт, что нафталин используют насекомые для борьбы с другими насекомыми - нечто новое в зоологии!

Эту удивительную способность обнаружили у тайваньского подземного термита Coptotermes formosanus американские энтомологи и биохимики из Университета штата Луизиана в Батон-Руже и Южного регионального исследовательского центра Министерства сельского хозяйства США в Нью-Орлеане. Тайваньский термит сооружает в земле сложные лабиринты ходов и выстилает их своеобразным "картоном" из пережеванной древесины, земли, собственной мочи и экскрементов. В этом-то картоне и обнаружили нафталин. Он летуч, и его пары быстро наполняют подземные ходы. Концентрация нафталина невелика (0.05-0.21 мг на 1 кг экстракта из картона) и самому термиту видимого вреда не причиняет. Но не его врагам. Самый опасный враг - хищный огненный муравей Solenopsis invicta. Та концентрация нафталина, которая не вредит термиту, вызывает у муравья паралич! Кроме того, нафталин убивает патогенные грибки, которые губят термитов (в их присутствии колония термитов не может возникнуть), и паразитирующих в термитах нематод.

Хотя огненный муравей на Тайване - вселенец, видимо, исторически муравьи - более опасные враги термитов, чем муравьеды, трубкозубы, броненосцы и прочие любители этих насекомых: они невероятно многочисленны, вездесущи, быстро размножаются и всегда рядом с термитами. Может быть, и окуривание своих гнезд нафталином термиты выработали именно для борьбы с муравьями!

В ходе работы неожиданно выяснилось, что нафталин для термитов - не только средство защиты, но и "путеводный знак". Исследователи прочерчивали карандашом два пересекающихся круга. Один круг проводили, обмакнув кончик карандаша в раствор нафталина в гексане, другой - просто в гексан. Термиты-солдаты точно, не отклоняясь ни на миллиметр, следовали по линии карандаша, пахнущего нафталином, и не обращали внимания на круг, пахнувший одним гексаном.

Нафталин - природный продукт. Он содержится в угле и нефти, из которых его и получают (путем кристаллизации нафталиновой фракции каменноугольной смолы и пиролиза нефтяного сырья). Получают его также при неполном сгорании разных органических веществ. Содержится он и в некоторых живых организмах, например в цветках магнолии и, как ни странно, в предглазничной железе самцов белохвостого оленя. Эта крупная кожная железа находится впереди и пониже глаза. В брачный период олени осторожно трутся этим местом о сучки и веточки, помечая свою территорию.

Но вот откуда берут нафталин термиты и как они выработали способность переносить нафталин в смертельной для муравьев концентрации - это пока загадка.

Кустики колоний гидроидных полипов - характернейшая деталь прибрежных донных сообществ северных морей. И наиболее обычны из них гидроиды рода Obelia. Жизненный цикл гидроидов изучен очень хорошо: от бесполой донной колонии отпочковываются маленькие гидроидные медузы - половое поколение; гаметы медуз дают начало новым колониям полипов. Конечно, бывают исключения, когда полипоидное или медузоидное поколение выпадает из жизненного цикла вида (вспомним пресноводную гидру), но обелии к ним не относятся - в летние месяцы в северных морях их медузки попадаются почти в каждой планктонной пробе, в том числе и медузы Obelia longissima - вида, известного во всех арктических морях России. Так что вопроса, как они там размножаются, долго не возникало.

Не возникало до тех пор, пока в начале 90-х годов сотрудниками Мурманского морского биологического института (ММБИ) не было установлено, что для успешного полового созревания медуз O.longissima и вымета ими гамет необходимо, чтобы не менее трех недель температура воды не опускалась ниже +12^oC. Однако на арктической части ареала O.longissima такого не бывает никогда. И, стало быть, ее половое размножение там невозможно. Анализ собранных медуз подтвердил отсутствие в пробах полностью половозрелых особей.

Однако у обелии существует и другой способ размножения, традиционно считавшийся малозначимым. Это так называемая фрустуляция: от колонии отделяется верхушка роста и, упав на дно, прикрепляется к субстрату, прорастая в новую колонию. Как показали исследования сотрудницы ММБИ Н.Н.Пантелеевой, фрустуляция у O.longissima начинается с повышением температуры воды до +3^oC и удлинением светового дня, т.е. в весенне-летний период, и происходит на редкость интенсивно. Именно этот процесс оказывается практически единственным механизмом размножения таких полипов в Арктике, образование же несозревающих медуз является своеобразным "рудиментом".

Новые колонии, развившиеся таким путем, генетически идентичны и представляют собой клональную популяцию, способную сохранять свои признаки неограниченно долго в более или менее стабильных условиях. Морфологическое изучение колоний обелии в Дальнезеленецкой губе (морская база ММБИ) показало, что вид представлен там несколькими клонами. Несомненно, клональны поселения O.longissima и в других арктических морях, в том числе и у побережий Новой Земли и Новосибирских о-вов.

Вероятно, в Арктике клональными формами могут быть представлены и другие виды беспозвоночных, вселившиеся туда из более теплых вод и приспособившиеся к местным условиям благодаря бесполому размножению. Но такие формы без генетической рекомбинации в потомстве оказываются крайне уязвимыми при резких изменениях окружающей среды. Это необходимо иметь в виду при эксплуатации ресурсов Арктического шельфа.

Известный высокой сейсмичностью разлом земной коры Сан-Андреас в штате Калифорния отделяет Северо-Американскую плиту, перемещающуюся на юго-восток, от Тихоокеанской, двигающейся на северо-запад. На некоторых участках этих плит существуют "выступы"; сцепляясь, они сдерживают движение, что ведет к накоплению в земной коре напряжений. Когда они достигают прочности пород, плиты "обламываются", вызывая землетрясение.

За миллионы лет в ходе такого прерывистого движения плиты успели проделать путь в сотни километров. Казалось бы, при трении мощных геологических пластов должна выделяться значительная тепловая энергия, а недра в области разломов должны быть сильно разогреты. Однако, несмотря на усилия, предпринимаемые геофизиками в течение 30 лет, разогретые породы пока не обнаружены. По всей видимости, причину нашли сотрудники Геологической службы США (Менло-Парк, Калифорния), возглавляемые И.Харакой (Y.Kharaka).

Ученые взяли пробы воды из ключей, колодцев и других источников, располагающихся вдоль разлома Сан-Андреас (пробы отбирались по принципу необычно высокой температуры или значительной концентрации минеральных веществ, что указывает на их глубинное происхождение и интенсивное взаимодействие с окружающей средой). В каждой пробе определялось соотношение изотопов гелия-3 и гелия-4 в сравнении с их содержанием в атмосферном воздухе. Это позволяло установить, имеются ли в воде вещества мантийного происхождения, поскольку известно, что в земной коре отношение ³He/⁴He составляет 0.02, а в "чистой мантии" оно близко к 8.0. Оказалось, что исследуемые образцы по сравнению с "нормальной" корой обогащены ³He (0.12 - 4.0).

Чтобы на границах огромных взаимодействующих плит заметно снижалось трение, количества поступающего из недр гелия явно недостаточно. Однако исследователи указывают, что каждый атом ³He в мантии Земли всегда сопровождается 10¹⁰ молекулами CO₂. Построенная математическая модель показывает, что диоксид углерода способен в этих условиях ослаблять сдавливание соседних плит настолько, что их взаимное трение изредка резко снижается. Это и позволяет плитам "проскальзывать" друг относительно друга практически без выделения тепла.

Ознакомленный с этой работой геофизик М.Зобак (M.Zoback; Станфордский университет, Калифорния) признал ее весьма интересной и предложил проверить выводы авторов, изучив образцы "чисто мантийных" газов, которые в районе разлома должны находиться под высоким давлением.
.

До сих пор было известно, что в зависимости от условий кристаллизации вода может образовывать 11 различных структур. В них молекулы соединены водородными связями в тетраэдрическую сетку так, что рядом с каждым атомом кислорода располагаются четыре атома водорода.

К.Лоббан, Дж.Финни (C.Lobban, J.Funney; Лондонский университет) и В.Кус (W.Kuhs; Геттингенский университет, Германия) получили и исследовали нейтронографически новую, 12-ю фазу льда, которая образуется в интервале давлений 0.2 - 0.6 ГПа (1 ГПа=10 Кбар). Авторы назвали новую фазу лед-XII, исходя из общепринятой практики присвоения структурным модификациям римских номеров: кристаллическая фаза должна быть установлена экспериментально, описана кристаллографически и удовлетворять критерию экспериментальной проверки.

Плотность льда в этой фазе (1.44 г/см³) очень близка к значению для фазы IV, причем обе они метастабильны и располагаются на фазовой диаграмме внутри стабильной, несколько менее плотной (1.40 г/см³) модификации лед-V. В то же время топологически структуры в обеих фазах весьма различны. Например, в новой фазе имеются пяти- и семичленные циклы из молекул воды, ранее обнаруженные в структурных модификациях III и V. Характерная особенность обеих метастабильных фаз IV и XII в том, что в обоих случаях атомы водорода позиционно слегка разупорядочены относительно "правильных" положений в решетке.

Удивительное разнообразие фаз льда, отраженное на диаграмме состояний, есть результат структурной податливости молекул воды. Образование той или иной фазы определяется не только значениями температуры и давления, а зависит, в частности, от пути перехода к конечному состоянию. Например, двукратное увеличение скорости охлаждения льда в интервале температур от 260 до 270 К при давлении 0.55 ГПа приводило к формированию стабильной фазы V, а не XII. Гибкость водородных связей, задающих структуру решетки, тонко реагирует на изменения внешних условий, поэтому формирование фаз происходит в условиях деликатного баланса различных вкладов во внутреннюю энергию кристалла. Исследователи подчеркивают, что методы расчета термодинамических потенциалов воды, принятые в компьютерном моделировании химических и биомолекулярных систем, требуют критического пересмотра.

Возможность получения в одной области давлений и температур трех различных кристаллических модификаций - стабильной (V) и двух метастабильных (IV и XII) - показывает, что вода в этих условиях может служить отличной моделью для общего изучения термодинамики и кинетики образования фаз.
.

Кристаллография рассматривает идеальные кристаллы как бесконечные структуры, образованные атомами, периодически расположенными в пространстве. Любое нарушение периодичности, в том числе и граница кристалла, считается в этом смысле дефектом или отклонением от идеального упорядочения.

Пространственная периодичность - главное условие, которое используется как при теоретических расчетах различных процессов в кристаллах, так и при анализе экспериментальных рентгено- и нейтронограмм. Это же условие, в частности, накладывает ограничения на возможные типы симметрии: ось симметрии 5-го порядка, например, несовместима с периодичностью решетки и потому невозможна в идеальном кристалле.

В природе встречаются объекты, обладающие симметрией 5-го порядка. Известны, например, вирусы, содержащие кластеры в форме икосаэдра (правильного многогранника с 20 треугольными гранями, в каждой вершине которого сходятся 5 ребер). Открытие фуллерена, молекула которого С₆₀ также обладает этим типом симметрии, стимулировало интерес к подобным объектам.

Г.Хуберт с сотрудниками (H.Hubert et al.; Аризонский университет, США) синтезировали кристаллы B₆O из смеси B и B₂O₃, которая выдерживалась при температуре 1700^oС и давлении от 4 до 5.5 ГПа в течение 30 мин. Образовавшийся субоксид бора имеет ромбоэдрическую кристаллическую решетку с одним из плоских углов при вершине, равным 63.1^o. Это значение очень близко к величине угла 63.4^o, необходимого для того, чтобы из 20 тетраэдров можно было составить правильный икосаэдр (см. приведенную схему).

"Первичные" икосаэдры способны группироваться в более крупные кластеры: центральный икосаэдр окружен 12 такими же частицами, центры которых лежат в вершинах более крупного икосаэдра "второго порядка". Число атомов в таком "сверхкластере" может достигать 10¹⁴.

Показанный на рисунке икосаэдричесий кластер имеет размер около 15 мкм. Этот продукт синтеза не может считаться монокристаллом, так как не имеет периодической кристаллической решетки. Малая плотность таких частиц при твердости, близкой к твердости алмаза, и высокая химическая стойкость делают их перспективными в создании новых материалов для техники.
.

В полупроводниках носители заряда (электроны или дырки) не могут, как известно, иметь произвольную кинетическую энергию: существует запрещенная зона - энергетическая щель, отделяющая зону проводимости от валентной. Образование энергетических зон в кристаллических полупроводниках обусловлено в первую очередь периодическим расположением атомов в решетке, причем многие практически важные характеристики полупроводниковых устройств определяются шириной запрещенной зоны.

Созданы и продолжают изучаться структуры с запрещенной зоной для распространения электромагнитных волн, названные фотонными кристаллами1. В них искусственно созданная периодическая неоднородность плотности или показателя преломления делает невозможным распространение волн, частоты которых лежат в определенном интервале значений - фотонной запрещенной зоне (ФЗЗ). Первоначально были получены кристаллы, в которых положение ФЗЗ и ее ширина соответствовали диапазонам СВЧ и дальнего инфракрасного излучения. Сегодня наибольший интерес сосредоточен на изучении фотонных кристаллов в оптическом диапазоне.

Группа исследователей во главе с Дж.Форези (J.S.Foresi; Массачусетсский технологический институт, США) получили структуру, для которой ФЗЗ располагалась в диапазоне длин волн от 1.3 до 1.7 мкм. На подложке из диоксида кремния была сформирована полоска кристаллического кремния, в которой комбинированием рентгеновской и электронно-лучевой литографий были сделаны отверстия диаметром 0.2 мкм, расположенные периодически с шагом 0.42 мкм.

На одном участке периодичность структуры была искусственно нарушена: расстояние между двумя соседними отверстиями увеличили до 0.63 мкм. Такой сбой привел к появлению в запрещенной зоне "окна", прозрачного в узкой полосе вблизи "лямбда"=1.54 мкм - длины волны, стандартной для волоконно-оптических линий связи. Таким образом, предложенная структура выполняет роль узкополосного оптического фильтра, способного значительно повысить качество передачи информации.

Область вблизи точки с нарушенной периодичностью можно рассматривать как оптический резонатор, свет в котором "сжат" до объема 0.055 мкм³. Это лишь в несколько раз превышает минимальный объем, в котором принципиально (с точки зрения квантовой электродинамики) может быть ограничено электромагнитное излучение:

где n - показатель преломления среды. В случае кремния предельный объем для "лямбда"=1.54 мкм составляет около 0.007мкм³.

В ходе исследований, связанных с использованием низкоэнергетичных нейтронов, часто возникает необходимость повысить плотность потока частиц в пучке, так как существующие источники нейтронов не обладают достаточной яркостью.

Для увеличения плотности пучка были созданы нейтронные оптические устройства, основанные либо на Брэгговской дифракции нейтронов в деформированных кристаллах, либо на отражении частиц от внутренних стенок капиллярных фокусирующих трубок (линзы Кумахова). В то же время для рентгеновских лучей, которые также часто требуется сфокусировать, А.Снегирев с сотрудниками предложили и в 1996 г. успешно испытали компаундные преломляющие линзы. Они аналогичны обычным оптическим линзам для видимого света, но с той лишь разницей, что коэффициент преломления лучей с энергией квантов 5 - 40 кэВ в рентгенопрозрачных материалах отличается от единицы на очень малую величину ~10 ^{- 5} (Snigirev A., Kohn V., Snigireva I., Lengeler B. // Nature. 1996. V.384. P.49 - 51).

Базируясь на этих результатах, группа исследователей, включающая ученых из Дании и США (M.R.Eskildsen, P.L.Gammel, C.Detlefs et al.), предложила компаундные нейтронные линзы. Движущимся нейтронам соответствуют волны де Бройля, у которых, как и у электромагнитых волн, свой коэффициент преломления в среде. Так, у нейтронов с длиной волны порядка 1 нм типичный коэффициент преломления в некоторых материалах составляет 0.9999 (т.е. примерно на 10 - 4 меньше, чем для вакуума). Поэтому для фокусировки нейтронов следует линзы делать вогнутыми, а не выпуклыми, как для световых лучей. Это - полезное обстоятельство, так как вблизи оси пучка, где линза тоньше, поглощение нейтронов уменьшается.

Фокусное расстояние одиночной линзы будет около 100 м, однако, увеличивая число последовательно стоящих линз, фокус можно приблизить. В Кембридже собрали систему из 30 двояковогнутых линз диаметром 25 мм. Это были стандартные линзы из MgF₂, применяемые в инфракрасной технике. Сборка позволила сфокусировать нейтроны с длиной волны 1.4 нм в пятно площадью 120 мм², лежащее на расстоянии 3.3 м. На указанной длине волны плотность потока частиц возросла примерно в 2.5 раза, а для более коротковолновых нейтронов получено усиление в 10 - 15 раз.

С точки зрения максимальной фокусировки дифторид магния - далеко не оптимальный материал. В качестве лучших кандидатов для материала линз предполагают использовать графит и оксид бериллия, а также кристаллы диоксида углерода. Последние, правда, придется хранить при низкой температуре, что, впрочем, не сложнее, чем поддерживать вакуум в длинных каналах существующих нейтронных источников, тем более что линзы позволят эти каналы укоротить.

Один из парадоксов физики элементарных частиц состоит в том, что чем меньше размеры изучаемых объектов, тем больше габариты исследовательских установок. Желание глубже проникнуть в структуру материи требует создания ускорителей заряженных частиц на все более высокие энергии. Кроме того, для восстановления событий, происходящих при взаимодействии пучков высоких энергий с "элементарными" (но сложно устроенными) частицами, необходимо постоянно увеличивать размеры детекторов. Наглядный тому пример - строящийся в ЦЕРНе 27-километровый протонный коллайдер LHC с двумя крупными детекторами ATLAS и CMS, который будет размещен в туннеле, уже проложенном ранее (1980) для электрон-позитронного кольца LEP1. Проволочный дрейфовый детектор ATLAS особенно впечатляет своими размерами: он будет размещен в громадной подземной полости, величиной с 10-этажный дом.

Основная особенность детектора ATLAS - способность с высокой точностью определять треки мюонов. Сборки мюонных дрейфовых камер покроют поверхность площадью 5500 м² (почти что футбольное поле!). При этом главное требование для эффективного проведения мюонной спектроскопии - точность изготовления узлов детектора и позиционирования камер. Дрейфовые камеры - тонкостенные (0.4 мм) алюминиевые трубки диаметром 30 мм и длиной 2.16 м; в них размещается центральная измерительная проволока диаметром 50 мкм. Чтобы добиться суммарной точности картины треков в 50 мкм, измерительная проволока в каждой камере детектора ATLAS должна устанавливаться с погрешностью не более 20 мкм на всей длине трубки! Контроль позиционирования элементов трубок и их деформаций будет проводиться оптическими методами. Прототип прибора для контроля за расположением измерительной проволоки в дрейфовой камере разработан в ОИЯИ (Дубна). В 1992 - 1994 гг. объединенная группа из ЦЕРНа и ОИЯИ изготовила и успешно испытала подобный прибор, в котором тонкий рентгеновский пучок шириной 0.6 м просвечивает камеру, а профиль регистрируется сцинтиллятором. Точность измерения составила 6 мкм. Группа из ЦЕРНа во главе с Ф.Рорбахом (R.Rohrbach) завершила создание полноразмерного контрольного устройства, которое для обеспечения требуемой точности на длине 2.16 м дополнено тремя оптическими интерферометрами, следящими за положением рентгеновских пучков.

Необходимое для работы детектора ATLAS магнитное поле будет создано сверхпроводящим тороидом длиной 26 м и наружным диаметром 20 м. Уже разработана специальная конструкция сверхпроводящего кабеля и началось его изготовление. Внутри основного магнита будет расположен дополнительный соленоид на индукцию 2 Т (разработка японской лаборатории KEK). В создании детектора ATLAS участвуют более 1700 ученых и инженеров из 144 научно-исследовательских центров.

Проект второго детектора - CMS (компактного мюонного соленоида) объединяет более 1600 специалистов из 151 центра. Магнитное поле индукцией 4 Т будет создано также сверхпроводящим соленоидом длиной 13 м и диаметром 6 м. Подземная полость для размещения CMS выбрана под пятым сектором кольца LEP/LHC, т.е. в точке, диаметрально противоположной месту установки детектора ATLAS.

Кроме основных детекторов ATLAS и CMS на большом адронном коллайдере LHC будут работать также детектор ALICE для изучения столкновений тяжелых ионов и установка LHC-B для исследования рождения частиц, содержащих тяжелые кварки.

На одном из малых искусственных спутников Земли, запущенных с борта американского космического корабля "Дискавери", был установлен спектрограф с высокой разрешающей способностью для изучения средней атмосферы (Middle Atmosphere High Resolution Spectrograph - MAHRSI). Этот прибор измеряет концентрацию молекул гидроксид-радикальной группы OH в верхней стратосфере и мезосфере, на высотах между 35 и 100 км над земной поверхностью.

Если на высотах до 90 км, где происходит интенсивное турбулентное перемешивание атмосферы, относительный состав ее постоянных компонент остается неизменным, то выше 90 км в результате диссоциации газовых молекул, происходящей под влиянием ультрафиолетового излучения Солнца, ее химический состав сильно изменяется с высотой.

Содержание OH прямо связано с уровнем концентрации в атмосфере водяного пара - наиболее важной ее переменной составляющей. Основная масса водяного пара сосредоточена в тропосфере и быстро убывает с высотой. На значительных высотах гидроксид радикал образуется в результате разрушающего воздействия на молекулы воды ультрафиолетового излучения.

Р.Конуэй (R.R.Conway; Морская исследовательская лаборатория, Вашингтон) по данным MAHRSI, установил, что в верхней атмосфере над Арктикой, на высоте от 60 до 80 км, содержится неожиданно большое количество OH. Это подкрепляет наблюдения, сделанные в 1994 г. во время полета одного из шаттлов и ранее ставившиеся под сомнения как противоречащие общепринятым положениям. Кроме того, выводы Конуэя подтверждают правильность наблюдений, выполняющихся с 1991 г. при помощи выведенного на орбиту прибора HALOE (Halogen Occultation Experiment - экспериментальное изучение галогенов методом покрытия). Этот инструмент измеряет концентрацию водяного пара непосредственно, зондируя массу атмосферы при восходе и заходе Солнца.

Поначалу участники этих работ не обращали особого внимания на верхние слои атмосферы, полагая, что там содержится слишком мало влаги, чтобы ее мог зарегистрировать прибор. Но при обработке данных оказалось, что на высоте около 75 км ее количество на 50% превосходит ожидаемое. Это скопление влаги наблюдалось в летний сезон над полярной областью, которая была освещена Солнцем. Теперь скептикам предъявлены новые доказательства.

В подверженной интенсивному перемешиванию тропосфере водяные пары присутствуют в значительных количествах, но стратосфера и мезосфера остаются "сухими": по существующим представлениям, подъем водяных паров может происходить лишь в тропиках, где предгрозовые скопления дождевых облаков "выжимают" влагу в стратосферу, а затем она понемногу просачивается и в мезосферу.

Недавно Л.А.Франк (L.A.Frank; Университет штата Айова, Айова-Сити, США) выдвинул гипотезу: источником воды в верхней атмосфере могут быть мелкие ледяные кометы. Большинство коллег отвергли такое предположение. Но его автор видит в открытии Конуэя подтверждение своей гипотезе. Такое количество воды, которое присутствует на Земле, должно иметь, считает он, также и внешний источник. Дискуссия продолжается.

Веста - третья по величине среди известных астрономам малых планет. В конце 1996 г. Веста подошла к Земле на самое близкое за последние 10 лет расстояние, и ученые использовали это, чтобы детально исследовать ее с помощью Космического телескопа им.Хаббла. Анализ полученной информации завершила в 1997 г. группа астрономов во главе с П.Томасом (P.C.Thomas; Корнеллский университет, Итака, Штат Нью-Йорк).

Прежде всего были уточнены размеры этого крупного астероида, имеющего форму огромной картофелины: средний диаметр достигает 530 км. Как оказалось, на поверхности Весты, около ее южного полюса, находится кратер глубиной 13 и в поперечнике 460 км - гигантское образование для подобного тела.

Но еще более важным специалисты считают тот факт, что Веста, как показали ее спектры, принадлежит к редчайшему классу малых небесных тел, именуемых базальтовыми ахондритами, т.е. к бедным железом каменным метеоритам, не содержащим каких-либо включений. Из всех метеоритов, падающих на Землю, не более 6% относятся к базальтовым ахондритам.

Веста постоянно находится в далеком от нашей планеты поясе астероидов между орбитами Марса и Юпитера. Поэтому она не может поставлять на Землю образцы своих пород непосредственно. По-видимому, это делает семейство сходных с Вестой мелких астероидов.

Астрономы предполагают, что некогда Веста столкнулась с каким-то крупным телом, в связи с чем на ее поверхности и остался огромный кратер, а в окружающее космическое пространство было выброшено множество обломков. Согласно подсчетам, такое столкновение могло лишить Весту примерно 1% ее общей массы. А этого вполне достаточно, чтобы породить целое семейство астероидов, которые, вероятно, иногда и попадают на нашу планету.

На Международном астронавтическом конгрессе в октябре 1997 г. Ж.Бламон (J.Blamont; Французское космическое агентство) изложил более экономичную схему запуска автоматических межпланетных зондов к Марсу.

Предлагается двухэтапная доставка к Марсу космического зонда с помощью грузового отсека западноевропейской ракеты "Ариан", способного вместить до восьми малых спутников Земли. Сначала зонд массой до 180 кг выводится на околоземную геостационарную орбиту, на которой будет находиться до тех пор, пока не откроется "окно" для полета к Красной планете. На этот путь, который займет 11 мес., понадобится лишь 65 кг топлива. Остальные 115 кг - масса двигателей, научных приборов и оборудования связи.

Таким образом, зонд не предполагается выводить на околомарсианскую орбиту - его можно направить непосредственно в атмосферу планеты. В отличие от космического аппарата "Пасфайндер" нет необходимости для смягчения удара при посадке снабжать зонд воздушными подушками. Вместо этого можно выпустить надувной баллон, замедляющий спуск, во время которого бортовые приборы в течение одних-двух суток будут вести наблюдения и измерять различные параметры атмосферы и поверхности планеты.

Применяемая ныне схема запуска спутника Земли ракетой "Ариан-4" обходится в 1 млн долл. США. Предложенная схема доставки зонда на Марс, согласно подсчетам Бламона, обойдется, включая все расходы, в 15 млн долл., а считающаяся очень "дешевой" доставка "Пасфайндера" на Марс потребовала более 50 млн долл.

Исключение из этой стройной картины представлял лишь Уран, лишенный, как казалось, неправильных спутников. Все его 15 ранее известных лун обитают сравнительно близко от планеты и обращаются в плоскости ее экватора, которая почти перпендикулярна к плоскости орбиты планеты (говорят, что Уран "лежит на боку"). Но с обнаружением двух новых лун все стало на свои места: это типичные неправильные спутники. Они небольшого размера, ~100 км в поперечнике, и движутся по весьма вытянутым орбитам, расположенным ближе к орбитальной плоскости планеты, чем к экваториальной. Ожидания астрономов, привыкших искать гармонию в строении Солнечной системы, подтвердились и на этот раз.

Можно задать резонный вопрос: почему эти спутники Урана не были открыты раньше? Действительно, интерес к их поиску возник давно, Паломарский пятиметровый телескоп работает уже полстолетия, чего же не хватало? А не хватало чувствительных электронных приемников света (ПЗС-матриц) и быстрых компьютеров для автоматического поиска движущихся объектов на цифровых изображениях. Только теперь, воспользовавшись этими приборами, сделавшими старый Паломарский телескоп значительно более зорким, астрономы смогли глубоко и детально несколько раз "прочесать" большую область вокруг Урана, угловой размер которой (20x20') почти равен размеру диска Луны. На этой площади содержится бесчисленное количество слабых звезд и галактик, изображения которых в принципе ничем не отличаются от слабеньких пятнышек спутников. Но среди всех этих "гор пустой породы" компьютер смог выделить те немногие изображения, которые за время между экспозициями (~1 ч) чуть-чуть передвинулись среди звезд из-за относительного движения Земли и Урана с его "семейством".

Но процесс открытия на этом не завершился, а только начался. Необходимо было подтвердить существование новых членов Солнечной системы, измерить их характеристики и определить орбиты. Пока орбита нового тела не известна и его положение нельзя предвычислить на несколько дней вперед, это тело вполне может быть потеряно (что уже неоднократно бывало в истории астрономии), например, из-за нескольких дней плохой погоды, не позволяющей проводить наблюдения. Поэтому в работу немедленно были включены большие и средние телескопы разных обсерваторий - в Калифорнии и Нью-Мехико, на о-вах Гавайи и Ла-Пальма.

Кроме этого, были просмотрены все ранее полученные изображения области неба вокруг Урана в надежде отыскать на них следы новых спутников. И они нашлись: не так уж трудно сделать находку, когда точно знаешь, где и что нужно искать. Но для авторов этих старых снимков, пытавшихся многие годы назад совершить свое открытие и "проморгавших" его, подобное известие прозвучало весьма драматически. Можно представить печальное состояние американского астронома Д.Крукшенка, сделавшего неудачную попытку в 1984 г. фотографически обнаружить эти же спутники Урана, когда оказалось, что на его фотопластинках изображения спутников были зарегистрированы, но не опознаны.

Впрочем, такое в истории астрономии происходит не впервые. Хрестоматийный пример - Галилео Галилей, "проморгавший" новую планету Нептун. Изучая движение открытых им в 1610 г. спутников Юпитера, Галилей систематически зарисовывал в тетради их положение на фоне неподвижных звезд. Как выяснили современные астрономы, в 1612 г. Галилей отметил положение неизвестной тогда планеты Нептун, приняв ее за одну из звезд. Лишь спустя два с лишним столетия Нептун был открыт "на кончике пера" французским математиком У.Леверье и по его указанию обнаружен на небе немецким астрономом И.Галле. Хорошо, что Галилей об этом уже не узнал - ведь он был весьма честолюбив. Правда, и его случайное наблюдение не пропало для науки: использовав не очень точное, но зато удаленное по времени положение Нептуна, отмеченное Галилеем, астрономы смогли построить высокоточную теорию движения этой планеты. Нашему современнику Д.Крукшенку остается утешать себя примером Галилея: положение новых спутников Урана в 1984 г. помогло астрономам выяснить особенности движения этих любопытных объектов. Именно характер их движения даст возможность понять историю происхождения спутников, тесно связанную как с эволюцией Солнечной системы в целом, так и с формированием "микропланетной" системы Урана.

Имена новым спутникам еще не даны; пока у них есть лишь технические обозначения S/1997 U1 и S/1997 U2, говорящие о том, что это 1-й и 2-й по порядку среди открытых в 1997 г. спутников (satellite) планеты Уран (Uranus). О них пока мало что известно. Приведенные в таблице значения величин еще будут уточняться. Так, размеры спутников пока оценены весьма условно по их блеску (видимой яркости) в предположении, что их поверхность отражает солнечный свет так же, как поверхность Луны, т.е. отражает всего около 7% падающего на нее света. Это характерно для небольших спутников планет; но в системе Урана есть тела, отражающие до 20% света (например, спутник Нереида). Если поверхность новых спутников столь же белая, то их размеры вдвое меньше указанных в таблице.

Итак, эпоха "великих географических открытий" в Солнечной системе еще далека от завершения. Все только начинается ...

Основанная в 1675 г. в предместье Лондона Королевская Гринвичская астрономическая обсерватория закрывается. Такой вердикт в июне 1997 г. вынес Британский совет по ядерной физике и астрономии, презревший всю английскую "традиционную традиционность". Правда, исконное название этого научно-исследовательского учреждения, созданного в свое время главным образом для определения времени и вычисления координат звезд, Солнца и Луны, сохранится, но в дальнейшем его роль сведется лишь к популяризации науки о звездах и планетах.

Еще в 50-х годах нашего столетия обсерватория была переведена из Гринвича на 70 км к юго-востоку: близость Лондона мешала наблюдениям, которые выполнялись совместно астрономами Кембриджа и Королевской Эдинбургской обсерватории. Вообще астрономической наукой в Великобритании теперь почти полностью стали заниматься университеты, обсерваториям же оставалось заказывать различные приборы для английских телескопов, расположенных на Гавайских и Канарских о-вах.

Вскоре предстоит закрытие и обсерватории в Кембридже; ее функции передадут Эдинбургской обсерватории, обладающей высоким авторитетом эксперта по астрономическим приборам. Примерно ста специалистам грозит сокращение штатов. Полагают, что все эти меры позволят в течение четырех лет сэкономить около 9.6 млн англ. ф.ст. Эти средства будут использованы в качестве грантов для участников различных астрономических проектов. Оставшимся сотрудникам Гринвичской обсерватории предстоит осуществлять связи с общественностью и поддерживать государственные собрания редких книг и фотографий по астрономии.

Гринвичский же меридиан (меридиан, проходивший через пассажный инструмент Гринвичской астрономической обсерватории и принятый в 1884 г. по международному соглашению за начальный для отсчета долгот и исчисления поясного времени) сохраняет свое прежнее положение.
.

Космические исследования

КОСМОС НА СТРАЖЕ РОДИНЫ. Первые научные чтения по военной космонавтике памяти М.К.Тихонравова / Отв.ред. В.А.Меньшиков. М.: КОСМО, 1998. 624 с.

В сборнике представлены материалы первых научных чтений по военной космонавтике, состоявшихся 13 - 17 мая 1996 г. в Центральном научно-исследовательском институте военно-космических сил МО РФ. В чтениях приняли участие свыше 600 представителей более чем 30 научных и научно-производственных организаций и учреждений и высших учебных заведений из Москвы, Калуги, Красноярска, Самары и Санкт-Петербурга.

В докладах и сообщениях участников чтений были рассмотрены: проблемы и перспективы совершенствования и применения военно-космических систем (ВКС); развитие информационных космических средств; научно-технические аспекты вооруженной борьбы в космосе; процессы развертывания и поддержания орбитальных группировок космических аппаратов (КА), а также эксплуатации космических средств; совершенствование математического и программного обеспечения космической деятельности; вопросы экономичного использования новых информационных технологий при решении специальных задач.

Ю.В.Павутницкий, В.А.Мазарченков, М.В.Шиленков, А.Б.Герасимов. ОТЕЧЕСТВЕННЫЕ РАКЕТЫ-НОСИТЕЛИ. СПб.: Изд. центр СПб ГМТУ, 1997. 178 с.

Издание открывает серию, посвященную средствам выведения космических аппаратов. В предлагаемой вниманию читателей книге, которая состоит из шести разделов и двух приложений, речь идет об устройстве и характеристике традиционных одноразовых ракет-носителей (PH), рожденных в нашей стране. Книга подготовлена по материалам только открытых публикаций. В первом разделе анализируются пути и уровень развития отечественных РН. Цель издания - более зримо показать особенности этих РН по сравнению с их зарубежными аналогами. В последующих пяти разделах представлены сведения по истории создания, конструкциям и двигателям всех отечественных РН, запускаемых со стационарных наземных стартовых комплексов. В приложениях даны краткие сведения о космодромах России.

Геофизика

ОЧЕРКИ ПО ИСТОРИИ ГИДРОМЕТЕОРОЛОГИЧЕСКОЙ СЛУЖБЫ РОССИИ. Т.1. / Под ред. А.И.Бедрицкого. СПб.: Гидрометеоиздат, 1997. 339 с.

Предлагаемая вниманию читателей книга открывает трехтомную серию, посвященную истории русской геофизики. Исследование охватывает период с древнейших времен до конца XIX в. На основе архивных материалов рассказывается о создании первой в мире системы магнитных и метеорологических наблюдений и об основании Нормальной магнитно-метеорологической обсерватории, впоследствии ставшей Главной физической обсерваторией и явившейся фундаментом Гидрометеорологической службы России.

Большая часть книги посвящена деятельности таких корифеев русской геофизики, как А.Я.Купфер, Г.И.Вильд, М.А.Рыкачев, А.И.Воейков, усилиями которых были созданы служба погоды, самая обширная в мире метеорологическая сеть. Ими заложены основные принципы межгосударственного метеорологического сотрудничества.

АТЛАС СНЕЖНО-ЛЕДОВЫХ РЕСУРСОВ МИРА / Под ред. В.М.Котлякова. М.: Институт географии РАН, 1997. 392 с.

Увидело свет еще одно детище академика В.М.Котлякова. Умом и сердцем этого проекта он был на протяжении 20 лет.

Атлас не имеет мировых аналогов. Он дает целостную картину снежно-ледовой обстановки земного шара, включает новейшие географические материалы и результаты современных исследований гляциологии. Главная цель Атласа - на глобальном и региональном уровнях оценить запасы снега и льда, ресурсы водоотдачи, характеристику режима, изменчивости и возможности их использования. В нем систематизированы результаты исследований, полученные еще со времен проведения Международного геофизического года (вторая половина 50-х годов).

Атлас состоит из трех частей - вводной, региональной и прикладной. Вводная часть содержит карты земного шара, на которых показано распространение всех видов природных льдов. В региональной приводятся разномасштабные карты материков, горно-ледниковых областей, а также природных ресурсов. В прикладной показаны возможности использования снега и льда и способы борьбы с их отрицательными проявлениями.

В состав Атласа входит том, который представляет собой фундаментальную монографию, содержащую научно-методологические основы исследования снега и льда и практические рекомендации по использованию этих ресурсов.

Публикация Атласа в трудное для России время - одно из свидетельств сохранения мирового уровня нашей науки.

Геология

А.С.Владыченский. ОСОБЕННОСТИ ГОРНОГО ПОЧВООБРАЗОВАНИЯ. М.: Наука, 1998. 191 с.

Горные системы земного шара чрезвычайно своеобразны, поэтому изучать проблемы их почвообразования надо с учетом особенностей конкретного типа местности.

В предлагаемой книге объектами исследования были выбраны горные системы суббореального гумидного и субтропического континентального типов. Первый из них представлен Западным Кавказом в пределах верхней части бассейна Кубани. Второй - горами Юго-Западного Тянь-Шаня, где основная часть исследований была проведена на склонах Ферганского и Алайского хребтов.

Автор показывает, как уникальность горных ландшафтов приводит к формированию специфических для гор почв, не имеющих аналогов на равнинах. Такими являются, в частности, горно-луговые почвы, черно-коричневые почвы ореховых лесов, коричнево-бурые почвы арчовых лесов Средней Азии. Детальная характеристика этих почв, приведенная в книге, свидетельствует об их генетической самобытности.

Автор предлагает выделить горное почвообразование в самостоятельную форму почвообразовательного процесса.

История науки

В.М.Котляков: НАУКА. ОБЩЕСТВО. ОКРУЖАЮЩАЯ СРЕДА. М.: Наука, 1997. 409 с.

Эта книга о Владимире Михайловиче Котлякове - известном во всем мире географе и гляциологе. Имя Котлякова получило широкую известность благодаря выявленным им глобальным закономерностям снежного покрова и льдов Земли. По его инициативе были начаты многолетние советско-французские исследования ледяного керна из самой глубокой в мире скважины на станции "Восток" в Антарктиде. Эти работы позволили определить динамику важнейших составляющих климата Земли более чем за 400 тыс. лет.

Настоящая книга содержит не просто избранные статьи и библиографию работ Котлякова. Здесь, по существу, заключена 40-летняя история отечественной гляциологии, приводятся характерные для творчества автора живые очерки о своеобразии работы географа-полевика. Читатель получит представление не только о научных взглядах, но и об общественной позиции академика Котлякова.

М.М.Коренцова. КОЛИН МАКЛОРЕН. 1698 - 1746. М.: Наука, 1998. 144 с. (Научно-биографическая литература.)

Настоящая книга представляет собой научную биографию крупного английского математика и механика, натурфилософа ньютоновской школы, видного деятеля эпохи Просвещения в Шотландии Колина Маклорена. В блестящей плеяде учеников, последователей И.Ньютона, он был одним из наиболее одаренных и разносторонних. Он известен своими открытиями в математическом анализе, геометрии, алгебре, а также как комментатор и популяризатор ньютоновской физики, организатор академической науки в Шотландии, университетский профессор математики. Интегральный признак сходимости, формула суммирования рядов, разложение в ряд - эти математические категории носят имя их создателя - Маклорена. Он же получил важные результаты в астрономии и оптике.

Литература о жизненном пути ученого довольно скудна. Имеется только одна, и притом краткая, биография, написанная после смерти ученого его другом, математиком и теологом Патриком Мэрдоком. Предлагаемая книга заполняет существующий пробел и ставит Колина Маклорена в один ряд с учеными-современниками его эпохи.

С.Э.Шноль. ГЕРОИ И ЗЛОДЕИ РОССИЙСКОЙ НАУКИ. М.: КРОН-ПРЕСС, 1997. 464 с.

"Общечеловеческие проблемы - добро и зло, эгоизм и альтруизм, подлость и героизм - истинное содержание истории. Мы, каждый в своей жизни, с неизбежностью оказываемся перед проблемами нравственного выбора. И чужой опыт тут может быть полезен", - так С.Э.Шноль начинает свою книгу.

В истории российской науки переплелись разные судьбы. Автор этой книги - биохимик, биофизик, а героями ее стали меценаты А.Л.Шанявский и Х.С.Леденцов, издатели М.В. и С.В.Сабашниковы. Отдельные очерки посвящены убийству С.М.Михоэлса и уничтожению Еврейского антифашистского комитета, печально знаменитой сессии ВАСХНИЛ, "делу врачей-убийц". Но большая часть книги - это рассказ о судьбах ученых-биологов. Среди них - Н.К.Кольцов, братья Н. и С. Вавиловы, Н.В.Тимофеев-Ресовский, Э.С.Бауэр, И.А.Рапопорт, В.П.Эфроимсон, Р.В.Хесин-Лурье и многие другие.

Это - субъективная книга (видит бог! - V.V.). При всей возможной документальности автор излагает события истории российской науки в жанре, близком к художественному. Рассказы очевидцев, новые материалы и уже известные факты, преломленные в творческом воображении, создают живой облик людей, жизнь которых - пример нравственного выбора в ситуациях, когда такой выбор кажется невозможным.

В.А.Коптюг. НАУКА СПАСЕТ ЧЕЛОВЕЧЕСТВО. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 1997. 343 с.

Валентин Афанасьевич Коптюг (1931 - 1997) - блестящий ученый, химик-органик. Вице-президент Российской академии наук, он в течение 17 лет возглавлял Сибирское отделение. Основные его научные работы посвящены изучению механизмов реакций ароматических соединений и молекулярных перегруппировок с участием карбониевых ионов. В.А.Коптюг сумел сохранить единство и высокий уровень сибирской академической науки в современных экономических условиях. Параллельно он вел активную общественную деятельность в России, участвовал в международных научных организациях и оставил после себя огромное литературное наследство. В данный сборник включены его статьи, доклады и интервью публицистического и гражданского звучания. .