VIVOS VOCO: Новости науки в журнале "Природа"

Космология

“Портрет” Большого взрыва

Исследование космического фонового излучения, оставшегося после Большого взрыва, исключительно важно для понимания событий, происходивших на ранних стадиях расширения Вселенной. Недавние результаты таких наблюдений были представлены американскими астрофизиками в конце мая 2002 г.

Работы проводились на телескопе CBI (Cosmic Background Imager), расположенном в чилийской пустыне Атакама. Присущей ему чувствительностью не обладают даже новейшие приборы на борту ИСЗ “MAP” (“Microwave Anisotropy Probe”).

Измеряя неоднородности реликтового излучения, CBI показывает астрономам пространство в том виде, в каком оно существовало всего спустя 300 тыс. лет после возникновения Вселенной - в тот момент, когда она представляла собой лишь водородно-гелиевую плазму. Согласно существующим теориям, акустические колебания этой плазмы оставили возмущения (своеобразную “рябь”) на карте распределения фоновой радиации. Такие “волны” можно наблюдать и поныне, и их спектр несет информацию о самых ранних стадиях эволюции мира.

Весной 2002 г. на обсерваториях BOOMERANG (Balloon Observations of Millimetric Extragalactic Radiation and Geophysics) и DASI (Degree Angular Scale Interferometer) удалось впервые зарегистрировать первый и второй пики в спектре пространственного распределения микроволновой фоновой радиации, которые можно уподобить основному и первому обертону музыкальных инструментов. Замечены были и “намеки” на существование третьего пика. Теперь же CBI с его особой чувствительностью к более высоким обертонам зафиксировал третий и четвертый пики и, с меньшей вероятностью, даже пятый и шестой.

Сравнение полученных данных с теоретическими моделями позволяет специалистам проводить независимое измерение соотношения материи и излучения в ранней Вселенной, проверяя в то же время правдоподобность самих моделей. Уже ясно, что мощность обертонов уменьшается с увеличением номера пика, подтверждая акустическую модель. По не совсем ясным причинам возмущения в мелких масштабах возрастают, что противоречит теоретическим моделям.

Science. 2002. V.296. №5573. P.1588 (США).

Астрономия

Астероид угрожает

23 февраля 1950 г. финский астроном К.Виртанен открыл астероид, получивший временное название 1950 DA. Наблюдения за ним велись в течение 17 сут, после чего он был потерян и точная его орбита осталась неизвестной. В последний день 2000 г. выяснилось, что этот же астероид был обнаружен и сфотографирован еще раз в 1981 г. и снова потерян. В новом тысячелетии к наблюдениям подключились современные мощные радиолокационные установки в Голдстоне (штат Калифорния) и радар Аресибо на о.Пуэрто-Рико. Вновь обретенное небесное тело в марте 2001 г. находилось примерно в 8 млн км от Земли. Радиолокация показала, что это неправильный сфероид со средним диаметром 1.1 км.

Более глубоким знакомством с астероидом 1950 DA занялась группа американских специалистов во главе с Дж.Д.Джорджини (J.D.Giorgine): согласно вычислениям, в 2880 г. он имеет один шанс из 300 врезаться в нашу планету. Вероятность такого события в 103 раз больше, чем у любого другого небесного тела, соизмеримого по массе. “Успешное попадание” может произойти после нескольких последовательных сближений с Землей и Марсом. Правда, каждое сближение увеличивает ошибку расчетов, но не исключает возможности такого события. Наиболее вероятно, что оно осуществится около 16 марта 2880 г. Падение космического тела, имеющего более километра в поперечнике, вызвало бы взрыв мощностью 10 тыс. Мт (самое крупное испытание термоядерного оружия оценивается примерно в 60 Мт), а это ставит под угрозу существование человеческой цивилизации, и игнорировать подобный исход, даже кажущийся далеким и маловероятным, нельзя.

Впрочем, сами авторы предлагают не драматизировать ситуацию, считая свою работу скорее методическим упражнением, чем предсказанием катастрофы. Столь длинный ряд наблюдений (1950-2001) позволил им вычислить орбиту астероида 1950 DA с точностью, недостижимой для других подобных малых планет. Ученые с максимальной полнотой учли влияние всех внешних факторов и впервые довели модель орбиты малой планеты до такого совершенства, что дальнейшее ее уточнение невозможно без знаний физических свойств поверхности астероида.

Сегодня и грядущая опасность, и способность человека ей противостоять кажутся заимствованными из посредственного фантастического фильма. Однако на сей раз мы имеем дело с вполне реальной (хотя и не обязательной) перспективой. И восемь веков, данных нам “на размышления”, - это не бесконечность.

Science. 2002. V.296. №5565. P.27, 77, 132 (США).

Метеоритика. Геология

Метеоритный кратер на дне Северного моря

Проанализировав данные сейсмических исследований дна Северного моря, которые были получены в начале 1990-х годов, С.Стюарт (S.Stewart; “British Petroleum”) и Ф.Дж.Аллен (Ph.J.Allen; “Production Geoscience”) обнаружили на восточном побережье Великобритании, в 130 км к востоку от залива Хамбер, не известный ранее метеоритный кратер, возникший 60-65 млн лет назад. Первооткрыватели дали ему имя Силверпит - по названию ближайшей детали донного рельефа. В отличие от подобных образований на суше он почти не подвергался эрозии, от разрушительного действия которой его защищает слой осадочных пород толщиной от 300 до 1500 м; в результате структура кратера осталась практически неизменной.

В центре кратера - чашеобразное углубление диаметром около 3 км с характерной центральной горкой. Оно окружено по меньшей мере 10 концентрическими валами высотой в несколько десятков метров. Диаметр внешнего вала достигает 20 км. До сих пор предполагалось, что такие кольца образуются лишь вокруг кратеров, размер которых превышает поперечник Силверпита не менее чем на порядок. Однако его пример доказывает, что появлением колец могут сопровождаться и менее масштабные события, хотя почему это происходит, пока неясно. Впрочем, число известных кратеров такого размера очень невелико, поэтому говорить о каких-то закономерностях или об отклонении от них пока не приходится. Не исключено, что концентрические кольца - характерная черта и небольших кратеров, просто до сих пор эрозия не позволяла это обнаружить. Благодаря своей сохранности кратер Силверпит, вероятно, станет одним из эталонов для проверки моделей падения крупного метеорита на поверхность Земли.

Судя по размерам, кратер появился в результате падения на Землю астероида или кометного ядра диаметром около сотни метров. По времени это событие приблизительно совпадает с падением астероида, который, как полагают, стал причиной вымирания динозавров. Возникает предположение, что оба метеорита были фрагментами одной малой планеты, однако Стюарт и Аллен считают такое заключение преждевременным, так как датировка образования Силверпита недостаточно точна.

Nature. 2002. V.418. №6897. P.520 (Великобритания).

Физика атмосферы

Пробелы в физике атмосферы ликвидируются

К наименее изученным областям воздушной оболочки Земли относятся мезосфера и нижняя термосфера - слой между 50 и 150 км над поверхностью планеты. Он пока недостижим ни для самых высотных шаров-зондов, ни для самых низких искусственных спутников. В то же время знание физических параметров мезосферы и термосферы совершенно необходимо как в теоретическом, так и в сугубо практическом смысле. Именно здесь начинают сильно тормозиться входящие в атмосферу космические корабли. Чтобы точнее установить район падения обломков отработавших аппаратов, нужно знать возмущения плотности мезосферы и нижней термосферы. Ветры в этой области искажают траектории запускаемых высотных ракет. Наконец, уже разрабатываются сверхзвуковые самолеты, которым предстоит летать в мезосферной среде. Теоретики же осознают, что мезосфера и нижняя термосфера служат важнейшим звеном в вертикальном переносе энергии и вещества между Землей и окружающим ее пространством (Jarvis M.J. // Science. 2001. V.293. №5538. P.2218.).

Известно, что в летнее время наиболее охлажденная область во всей атмосфере - это расположенная над полюсами мезопауза (граница между мезосферой и термосферой). Царящие там температуры, близкие к 130 К, примерно на 70 К ниже, чем следовало бы ожидать в случае простого радиационного равновесия. Летняя мезопауза в Антарктике должна иметь несколько более высокую температуру, чем в Арктике, что обусловлено существующими различиями в очертаниях суши и океана. Действительно, спутниковые данные показывают: в середине летнего сезона мезосфера над Южнополярным материком примерно на 12 К теплее, чем над Арктикой. Однако наблюдения в 1998 г. с помощью метеорологических ракет принесли, к удивлению специалистов, неожиданный результат: в Антарктике летняя мезопауза охлаждена так же сильно, как в Арктике.

Перенос энергии в мезосфере и нижней термосфере.
Ежесуточно в атмосфере с воздушными потоками перемещается энергия около 10¹⁶Дж.
Во время геомагнитных бурь, случающихся в среднем раз в 5 сут,
полярные сияния вносят энергию, достигающую примерно 10¹⁷Дж.

Растущая концентрация парниковых газов, естественно, повышает температуру земной поверхности, но не исключено, что она приводит к охлаждению верхней атмосферы. В этом смысле особый интерес представляет холодная летняя мезосфера (Lubken F.J. // Geophys. Res. Let. 2000. V.27. P.3603): ее температура остается стабильной в пределах 20 К, тогда как прогнозируемое охлаждение в условиях удвоения концентрации парниковых газов должно составлять около 10 К.

Примечательное явление: серебристые облака, порождаемые частицами льда на высоте около 80 км (мезопауза), за последние 30 лет наблюдаются вдвое чаще, чем ранее (Бронштэн В.А. Серебристые облака и их наблюдение. М., 1984). Это может свидетельствовать о тенденции к похолоданию. Но и здесь налицо противоречие: вопреки наземным наблюдениям, температурные профили, построенные по данным ракетных измерений в Арктике, не говорят о сколь-нибудь долгосрочной такой тенденции.

Эти противоречия демонстрируют все еще слабую осведомленность о состоянии мезосферы и нижней термосферы. Да и пространство от земной ионосферы до Солнца, на котором обеспечивается его связь с нижней атмосферой, только сейчас начинают изучать всерьез. Недавние исследования показали: энергия волн планетарного масштаба в стратосфере может зависеть от нижних слоев термосферы; на химический состав стратосферы влияют внедряющиеся из околоземного пространства заряженные частицы; мезосфера и нижняя термосфера играют важную роль в переносе энергии (Siskind D.E. et al. // Geophys. Res. Let. 2000. V. 27. P.329; Gardner C.S. et al. // Ibid. P.1199).

В последнее время начали применять новейшие методики и современную аппаратуру, в том числе оптоэлектронные устройства, позволяющие вести дистанционные измерения переноса энергии в мезосфере и нижней термосфере, наблюдать весьма слабое свечение воздуха, возникающее в результате фотохимических процессов в верхней атмосфере. Для определения температуры высоких слоев атмосферы применяется спектрометрический метод (наземным измерениям препятствует дневной свет в летний период высоких широт). Но уже существуют лидары новой конструкции, которые снабжены двумя спектрально разделенными лазерами, позволяющими обойти эту трудность. Недавно с их помощью впервые построены температурные профили для мезосферы непосредственно над Северным и Южным полюсами в полярный день. Среднечастотные и метеорные радары не зависят от условий освещенности. Это позволило в рамках Planetary Scale Mesopause Observing System (Системы наблюдения мезопаузы в планетарном масштабе) впервые провести глобальный анализ суточных и полусуточных приливов (откликов мезосферы на притяжение Луны). Выяснилось, что даже эти, считающиеся наиболее “базовыми”, явления в атмосфере не всегда соответствуют принятым моделям.

Вскоре начинается эксперимент по проекту шведских ученых с участием специалистов других стран: с помощью искусственного спутника “Odin”, запущенного в феврале 2001 г., предстоит определить, существует ли связь между частотой возникновения серебристых облаков и концентрацией CO₂ в атмосфере. Другое важное мероприятие проводится НАСА США в ходе проекта “Thermosphere Ionosphere Mesosphere Energetics and Dynamics” (“Энергетика и динамика термосферы, ионосферы и мезосферы”). Одна из задач запущенного в декабре 2001 г. спутника - изучение основной структуры мезосферы и нижней термосферы, энергетического баланса этой области и космической погоды.

Метеорологи традиционно строят модели глобальной циркуляции в тропосфере и стратосфере, а космофизики создают свои модели на базе данных о магнитосфере, ионосфере и термосфере (примерно между 100 и 500 км над подстилающей поверхностью). Чтобы ликвидировать такую разобщенность, Национальный центр атмосферных исследований в Боулдере (США) приступил к выполнению проекта “Whole Atmosphere Community Climate Model” (“Общая модель атмосферы”). Задача - создать всеохватывающую картину процессов, происходящих в воздушной оболочке Земли.

Робототехника

Криобот плавит льды

Способы исследования внеземных льдов отрабатываются на о.Шпицберген. Специалисты НАСА США совместно с сотрудниками Полярного института и Центра космических исследований Норвегии недавно успешно испытали криобот - робот, имеющий форму снаряда и способный проникать в толщу ледника; в ходе испытаний он углубился на 23 м.

Принцип функционирования робота прост: по мере того как его головная часть плавит поверхность льда, образующаяся жидкость циркулирует вдоль оболочки нагревателя и на подходе к тыловой части охлаждается. Помещенные на нем датчики измеряют необходимые параметры, которые по кабелю или по системе радиорелейной связи передаются в пункт приема и сбора информации.

Исследователи полагают, что такой тип робота позволит изучить подледное озеро Восток в Антарктиде, а также ледовые покровы Марса и спутника Юпитера - Европы.

Sciences et Avenir. 2002. №661. P.12 (Франция).

Зоология. Таксономия

Инвентаризации мировой герпетофауны не видно конца

Казалось бы, эпоха удивительных открытий доселе неведомых видов животных осталась далеко позади. Но, оказывается, это не совсем так.

Немецкие герпетологи из разных исследовательских институтов и университетов (Tier und Museum. 2001. Bd.7. №2-3. S.35-65) провели рутинную и кропотливую работу: они подсчитали, сколько новых видов и разновидностей пресмыкающихся описано в мировой научной литературе в период с 1990 по 1999 г. Оказалось, 698 видов и 170 подвидов! Это невероятно много, если учесть, что, по классическим представлениям, вся герпетофауна Земли оценивается всего лишь примерно в 7 тыс. видов.

Больше всего новых видов и подвидов “появилось” в 1991 г. - 120. Из ящериц особенно много гекконов, сцинков и игуанообразных, из змей - конечно, ужовых. Среди пресмыкающихся только крокодилы оказались инвентаризованы полностью - у этих хищников новых видов не обнаружено. И не удивительно: все аллигаторы, крокодилы и гавиалы известны наперечет.

Неизвестных представителей класса пресмыкающихся находили в последнее десятилетие главным образом в тропических регионах. Очевидно, что более тщательные исследования во многих из труднодоступных первичных лесов принесут еще не одну замечательную находку.

Однако немало новых видов и разновидностей обнаруживается и благодаря совершенствованию методов сравнительного изучения популяций уже давно известных животных, а также в результате изменения концептуальных взглядов на границы таксонов. Нередко иные номенклатурные названия появляются при ревизии предыдущих таксономических описаний. Случается, что некий вид или подвид описан с нарушением требований Международного кодекса зоологической номенклатуры, и тогда его приходится описывать заново. Нового для науки вида в результате этой работы не появится, но формально возникает описание с иным названием. Вот несколько любопытных примеров. В 1997 г. с небольшим интервалом появились описания двух видов водных черепах из Юго-Восточной Азии. Но авторы работ не ездили в азиатские тропики для поиска неизвестных рептилий, а использовали коллекционные материалы, собранные много десятилетий назад. Судя по описаниям, эти черепахи должны быть очень похожи друг на друга. Возникло предположение, что речь идет об одном и том же виде. Так и оказалось, но благодаря проведенной при этом особенно тщательной проверке выяснилось, что среди исследованных музейных экземпляров хранятся еще два не известных науке вида.

Случается, что новые виды удается распознать по ранее не использовавшимся признакам. Так, на Мадагаскаре обитает несколько видов хамелеонов рода Calumma. Эти мелкие изящные ящерицы не имеют заметных внешних отличий друг от друга, да еще и обитают в одних и тех же местах! Различать их не удавалось, пока не обратили внимания на строение половых органов самцов - гемипенисы. И тут обнаружилось такое разнообразие, что подразделять их уже не представляло сложности. В результате появилось описание нового хамелеона из этой группы.

Бывает, что открытие связано с настоящей сенсацией. Так, в 1999 г. на Канарских о-вах нашли гигантскую ящерицу семейства настоящих ящериц, относящуюся к разновидности, которая считалась вымершей и была известна лишь по окаменевшим остаткам. В итоге этот таксон “переместился” из списка вымерших видов в число ныне живущих.

Геофизика

Гипотеза Миланковича в развитии

Предположения о влиянии на климат Земли космических факторов были высказаны более столетия назад, но серьезное обоснование они получили лишь в 1941 г. с опубликованием работы сербских ученых - математика М.Миланковича (M.Milankovitch) и географа В.Кёппена (W.Keppen). С тех пор дискуссия вокруг этой проблемы не утихает. На очередной конференции Американского геофизического союза (Сан-Франциско, декабрь 2001 г.) ей было посвящено отдельное заседание (M.Milankovitch and Climate: 25 Years Later. American Geophysical Union. San Francisco, 2001).

В свое время Миланкович рассчитал климатические последствия изменений цикличности солнечной инсоляции, которая имеет тенденцию колебаться в различных масштабах времени: примерно в 20-тысячелетнем, диктуемом прецессией оси вращения планеты, 40-тысячелетнем, связанном с изменением наклона ее орбиты; 100- и 400-тысячелетнем, которые вызваны вариациями эксцентриситета орбиты Земли. Это и привело сербских ученых к мысли, что эпохи оледенения начинаются, когда инсоляция в Северном полушарии минимальна. Однако надежно проверить эту революционную гипотезу было почти невозможно, так как хронология климатических данных страдала в то время неполнотой и неточностью. Лишь в 1976 г. американский геофизик Дж.Д.Хейс (J.D.Hays) с коллегами смог представить строгие доказательства - длинные колонки грунта, поднятые в различных точках Мирового океана. Новая методика их анализа позволила говорить о времени отложения этих пород. Тогда-то и подтвердилось влияние на климат прецессии, изменения наклона орбиты и ее 100-тысячелетнего эксцентриситета, причем было установлено, что эффект прецессии и наклона орбиты довольно слабы, зато нелинейная реакция на эксцентриситет весьма значительна.

Большинство коллег одобрило эту работу. Даже скептиков убедил тот факт, что в самых различных геологических провинциях найдены свидетельства цикличных перемен в характере отложений, причем по времени они примерно совпадали с орбитальными. За прошедшую затем четверть века были получены доказательства, что изменения в орбитальном движении Земли сильно влияют на климатические условия в тропиках, особенно на муссоны; что количество атмосферных газов, в том числе CO₂ и CH₄, заключенных в ледниках, тоже зависит от астрономических циклов; все математические модели, описывающие динамику льда на Земле за четвертичный период, начавшийся 1.8 млн лет назад, требуют, чтобы происходили перепады количества CO₂ в атмосфере. Канадский геофизик Р.Пелтье (R.Peltier; Торонтский университет) полагает, что размах нынешних антропогенных событий так велик, что они вообще могут ознаменовать окончание четвертичного периода: рост концентрации CO₂ столь значителен, что климатическая система окажется не в состоянии с ним справиться и вернуться к предшествующим колебаниям, даже если антропогенный фактор CO₂ сократится до фоновых объемов.

Теория астрономического влияния на климат предусматривает существование колебаний природных условий еще и в масштабе около миллиона лет. Теперь это положение подтверждено группой сотрудников Колумбийского университета (Нью-Йорк) во главе с П.Олсеном (P.Olsen). Изучая отложения триасового и юрского периодов на дне озер в штате Нью-Джерси, они обнаружили следы долгопериодных колебаний климата на протяжении отрезка в 33 млн лет.

И все же, несмотря на значительные успехи в изучении “проблемы Миланковича”, загадки и несогласования все еще остаются. Например, не сходятся с фактами некоторые модели 100-тысячелетней цикличности, которые требуют, чтобы литосфера всякий раз приспосабливалась к новой нагрузке ледникового покрова, но отчетливых следов совпадения с астрономическими циклами не обнаружено. Возникли сомнения относительно механизма влияния на климат орбитальных перемен и роли эксцентриситета в поддержании 100-тысячелетнего цикла. Высказано предположение, что момент смены палеомагнитной эры Брюнеса на эру Матуяма указывается с ошибкой в несколько сот тысяч лет (аргоновая датировка пород, похоже, это подтвердила). Аккуратное определение времени образования террас в коралловых постройках (что связано с уровнем моря, а тем самым - с наступлением межледниковых периодов) указывает на относительно высокое стояние зеркала вод примерно 136 тыс. лет назад, т.е. на несколько тысяч лет ранее, чем должно быть согласно орбитальным факторам. Таким образом, влияние астрономических причин на климат (по крайней мере в отношении некоторых периодов отступания ледников) было более сложным, чем считали до сих пор.

Нет полного понимания и некоторых других динамических соотношений: например, какова связь между медленными (в одном масштабе времени с изменениями орбиты) колебаниями объема льдов на Земле и сравнительно мелкими быстрыми изменениями климата в масштабе тысячелетия; существуют ли взаимодействия между тектоническими процессами и временными вариациями климатической системы, реагирующими на орбитальные факторы планеты.

Все это, вместе взятое, и составляет программу действий для палеоклиматологов, гляциологов, гидрологов, геотектонистов и геологов на предстоящую четверть века.

Science. 2002. V.295. №5559. P.1473 (США).

Геотектоника

Столкновение Индостана с Евразией - деформации в Гималаях и Тибете

Индостан, этот континентальный блок, представлявший некогда часть суперконтинента Гондвана, после его раскола начал быстро перемещаться на север и достиг Евразии, как полагают, на рубеже палеоцена и эоцена (около 55 млн лет назад). Результатом этого столкновения явилось продолжающееся и поныне формирование Гималайской горной системы - самого высокого складчатого сооружения на планете.

Проведенные в последнее десятилетие измерения (Wang Q. et al. // Science. 2001. V.294. №5542. P.574-577) с использованием спутниковой навигационной системы GPS (Global Positioning System) позволили количественно оценить движение Индостанской плиты в северном направлении. Оказалось, что скорость ее перемещения составляет 36-38 мм/год на севере Индии, в непосредственной близости от Гималаев, и 35.9 мм/год на юге Индии. Такие близкие значения скоростей, полученные для удаленных друг от друга частей плиты, свидетельствуют об отсутствии заметных деформаций земной коры в ее пределах. Эти же исследования показали, что в южной части Евразийской плиты энергия столкновения реализуется в интенсивной складчатости и образовании разломов, что приводит к “укорачиванию” земной коры в районе Тибетского плато. При этом распределение напряжений сжатия в данном регионе крайне неравномерно и зависит от конкретных геодинамических условий, что порождает значительные трудности для исследований и геологических интерпретаций.

Характер распределения напряжений в коре устанавливают на основе темпов вертикальных подвижек, происходящих вдоль плоскостей активных разломов; они вычисляются путем деления величины тектонически обусловленного подъема той или иной морфологической структуры на ее возраст. В Гималаях и на Тибетском плато для определения скорости движения давно используются речные террасы, образующиеся после каждого этапа интенсивных вертикальных движений. До сих пор считалось, что наиболее древние из сохранившихся здесь террас сформировались около 20 тыс. лет назад, по завершении последнего ледникового максимума. При такой интерпретации расчетные скорости вертикальных движений для северной части Тибетского плато составляют 20-30 мм/год (замеренные же с помощью системы GPS величины не превышают здесь 9±5 мм/год).

Недавно в этом регионе проведены детальные исследования, которые показали, что предыдущие оценки темпов вертикальных движений по разломам могут оказаться значительно завышенными. Используя метод датирования по космогенным радионуклидам (²¹Ne, ¹⁰Be и ²⁶Al), группа ученых из Германии, Китая и Швейцарии получила существенно бOльшие значения возраста для серии террас, расположенных на северной окраине Тибетского плато (Wang Q. et al. // Science. 2001. V.294. №5542. P.574-577). Самая древняя из них имеет возраст 170 тыс. лет, что при пересчете на ее высоту дает величину темпов вертикального движения по разломам около 0.35±0.05 мм/год, т.е. почти на два порядка меньше по сравнению с предыдущими оценками.

Результаты этих исследований позволяют сделать важные выводы, касающиеся тектонической истории региона и методов ее изучения: выяснилось, что некоторые морфологические структуры значительно древнее последнего ледникового максимума; прежние оценки темпов вертикального движения по разломам должны быть пересмотрены в сторону их уменьшения; метод датирования по космогенным радионуклидам обеспечивает более точные определения возраста морфоструктур; рельеф Центральной Азии дает возможность изучать соотношения между тектоническими и поверхностными процессами (включая климатические) по крайней мере за последние 200 тыс. лет.

Океанология

Айсберг создал “пробку”

В последние десятилетия от окаймляющих Антарктиду ледников все чаще откалываются крупные айсберги. Так, один из них, отделившийся в марте 2000 г. от шельфового ледника Росса (Новый айсберг-гигант начал дрейф // Природа. 2000. №11. С.88), имел в длину 295 км, а в ширину - 40 км. Продрейфовав более 1000 км на север, этот гигант (он получил имя B-15) полностью растаял.

Хотя это событие было изучено неплохо, его влияние на экологическое состояние вод выяснилось только недавно. При анализе спутниковых изображений поверхности моря оказалось, что B-15 препятствовал обычному здесь северо-западному дрейфу паковых льдов и тем самым нарушал водообмен в одной из самых биопродуктивных антарктических акваторий - юго-западной части моря Росса. В результате сократились площадь открытого моря, где возможен рост фитопланктона, и продолжительность времени, когда он происходит. Продуктивность вод упала по сравнению с нормой на 40%, что нарушило условия жизни организмов верхнего трофического уровня, в том числе пингвинов Адели (Pygoscelis adeliae), гнездящихся на близлежащем о.Росса.

Если глобальное потепление продлится и откол гигантских айсбергов участится, экологическое состояние этого прибрежного региона может сильно пострадать.

Science. 2002. V.296. №5568. P.619 (США);
Geophysical Research Letters. 2002. V.29. P.10 (США).

Сейсмология

Землетрясению шесть с половиной веков

18 октября 1356 г. жители Базеля, да и все население Швейцарии, содрогнулись от внезапного подземного толчка: город был уничтожен целиком; в 200-километровой округе повалились с храмов колокола, а в 40 замках и крепостях обрушились башни. Затем стихия надолго замерла, и только в 1721 г. снова появились признаки оживления недр, но они были столь слабыми, что для большинства прошли незамеченными. Это грозное событие в центре Европы, относимом к слабосейсмичной зоне, и по сей день считается крупнейшей катастрофой на континенте. В течение 645 лет оставалось оно и одним из наименее изученных. Лишь теперь его причины и обстоятельства тщательно исследовала группа сейсмологов из Федеральной высшей технической школы в Цюрихе и Геолого-палеонтологического института в Базеле, которую возглавляет М.Меграуи (M.Meghraqiu; филиал Института физики Земли в Страсбурге, Франция).

Были подняты исторические источники, упоминавшие эту трагедию; среди откликнувшихся на нее оказались авторы средневековых хроник, монахи, великий итальянский поэт Петрарка. В их текстах говорится о первичном сотрясении земной поверхности, случившемся “в обед”, о последовавших за ним повторных толчках и о вечернем подземном “ударе”, который был сильнее первого. В анонимной биографии папы римского Иннокентия VI, составленной через шесть лет после события, сообщается о трещинах в почве. Все это для современного геофизика уже давало некоторую информацию, но, разумеется, недостаточную.

Последовавшие полевые работы выявили активный сброс земной коры, ответственный не только за Базельскую катастрофу, но и за мощные землетрясения, случившиеся примерно здесь же в еще более давнюю эпоху. Чтобы судить о частоте возможных толчков в будущем, специалисту важно знать временной интервал хотя бы между двумя сейсмическими событиями. Возраст местных пород (по ¹⁴C) показал, что тектонические процессы, приведшие к последнему землетрясению, шли с 6480 г. до н.э. по 610 г. н.э. Всего за 8500 лет уровень поверхности земли поднялся здесь на 180 см, что составляет в среднем 0.21 мм/год.

Базельский регион принадлежит к области верхнерейнского грабена, прорезанного за тысячелетия водами Рейна. Грабен связан с кайнозойской рифтовой системой, на юге (на границе современной Швейцарии с Францией) упирающейся в складчато-надвиговый пояс юрского времени. Фоновая сейсмичность этого грабена относительно невелика по сравнению с другими континентальными рифтами. Для нескольких десятков землетрясений с магнитудами от 5 и выше по Рихтеру, происходивших на юге верхнерейнского грабена и на севере альпийских предгорий, были определены их очаги: установлено, что здесь преобладают нормальные сбросы и горизонтальные сдвиги в направлении с северо-востока на юго-запад.

По мнению специалистов, магнитуда землетрясения 1356 г. составляла 6.0-6.5 по шкале Рихтера, и, следовательно, на поверхности оно должно было оставить “шрам”. Проведя авиасъемки и построив подробнейшие топографические карты, франко-швейцарские исследователи обнаружили не известный ранее эскарп (уступ) высотой до 50 м. Он протянулся к югу от Базеля на 8 км вдоль западной стороны долины р.Бирс около г.Рейнхарда. Оставалось уточнить, является эта топографическая аномалия следствием землетрясения, оползня или обычной эрозии.

Поблизости вела работы археологическая экспедиция, и в стенке раскопа геологи увидели резкий контраст между молодыми и очень древними осадочными породами. Геофизики провели раскопки от основания эскарпа и измерили электросопротивление почвы. Так удалось различить отдельные блоки песка и глин - следы сбросов. Датирование пород в одной из траншей по ¹⁴C подтвердило: за последние 8500 лет здесь произошли три землетрясения, в совокупности приподнявшие почву на 1.8 м. Общий вывод: обнаруженный разлом порождает землетрясения, подобные базельскому 1356 г., в среднем один раз в 1500-2500 лет.

Science. 2001. V.293. №5537. P.1970, 2070 (США).

Гляциология

Западно-Антарктический ледник растет

Известно, что Западно-Антарктический ледник, опирающийся на мощный слой морских осадков, не раз за последнее тысячелетие менял скорость стекания в сторону моря, особенно интенсивно - в области Берега Сайпла (море Росса). Со времени последнего максимума оледенения линия, вдоль которой ледниковый покров теряет контакт со своим ложем и всплывает, отодвинулась с западной стороны залива Росса почти на 1300 км. По оценкам, скорость отступания достигала 120 м/год, и, следовательно, “срок жизни” этого ледника не превышает нескольких столетий. Правда, большинство специалистов продлили его до 4 тыс. лет, но и это грозило подъемом уровня океана за столетие на 12.5-15 см.

Такой прогноз подкреплялся определениями баланса масс ледникового потока Росса - примерно –20.9 (+13.7) Гт/год. Иначе говоря, потери массы льда превышали его прирастание приблизительно на 25%. Значительную часть отрицательного баланса относили на счет таяния ледникового потока Уилланса (ранее его именовали ледниковым потоком В), а также других аналогичных объектов, за исключением потока С, который, по-видимому, стабилизировался еще 150 лет назад. Следует иметь в виду, однако, что эти выводы делались на основании довольно редких полевых измерений скорости движения льда (в некоторых точках - лишь один-два раза).

Совершенно иную картину дают результаты работ американских гляциологов А.Жугэна (I.Joughin; Лаборатория реактивного движения НАСА в Пасадене) и С.Тулачука (S.Tulaczyk; Университет штата Калифорния в Санта-Крусе). Для переоценки баланса масс ледникового потока Росса они использовали интерферометрические радары с синтетической апертурой, позволяющие достаточно точно измерять скорость движения льда, а также авиационную геодезическую съемку, спутниковую телеметрию и усовершенствованный анализ колонок льда.

В итоге полностью опровергнуты прежние представления: мощность (толщина) ледникового покрова здесь отнюдь не уменьшается, а медленно, но верно увеличивается; масса льда ежегодно прирастает примерно на 26.8 Гт/год, причем большая часть прироста приходится на область потока С. Что же касается потока Уилланса, баланс которого считался резко отрицательным, то его состояние оказалось близким к равновесному.

Авторы работы полагают, что общий положительный баланс этой огромной ледяной массы может служить показателем окончания процесса отступания ледников Антарктиды, происходившего на протяжении всего голоцена. Этот вывод очень важен в прогнозе климата всей планеты и состояния ее гидросферы: ведь антарктический ледовый покров содержит основную массу пресной влаги на Земле, а также оказывает огромное влияние на глобальную циркуляцию в Мировом океане, куда впадают его талые воды и айсберги, распресняя, меняя температуру и плотность вод.

Science. 2002. V.295. №5554. P.451, 476 (США).

Климатология

Совершенствуется прогноз явлений Эль-Ниньо и Ла-Нинья

Та значительная роль, которую в погодных и даже климатических условиях почти по всему земному шару играют явления Эль-Ниньо (периодически повторяющееся резкое потепление вод центральной и восточной областей Тихого океана и атмосферы над ними) и Ла-Нинья (столь же широкомасштабное похолодание примерно в тех же акваториях Мирового океана), - факт неопровержимый (подробнее см.: Сидоренков Н.С. Межгодовые колебания системы атмосфера-океан-Земля // Природа. 1999. №7. С.26-34.). Однако прогноз интенсивности, времени начала и завершения обоих процессов все еще оставляет желать лучшего.

Шагом вперед здесь можно считать работу австралийских ученых во главе с Й.Смитом (I.Smith; Отдел атмосферных исследований Управления по науке и технике в Аспендейле). Они использовали данные более чем десятилетних натурных наблюдений за параметрами поверхностных вод Тихого океана в его экваториальной и тропической зонах. Учтено, что обычно явление Ла-Нинья над основными районами Австралии сопровождается значительно более обильными осадками по сравнению со средней многолетней величиной; Эль-Ниньо же, наоборот, вызывает в Австралии засушливые погоды, особенно в восточной и северной частях страны.

Построенная компьютерная модель позволяет улучшить прогноз динамики поверхностной температуры в экваториальной Пацифике с трех месяцев до девяти, благодаря чему можно устанавливать степень интенсивности предстоящих Эль-Ниньо и Ла-Нинья. Уточнение прогноза производится ежемесячно на основании информации, получаемой Национальным климатологическим центром Австралии и Квинслендским центром практического применения климатических данных в Брисбене, которые заблаговременно прогнозируют осадки над страной - за несколько месяцев до событий. Для континента, большая часть которого постоянно страдает от засухи, такая информация - весьма ценное подспорье в сельском хозяйстве и снабжении водой населенных пунктов и промышленных предприятий.

Atmosphere. 2002. №12. P.5 (Австралия).

Палеонтология

Энтомологическая сенсация: новый отряд насекомых

В запаснике Лондонского музея естественной истории хранится ископаемое насекомое, которое было обнаружено в Танзании в 1950 г. Определить его таксономическую принадлежность не смогли ни шведские ученые из Лундского университета, где сначала находился образец, ни их английские коллеги, ни занимающийся палочниками О.Зомпро (O.Zompro; Институт лимнологии им.Макса Планка в Плёне, Германия). Однако Зомпро случайно обнаружил в частной коллекции кусок янтаря с включением неизвестного насекомого, напоминающего танзанийское. Третье древнее насекомое сходного облика исследователь нашел в Берлинском музее естественной истории.

Н.П.Кристенсен (N.P.Kristensen; Зоологический музей при Копенгагенском университете, Дания) и К. -Д.Класс (K. -D.Klass; Дрезденский зоологический музей, Германия) изучили все образцы и установили, что они представляют не известные до сих пор виды какой-то одной общей группы.

Древние насекомые сходны с современными палочниками, или привиденьевыми (Phasmodea), но имеют и существенные отличия. Так, у палочников грудь сильно удлинена за счет вытянутого среднего сегмента, а у ископаемых образцов этого нет. Кроме того, у одного из ископаемых насекомых (самки) отсутствует характерная для палочников пластинка на брюшке, прикрывающая яйцеклад. Но самое поразительное состоит в том, что по крайней мере одно из них оказалось хищником: в его желудке было много не полностью переваренных частей разных насекомых, палочники же питаются растениями.

По мнению исследователей, образцы относятся к трем видам самостоятельного отряда, которому они присвоили имя Mantophasmatodea. Обнаружить новый отряд, пусть даже состоящий всего из трех видов, - большая редкость (в последний раз подобная удача случилась почти 100 лет назад). Теперь специалисты тщательно изучают музейные коллекции всех стран в надежде найти там представителей нового отряда. На эту роль уже есть несколько кандидатов, правда, плохо сохранившихся.

Science. 2002. V.296. №5567. P.445 (США);
www.sciencexpress.org

Археология

Где зарождалась письменность?

Чем глубже в древность заглядывают ученые в поисках истоков клинописи, иероглифов, письменных знаков долины Инда, тем более запутанным представляется этот вопрос. Специалисты по истории письменности сетуют на отсутствие свежих данных: раскопкам мешают охватившие Ближний Восток войны, а музейные образцы зачастую не могут попасть в руки ученых из-за боязни хранителей, что при исследовании экспонат будет поврежден. Сделать же рентгеновские снимки и провести компьютерную томографию находок весьма дорого.

Десятилетиями археологи находили в Ираке, Сирии и Иране тысячи мелких глиняных предметов разной геометрической формы и неизвестного назначения, их возраст порой доходил до 9 тыс. лет. Иногда они находились внутри полых керамических шариков, на внешней поверхности которых имелись надписи не самого древнего времени. Большинство исследователей сочли, что загадочные кусочки глины предназначались для какой-то игры и к истории письменности отношения не имеют. Иное мнение высказал востоковед П.Амье (P.Amie; Лувр, Париж): странные предметы служили средством подсчета различных товаров. Д.Шмандт-Бессера (D.Schmandt-Besserat; Техасский университет в Остине, США) развила это предположение: форма кусочка глины обозначает наименование товара (конусовидная - зерно, цилиндрическая - овец или иных домашних животных), а число кусочков соответствует его количеству. Таким образом, это первая система кодирования - замены реальных предметов символами.

Разрабатывая свою гипотезу, Шмандт-Бессера пришла к выводу: приблизительно с 3500 г. до н.э. кусочки глины стали помещать в пустотелые шарики - своеобразные конверты, на поверхности которых делались пометки о названии товара и его количестве. Позже стали обходиться без “конвертов” - знаки наносили уже на сами кусочки глины, которые превратились в самостоятельные таблички. Система постепенно разрасталась и к концу 4-го тысячелетия до н.э. включала символы, обозначающие не только зерно и животных, но и продукты обработки сельскохозяйственного сырья - растительное масло, битую птицу, хлеб. Именно эти знаки и трансформировались постепенно в клинопись. Возможно, упорядочил ее конкретный человек, скорее всего урукский жрец, примерно в 3100 г. до н.э. (клинописные таблички возрастом около 5 тыс. лет были найдены немецкими археологами в 200 км к югу от Багдада, в руинах урукского храма). Тогда же для письма стали применять заостренную тростниковую палочку. Такая письменность прожила на удивление долго: по всему Междуречью встречаются ее образцы, датируемые вплоть до последних лет существования Римской империи. По мнению ассиролога У.Халло (W.Hallo; Йельский университет в Нью-Хейвене, США), гипотеза Шмандт-Бессера помогает ответить на вопрос: каким образом клинопись - столь развитая система письма, - появившись как бы на пустом месте, так быстро усовершенствовалась?

Традиционно считалось, что в Египет письменность пришла из Междуречья и египетская иероглифика примерно на 100 лет моложе клинописи. Однако в 1989 г. в Египте археологи нашли очень древние тексты, отличавшиеся неожиданно сложной и развитой для своего времени системой письменности. К тому же Г.Дрейер (G.Dreyer; Германский археологический институт в Каире) с коллегами обнаружили недавно в Абидосе (Верхний Египет) предметы, которые вообще ставят под сомнение первенство Междуречья. Вскрыв царскую гробницу, получившую обозначение U-J, они нашли там клад вещей с надписями, на столетие с лишним более ранними, чем самые древние из когда-либо найденных в Египте. Специалисты отнесли гробницу к 3320 г. до н.э., но это противоречит всей египетской хронологии, сдвигая ее на полтораста лет в глубь веков. Для подтверждения такой датировки немецкий археолог М.ван Эсс (M.van Ess) возглавила новую археологическую экспедицию в Ирак. Однако дело осложняется тем, что древние строители нередко использовали исписанные таблички в качестве стройматериала, нарушая исторический контекст.

Важные известия пришли недавно из Пакистана: команда американских археологов исследовала на берегах Инда письменность древнейшей цивилизации Хараппы - города-государства, процветавшего в 2800-1700 гг. до н.э. Такой сложности, как египетская иероглифика или шумерская клинопись, она достигнуть не успела, но и в ней использовались целые группы знаков. Анализ показал, что эта система возникла более чем на 500 лет раньше, чем предполагали. В центре самой Хараппы нашли глиняные изделия с пометками, датируемые 3300 и даже 3500 г. до н.э. Таким образом, Хараппа вместе с Абидосом бросают вызов общепринятой теории, согласно которой письменность зародилась в Междуречье, затем пришла в Египет, а оттуда, возможно, - на берега Инда. Не исключено, что каждая из этих систем шла собственным эволюционным путем, а почти совпадающее по времени изобретение протописьменных знаков у трех разных цивилизаций - результат сходной реакции людей на возникновение необходимости как-то фиксировать факты и идеи. Но своеобразие при этом сохранялось. Например, в Египте письмо служило главным образом религиозным и ритуальным нуждам, в Междуречье - счетным, экономическим. И кто впервые начал излагать свои мысли на подручном материале - ремесленник в Абидосе, жрец в урукском храме или хараппский житель, - ученым пока неизвестно.

Science. 2001. V.292. №5526. P.2418 (США).

КОРОТКО

Для наблюдений за жизнью подледных обитателей Южного океана американские биологи, работающие в Антарктиде на базе Мак-Мердо (берег моря Росса), привлекли себе в помощь 15 тюленей Уэдделла (Leptonychotes weddelli). Животных снабдили видеокамерами, работающими в инфракрасном диапазоне, датчиками температуры и давления. Это позволило собрать ценную информацию о способах охоты ластоногих, а также о двух видах подледных рыб, которые, в отсутствие криля, обитающего в свободных ото льда водах, заменяют его в пищевой цепи.

Terre Sauvage. 2002. №170. P.23 (Франция).

* * *

При современных темпах вылова промысловые рыбы Северной Атлантики к 2010 г. практически исчезнут - таково официальное заключение международной группы экспертов по мировому рыболовству. Популяции видов трески, тунцов, пикши, палтуса и некоторых других сократились на протяжении последних 50 лет в этой акватории Мирового океана вдвое. Инвестиции в рыбопромысловую отрасль экономики (в основном США, Канады и ряда стран Европы) за указанный период утроились; суда были оснащены совершенными орудиями лова, надежными средствами навигации, электронными приборами поиска перспективных районов. Однако, несмотря на все эти усилия и активное расширение мест промысла, ежегодные уловы за последние три десятилетия неуклонно падали - с 20 до 14 млн т.

Sciences et Avenir. 2002. №662. P.43 (Франция).

* * *

На основе информации, собранной в 1995-2000 гг. двумя спутниками НАСА - “OTD” (“Optical Transient Detector”) и “LIS” (“Lightning Imaging Sensor”), - составлена карта среднегодового числа ударов молний в расчете на 1 км² земной поверхности. Оказалось, что этот показатель наибольший (30 на 1 км²) во Флориде и в Гималаях, меньше всего гроз бывает в Центральной Африке.

Sciences et Avenir. 2002. №661. P.32 (Франция).

* * *

Бразильские власти решили навсегда покончить с незаконной торговлей красным деревом: закон запрещает вырубку этой ценной породы в целом ряде амазонских штатов Бразилии (исключение составляют районы, на которые лесопромышленные концессии получили сертификаты от независимых экспертов). Активную кампанию в защиту Амазонии ведет “Гринпис”; по сведениям этой организации, в конце 2001 г. Министерство окружающей среды Бразилии предотвратило контрабандную продажу на международный рынок более 7000 м³ красного дерева по нынешней стоимости 7 млн евро. Ценная кора этих деревьев была возвращена племенам индейцев.

Terre Sauvage. 2002. №169. P.23 (Франция).

* * *

В древнеиндийской поэзии нередко встречаются строки, в которых упоминается запах меда, тянущийся за слонятами. Сейчас тому получено подтверждение. Исследования Б.Расмуссена (B.Rasmussen; Орегонский университет здравоохранения и науки, США) показали, что по химическому составу секрет височной железы слоненка и пчелиный мед близки. По мере роста молодняка начинают преобладать андрогены (мужские половые гормоны), что делает животных более агрессивными; при этом у них меняется и запах: он становится малоприятным. Сладковатый запах, исходящий от слонят в возрасте от 8 до 13 лет, служит сигналом для старших особей, чтобы они не вступали в конфликты с “детворой”. Сделанное открытие позволяет создать распылители (типа спреев), способные умерить буйный нрав мощных слонов.

Sciences et Avenir. 2002. №662. P.24 (Франция).

РЕЦЕНЗИЯ

ПРОТИСТЫ:
Руководство по зоологии.
Под ред. А.Ф.Алимова.

Ч.1. СПб.: Наука, 2000. 679с.

ДОЛГОЖДАННОЕ НАЧАЛО

В.В.Малахов,

член-корреспондент РАН
МГУ им.М.В.Ломоносова

Первое отечественное “Руководство по зоологии” начало выходить еще в конце 30-х годов прошлого столетия, но так и осталось незавершенным: из семи запланированных издано только четыре тома, последний из них - в 1951 г. К концу 70-х годов вышедшие тома уже успели устареть, потребность же в подобном издании ощущалась очень остро. Поэтому инициативу создания многотомного руководства “Основы зоологии”, задуманного четверть века назад сотрудниками двух крупнейших академических учреждений - ленинградского Зоологического института и московского Института эволюционной морфологии и экологии животных им.А.Н.Северцова, зоологи встретили с большим энтузиазмом.

Подготовкой издания занялись известные российские зоологи, причем для каждого тома создавался свой коллектив авторов. Так, тома, посвященные простейшим, губкам, кишечнополостным и плоским червям, были написаны при непосредственном участии А.В.Иванова и Ю.И.Полянского. В начале 90-х годов один из томов был уже передан в издательство “Наука”, однако экономические коллизии первых лет российской рыночной экономики не позволили выпустить готовую к публикации книгу. Только благодаря поддержке Российского фонда фундаментальных исследований, наконец, в 2000 г. (реально в марте 2001 г.) увидела свет первая часть первого тома долгожданного издания, названного “Протисты: Руководство по зоологии”. Основную долю труда по подготовке и выпуску этой книги вложили зоологи из Санкт-Петербурга: главный редактор - директор Зоологического института РАН академик А.Ф.Алимов; научный редактор - известный протозоолог профессор С.А.Карпов; вся нелегкая организационная часть легла на плечи ответственного редактора С.Д.Степаньянц, которая, кроме того, дополнила раздел по истории зоологии в России, написанный Ю.И.Полянским.

Пока в руках читателя всего лишь первый том издания и первая - из двух предполагаемых частей, посвященных простейшим. Однако уже сейчас ясно, что речь идет о выдающемся научном труде, который нисколько не обманул наших надежд. Как хорошие вина становятся только лучше от долгой выдержки в погребах, так и рецензируемый том, несомненно, выиграл, появившись на рубеже столетий. Это касается не только содержания, но и оформления.

Переплет фолианта обтянут искусственной кожей с золотым теснением, текст напечатан на белоснежной бумаге, электронные микрофотографии размещены на отдельных мелованных вклейках. Безусловно, такую книгу приятно держать в руках, и она украсит как полку научного сотрудника и преподавателя вуза, так и стеллаж библиотеки. Очень немногие научные издания выпускались на столь высоком полиграфическом уровне, и я не уверен, что в прежние времена этого удостоилось бы руководство по зоологии. Будем надеяться, что внешний вид следующих томов удастся сохранить на том же уровне.

“Общая часть” рецензируемой книги, по сути, - введение ко всему многотомному руководству. Рассматриваются история зоологии (автор Ю.И.Полянский), пути и закономерности эволюции (А.В.Иванов и Э.И.Колчинский), систематика и ее задачи (А.В.Иванов), система животного мира (А.В.Иванов). В разделах, подготовленных в 1990 г. выдающимися зоологами А.В.Ивановым и Ю.И.Полянским незадолго до их смерти, сохранены авторские тексты, необходимые же примечания и объяснения редактор тактично указал в сносках.

В главе “Краткая история зоологии” определены задачи этой науки, суммируются основные этапы ее развития в мире, и отдельно - в России. При этом на с.24-27 приведен довольно полный список современных отечественных специалистов, занимающихся изучением определенных групп животных, а также основных проблем зоологии. Кроме того, перечислено около 500 фамилий отечественных исследователей, внесших в нее свой вклад в XX в. Здесь есть и великие имена, известные всем зоологам, и имена “узких” специалистов, всю жизнь работавших над изучением какой-то одной группы животных. Труд и тех и других одинаково ценен и необходим. В этом списке недостает лишь нескольких имен молодых зоологов, публикации которых появились в печати в 90-е годы. Что ж, у них есть возможность увековечить свои имена в науке XXI в.

Глава “Пути и закономерности эволюции” посвящена обзору классических концепций эволюционной теории, преимущественно на примере морфологии животных. Важно, что закономерности морфологической эволюции авторы рассматривают на примере не только позвоночных животных (как это делается в большинстве руководств), но и множества простейших и беспозвоночных многоклеточных.

В следующей главе помимо определения задач систематики содержится информация о количестве видов в различных группах животного царства, а также краткий обзор методологических подходов к классификации организмов. Если бы эта глава была написана в наши дни, в ней, несомненно, было бы уделено больше внимания филогенетической систематике, которая занимает магистральное (хотя и далеко не бесспорное) направление в изучении классификации животных.

В главе “Система животного мира” академик А.В.Иванов описывает филогенетические взаимоотношения основных групп и систему животного мира, сформулированные в середине 70-х годов прошлого века. Разумеется, читатель не сможет найти в ней анализа новейших подходов к филогении животного царства, возникших благодаря бурному развитию методов молекулярной биологии. Кроме того, по существу в этой главе речь идет только о системе многоклеточных животных.

Научная часть книги начинается с раздела “Протисты. Общие вопросы”. Раздел открывается главой “Система протистов и проблемы их мегасистематики” (автор С.А.Карпов), в которой дан обзор новейших подходов к мегасистематике эукариотных организмов. Эта глава, как и другие последующего раздела “Систематическая часть”, существенно выиграла оттого, что книга была сдана в печать в конце 90-х годов. Большое внимание в ней уделено молекулярно-биологическим подходам - филогенетическим деревьям, построенным на основе анализа последовательности нуклеотидов в генах рибосомальной РНК, генов актина и тубулина. Большинство данных по молекулярной филогении было опубликовано в течение последних 10-15 лет, и, конечно, мы не смогли бы увидеть их в книге, если бы она вышла в конце 80-х годов, как было запланировано.

В главе “Пути эволюции протистов” (автор Л.Н.Серавин) впервые в мировой литературе сделана попытка краткого очерка сравнительной анатомии простейших. Принципы сравнительной анатомии могут считаться более или менее разработанными в отношении многоклеточных организмов, но пока этого никто не сделал для другого царства эвкариот - простейших. Ясно, что наряду с общими закономерностями Л.Н.Серавин попытался выделить основные направления эволюции (эвкариотизацию, дезорганеллизацию, амебоидизацию и др.), изучением которых должна заняться наука XXI в.

В главе “Общая характеристика протистов” (авторы Ю.И.Полянский, К.М.Суханова, С.А.Карпов) последовательно рассматриваются типы организации основных систем органелл простейших: покровов, жгутиков, митохондрий и др., физиология, поведение и экология протистов. Эта глава представляет собой прекрасное краткое и современное учебное пособие, которое можно рекомендовать при изучении простейших в университетских курсах зоологии.

Раздел “Систематическая часть” занимает основной объем книги и посвящен изложению сведений по строению и развитию отдельных групп протистов. Важно отметить, что, хотя рецензируемая книга - это первая часть первого тома “Руководства по зоологии”, в ней рассматриваются протисты как с животным, так и с растительным типом обмена. В этом принципиальное отличие книги от существующих зоологических руководств и курсов протозоологии, в которых обычно пытаются рассматривать только “животных” протистов. Таким образом, в первой части первого тома российского “Руководства по зоологии” протисты рассматриваются как особое царство эвкариотных организмов. В книге принята система протистов из большого числа типов. В качестве самостоятельных типов рассматриваются криптомонады, эвгленовые, золотистые жгутиконосцы, опалиновые и др. В то же время в книге сохранен тип корненожек, объединяющий весьма разнородные организмы, которые в других публикациях тех же авторов рассматриваются как самостоятельные типы. В отдельный тип выделены фораминиферы, рассматриваемые в других системах внутри типа гранулоретикулеза вместе с безраковинными организмами с сетчатыми псевдоподиями (ретикулоподиями). Использованная в книге система - это один из вариантов конвенциональной системы, т.е. временного соглашения систематиков. Очевидно, что в будущем тип корненожек исчезнет из состава протистов, что в полной мере осознается и авторами рецензируемой книги. Подвергнутся перестройке и другие таксоны. Иначе просто и быть не может, ведь исследования по большой системе простейших стремительно развиваются.

Главы “Систематической части”, посвященные отдельным типам или классам протистов, написаны специалистами по этой группе. К каждой такой главе приводится отдельный список источников. В наши дни это лучший в мировой литературе источник самых современных сведений по морфологии, ультраструктуре, жизненным циклам и классификации протистов. Особенно важно, что в книге рассматриваются редкие и малоизвестные группы протистов, которые обычно даже не упоминаются в зоологических руководствах. Так, отдельные главы посвящены комокиацеям, бластоцистидам, лабиринтовым и другим необычным группам протистов. Для российских биологов раскрылся целый мир необычных организмов, про которых раньше просто негде было прочитать (если не разыскивать сведения о них в оригинальных публикациях в журналах, на что у неспециалистов, как правило, нет ни сил, ни времени). В этой толстой книге много иллюстраций - 551. И все же их не хватает. Так, например, глава, посвященная пелофлагеллятам (загадочным болотным амебам, лишенным митохондрий), иллюстрирована только одной вклейкой с несколькими фотографиями. В этой и некоторых других главах отсутствуют схемы строения, отражающие основные особенности организации рассматриваемых протистов.

Книга сочетает в себе черты нескольких жанров: научной монографии, в которой наряду со сведениями, почерпнутыми из разных источников, приводятся оригинальные результаты; справочника с обширным списком литературы; учебного пособия для студентов и преподавателей вузов. Во всех этих жанрах книга выглядит как выдающееся достижение российской науки. Можно только поздравить Зоологический институт, взявшийся за подготовку этого издания, с несомненным успехом. Будем надеяться, вскоре мы увидим вторую часть тома “Протисты” (в ней должны найти отражение современные данные по таким крупным группам, как радиолярии, инфузории, споровики и др.), а вслед за тем - и другие тома российского “Руководства по зоологии”.

НОВЫЕ КНИГИ

Медицина

В.Н.Захаров. ИШЕМИЧЕСКАЯ БОЛЕЗНЬ СЕРДЦА: Классификация, факторы риска, профилактика, лечение, реабилитация. М.: Наука, 2001. 285 с.

В монографии описываются длительные клинические наблюдения, проводившиеся над теми, кто страдает ишемической болезнью сердца (ИБС) или перенес инфаркт миокарда.

Автором разработана оригинальная классификация ИБС, основанная на выделении трех патогенетических типов: типичного очагового, диффузного микроциркулярного и смешанного. Впервые выделены различные стадии заболевания. Дана характеристика промежуточного коронарного синдрома как острой очаговой дистрофии со “спящим” или “приглушенным” миокардом. Уделено внимание факторам риска ИБС, причинам повторных инфарктов миокарда и мерам по их устранению. Дана также критическая оценка современных отечественных и зарубежных работ по этой проблеме.

Биогеохимия

А.П.Виноградов. ХИМИЧЕСКИЙ ЭЛЕМЕНТАРНЫЙ СОСТАВ ОРГАНИЗМОВ МОРЯ. Отв. ред. Э.М.Галимов; Сост. Л.Д.Виноградова. М.: Наука, 2001. 620 с. (Из сер. “Избранные произведения”.)

Монография академика А.П.Виноградова впервые публикуется на русском языке в полном объеме. Первое издание вышло в трех разрозненных частях в “Трудах Биогеохимической лаборатории” (1935, 1937 и 1944 гг.). Фундаментальная работа о содержании макро- и микроэлементов в морских организмах (практически всех систематических групп), обитающих в различных регионах Мирового океана, до сих пор не утратила своего значения как крупнейшее обобщение по морской биогеохимии.

В настоящем издании все данные систематизированы так, как это было сделано в английском переводе всей работы, опубликованной Йельским университетом в 1953 г. и уже давно ставшей раритетной.

Археология

Н.Ю.Вишневская. РЕМЕСЛЕННЫЕ ИЗДЕЛИЯ ДЖИГЕРБЕНТА. М.: ИФ “Восточная литература” РАН, 2001. 175 с.

Джигербент - город на юге Хорезма (древнего государства Средней Азии, которое располагалось в низовьях р.Амударьи и существовало с IV в. до н.э. по начало XIII в. н.э.).

В монографии рассматривается комплекс ремесленных изделий из металла, стекла, кости, сработанных руками местных мастеров. Особое внимание уделяется предметам из керамики как самой объемной и информативной группе находок. Все это дает возможность проследить этническое и культурное взаимодействие Хорезма и сопредельных областей, а также торговые связи и религиозные представления местного населения.

Впервые полностью публикуются описания уникальных сосудов IX в., что позволяет уточнить и дополнить уже существующие хронологию и типологию керамики средневекового Хорезма.

Этнография

ИСТОРИЯ И СЕМИОТИКА ИНДЕЙСКИХ КУЛЬТУР АМЕРИКИ. Сборник статей. Под ред. В.И.Сергеева. М.: Наука, 2002. 960 с.

В сборнике, подготовленном московским Институтом этнологии и антропологии им. Н.Н. Миклухо-Маклая, представлены статьи по истории, иконографии, фольклору и мифологии древних народов Америки. Авторы исследуют наскальное искусство и шаманские верования в Калифорнии, новые религиозные течения и культы в индейских общинах Боливии и США, иероглифическое письмо народов майя, а также литературные источники по истории и культуре степных племен Северной Америки.

Один из разделов посвящен истории и этнографии Русской Америки. Описываются североамериканские коллекции Музея антропологии и этнографии в Санкт-Петербурге. Впервые публикуется работа выдающегося российского этнографа и лингвиста Ю.В.Кнорозова.

История науки

А.С.Сонин. ГЕОРГИЙ ВИКТОРОВИЧ ВУЛЬФ. Отв. ред. В.П.Визгин. М.: Наука, 2001. 272 с. (Из сер. “Научно-биографическая литература”.)

Книга посвящена жизни и научному творчеству выдающегося отечественного физика и кристаллографа, члена-корреспондента РАН Георгия Викторовича Вульфа (1863-1925). Его основополагающие труды находятся в области рентгеноструктурного анализа, геометрической кристаллографии и физики кристаллов.

Широко известна преподавательская и общественная деятельность Георгия Викторовича. Он был председателем двух обществ - Физического общества им.П.Н.Лебедева и Общества распространения физических знаний им.Н.А.Умова, а также вице-председателем Всесоюзной ассоциации физиков.

Книга написана на основе изучения трудов самого Вульфа, архивных материалов и воспоминаний современников.

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ НАУЧНЫЙ ЦЕНТР РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК. Сост. Г.В.Билибина; Отв. ред. Э.А.Тропп. СПб.: Наука, 2001. 251 с.

Санкт-Петербург - один из крупнейших научных центров России. Многие школы мирового значения сформировались в этом городе. До 1934 г. здесь находилась Академия наук, созданная в 1724 г. по указу Петра I. В настоящее время в состав Санкт-Петербургского научного центра РАН входят 44 организации, представляющие практически все области фундаментальной науки.

Книга представляет собой сборник статей. В нем кратко изложена история научного центра и каждого из его учреждений, представлены основные направления деятельности институтов и главные научные достижения, а также сведения о международном сотрудничестве и последних публикациях.

И.И.Ларин. ОН УЧИЛ БЕРЕЧЬ ЗЕМЛЮ. М.: Росэкопресс, 2002. 236 с. (Из сер. “Жизнь замечательных людей”.)

Это первая книга, посвященная академику Никите Николаевичу Моисееву (1917-2000) - известному ученому, неординарной и разносторонне одаренной личности. Он прожил долгую, наполненную драматизмом и яркими событиями жизнь, олицетворяя собой интеллектуальную элиту нашего Отечества. Его имя хорошо известно как в России, так и за ее пределами.

Моисеев работал на обширном междисциплинарном пространстве - от прикладной математики до философии, - был выдающимся популяризатором естественных и гуманитарных наук. Он исследовал проблемы нарушения равновесия биосферы вследствие стихийной деятельности человека, стремился повлиять на менталитет общества и тем самым предотвратить экологический кризис на нашей планете.

Никита Николаевич много сил отдал общественной работе: он был членом различных международных организаций, президентом Российского национального комитета содействия программе ООН по охране окружающей среды и Международного Зеленого Креста, главным редактором журналов “Экологическое образование в России” и “Экология и жизнь” и одним из основателей Международного независимого эколого-политологического университета.

В основе книги - воспоминания автора, осмысление научных, научно-популярных и публицистических работ ученого.

Ж.И.Алферов. ФИЗИКА И ЖИЗНЬ. М.: Наука, 2001. 288 с.

Большую часть книги составляют работы академика Жореса Ивановича Алферова по физике полупроводниковых гетероструктур, а также описания приборов, сделанных на их основе. Автор внес существенный вклад в эти быстро развивающиеся области науки, предшественники современных информационных технологий. Наряду с оригинальными работами в книгу включены научные обзоры, написанные Алферовым в разные годы и позволяющие читателю проследить за ходом исследований и их перспективами.

Упомянутые работы получили высшее международное признание. В октябре 2000 г. их автор и американский ученый Герберт Кремер были удостоены Нобелевской премии по физике “за развитие полупроводниковых гетероструктур”.

Широкий круг читателей несомненно заинтересуют воспоминания и публицистические выступления Жореса Ивановича, известного не только своей научной, но и многогранной общественной деятельностью.

В.Ф.Старков, П.Ю.Черносвитов, Г.Е.Дубровин. МАТЕРИАЛЬНАЯ КУЛЬТУРА РУССКИХ ПОМОРОВ ПО ДАННЫМ ИССЛЕДОВАНИЙ НА АРХИПЕЛАГЕ ШПИЦБЕРГЕН. Вып. I. Остатки судов. М.: Научный мир, 2002. 152 с.

Период северорусского (поморского) мореплавания укладывается во временные рамки конца XV-XVIII вв. Разумеется, и в XIX в. поморы оставались мореходами и промысловиками, но сфера их деятельности сузилась, ограничившись Белым морем и прибрежной полосой Кольского п-ова.

Книга написана на базе исследований, проведенных Шпицбергенской экспедицией Института археологии РАН. Ее деятельность на архипелаге началась в 1978 г. и без перерывов продолжается до настоящего времени. Изучено большое количество различных археологических объектов: 50 жилищно-хозяйственных комплексов, 24 погребения, 18 остатков крестов, 11 крупных скоплений судового дерева. На сегодняшний день собрана обширная коллекция, которая включает 15 тыс. наименований предметов материальной культуры, представляющих историческую ценность.

Первый выпуск, подготовленный группой арктической археологии при РАН, открывает серию публикаций. В ее состав войдут следующие тома: “Поселения и погребения”, “Жилищно-хозяйственные комплексы”, “Орудия промыслов”, “Предметы быта”, “Предметы духовной культуры”.