География

Более 35 лет геофизики Южно-Африканской Республики ежегодно зимуют в Антарктиде, на своей полярной станции "SANAE" (аббревиатура от "South-Africa National Antarctic Expedition" -- "Южно-Африканска национальная антарктическая экспедиция"), и эта станция давно заняла достойное место среди других работающих здесь экспедиций по международным программам изучения Земли.

База "SANAE" была построена на шельфовом леднике у самого побережья Индийского океана, где осадки очень обильны. Под слоем снега, ежегодно превышающим 1 м, обрушивалась самая прочная кровля.

В течение последних зим исследователи в очередной раз оказались под глубоким снегом, так что жить и работать там стало невозможно. Африканцы решили перенести свою базу в глубь континента, на 200 км к югу. Здесь, на краю высокого скалистого утеса, в 1996 г. было закончено сооружение "SANAE-IV". Метеорологи определили местную "розу ветров" и убедились: превалирующее направление и сила ветров таковы, что снег почти не будет задерживаться, а отложившийся станет таять во время южнополярного лета.

Все дома стоят на "курьих ножках": воздушные потоки продувают их снизу, не давая возможности образоваться застругам -- снежным барханам, обычно собирающимся на подветренной стороне любого полярного сооружени (кстати, это русское слово давно стало международным и на любом из европейских языков так и пишется -- "sastrugi").

С марта 1997 г. на "SANAE-IV" возобновятся метеорологические, климатологические, сейсмологические, гляциологические исследования; специалисты хотят изучить особенности распространения радиосигналов низкой частоты, пробегающих из Северного полушария (с полярной станции в Гренландии) в Южное и обратно.

Метеорология

Метеорологи из Университета штата Оклахома (Норман, Юго-Запад США) осуществляют крупномасштабный проект "Verification of the Origin of Rotation in Tornado Experiment" ("VORTEX"1). Участники этого эксперимента по установлению механизма вращения торнадо, занимая "стратегические" позиции в пяти соседних штатах, где торнадо -- достаточно частое явление, ожидают его возникновения, с тем чтобы немедленно включиться в наблюдения.

В июне 1995 г. группа метеорологов во главе с Дж.Вурманом (J.Wurman) следовала на грузовике, оборудованном доплеровским радиолокатором, за торнадо, которое разрушило значительную часть городка Диммит в штате Техас, перебросило на значительные расстояния один из домов, несколько автомашин и даже сорвало с дорог асфальтовое покрытие. Явление продолжалось 14 мин, из них 9 мин исследователи находились не далее 4 км от "глаза бури". Глубже вступать в центральную область означало бы подвергнуться смертельной опасности.

Летом 1996 г. исследователи опубликовали обработанные ими радиолокационные изображения, впервые показавшие структуру торнадо изнутри. Они подтверждают ряд спорных теоретических предположений, касающихся динамики этого мощного явления. В частности, стала очевидной правота тех метеорологов, которые утверждали, что центральное воронкообразное облако торнадо содержит нисходящий поток воздуха. Был определен размер "глаза бури", окруженного обломками сооружений и предметами, подхваченными с поверхности земли, -- его диаметр составил 200 м. Большое сходство торнадо с ураганом явилось для исследователей неожиданностью.

Выполнение проекта было продолжено летом 1996 г. с целью установить, насколько наблюдавшиеся процессы вообще типичны для торнадо.

Гляциология

К настоящему времени ученым известно 77 озер, скрытых под мощным Антарктическим оледенением. Крупнейшее из них -- оз.Восток, расположенное непосредственно под одноименной российской южнополярной станцией. Оно отделено от дневной поверхности четырехкилометровым слоем льда и обнаружено лишь в результате радиозондирования, проведенного в 70-х годах.

Это отнюдь не малый географический объект: недавно с помощью принадлежащего Европейскому космическому агентству спутника "ERS-1" установлено, что площадь озера превышает 14 тыс. км². Сейсмическое зондирование показало, что его глубина около 125 м. Исходя из того, что озеро выдерживает гигантскую нагрузку четырехкилометрового льда, можно говорить о большой плотности воды и утверждать, что она там пресная, а не соленая морская.

По мнению английского гляциолога Г.Робина (G.Robin; Полярный исследовательский институт им.Р.Ф.Скотта при Кембриджском университете), оз.Восток образовалось около 1 млн лет назад. В этом районе, близком к Полюсу холода, нарастающее ледяное "одеяло" позволяло акватории не замерзать полностью, сохраняя сравнительно высокую температуру около -2^oC. Гнет вышележащих слоев льда довел давление на поверхности воды примерно до 300--400 атм.

Участник исследований биолог С.Эллис-Эванс (C.Ellis-Evans; Британское управление антарктической съемки, Кембридж) считает, что оз.Восток, в нынешнем виде существующее по меньшей мере полмиллиона лет, может в слое донных осадков сохранять уникальные микроорганизмы.

Климатология

М.Келли с коллегами (M.Kelley; Отдел по изучению климата при Университете Восточной Англии, Милтон-Кейнс) провели статистический анализ хода глобальных температур за последние 120 лет и сопоставили его с данными о крупных вулканических событиях, начиная с катастрофического взрыва Кракатау (Индонезия, 1883) и до бурной активности Пинатубо на о.Лусон (Филиппинские о-ва, 1991).

Установлено, что во всех случаях, кроме одного, в течение примерно двух лет после извержения средняя температура планеты понижалась на 0.2^oC относительно нормы. Исключение составляет активность вулкана Эль-Чичон (Мексика, 1982); но этот случай совпал с обратной тенденцией, которая была связана с наибольшим за все столетие потеплением, вызванным явлением Эль-Ниньо--Южна осцилляция.

Однако вулканогенные похолодания, как правило, не были повсеместными. Так, в континентальных областях высоких широт Северного полушария за извержениями следовали необычно теплые зимы. "Годом без лета" прозвали европейцы 1816 г., но почти не замеченным остался факт, что и зимы тогда тоже вроде бы не было. Вследствие вулканической активности ослаблялись сезонные метеорологические различия: лето становилось прохладным, зима -- теплой.

Интересно отметить, что в Академии метеорологических наук в Пекине китайские специалисты под руководством Цзя Пэнкина разработали математическую модель глобального климата с учетом вулканизма и высказали предположение, что образующаяся завеса вулканического происхождения может послужить спусковым крючком для изменений в тепловом градиенте, усиливающим зимние струйные течения воздушных масс над полярными областями Земли. Это в свою очередь интенсифицирует западные ветры в средних широтах, особенно над Северной Атлантикой. В результате повышается влияние морских факторов погоды на наземные (зимой, как известно, ветры со стороны моря способствуют сохранению тепла над сушей).

Работы английских климатологов впервые подтверждают гипотетические заключени китайских коллег на основе анализа эмпирических данных. Однако британские специалисты оговариваются, что даже столь крупные извержения, как Пинатубское, не в состоянии полностью затормозить процесс глобального потепления. В лучшем случае они замедлят его менее чем на десятилетие, обычно же вулканогенный эффект затухает в течение примерно двух лет, после чего повышение температур идет своим ходом.

Сейсмология

Взаимодействие Тихоокеанской литосферной плиты с Североамериканской, при котором одна из них "соскребает" геологические породы с другой, должно приводить, согласно существующим представлениям, к сильным и многочисленным землетрясениям. Однако в южной части Калифорнии, где такое взаимодействие, несомненно, происходит, подземные толчки, регистрируемые в наше столетие, относительно редки и слабы. Объяснение этому предлагают геологи Х.Магистрале (H.Magistrale; Калифорнийский университет, Сан-Диего) и Хуа Вэйчжоу (Хьюстонский университет, штат Техас).

По данным, описывающим все местные землетрясения в Южной Калифорнии между 1981 и 1994 гг., исследователи установили местоположение и глубину 37 тыс. толчков, обнаружив при этом, что в ряде случаев очаги землетрясений, которые происходили близко друг от друга, лежали на глубинах, разнящихс на 4--10 км. Это означает, что мощность и свойства поверхностных слоев земной коры меняются с глубиной весьма резко.

Известно, что магнитуда землетрясения зависит от прочности пород, в которых происходит разрыв. Сланцы обладают большей "мягкостью" по сравнению с другими породами внешних слоев Земли, поэтому на глубине они "не рвутся", что и снижает магнитуду толчка.

В южной части Калифорнии обнажения сланцев встречаются нередко. Суд по последним данным, обширные районы по обе стороны хорошо изученного разлома Сан-Андреас лежат поверх сланцевых пород. То же можно сказать и о районах, находящихся западнее, также под морским дном -- напротив Ньюпорт-Инглвудского разлома, который, кстати говоря, проходит через весьма плотно заселенную местность и, в случае отсутствия там сланцевых пород, мог бы стать местом катастрофических событий.

Авторы считают, что именно сланцы служат "мягкой прокладкой", которая уберегает Южную Калифорнию от крупных сейсмических событий. Они полагают также, что установление зависимости энергии толчка от структуры пород может быть использовано для прогнозирования сильных землетрясений не только в Калифорнии, но и в других сейсмоактивных районах планеты.

Геофизик Х.Канамори (H.Kanamori; Калифорнийский технологический институт, Пасадена), в целом одобривший эту работу, в то же время напомнил, что, независимо от распределения геологических пород в недрах, их температуры могут отличаться более чем на 50^oC даже в пунктах, отстоящих менее чем на 150 м друг от друга. Поэтому, считает он, усовершенствованный прогноз величины магнитуд возможен лишь после того, как будут проведены многочисленные измерения теплового потока в недрах.

Сейсмология

Сейсмологам давно известен крип -- едва различимое движение верхнего слоя земной коры, происходящее обычно в плоскости ее разлома. Особенно часто крип случается в пределах крупных сдвиговых разломов, где соседствующие плиты земной коры трутся друг о друга.

Связь крипа с сейсмической активностью очевидна. Первое практическое использование этого явления в целях прогноза землетрясения удалось К.Терберу (C.Thurber; Университет штата Висконсин, Мадисон, США).

Между октябрем 1995 г. и январем 1996-го он вел детальные наблюдени крипа на ослабленном отрезке разлома Сан-Андреас (Калифорния) -- к югу от того участка, разрыв которого сопровождался катастрофическим землетрясением, разрушившим Сан-Франциско в 1906 г.

За время наблюдений было отмечено пять эпизодов крипа, когда смещение земной коры достигало 3 мм менее чем за одни сутки. На основании этого Тербер предсказал, что в течение пяти суток каждый из эпизодов должен завершитьс землетрясением магнитудой более 3.3 по шкале Рихтера. В четырех случаях прогноз подтвердился, а в пятом толчок случился через 16 ч после истечени указанного срока. Кроме того, произошло еще два землетрясения, не предусмотренных прогнозом. Все эти толчки имели очаги на глубине от 2 до 10 км и магнитуду от 3.3 до 5. Тербер полагает, что крип служит "зеркальным отражением" того, что происходит на глубине. Однако этот метод имеет свои ограничения. При анализе архивных данных за 1970--1994 гг. установлено, что связь между крипом и землетрясением обнаруживается в районах с высоким уровнем сейсмической активности, да и то немногим более, чем в половине случаев.

Кроме того, единственный способ измерить крип -- наблюдать за деформацией проволоки, натянутой перпендикулярно разлому, а для этого он должен быть виден на земной поверхности. Поэтому землетрясение, связанное, например, с подводным разломом (как в Кобе в 1995 г.), предсказать методом наблюдени крипа нельзя. С другой стороны, на Земле (в Турции, в Новой Зеландии) немало сдвиговых разломов на суше, где новый метод вполне применим. Особенно перспективно его использование для прогноза наиболее сильных подземных толчков, приводящих к катастрофическим последствиям.

Сейсмология

В рамках Международного десятилетия по уменьшению последствий стихийных бедствий (International Decade for Natural Disasters Reduction; 1990--2000) в январе 1997 г. в Кобе (Япония) проходил международный симпозиум по землетрясениям и безопасности. Организованный Центром по улучшению здоровья Всемирной организации здравоохранения, симпозиум собрал более 200 экспертов из 22 стран, впервые обсуждавших эти проблемы комплексно.

За последние 30 лет число крупных землетрясений с катастрофическими последствиями постоянно увеличивалось: в 60-х годах в мире произошло 89 таких событий, в 70-х -- 139, а в 90-е годы -- 392, т.е. возросло в 4 раза. Напомним наиболее сильные из них: в Китае (1976, погибло 242 тыс. чел.); Гватемале, (1976, 22 тыс. погибших); Мехико-Сити (1985, 5 тыс. жертв); Спитаке, Армения (1988, 25 тыс. погибших при материальном ущербе в 14 млрд долл.); Иране, (1990, убито 7 тыс. чел., нанесен ущерб на 7 млрд долл.); Кобе (1995, более 6300 чел. погибло, 30 тыс. получили ранения, 300 тыс. потеряли кров, финансовые убытки составили 100 млрд долл.).

Как отметили участники симпозиума, рост катастрофических последствий от землетрясений вызван не только более частыми или более мощными физическими процессами, но также уязвимостью населения, в особенности городской бедноты (в районах ее проживания до 80% смертных случаев связано с ветхостью старого жилья, неспособного противостоять сейсмическим ударам). Это обстоятельство необходимо иметь в виду при развертывании строительства в сейсмоопасных зонах, особенно важно учесть, что с 2000 г. половина населения земного шара будет проживать в городах, а к 2025 г. городское население составит 80%.

Симпозиум обсудил различные аспекты, связанные со снижением уязвимости людей. Тысячи переживших катастрофическое землетрясение остаются полностью или частично недееспособными, их психологический и социальный ущерб невозможно измерить; посттравматический стресс у многих жертв землетрясения сохраняетс еще надолго после события.

Необходимость специальной подготовки к чрезвычайным ситуациям и быстрота реагирования на них мирового сообщества были осознаны в ходе спасательных операций: например, после землетрясения в Кобе 65% спасенных были найдены в первые 24 часа; во время Армянского землетрясения те же 65% спасенных были извлечены из-под развалин в первые 18 часов.

Главный урок, приобретенный при ликвидации последствий землетрясений, -- оперативность доступа спасателей в зону бедствия. Поэтому первостепенна задача -- развивать собственные возможности для снижения своей уязвимости.

Геофизика

Известно, что силы притяжения Луны (в меньшей степени -- Солнца) вызывают приливы в морях и океанах Земли. Аналогичные, хотя и менее заметные, приливы ощущает и твердое тело планеты, по обеим сторонам которой возникают "выступы" высотой около 30 см, ежесуточно "обегающие" вокруг нее по мере вращения Земли. Так как вещество планеты не идеально упругое, она как бы "сопротивляется" влиянию их гравитационных сил, искажающих ее форму. На такую реакцию уходит некоторое время. Его можно измерять по изменению (хотя и незначительному) орбит искусственных спутников. Однако здесь есть затруднение: приливы в океане намного сильнее воздействуют на спутники, чем приливы, происходящие на суше, и тем самым скрывают их эффект.

Специалисты давно предполагали, что земные приливы происходят с неким запозданием, но точно измерить его до сих пор не удавалось. Недавно это смогла сделать группа сотрудников во главе с Р.Реем (R.Ray; Центр космических полетов им.Годдарда НАСА, Гринбелт, штат Мэриленд, США). Они использовали данные, полученные с борта американо-французского ИСЗ "TOPEX-Poseidon", на котором установлены радиолокационные альтиметры, способные с большой точностью измерять высоту поверхности моря в любой его точке. Исследователи скорректировали высоты орбит ИСЗ, внеся поправку, вызываемую морскими приливами, и установили время отставания в реакции Земли на приливные силы. Оно оказалось равным около 20 с, т.е. времени, за которое наша планета "проворачивается" примерно на 0.08^o.

Интересно, что определение запаздывания позволяет найти энерговыделение, порождаемое приливными движениями Земли, которое затем рассеивается в пространстве в виде тепла. Эта величина оценивается в 83 ГВт, что более чем вдвое превышает среднее количество энергии, производимой, например, всеми электростанциями Великобритании.

Для геофизиков важно, что изучение земных приливов теперь позволит с новой точностью судить о внутреннем строении Земли -- ведь возбужденные приливами сдвиги проникают до самого ядра и дают возможность измерять среднюю вязкость вещества планеты.

Геотектоника

К числу следствий теории плитовой тектоники относится предположение, согласно которому Скандинавия, представляющая собой исключительно древний и мощный щит земной коры, должна быть избавлена от высокой сейсмической активности. Однако такое представление ставится под сомнение работами шведского сейсмолога Р.Арвидссона (R.Arvidsson; Упсальский университет).

Он изучил характер разломов земной коры в Северной Скандинавии, которые возникли около 9 тыс. лет назад, т.е. непосредственно после таяния мощного покровного оледенения, занимавшего до того весь этот регион (первые из таких разломов были открыты геологами еще около 20 лет назад, но труднодоступность местности препятствует их дальнейшему исследованию и обнаружению новых).

Анализ местонахождения эпицентров мелких землетрясений, происходивших здесь в 1963--1993 гг., свидетельствует об активности этих разломов и поныне. Сейсмические данные показывают, что они проникают до самого основания земной коры, на глубину до 40 км.

Имея представление о размерах разломов, Арвидссон делает заключение о мощи древнего землетрясения, которое оказалось в состоянии столь сильно нарушить земную кору. Стало очевидным, что наибольший из разломов послеледникового периода -- разлом Пярви, протянувшийся на 160 км, был порожден мощнейшим землетрясением, магнитуда которого достигала 8.2 по шкале Рихтера. Другой разлом -- Лансярв (длина около 50 км) возник в результате тоже очень сильного подземного толчка магнитудой 7.8.

Подобные этим внутриконтинентальные землетрясения в районах, которые расположены далеко от границы любой из плит земной коры, считаются сравнительно редкими. Среди них более или менее изучено событие, случившееся в 1811--1812 гг. в районе Нью-Мадрида (штат Миссури на Среднем Западе США). Здесь причиной серии толчков не могло послужить столкновение плит или трение их краев друг о друга.

Однако, по мнению сейсмолога А.С.Джонстона (A.C.Jonston; Мемфисский университет, штат Теннеси, США), здесь возникает некий геологический парадокс. Дело в том, что хотя землетрясение в пределах древней части плиты и являетс редкостью, зато оно обычно отличается значительной силой, так как разломы в холодной земной коре проникают на большую глубину. А на более молодых участках коры разломы не достигают ее нижней части, так как слагающие ее породы разогреты и потому благодаря своей пластичности способны не разрываться, а изгибаться. Тем самым выводы Арвидссона требуют дальнейших объяснений.

Послеледниковые разломы Скандинавии должны были бы иметь многочисленные аналоги в Северной Америке, которая тоже освободилась от гнета ледника, который ранее сковывал всю территорию современной Канады и значительную часть США. Тем не менее геологам пока удалось обнаружить лишь один небольшой отрезок разлома -- в северной части провинции Манитоба (центральная область Канады). Поиск подобных разломов еще следует, очевидно, провести на значительной части страны.

Геология

В 1995 г. Дж.Джерелс и У.Дикинсон (G.Gehrels, W.Dickinson; Университет штата Аризона, Тусон, США) обнаружили кристалл циркона Zr{SiO4} в геологических формациях Особб (западная часть штата Невада) и Чинле (значительная часть штатов Аризона, Юта, Невада и Колорадо). Возраст кристаллов циркона, как оказалось, 515--525 млн лет, что крайне необычно: ранее в западной части всей Северной Америки породы такого возраста не были известны.

Еще раньше геолог Н.Риггс (N.Riggs; Северо-Аризонский университет, Флагстафф, США) высказывала предположение, что формация Чинле каким-то образом связана с аналогичными породами того же возраста, слагающими формацию Докум в северных районах Техаса. Ознакомившись с работой тусонских исследователей, Риггс собрала образцы циркона из докумских пород. Обратив особое внимание на бочкообразные желтоокрашенные кристаллы, сходные с невадскими, она обнаружила, что 8 из 17 таких кристаллов имеют возраст от 515 до 525 млн лет, что указывает с большой вероятностью на их одинаковое с кристаллами из Чинле происхождение -- из района древних гор, некогда существовавших на территории Техаса и Оклахомы. В техасских образцах найдены также иные кристаллы, чей возраст позволяет поставить их рядом с отложениями формаций Особб.

Все это дает основание утверждать: в начале мезозойской эры, в триасе (около 235 млн лет назад), от Техаса на запад протекала огромная, длиной более 1500 км, река, устье которой располагалось на территории нынешней Невады, где в то время находилось побережье океана. Именно ее воды перенесли кристаллы циркона на столь значительное расстояние от его коренных залежей. Ныне горная Невада представляла собой в ту пору гладкую равнину.

Циркон хорошо противостоит процессам выветривания, а поэтому может свидетельствовать о древнейших геологических явлениях. Кроме того, он содержит медленно распадающийс радиоактивный уран, позволяющий датировать отдельные кристаллы и сопоставлять происхождение различных пород и формаций.

Риггс полагает, что великая ископаемая река, еще не доходя до территории нынешней Невады, разделялась на два очень крупных рукава, южный из которых впадал в океан около Особба.

Геология

Исследования в пределах срединно-океанических хребтов показали, что, хотя в их осевых частях коровые флюиды имеют самую высокую температуру (до 350--400^oС), наибольший суммарный поток гидротермального тепла наблюдается во фланговых частях хребтов, на значительном удалении от спрединговых центров. По некоторым подсчетам, объем морской воды, участвующей в гидротермальной циркуляции, здесь на порядок выше, чем в осевых частях хребта. Установлено, что флюидный обмен между корой и океаном, который приводит к изменению физических и химических свойств океанской коры, продолжаетс до достижения ею возраста в несколько десятков миллионов лет, иначе говоря, эти процессы в каждый отрезок геологического времени охватывают не менее одной трети площади океанского дна.

Несмотря на то, что проблеме обмена флюидами между корой и океаном было посвящено в последние два десятилетия несколько специальных рейсов по программе глубоководного бурения в Тихом и Атлантическом океанах, это явление еще слабо изучено. Остаются неясными механизм циркуляции флюидов через океанскую кору и морское дно, масштабы химического обмена между корой и океанской водой. Не ясно также, каким факторам принадлежит решающая роль в этом процессе: что контролирует химический состав флюидов, и, как следствие, обусловливает химические и физические преобразования пород коры и осадочного чехла.

Решению этих вопросов и был посвящен 168-й рейс, который проводилс с 20 июня по 15 августа 1996 г. в пределах восточного фланга хребта Хуан-де-Фука в северо-восточной части Тихого океана. Исследования осуществлялись под научным руководством И.Дэвиса (Геологическая служба Канады) и Э.Фишера (Калифорнийский университет, США), а также представителя Программы океанского бурения Дж.Фeрта.

Основные задачи рейса: изучение термофизических характеристик гидротермальной циркуляции в верхних частях коры на флангах срединно-океанического хребта и их связи с физическими свойствами коры и осадочного чехла; выявление зависимости состава флюидов от возраста, температуры коры и мощности осадочного чехла; выяснение природы физических и химических преобразований вещества коры; оценка масштабов тепло- и флюидообмена между корой и океаном.

Бурение в рейсе проводилось в 10 точках (1023--1032), в которых было пробурено в общей сложности 19 скважин. Точки бурения располагались вдоль субширотного профиля, пересекаюшего участки океанской коры разного возраста: от 0.8 млн лет (палеомагнитная эпоха Матуяма) до 3.6 млн лет (палеомагнитна эпоха Гилберт). Максимальное проникновение в породы (577.9 м) было достигнуто в точке 1027.

Хотя материалы рейса еще находятся в стадии обработки и результаты лабораторных исследований пока не опубликованы, предварительные данные свидетельствуют, что на многие из перечисленных вопросов будут получены ответы.

В рейсе было, в частности, установлено, что геохимические преобразовани флюидами осадков, перекрывающих океанскую кору, происходят лишь в нижнем их слое толщиной всего несколько метров, независимо от общей мощности и состава осадочного чехла. Напротив, степень изменения изверженных пород коры (базальты, вулканическая брекчия, диабазы) зависит от температуры и возраста коры, ее состава и физических свойств, степени изолированности от морской воды. Например, оливины в самых молодых, наиболее холодных и расположенных вблизи контакта с морской водой базальтах, вскрытых в точке 1023, изменены в наименьшей степени, а оливины в массивных, крупнокристаллических базальтах, пробуренных скважиной 1025 на более древней коре, полностью замещены глинистыми минералами. С увеличением возраста пород и их температуры увеличивается и степень заполнения пор, которая также зависит от их близости к трещинам.

Установлено закономерное возрастание температуры на контакте изверженных пород коры и осадков по мере их удаления от участков выхода фундамента на поверхность дна -- от 15^oС в скважине 1023 до 22^oС в скважине 1024 и 38^oС -- в скважине 1025. В то же время на расстоянии по крайней мере до 20-30 км от выходов фундамента значения теплового потока заметно ниже по сравнению с расчетными, что объясняется участниками рейса латеральной миграцией тепла в сторону участков выхода фундамента на дно.

Открытие феномена латерального переноса тепла на десятки километров -- одно из важнейших достижений рейса. Оно заставляет пересмотреть существующие взгляды на баланс тепла в коре срединно-океанических хребтов и его перераспределение в процессе геологической эволюции.

Охрана окружающей среды

Вооруженные силы США сейчас располагают примерно 35 тыс. т боевых отравляющих веществ (БОВ), находящихся в девяти хранилищах на территории страны. Принят закон, предписывающий к 2004 г. избавиться от всего этого запаса. Пентагон обратился к Национальной академии наук США с просьбой предложить методику уничтожения БОВ, исключая их сжигание, которое вызывает протесты многих общественных организаций, опасающихся загрязнения среды обитания. Созданна Академией группа из химиков, биохимиков, микробиологов, токсикологов и экологов, завершив исследования, предложила ряд новых методик.

На Абердинском армейском полигоне в штате Мэриленд хранится 1790 т горчичного газа, который может быть ликвидирован путем разложения водой, нагретой до 90^oC, после чего продукты реакции "поедаются" одним из распространенных видов бактерий.

На военном складе в Ньюпорте (штат Индиана) находится 1400 т весьма опасного нервно-паралитического газа VX. От него можно безболезненно избавитьс с помощью гидроксида натрия, причем продукты распада также потребляютс определенным видом микробов.

Возможно, описанные способы применимы только в Абердине и Ньюпорте, где дело придется иметь лишь с одним видом БОВ, хранимом в крупной цистерне. На семи других складах размещено по нескольку различных БОВ, в том числе находящихся в мелких контейнерах или внутри средств доставки (в бомбах и снарядах). Здесь, вероятно, придется по-прежнему прибегать к сожжению.

Один из экспертов, директор Центра по экологической инженерии при Технологическом институте штата Нью-Джерси в Ньюарке Р.Маги (R.Mahee) подчеркивает, что экологически более чистые методы химической нейтрализации БОВ технически вполне реальны, хотя обойдутся дороже, чем сжигание.

Охрана окружающей среды

На конференции Американского химического общества (сентябрь 1996 г., Орландо, штат Флорида) был представлен доклад группы микробиологов из нескольких национальных лабораторий США, которую возглавлял Б.Штрительмайер (B.Strietelmeier; Лос-Аламосская национальная лаборатория, штат Нью-Мексико). Исследовани были предприняты в связи с проблемой захоронения радиоактивных отходов.

Микроорганизмы, населяющие подземные воды с высоким уровнем солености, подвергались воздействию радиоактивных веществ: плутония-239, нептуния-237, америция-243, урана-238 и тория-232. Установлено, что наиболее радиоактивный из них -- америций -- никакого вреда бактериям не приносит; остальные вызывают у бактерий замедление роста лишь в тех случаях, когда концентрация этих веществ превышает реальную для подземных хранилищ ядерных отходов.

Изученные виды микроорганизмов нередко встречаются в естественной среде, в том числе в грунтовых пластах солоноватой воды штата Нью-Мексико, поблизости от недавно сооруженного Министерством энергетики США экспериментального завода по изоляции радиоактивных отходов. Начиная с 1997 г. отходы американских предприятий, производящих ядерное оружие, предполагается "навечно" захоранивать именно в этом районе, который избран в связи с распространенностью здесь мощных соляных формаций: они отличаются геологической стабильностью и отсутствием заметных движений грунтовых вод, которые могли бы вынести на поверхность радиоактивные элементы. Однако вопрос их переноса микробами до сих пор всерьез не рассматривался.

Исследования авторов доклада на сканирующем электронном микроскопе показали, что у некоторых микроорганизмов на внешней стенке клетки накапливаетс ²³⁹Pu, что представляется вполне естественным, так как бактерии обладают способностью концентрировать различные металлы, в том числе и тяжелые. Впрочем, общий риск считается незначительным: даже если такие микроорганизмы и станут прорываться к земной поверхности, более 99% из них будет отфильтровано геологическими породами, а оставшиеся долго не просуществуют, так как, приспособившись в ходе эволюции к жизни в солоноватых водах, эти бактерии быстро погибнут, попав в пресную среду. Тем не менее проблема заслуживает дальнейшего изучения.

Астрономия

Звезду R в созвездии Северная Корона обычно можно наблюдать не только в простой бинокль, но даже невооруженным глазом (при хороших условиях). Однако раз в несколько лет (но нерегулярно) она внезапно окутывается непроницаемым облаком из сажи, которое вскоре рассеивается. Долгое время это явление оставалось неизученным.

В октябре 1995 г. астрономы-любители сообщили, что R Северной Короны вновь начала окутываться дымным углеродным облаком. К 27 января 1996 г. ее можно было различить лишь в крупный телескоп, причем помутнение продолжалось. На этот раз появление облака ненамного предшествовало запуску искусственного спутника Европейского космического агентства "ISO" ("Infrared Space Observer"). На борту этого космического наблюдателя в инфракрасной полосе спектра установлен совершенный фотометр.

10 февраля 1996 г., при максимальной плотности облака, было зафиксировано инфракрасное излучение звезды с выраженным поглощением в диапазоне 2--5 мкм, указывающим на скопление молекулярного углерода.

Астрофизик Х.Уокер (H.Walker; Лаборатория им.Резерфорда и Эпплтона, Кембридж, Англия), изучив космические данные, пришла к выводу, что образование углеродно-сажевого облака происходит здесь постепенно, отличаясь этим от процессов, наблюдаемых на квазарах и других звездных объектах.

Звезда R Северной Короны состоит почти целиком из гелия и углерода, причем углерода в семь раз больше, чем в обычных звездах; а от водорода не обнаружено даже следов.

Ни причины, ни механизмы столь обильного выброса сажи этой звездой неизвестны. Неясно также, образуется ли облако прямо на поверхности звезды или конденсируетс вдали от нее в условиях пониженной температуры.

Сейсмология

В 1957 г., как бы знаменуя только что начавшийся Международный геофизический год, мощное землетрясение -- магнитуда толчка достигала по меньшей мере 8 по шкале Рихтера -- охватило Гоби-Алтайский район на севере Монголии. Сдвиговый разлом земной коры протяженностью 250 км внезапно активизировался, вызвав катастрофическое событие, не приведшее к массовой гибели людей и огромным разрушениям лишь благодаря малой заселенности района.

Ныне, изучая это явление, российско-американо-монгольская группа сейсмологов обратила внимание на то, что в нем участвовал не только огромный сдвиговый разлом, но и целая система более мелких надвиговых разломов длиной примерно по 50 км, находящихся главным образом под поверхностью пустыни Гоби.

Специалисты указывают на значительное сходство сейсмогеологических условий этого района Монголии с центральной и южной частями штата Калифорния. Так, известный разлом Сан-Андреас очерчивает северную границу гор Сан-Габриэль, подобно тому как Гоби-Алтайский -- северные пределы Алтая. Это исключительно протяженные разломы; в случае толчка участки коры по одну их сторону смещаютс горизонтально относительно противоположной стороны. И в Калифорнии, и в Монголии к сдвиговым разломам примыкает множество надвиговых, смещающих кору в вертикальном направлении и создающих давление на близлежащие горные системы.

В прошлом большинство сейсмологов не представляло себе, что оба вида соседствующих разломов могут активизироваться одновременно. Изучение Гоби-Алтайского землетрясения показало, что это вполне возможно. Поскольку разлом Сан-Андреас проходит непосредственно и с севера, и с востока от Лос-Анджелеса с его многомиллионным населением, а более мелкие разломы находятся непосредственно под городом, -- все это указывает на особенно высокий сейсмический риск.

Некоторые оппоненты отрицают справедливость сейсмических аналогий Монголии и Калифорнии; они подчеркивают, что напряжения в разломах Гоби-Алтайского региона вдесятеро меньше, чем в районе Сан-Андреас. Кроме того, территори Монголии лежит на значительном удалении от границы любой из тектонических плит, тогда как Лос-Анджелес расположен непосредственно на стыке Тихоокеанской плиты с Северо-Американской.

По-новому поставленная проблема вызвала среди специалистов активную дискуссию.

Океанология. Гидродинамика

Зимой 1942 г. из США в Англию на борту "Куин Мэри" направлялись 15 тыс. американских солдат. Огромное судно, переоборудованное из роскошного туристического в военный транспорт, тяжело, но успешно боролось со штормом. Внезапно на него обрушилась одиночная волна невероятной высоты. Судно повалилось на борт, верхние палубы полностью залило водой. К счастью, корабль выдержал и выровнялся.

Гигантские волны, совершенно неожиданно иной раз появляющиеся среди спокойного моря, повредили и потопили немало судов. Вот и недавно, в декабре 1996 г., крупный сухогруз с экипажем 29 человек не перенес подобного удара и затонул в водах течения, огибающего южную оконечность Африки у мыса Игольный.

Поисками физических причин такого явления занялись американский математик Б.Форнберг (B.Fornberg; Университет штата Колорадо, Боулдер) и физик-гидролог Б.С.Уэйт (B.S.Whait; научно-исследовательская компания "Эксон ризерч энд инджиниринг", Аннандейл, штат Нью-Джерси). Они построили математическую модель, которая показала, что океанские течения или крупные силовые пол случайных воронок и вихревых водоворотов могут спорадически концентрировать в себе значительные массы воды даже в спокойном океане, порождая гигантскую волну. При этом течение или воронка действуют подобно огромной оптической линзе, фокусируя волновое движение волны в сравнительно узко направленный фронт.

Такие крутые волны могут возникать в акватории любого из океанов. Однако особой их частотой и размерами отличаются воды у юго-восточного побережь Южной Африки. Именно здесь ежегодно гибнут либо получают тяжелые повреждени по нескольку супертанкеров (или других больших судов), следующих стандартным маршрутом из стран Среднего Востока в США или Европу.

Эти суда увеличивают скорость для сокращения времени, пользуясь мощным течением у мыса Игольный, идущим на юг вдоль африканского шельфа. Но гидрологические условия здесь таковы, что это течение нередко сталкивается прямо в лоб со встречной волной. Характер взаимодействия волны с течением сокращает расстояние между гребнями волн и изменяет их направление. Недавно математику М.Герберу (M.Gerber; Стелленбошский университет, ЮАР) удалось показать, что изменение в направленности волны, вызванное узким быстро движущимс потоком, может на том или ином участке течения поднять волну на весьма значительную высоту. Согласно его вычислениям, такие волны имеют совершенно определенные очертания -- круто возвышающуюся фронтальную сторону с предшествующей ей глубокой впадиной, которую моряки именуют "дырой в море". По мнению Гербера, описанное событие с характерным фокусирующим эффектом как раз и наблюдается при прохождении Игольного течения. Оно весьма вероятно также в пределах Гольфстрима на севере Атлантики и вблизи него.

Заслуга Форнберга и Уэйта состоит еще в том, что они указали на принципиальную возможность подобного фокусирования и в случае, когда морскую зыбь равномерно распределенным волнением пересекают случайные флуктуации течения. Вероятность такого события, как установлено, зависит от того, насколько большое расстояние прошли волны прибоя через район, вовлеченный в воронку, а не от структуры самих воронок.

До сих пор исследования механизма образования неожиданных крутых волн были в основном теоретическими. Трудность состоит в ограниченности надежных океанографических материалов, описывающих это явление, без чего проверка математической модели почти невозможна. Тем более что такие волны наблюдаютс не столь уж часто. Отказываться от маршрута, связанного с наибольшим в данном отношении риском, мореплаватели не склонны, поскольку то же попутное им Игольное течение позволяет заметно сократить путь и удешевить его. Учитыва описанную опасность для судовождения, в том числе в важнейших для морского транспорта акваториях, специалисты понимают необходимость организации изучени крутых волн на месте, что позволило бы усовершенствовать математические модели.

Геотектоника

В соответствии с теорией плитовой тектоники площадь континентов обычно увеличивается в процессе "прирастания" к ним отдельных участков земной коры, именуемых террейнами. Считается, что террейны прежде представляли собой острова, находящиеся в центре океана, или же фрагменты более древних материков, дрейфовавших до момента своего соприкосновения с тем или иным континентом. Однако до сих пор специалистам не удавалось построить точные карты подобных дрейфов. По всей видимости, это смогли сделать геотектонисты У.Томас (W.Thomas; Университет штата Кентукки, Лексингтон, США) и Р.Астини (R.Astini; Национальный университет в Кордове, Аргентина), которые изучали геологию юго-востока Южной Америки.

В раннем кембрии, т.е. около 535 млн лет назад, вся Северная Америка еще входила в состав праконтинента Лаврентия, лежавшего вблизи экватора. В тот период через территорию, ныне представляющую собой восточную часть штата Техас, прошел разлом Уачита. Он отделил от праконтинента участок величиной около 600 тыс. км². Между 525 и 515 млн лет назад этот мини-континент, именуемый Прекордильерой, продрейфовал в направлении на юго-восток примерно на 800 км. В процессе дрейфа он длительное время (между 495 и 470 млн лет назад) оставался в островной изоляции, о чем свидетельствуют палеонтологические данные: никаких новых организмов, относящихся к той эпохе, на нем тогда не появилось. Новые виды здесь обнаруживаются лишь спустя десятки миллионов лет, когда Прекордильера сблизилась с суперконтинентом Гондваной, включавшим современные Южную Америку, Африку, Индостан, Австралию и Антарктиду. Столкновение Прекордильеры с Гондваной произошло, вероятно, около 455 млн лет назад. В этот период Прекордильера подверглась значительному сжатию, вызванному как столкновениями с другими террейнами, так и субдукцией (погружением в недра отдельных плит земной коры, что параллельно привело к образованию Анд).

Согласно заключению исследователей, нынешний крупный участок восточных предгорий Аргентинских Анд в геологическом отношении представляет собой переместившийся по океану на тысячи километров фрагмент южной части территории США, граничащей с Мексиканским заливом. Сейчас этот участок простираетс в длину на 1 тыс. км при ширине 100 км.

Ранее геофизикам был известен лишь один хорошо документированный аналогичный случай: так называемая Авалония (ныне это северные приатлантические штаты США, или Новая Англия, и Новая Шотландия -- крайний юго-восток Канады и Британские о-ва) совершила дрейф на запад в то самое время, когда Прекордильера перемещалась на восток.

По мнению Томаса, эти огромные участки суши двигались в противоположном направлении и оказались по разные стороны трансформного разлома. Специалистам предстоит проанализировать сейсмические данные, касающиеся Аргентины и юга Северной Америки, с целью обнаружения новых свидетельств разлома в Техасе, который привел к отрыву Прекордильеры от своего исходного массива.

Геотектоника

Как известно, магнитное поле Земли периодически меняет свое направление на противоположное. Благодаря содержанию в горных породах магнитных минералов эти инверсии остаются зафиксированными1. В частности, в линейных магнитных аномалиях океанов отражена последовательность извержений магматических пород: в застывшей лаве, которая образовала участок молодой коры, содержащиес в ней металлы сохранили именно то направление магнитного поля Земли, какое существовало на момент излияния лавы.

Определив возраст чередующихся магнитных полос морского дна, можно судить о скорости раздвижения плит для любого периода путем измерения расстояни между полосами.

До сих пор считалось, что наибольшей скоростью дрейфа обладает Тихоокеанска литосферная плита в районе к югу от о.Пасхи: около 15 см/год, что примерно равно скорости роста человеческих волос. Однако теперь этот "рекорд", по крайней мере в отношении прошлого, пересматривается.

Геофизик Д.Уилсон (D.Wilson; Университет штата Калифорния, Санта-Барбара, США) проанализировал весь массив палеомагнитных данных, которые собраны за последние 30 лет относительно Тихоокеанского региона и охватывают период между 18 и 11 млн лет назад. Он сопоставил также характер обращений магнитного поля в породах океанского дна с аналогичными данными для надежно датированных отложений геологических пород из других регионов. Стало ясно, что некоторые из магнитных полос намного моложе, чем полагали ранее, а значит, скорость движения данной плиты была существенно занижена. На самом деле в период между 18 и 11 млн лет назад эта скорость достигала 18--20 см/год.

Этология

До сих пор энтомологи считали, что среди наземных насекомых, ведущих общественный образ жизни, только муравьи и термиты "строят дороги" и ходят колонной по одному. И лишь теперь американским исследователям С.А.Камерону и Дж.Б.Уитфилду (S.A.Cameron, J.B.Whitfield; Университет штата Арканзас, США) удалось наблюдать подобное поведение у одного из видов шмеля.

Они изучали строящих гнезда шмелей Bombus transversalis, которые населяют заповедник Тамбопата в юго-восточной части Перу. Хотя эти насекомые способны летать, очень часто они отправляются "пешком" за листьями, которые используют в качестве строительного материала.

"Дорожное строительство" начинается с того, что шмели прокладывают две тропы, симметрично отходящие с противоположных сторон гнезда. При этом они сперва расчищают себе "шоссе" шириной 9--10 см и длиной до 2 м. В случае если веточка, прутик или листочек преграждают им путь, помеху поспешно сталкивают. Когда дорога открыта, насекомые выходят на нее, "строясь в затылок". Через полтора месяца они расчищают еще три дорожки, направленные под 90 и 45^o к прежним. За этот промежуток времени им удается, пользуясь принесенными материалами, сделать крышу над своим жильем толще и шире на 10 см.

Как известно, многие виды пчел помечают свои гнезда особым веществом (феромоном), запах которого в дальнейшем позволяет им находить дорогу домой. Делают ли так эти шмели, энтомологи намерены выяснить, продолжая исследования.

Биология

Пауки-динопиды, обитающие в тропических регионах Северного полушари и во всем Южном полушарии, демонстрируют одно из самых удивительных явлений в мире пауков. Особенности их поведения недавно исследовали в Коста-Рике Р.Гетти и Ф.Койле (R.M.Getty, F.A.Coyle; Западнокаролинский университет, Киллови, США).

Пауков-динопид (семейство Deinopidae) называют еще крупнолицыми пауками (ogre-faced spiders) -- из-за очень больших задних срединных глаз. Наиболее известная черта биологии динопид -- четырехугольная сеть, которую паук держит за углы двумя передними парами ног и использует как сачок-ловушку, накрывая им добычу. Лишь около десяти лет назад удалось показать, что эта небольшая сеть -- частный случай круговых сетей пауков-кругопрядов.

По наблюдениям Гетти и Койле, пауки из рода Deinopis обычно зависают над горизонтальной поверхностью листа, держа над ним свою сеть на расстоянии 15--30 мм. Они способны к броскам вперед и назад. Удалось установить, что броски вперед вызваны преимущественно зрительными, а броски назад -- вибрационными сигналами.

Авторы впервые описали защитное поведение динопид. Охотятся динопиды в ночное время, активно манипулируя своими сетями, а на восходе солнца собирают их, комкают и поедают, после чего вытягивают ноги и становятс похожими на сухие веточки. С субстратом паук соединяется с помощью паутины, касаясь его также одной-двумя парами ног. Как правило, в дневное врем динопиды неподвижны. Камуфляж пауков очень надежен: даже сами ученые не смогли обнаружить динопид в дневное время.

Несмотря на тщательные исследования, в биологии этих пауков остаетс много неясностей. Так, не изучено, насколько выше продуктивность сети-сачка и не используют ли динопиды дополнительно иные способы охоты. Не вполне понятно, как возникло криптическое поведение "паука-веточки".

Биология

Феноменальный процесс наблюдали в Институте морских исследований в Северной Каролине. С 1968 г. здесь содержат крупных морских черепах -- логгерхедов (Caretta caretta). Их выводили из собранных в природе яиц. В 1968 г. таким образом завели двух, а в 1977 г. -- шесть особей. С первой "партией" все было в порядке: пара, оказавшаяся самцом и самкой, на момент написани статьи1 прекрасно себя чувствовала и даже, насколько это возможно для морских черепах в неволе, пыталась размножаться. А вот со следующей группой произошло нечто странное: у четырех из них после достижения девятилетнего возраста стали меняться внешние признаки... половой принадлежности.

Вообще определить пол у черепах не очень сложно: самцы и самки различаютс по размерам, форме головы и панциря и, главное, величине хвоста -- у первых он гораздо длиннее. По данным сотрудника института Ф.Шварца, проводившего наблюдения за черепахами, все шесть логгерхедов 1977 г. рождения до восьмилетнего возраста выглядели как безусловные самки. Но позднее у четырех из них хвост стал удлиняться, изменилась форма головы, и все эти трансформирующиес черепахи начали проявлять интерес к остающимся "нормальными" самкам. Вскрытие погибшего "транссексуала" показало, что по всем признакам (развитию половых органов) это был настоящий самец. В то же врем Шварц убежден в правильности первоначального определения этих необычных особей как самок. Если он прав, то обнаружен уникальный для пресмыкающихс случай смены пола. До сих пор это явление, вообще крайне редкое среди позвоночных животных, было известно только у некоторых рыб и травяной лягушки.

Феномен изменения пола, если он действительно имеет место у черепах, должен в корне изменить представления об эволюционном, экологическом и прикладном значении другого феномена -- температурной детерминации пола, ставшей за последние годы известной у многих видов пресмыкающихся, но особенно значимой именно для морских черепах. Обнаружение факта появления самок при одних температурах инкубации и самцов -- при других привело к формированию целого направления герпетологических исследований. С этим феноменом связывают многочисленные гипотезы -- от вымирания динозавров до объяснения экологической специфики мест гнездования морских черепах. Программы сохранения и искусственного восстановления популяций этих животных в значительной степени базируютс на определении оптимальной с точки зрения поддержания баланса полов температуры инкубации. Если же возможно постэмбриональное изменение пола, то все вроде бы установившиеся представления о механизмах поддержания "демографической" структуры популяций морских черепах нуждаются в корректировке.

У Шварца нет пока никаких четких соображений относительно возможных причин неожиданного изменения пола его подопечных. Все особи группы как в одинаковых условиях вылупились в результате инкубации, так в дальнейшем и содержались. Очевидно, причины изменения пола носят в большей степени эндогенный характер.

Биология

Исходя из генетико-популяционной теории Р.Фишера, в любой популяции свободно спаривающихся животных соотношение полов должно быть равным 1:1. Недавно это еще раз убедительно проиллюстрировано Р.Докинзом.

Известно, что соотношение полов у многих общественных пауков сдвинуто в пользу самок. Механизм этого явления до конца не выяснен, но примерно понятно, что в одном гнезде много самцов не требуется, благо поиск самок совсем не труден -- в отличие от одиночных форм.

В 1992 г. Б.Гуннарсон и А.Андерсон (Университет в Гетеборге, Швеция) показали2, что по крайней мере у одного одиночного паука -- обычного европейского паука-балдахинника (Pityohyphantes phrygianus из семейства Linyphiidae) -- соотношение полов сдвинуто в сторону самок и равно 1:2. Это . Интересно, что у других изученных пауков-линифиид соотношение полов нормальное. Причины этого удивительного явления шведские исследователи обсуждают в другой своей работе.

Гуннарсон и Андерсон предположили, что различия в соотношении полов связаны со строением гениталий и поведением самок во время спаривания. Возможно, в каналах сперматеки (семеприемника) самки происходит распознавание различных типов спермы самца, ответственных за появление самцов и самок. В отличие от других линифиид, самка питиохифантеса перед спариванием ориентирует брюшко почти вертикально вверх. При этом открываются особые замки сперматек. Железы, окружающие сперматеки, выделяют секрет, который, как это обнаружено у других пауков, может удерживать сперму самца. Более детально этот тонкий механизм пока не изучен.

Искусственное изменение положения тела самки после спаривания показало, что доля самцов в первом выводке может существенно меняться. Тем не менее усредненная доля самцов в двух выводках остается пониженной и равна одной трети.

Получается, что, манипулируя своим брюшком, самка питиохифантеса может менять долю рождающихся самцов! Возможно, полагают Гуннарсон и Андерсон, самка способна контролировать использование спермы самца, тем более что осеменить ее могут несколько разных самцов подряд. Но какие силы усредняют "валовую долю" самцов в обоих кладках самки и почему она равна именно одной трети? Ответа пока нет... Дальнейшие исследования в этой области, несмотря на свою трудоемкость, исключительно интересны.

Химия

Получивший одобрение клиницистов препарат таксол, останавливая пролиферацию (размножение) клеток, предотвращает и рост раковых новообразований. Это натолкнуло исследователей на поиски других веществ аналогичного действия.

Из культурной линии миксобактерий Sorangium cellulosum был в свое время выделен эпотилон А. В опытах in vitro это вещество проявило даже большую эффективность, чем таксол.

Как уже неоднократно отмечалось клиницистами, лекарственные препараты с аналогичным действием часто оказываются различными по составу и химическому строению. То же можно сказать в отношении таксола, дискодермолида и аналогов эпотилона: отличаясь по строению и составу, все они действуют на микротубулы клеток, подавляя их рост.

Химический синтез эпотилона позволил бы получать различные его производные и, возможно, с еще более сильным, чем у таксола, антиканцерогенным действием.

Недавно успешно завершились активные попытки синтеза эпотилона А, проводившиес группой исследователей под руководством К.Николау (K.C.Nicolaou; факультет химии и биохимии Калифорнийского университета, Сан-Диего, Калифорния, США). Ныне эта же группа сообщила о результатах новых экспериментов по синтезу, проведенных с использованием твердофазной подложки: получено несколько веществ, действующих подобно таксолу, в частности эпотилоны А и В.

Главная стадия синтеза эпотилона А -- замыкание 16-членного цикла и отщепление твердофазной полимерной подложки. Хотя подобный процесс известен в полимерном синтезе, его большие потенциальные возможности для получени макроциклов использованы впервые. Синтез эпотилона В более традиционен, поскольку для него макроциклизация идет с образованием лактона. Проведенна работа открывает новые возможности твердофазного синтеза природных веществ и соединений, которые прежде выделялись только из натурального сырья.

Техника

Недавние открытия крупных месторождений полезных ископаемых -- результат изучения глубинного строения рудоносных и нефтегазоносных площадей методом комплексного геолого-физического исследования. Особое место в этом комплексе занимает измерение величин электропроводности и поляризуемости, поскольку они очень чувствительны к литолого-фациальным свойствам горных пород, к составу заполняющих поры и трещины флюидов и к их минерализации.

Повышение глубинности и разрешающей способности электроразведки определяетс возможностями генераторов, зондирующих недра. Еще в 70-х годах в СССР были созданы источники импульсного тока на базе МГД-генераторов, превосходящие на два-три порядка даже ныне существующие в мире. Среди них -- пороховые МГД-генераторы большой мощности (до 25 МВт), которые наиболее удобны дл электроразведки благодаря малым габаритам. В таких генераторах низкотемпературна плазма создается при использовании порохов, содержащих компоненты с высокой электропроводностью продуктов сгорания (на четыре порядка превышающих электропроводность обычных порохов и ракетных топлив). Характерные составляющие порохов -- легко ионизирующиеся элементы, как цезий или калий, и металлические наполнители -- алюминий или его сплавы с магнием. Электрофизическая эффективность таких композиций довольно сильно зависит от того, какой используется металл -- цезий или калий, и достигает соответственно величин 650 или 390 (См/м)(км/с²). Однако нитрат цезия, который вводится в такие пороха, -- более дорогой и экологически опасный продукт, чем нитрат калия.

Обычные плазменные баллистные топлива многокомпонентны. Помимо основных составляющих -- тринитрата глицерина (NG), нитрата целлюлозы (NC), нитрата калия, порошкообразного сплава магния с алюминием, -- в них содержитс значительное количество наполнителей, обеспечивающих электрофизические и физико-механические свойства топлива.

Задача по созданию эффективных, экологически безопасных и недорогих топлив для МГД-генераторов была решена группой специалистов Федерального центра двойных технологий (ФЦДТ) "Союз", Российского химико-технологического университета им.Д.И.Менделеева и Центральной межотраслевой научно-технической лаборатории энергетических конденсированных систем под руководством Б.П.Жукова. Использование принципиально новых веществ и технологических подходов позволило разработать плазменные топлива нового поколения, отличающиеся от известных отечественных и зарубежных аналогов: они характеризуются в 1.5 раза возросшей электрофизической эффективностью; повышенной устойчивостью горения; на порядок большей полнотой сгорания алюминиевого наполнителя; лучшими деформационно-прочностными показателями; кроме того, температура использования разработанной композиции может варьироваться в пределах от -50 до 90^oС.

МГД-установка "Союз" (мощность 16 МВт) при глубине зондировани 10--20 км и радиусе устойчивого приема импульса до 50 км позволит использовать многоканальную измерительную систему, ограничив время наблюдения, и перейти к реализации новой технологии интенсивного поиска нефти и газа. Если учесть, что при одном импульсе для работы МГД-генератора, используемого в электроразведке, требуется около 100 кг топлива, а для годовой работы группы -- около 10 т, то ясно, что с созданием дешевых и экологически безопасных топлив решаютс и проблемы конверсии -- использование порохов в мирных целях.

Планетология

В 1994 г. американские астрономы Х.Б.Хаммел (H.B.Hammell; Массачусетсский технологический институт, Кембридж) и У.Локвуд (W.Lockwood; Лоуэлловска обсерватория, Флагстафф, штат Аризона) приступили к регулярным наблюдениям Нептуна с помощью Космического телескопа им.Хаббла.

Через год они, к своему удивлению, установили: одно из интереснейших образований на планете -- Большое темное пятно, которое наблюдалось приборами космического аппарата "Вояджер" в 1993 г., загадочно исчезло. Еще более неожиданным стал факт появления в Северном полушарии планеты нового темного пятна, не уступающего по размерам первому. Изображение этого нового пятна отчетливо видно и на снимках, полученных в 1995 г.; Хаммел и Локвуд отмечали его и во время краткого периода наблюдений в начале 1996 г.

В августе 1996 г. группа астрономов во главе с Л.Сромовским (L.Sromovsky; Университет штата Висконсин, Мадисон) сделала с помощью телескопа им.Хаббла снимки поверхности Нептуна в Северном полушарии, на которых также заметно темное образование; возможно, это то же пятно.

Поразительно, что в условиях сильнейших ветров, характерных для атмосферы Нептуна, пятна сохраняются столь долгое время. Эта проблема стала предметом всестороннего обсуждения среди участников конференции Отделения наук о планетах Американского астрономического общества, состоявшейся в ноябре 1996 г. в Тусоне (штат Аризона).

Биология

При знакомстве с результатами работы С.Симард из Министерства лесного хозяйства Британской Колумбии (Канада) и ее коллег, которым с помощью изящно поставленных экспериментов удалось показать, что деревья разных видов, связанные мицелием одного гриба, могут обмениваться веществом, образовавшимс в процессе фотосинтеза, невольно возникает мысль, что экологам придетс существенным образом пересмотреть представления, ставшие почти общепризнанными.

Напомним, что в первой половине ХХ в. очень популярны были идеи американского эколога Ф.Клементса, согласно которым растительное сообщество есть некий "суперорганизм" с очень высокой степенью интеграции. Такой точке зрения противостояла "индивидуалистическая" концепция, развивавшаяс в СССР Л.Г.Раменским, а в США А.Глизоном. Если "органицисты" (к которым среди отечественных ученых можно отнести и В.Н.Сукачева) делали упор на общие закономерности развития всех сообществ, "индивидуалисты" уделяли основное внимание изучению реакций отдельных видов растений на те или иные конкретные условия. В последние десятилетия позиция "индивидуалистов" заметно упрочилась -- была выяснена3, в частности, та важная роль, котора принадлежит в формировании структуры растительного сообщества межвидовой конкуренции, естественным образом подразумевающей, что каждый вид стоит сам за себя.

Из школьного учебника биологии мы знаем, что микориза (буквально "грибокорень") -- симбиоз гриба и высшего растения, позволяющий грибу использовать некоторые вещества, синтезируемые растениями, а растению более эффективно потреблять питательные элементы из почвы. Уже в 80-е годы было обнаружено4, что гифы грибов, образующих микоризу, могут соединять разные виды деревьев, причем продукты фотосинтеза одного растения способны передаваться по грибному мицелию другому. Оставалось, однако, неясным, может ли между растениями происходить обмен органическим веществом, и если да, то насколько он взаимовыгоден. И вот что показали эксперименты, которые Симард и ее коллеги проводили с саженцами двух разных (но произрастающих в природе вместе) видов деревьев -- березы бумажной (Betula papyrifera) и псевдотсуги Мензиса (Pseudotsuga menziesii).

Опыты проводили в течение двух сезонов с саженцами двух- и трехлетнего возраста, которые высаживались смешанными группами с расстоянием между растениями около 0.5 м. Чтобы выяснить, возможен ли обмен веществом между растениями, каждое из них помещали в пластиковые мешки, подавая туда порцию диоксида углерода, меченного для одного вида изотопом ¹³С, а для другого -- ¹⁴С. Через 1.5 недели после "подкормки" растения изымали и оценивали содержание изотопов в тканях каждого растени отдельно.

Как установлено, между березой и псевдотсугой происходил взаимный обмен продуктами фотосинтеза, причем в первый год он был примерно одинаков в обоих направлениях, а во второй -- псевдотсуга оказывалась в явном выигрыше: чистый перенос углерода на 2.5--10% превышал обратный его поток к березе. В некоторых вариантах опыта псевдотсугу до подкормки CO₂ в течение четырех--шести недель выдерживали в затенении, и именно в этом случае особенно возрастало потребление ею углерода, фиксированного березой.

Результаты данного исследования порождают ряд вопросов.

Прежде всего: можно ли рассматривать обмен продуктами фотосинтеза как свидетельство взаимопомощи между деревьями разных видов? Если да, то как объяснить его возникновение в процессе эволюции, не вступая в противоречие с современным дарвинизмом и концепцией "эгоистичного гена"? Один из вариантов объяснения предполагает, что такой обмен есть всего-навсего побочный продукт коэволюции высших растений и грибов, а некоторая часть продукции, отдаваемая одним растением другому (который, возможно, являетс конкурентом), -- своего рода незначительная плата за громадные преимущества, предоставляемые микоризой. Не следует сбрасывать со счета и то, что донор может превратиться в реципиента, если условия его существования ухудшатся.

Второй вопрос: не грядет ли в самом скором времени радикальный пересмотр представлений о механизмах, ответственных за поддержание структуры растительных (прежде всего -- лесных!) сообществ. В своей недавно опубликованной книге "Наша биосфера" испанский эколог Р.Маргалеф, уделив особое внимание жизненной форме дерева как необычайно совершенному "изобретению" эволюции, подчеркнул, что если вертикальный транспорт в лесу обеспечиваетс самими деревьями, то сеть горизонтальных связей устанавливается с помощью грибов -- организмов, обладающих, по его выражению, удивительными "организующими и контролирующими способностями". Остается только восхититься прозорливостью выдающегося эколога -- ведь книжка появилась до того, как вышел номер "Nature" с обсуждаемой здесь работой.

С марта 1996 г. в Великобритании зарегистрировано 10 случаев новой разновидности болезни Крейцвельдта-Якоба (nv-CJD), появление которой связывают с коровьим бешенством (bovin spongiform encephalopathy, BSE). Специалисты ВОЗ повсеместно разъясняют особенности дифференциальной диагностики этого заболевания, что важно, поскольку в том же году в странах Западной Африки были отмечены два случая спорадической традиционной болезни CJD, не связанной с BSE.

Северные гренландские киты населяют воды Атлантики у восточного побережь Северной Америки. За XX в. их численность упала примерно с 10 тыс. до 300. Биологи из Национального управления США по изучению океана и атмосферы полагают, что главный виновник нависшей над ними угрозы -- человек. С 1995 г. по начало 1997 г. зафиксировано 14 случаев смерти гренландских китов, причем девять из них погибли от столкновения с судами или запутались в рыболовных сетях. В связи с этим в США принят закон, обязывающий морские суда, гидросамолеты и др. "уступать дорогу" китам. Всякое судно, с борта которого замечен кит, отныне должно держаться не менее чем в 500 м от него, учитывая при этом, что киты могут передвигаться со скоростью до 5 км/ч.

25 сентября 1996 г. панамское грузовое судно, перевозившее 35 т мазута и несколько тысяч тонн зерна, село на мель у берегов Корсики. В образовавшуюс в трюме пробоину вода стала поступать в отсеки с зерном. В результате брожени начал выделяться взрывоопасный метан; от смешения с мазутом и машинным маслом вещество приобрело молочный цвет. Создалась угроза островному заповеднику Лавецци (Lavezzi). Официально было заявлено, что судно не может сойти с мели из-за плохой погоды, а на самом деле судовладелец просто отказалс оплачивать работы по снятию с мели и откачиванию воды, поскольку их стоимость превышала стоимость самого судна.

Всемирная метеорологическая организация опубликовала в апреле 1997 г. отчет международной группы экспертов, возглавляемой Э.Хендерсон-Селлерс (A.Henderson-Sellers; Королевский Мельбурнский технологический институт, Австралия). Он посвящен последствиям глобального потепления климата. Из отчета, в частности, следует, что в ближайшие 50--80 лет мощь тропических циклонов возрастет на 10--20%, что будет обусловлено усилением атмосферных конвекционных потоков в связи с потеплением поверхностных слоев Мирового океана. Однако циклоны, по мнению экспертов, не станут более частыми, чем ныне, и не будут выходить за пределы тропических областей.

В графстве Дербишир (округ Пик, Англия) горные инженеры на разрабатываемом склоне карьера случайно натолкнулись на древнее сооружение, которое, по предварительным оценкам, следует отнести к эпохе неолита. Оно представляет собой ритуальную платформу (an excarnation platform), куда укладывалось тело умершего на растерзание хищным птицам и диким зверям. Как полагают, это лишь вторая подобная находка на территории Англии. Одновременно с обнаружением ритуальной платформы были найдены два кургана бронзового века. Из-за постоянной угрозы осыпи склона археологические находки перенесены в укрытие для тщательного обследования.

В цивилизованной Европе волку живется нелегко, и шансов выжить у него, по-видимому, становится все меньше1. На сегодняшний день статистика, по данным американского природоведческого журнала, такова: на территории европейской части России волков насчитывается примерно 50 тыс.; в Румынии обитает не более 2500, но число их постепенно растет, так как хищник охраняется законом; в Испании -- от 1500 до 2000 особей; в Польше -- 900, и поголовье пока стабильно; в Боснии -- 400, в Македонии -- от 200 до 500, в Португалии -- 250, в Финляндии -- 150, в Хорватии -- от 50 до 100, и здесь волк также находится под защитой; но совсем уж единицы обитают в некоторых иных европейских странах: в Норвегии -- менее 25, в Германии -- от 15 до 20, в Словении 25, столько же в Швеции и, наконец, во Франции -- всего 10!