4 июля 1997 г. в очередную, 221-ю годовщину Дня независимости США американский космический аппарат "Марс-Пасфайндер" совершил успешную посадку на Марс. Английское "pathfinder" в словарях переводится как "следопыт", хотя в данном контексте это скорее "первопроходец". Название символично, так как проект задумывался в первую очередь как инженерный. Главная цель его - показать, что системы перелета, спуска в амосфере и мягкой посадки с доставкой полезной нагрузки на поверхность Марса можно сделать недорогими и эффективными. Научная цель проекта - изучение состава камней и грунта, морфологии поверхности и геологического строения в ближайших районах точки посадки, а также метеорологические наблюдения (за температурой, давлением, скоростью ветра). Об этом нашим читателям рассказывают ведущие российские специалисты в области планетологии.

Медицина

Всемирная организация здравоохранения пересматривает программу "Старение и здоровье": в связи с продолжающимся старением населения забота о здоровье пожилых людей в следующем тысячелетии будет доминировать в работе ВОЗ. Ее усилия будут направлены на то, чтобы сохранить "долговременное" здоровье, поскольку недееспособные старики могут оказаться тяжким бременем для всего человечества.

Прежняя программа рассматривала эту возрастную группу отдельно от остальной части общества. Принятая в новой программе концепция - "старость как часть всего жизненного цикла человека" - означает, что активизация мероприятий, направленных на улучшение состояния здоровья лиц всех возрастов, должна повысить уровень жизнеспособности и пожилых.

Как известно, различные органы человека наращивают свои возможности от рождения, достигая максимального развития около 25-летнего возраста. Затем происходит снижение работоспособности каждого органа и его сопротивляемости заболеваниям. Активная жизнь кончается тогда, когда работа какого-либо органа опускается ниже порога его работоспособности. Это происходит как при низком положении максимума возможностей органа, так и при быстром его изнашивании, снижении уровня активности.

Часть мероприятий ВОЗ в новой программе будет связана с улучшением здоровья всего населения за счет сохранения здоровья молодого поколения. Другие составляющие программы позволяют уменьшить крутизну спуска людей среднего возраста к нездоровью. Большое значение здесь придается учету влияния различных культур, особенностям морали и традиций, существенных для положения индивида в обществе. И, наконец, значительная часть усилий будет направлена на повышение качества жизни тех, кто оказался за порогом трудоспособности.

Итак, главная идея новой программы - поднять уровень здоровья человечества в целом для сохранения активности престарелых. Статистика США показывает: если бы заботы о здоровье населения находились на уровне 1982 г. и образ жизни американцев сохранялся постоянным, то сейчас в стране было бы на 1.2 млн недееспособных людей больше, чем это наблюдается на самом деле.

Прошло 125 лет с тех пор, как американский зоолог и палеонтолог Э.Д.Коп (E.D.Kope), профессор Пенсильванского университета, установил биологическую закономерность, названную "законом Копа": все живые существа имеют тенденцию к укрупнению своего тела; эволюция в геологических масштабах времени приводит к увеличению размеров организма, так как якобы крупное животное легче, чем маленькое, может защититься от хищника, обеспечить себя пищей и территорией... Закон Копа все это время стоял неколебимо и был вписан во все учебники по эволюции живого. Однако недавно правильность его поставил под серьезное сомнение палеонтолог Д.Яблонски (D.Jablonski; Чикагский университет, штат Иллинойс, США).

Прежде чем заявить о своем несогласии, Яблонски в течение 10 лет изучал образцы ископаемых моллюсков, которые населяли Североамериканское побережье Атлантики и берега Мексиканского залива в период между 81 и 65 млн лет назад. Он измерил и подверг статистической обработке крупнейшие из доступных науке экземпляров этих животных, принадлежавших к 1086 видам (что можно считать своего рода научным подвигом). Объединив моллюсков по родовым принадлежностям в 191 группу, он проследил, как со временем менялись их размеры.

Закон Копа гласил, что в каждой родовой группе организмы становились все большими как среди исходно мелких, так и среди изначально крупных. Ничего подобного анализ Яблонского не подтвердил. Действительно, от 27 до 30% моллюсковых форм веками возрастали по размерам, зато от 26 до 27% становились все мельче. Примерно 25 - 27% этих животных как бы "поляризовались": мелкие становились еще мельче, а крупные увеличивались в размере.

Палеонтология

У всякой птицы есть вилочка - дугообразная кость между крыльями, которая служит им как бы пружиной, помогающей в полете. По предположению некоторых палеонтологов, птицы произошли от динозавров. Если это верно, таким устройством должны были обладать и ископаемые ящеры. Однако до сих пор вилочку у динозавров никто не обнаружил; в редких случаях, когда находили нечто похожее, скептики указывали, что косточка лежит "не в том месте скелета" и вообще сильно повреждена.

Но вот осенью 1997 г. палеонтологи во главе с М.Нореллем (M.Norell; Американский музей естественной истории, Нью-Йорк) сообщили о своей удаче: работая на территории Монголии, которая всегда славилась кладбищами ископаемых животных, они впервые обнаружили отлично сохранившуюся V-образную кость в 1 см длиной, идентификация которой с вилочкой не вызывает сомнения. Более того, она лежала точно на своем месте - в плечевой области динозавра велоцираптора.

Эта тоненькая "деталь" (она выглядит "субтильнее", чем у нынешних пернатых) подтверждает, что у некоторых динозавров тоже была вилочка.

Горный рельеф значительно видоизменяет характер воздушных потоков. Вблизи хребтов ветры, проявляя особенности турбулентного течения, зачастую создают реальную угрозу безопасности авиаполетам. Федеральное управление авиации США опубликовало данные, свидетельствующие, что в аэропортах, расположенных в предгорных областях, регистрируется в 2.5 раза больше несчастных случаев, чем в находящихся на равнине.

Среди наиболее опасных явлений называют "разрывающие" воздушные волны. Они образуются в случае, когда при движении ветрового потока над горной грядой возникает большой вихрь с обратным направлением. Уже существуют математические модели тех условий, при которых возможно это явление, и пилотов инструктируют, как различить облачные формирования, которые сопровождают "разрывающую" воздушную волну. Полагали, что именно такое явление стало причиной едва не произошедшей катастрофы в декабре 1992 г., когда у грузового реактивного самолета "ДС-8", пересекавшего Скалистые горы на высоте 10 тыс. м, порывом ветра сорвало один из четырех двигателей. К счастью, аварийная посадка прошла благополучно. По случайному совпадению как раз в это время группа метеорологов во главе с М.Ролфом (M.Rolf; Национальное управление США по изучению океана и атмосферы, Боулдер, штат Колорадо) вела наблюдения воздушных потоков в верхней атмосфере с помощью лазера, посылавшего сигнал через каждую минуту в течение нескольких часов. Характер движения воздушных масс определялся по отражению света лазера от мельчайших частиц, выброшенных при извержении вулкана Пинатубо на Филиппинских о-вах в 1991 г. и еще остававшихся в атмосфере Земли. Анализ полученной информации впервые помог в деталях установить поведение гигантской "разрывающей" волны, прошедшей, по оценке, в 30 км к северу от места происшествия, причем оказалось, что скорость движения воздушной массы почти вдвое превышает предсказанную любой из моделей. Таковы заключения, сделанные Ролфом.

Однако в 1997 г. материалы, касающиеся тех же событий, изучил другой сотрудник Федерального управления авиации - Т.Кларк (T.Clark). Применив усовершенствованную модель для описания воздушной турбулентности, он пришел к выводу, что вблизи самолета в тот момент не проходила никакая "разрывающая" волна, а имела место турбулентность еще неописанного типа. Согласно результатам моделирования, такая турбулентность происходит в области атмосферы, имеющей форму вытянутого плоского блина (толщина - всего около 500 м, поперечник с востока на запад - примерно 4 км, с севера на юг - до 30 км) и характеризующейся чрезвычайно переменчивым ветром.

Ролф и Кларк объединили свои усилия в поисках среди данных, получаемых от метеостанций в предгорных районах и около аэродромов, новых свидетельств существования воздушных "блинов" и сопутствующих им явлений, что могло бы помочь их обнаружению.

В рифтовых долинах океанических хребтов кое-где вздымаются узкие и высокие колонны ("каминные трубы"), из которых изливается горячий флюид, насыщенный сероводородом и солями металлов. Недавно большая группа геологов, зоологов, ботаников и других специалистов из Дании, Англии и Канады (B.Burchardt et al.) открыла уникальный и, возможно, единственный в мире лес "каминных труб", никак не связанных с гидротермальной активностью. Он "растет" в маленьком (4 км в длину, 0.5 км в ширину) и неглубоком (максимум 25 м) Икка-фьорде у юго-западной окраины Гренландии. Колонны состоят из осаждающегося в холодной воде минерала CaCO3 ^. 6H₂O. Названный икаитом, этот минерал был обнаружен там в начале 60-х годов и вошел еще не во все справочники. Растет "минеральный лес" не в переносном, а в буквальном смысле слова: колонны высотой с шестиэтажный дом поднимаются в год на полметра с лишним!

Как и все фьорды, Икка-фьорд - долина, выпаханная ледником. Фьорд окружают плосковершинные горы полукилометровой высоты с крутыми склонами. В южной части фьорда они сложены докембрийскими гнейсами, а в северной - древнейшими сиенитовыми и карбонатными породами. Вода здесь морская, только поверхностный слой толщиной 1 - 2 м опреснен до черноморской солености. Во внутренней части фьорда бьют щелочные ключи (pH 10.4), температура воды в которых (3.5 - 4^oС) не отличается от окружающей, но сильно опреснена (плотность значительно ниже плотности морской воды), насыщена карбонатом и бикарбонатом натрия и богата фосфором. Растворенный в поднимающейся вверх ключевой воде CO₂ соединяется в воде фьорда с кальцием; возникающий в результате этого икаит осаждается, образуя вертикальные колонны.

В тихую погоду эти зеленовато-белые башни с заостренными или грибовидными вершинами хорошо видны с окружающих гор. Их нанесли на карту с помощью эхолота и локатора бокового обзора, а затем исследовали с аквалангом. На площади 75 га высится более 500 колонн высотой до 20 м, диаметром от нескольких сантиметров до нескольких метров. Они вырастают на склонах скальных выходов или на массивных куполовидных сооружениях из тех же карбонатов и глубоко укоренены в донном осадке. Часто несколько колонн имеют общее основание. На вершинах, у самой поверхности воды, колонны могут быть украшены тарелковидными "коронками" шириною до метра. Свежие участки колонн совершенно белые и резко отличаются от обросших микроводорослями зеленовато-серых старых участков. Колонны растут сверху, хотя кое-где на их стволах заметны пальцевидные боковые выросты. Колонны, как видно на спилах, - пористые, но внутренней полости у них нет.

Основания и нижние части колонн густо заселены. Их фауна и флора не отличаются от обитателей подводных скал северных морей, в частности Белого и Баренцева: красные водоросли (Lithothamnion, Clathromorphum), актинии Tealia felina, морские ежи Strongylocentrotus droebachiensis и др. Водоросли скрепляют хрупкое сооружение.

Ключи обнаружены и на суше вокруг фьорда. Их вода холодная (3.0-3.5^oС), слабощелочная (pH 8-9) и по химическому составу резко отличается от почти дистиллированной воды тундровых ручейков. Вокруг ключей процветает богатая и разнообразная растительность, в воде много клещей галакарид.

Вероятно, подводные щелочные ключи образовались из обычной поверхностной влаги, проникшей по трещинам в глубь карбонатных пород и там насытившейся солями. Специфические условия - причина того, что осаждается именно икаит, а не обычный кальцит или арагонит, из которого состоят пещерные сталактиты и сталагмиты. Коронкообразные же навершия колонн создает плавучий лед, который заставляет выходящую из их верхней части воду растекаться под его нижней поверхностью.

Ничего подобного колоннам Икка-фьорда нигде в мире не обнаружено, разве что кое-где на берегах озер, в частности на западе США. Авторы статьи предлагают незамедлительно объявить Икка-фьорд природным заповедником мирового значения.

Геофизика

Проводящиеся в течение многих десятилетий наблюдения на станциях Международной службы движения полюсов Земли (до 1961 г. именовалась Международной службой широты; была создана в 1899 г.), а также 20-летние измерения с помощью геодезических спутников указывают, что тело планеты, а значит, географическая ось Земли, отклоняется от оси ее вращения (неизменной в пространстве) со скоростью около 10 см/год, т.е. примерно на 1^o в 1 млн лет. Однако оценки истинного смещения в масштабах миллионов лет очень неопределенны. Предполагается, что за эпоху кайнозоя (последние 65 млн лет) этот дрейф составил около 10^o, причем последние 10 млн лет его скорость достигает 0.5^o в 1 млн лет.

Постоянное смещение географических полюсов раньше объяснялось главным образом таянием ледников: потоки втекают в Мировой океан и тем самым изменяют общее распределение масс в теле Земли, на что она реагирует сменой характера своего вращения. Но это справедливо лишь относительно последних веков и не объясняет процессы, происходившие в предшествующие миллионы лет.

Недавно новое объяснение предложили геофизики Б.Штайнберг (B.Steinberg; Институт метеорологии и геофизики при Франкфуртском университете, Германия) и Р.Дж.О`Коннелл (R.J.O`Connell; Гарвардский университет, Кембридж, штат Массачусетс). Они построили модель геоида (для эпохи кайнозоя) с учетом движений в мантии Земли, соответствующих топографическим аномалиям, а также движений литосферных плит; были вычислены величины адвекции в мантии с ее неоднородностями плотности (т.е. горизонтальное перемещение масс, вызывающее изменение их физических свойств).

Можно считать более или менее установленным, что основная причина аномалий в распределении масс Земли, отвечающих за отклонения от идеальной сферы, - это холодные и высокоплотные плиты коры, погружающиеся в пределах глубоководных желобов в земные недра.

В результате удалось создать правдоподобную картину того, как должны были смещаться географические полюсы нашей планеты в течение последних 65 млн лет. Эта картина оказалась весьма сходной с той, которая воссоздается по данным палеомагнетизма на основе реконструкции местоположения плит земной коры относительно неподвижных горячих мантийных струй, поднимающихся к поверхности Земли.

Б.Чао с коллегами (B.Chao; Центр космических полетов им.Годдарда НАСА США, Гринбелт, штат Мэриленд) рассмотрели в 1996 г. вопрос о том, как сейсмическая активность в период с 1977 г. могла повлиять на характер вращения Земли.

Подземные толчки смещают большие участки земной коры и лежащей под ней мантии, перераспределяя массу планеты. Такие смещения могут изменять положение географического полюса и его скорость относительно оси вращения Земли, подобно тому как разброс рук танцовщика на льду (или, наоборот, их вытягивание вдоль тела) влияет на его вращение.

Специалисты из группы Чао пришли к выводу, что землетрясения после 1977 г. в совокупности привели к перемещению Северного географического полюса в направлении Японии со средней скоростью примерно 6 см в столетие. По их мнению, такая тенденция сохранялась в течение всего нынешнего века.

В 1997 г. эту работу продолжила группа Дж.Спада (G.Spada; Болонский университет, Италия). Они сопоставили изменения в наклоне географической оси Земли с магнитудой отмечавшихся в тот же период мощных подземных толчков. Известно, что наиболее сильные землетрясения порождают взаимодействие двух соседних литосферных плит, когда одна из них погружается под другую и "зацепляет" ее. При таких землетрясениях кора и мантия начинают резко колебаться вверх и вниз, вызывая мощные сейсмические волны. Происходящее в этих условиях перераспределение масс определяется рядом факторов, в частности зависит от того, под каким углом к поверхности погружается плита. Но, по расчетам Спада, наиболее вероятное перераспределение масс таково, что Северный полюс сдвигается по долготе, на которой расположен эпицентр соответствующего толчка. Большинство землетрясений происходит в области "огненного кольца", охватывающего по периметру весь Тихий океан, поэтому Северный полюс и перемещается от Арктики в сторону Японского архипелага.

Зависимость движения полюсов планеты от сейсмической активности напрямую измерить весьма сложно, так как ее маскирует множество иных факторов. Например, тысячелетнее таяние ледников тоже привело к перераспределению масс на планете, что должно было отразиться на характере ее вращения. Накопленное вследствие этого смещение полюсов уже измерено астрометрическими методами (по изменению географической широты обсерваторий, где проводятся точные наблюдения за положением звезд). Сейчас это перемещение происходит, наоборот, в сторону от Японии, и его скорость достигает 10 см/год. Однако, по мнению Спада, в масштабах времени 10 - 100 млн лет на смещение коры и мантии Земли сейсмика может иметь более существенное влияние, чем таяние ледников.

Чао считает утверждения Спада правдоподобными и намерен подтвердить их, изучая последствия какого-либо мощного землетрясения. По его мнению, даже один толчок магнитудой 8.5 по шкале Рихтера мог бы сдвинуть полюс на несколько миллиметров, а подобное изменение астрономы зафиксировать уже в состоянии.

До сих пор считалось, что история формирования западной части Северной Америки с ее высокими системами Сьерра-Невады и Скалистых гор связана с непрерывным вздыманием огромных участков суши. К совершенно иному заключению пришел коллектив сотрудников, возглавляемый Дж.А.Уолфом (J.A.Wolf; Университет штата Аризона; Тусон, США). Их выводы основаны на изучении ископаемых остатков растительности, найденных в той части геологической провинции Большой Бассейн, которая находится на территории штата Невада и отделяет Сьерра-Неваду и Скалистые горы от плато Колорадо.

Эта провинция представляет собой средоточение высоких горных хребтов с плоскими долинами, дно которых лежит на высоте всего 1 тыс. м над ур.м. Хребты сложены кристаллическими породами; долины на плато прорезаны реками, в том числе Колорадо, образовавшей известный Большой Каньон - один из глубочайших в мире (до 1800 м; длина 320 км).

Для определения палеоклимата соответствующего района исследователи проанализировали различные характеристики ископаемых листьев (их форму, размеры, количество желобков, зазубрин и др.), которые были взяты из 12 пунктов западной Невады. Указанные характеристики обычно отражают условия данного места, что позволяет, в частности, судить о его положении над уровнем моря в отдаленные эпохи.

По утверждению Уолфа с коллегами, 16 млн лет назад провинция Большой Бассейн возвышалась примерно на 3 тыс. м над ур.м., а затем, к периоду, отстоящему от нас на 13 млн лет, опустилась до нынешнего положения. Возможно, более 16 млн лет назад этот регион представлял собой некое подобие современных Анд, отличаясь еще большей высотой. С той поры земная кора на территории Невады претерпела сильное растяжение, что и привело к сокращению ее мощности.

Интересно, что аналогичный вывод сделал годом ранее Б.Вернике (B.Wernecke; Калифорнийский технологический институт, Пасадена, США). Изучая строение Сьерра-Невады, он отметил, что большинство горных хребтов имеет мощные коровые основания, "плавающие" поверх мантии. Недавние сейсмические исследования показали, что толщина коры в Сьерра-Неваде не превышает и 30 - 40 км, что не в состоянии объяснить современную высоту этих гор. Отсюда Вернике сделал вывод, согласно которому Сьерра-Невада и Большой Бассейн некогда были выше, чем ныне, опираясь на более мощную кору, которая за последние 20 млн лет стала значительно тоньше.

Таким образом, гипотеза о том, что этот регион постоянно только воздымался, подверглась обоснованным опровержениям в результате двух независимых исследований. Дальнейшее изучение проблемы связано с планируемыми Вернике работами в районе каньонов Сьерра-Невады.

Часть геологов полагает, будто крупнейшие в мире золотые месторождения Витватерсрандского бассейна (ЮАР) сформировались около 2 млрд лет назад благодаря тому, что потоки воды сначала вымывали микроскопические частицы золота из содержащих их древних геологических пород, а затем, по мере того как реки выходили на равнинное плато и замедляли течение, несомые ими вещества осаждались на дно. В этих осадочных породах нижние слои под давлением затвердевали, и золото оказывалось "запертым" в жилах.

По мнению других специалистов, золото не могло попасть в трещины и образовать жилы до тех пор, пока не сформировался весь бассейн. Они указывают, что район Витватерсрандского бассейна изобилует многочисленными разломами земной коры и постоянно происходящее в них трение слоев породы ведет к нагреванию содержащейся в породах влаги до 400^oС. Из-за высокого давления вода не превращается в пар, и золото выщелачивается. Когда же воды по трещинам поднимаются вверх, растворенное в них золото оседает в трещинах. С подтверждением правильности этой гипотезы выступил геолог Э.Барникот (A.Barnicoat; Лидсский университет, Англия) на конференции Британской ассоциации содействия развитию науки (Лидс, сентябрь 1997 г.).

Искусственно вызывая ударами вибрацию почвы, исследователи имитировали слабые землетрясения и регистрировали распространение сейсмических волн в земной коре. Это позволило построить карту разломов и трещин, простирающихся на глубину 4 км. Данные, полученные с помощью электронного микроскопа, показывают, что золото присутствует лишь в пределах сети мелких трещин, которые заполнялись благородным металлом уже после сформирования пород Витватерсрандского бассейна.

Эти выводы, помимо теоретического, имеют немаловажное прикладное значение: геологоразведчики компании "Англо-америкен голд" (ЮАР), которая финансировала исследования, уже используют их в своей работе.

На дне Северного моря - около сотни малых нефтяных месторождений, которые разрабатывать невыгодно, однако в совокупности в них запасены значительные объемы ископаемого топлива. Норвежская фирма "Aker Maritime" предложила принципиально новый метод разработки этих месторождений, делающий их экономически и технически эффективными.

Основа метода - плавучий буй, который представляет собой конической формы нефтехранилище (верхний диаметр 88 м, глубина 44 м), погружаемое под поверхность моря. Буй снабжен жилой палубой, где могут размещаться сменные вахты бурильщиков.

По своему общему виду буй напоминает перевернутое "пожарное" ведро с отверстием посередине, сквозь которое на дно опускается буровая колонка. Наличие нефтяного танка придает сооружению большую стабильность, чем у буровых судов и обычных морских платформ. Сооружение удерживается на месте с помощью простых якорей. Как только месторождение исчерпано, якоря поднимают, и буй транспортируют со скоростью около 5 км/ч к другой точке нефтедобычи.

Буй допускает пристыковку к нему добавочных модулей: в этих случаях добыча может повыситься до 60 тыс. баррелей нефти в сутки, а в его танках будет собираться до 570 тыс. баррелей.

Еще одно достоинство нового метода заключается в том, что он позволяет "сортировать" нефть, получаемую на разных месторождениях и в силу этого различающуюся по качеству и степени чистоты. Обычно ископаемые топлива приходится перерабатывать порознь, к бую же можно подсоединять сменные модули с оборудованием, соответствующим определенному виду горючего.

Применение такого метода сделает возможной добычу нескольких миллионов баррелей добавочной нефти. Только в норвежском секторе Северного моря подобных месторождений насчитывается от 50 до 80. Есть такие и в Мексиканском заливе. Разработка технических условий завершена, и фирма в Осло готова принимать заказы на изготовление буев.

Охрана окружающей среды

Группа сотрудников Бедфордского океанографического института в Галифаксе (провинция Новая Шотландия, Канада), возглавляемая М.Бьюэрсом (M.Bewers), завершила обработку данных, собранных экспедицией канадского научно-исследовательского судна "Хенри Ларсен" в 1995 г. в высоких широтах Северного Ледовитого океана. Особый интерес представляют результаты измерения радиоактивности воды в различных точках рейса. Они показывают, что радиоактивное загрязнение, имеющее своим источником завод по переработке атомных отходов в Селлафилде (графство Кумбрия, Англия), распространилось по всему Ледовитому океану вплоть до северных берегов Канады.

Установлено, что "язык" радиоактивных вод, содержащих изотоп ¹²⁹I, поступив в море около Селлафилда, протягивается на север-северо-восток вдоль побережья Скандинавского п-ова и, не доходя до Новой Земли, разбивается на два потока. Один, обогнув Новую Землю, следует через Карское море и пролив Вилькицкого (между мысом Челюскин и Северной Землей) в море Лаптевых и далее - в Восточно-Сибирское, а затем, постепенно отклоняясь от берегов Сибири, - на север, в область полярных льдов, лежащую между полюсом и Аляской. Другой поток от точки разделения делает крутую петлю к западу, затем резко поворачивает на юг, проходит вдоль восточного побережья Гренландии (через Датский пролив между нею и Исландией) и, обогнув южную оконечность острова, снова круто поворачивает на север; в Девисовом проливе, омывающем Баффинову Землю (Канадский Арктический архипелаг), следы его теряются. Глубина потока в среднем составляет около 200 м. Уровень его радиоактивности на порядок превышает значения, характерные для атмосферных осадков, выпадающих при испытании атомного оружия.

Интерпретируя эту информацию, П.Странд (P.Strand; Норвежское управление защиты от радиации, Осло) указывает, что, зародившись в Ирландском море, куда с Селлафилдского перерабатывающего завода сбрасываются дезактивированные отходы с небольшим содержанием ¹³⁷Cs и ¹²⁹I, этот поток разносится Норвежским течением, ведущим в Баренцево море и далее в высокие широты. Возможно, часть этих водных масс достигает Северного полюса. Наибольшее количество радиоактивных материалов поступало в море до установки в Селлафилде нового оборудования для очистки; максимумы приходятся на 1975, 1977 и 1980 гг. Согласно подсчетам Странда, это предприятие за время своей работы выбросило в водную среду количество контаминантов с общей активностью ¹³⁷Cs около 40 трлн Бк. К настоящему времени общая активность контаминантов арктических районов составляет около 15 трлн Бк. Это в 2 - 3 раза превышает загрязнение Арктики через воды Балтийского и Северного морей в результате аварии на АЭС Чернобыля. Вклад в радиоактивное загрязнение Арктики со стороны французского предприятия по переработке отходов атомной промышленности на мысе А2 (п-ов Котантен) значительно уступает селлафилдскому и чернобыльскому.

В мае 1996 г. было завершено совместное российско-канадское исследование степени загрязненности Карского моря, где с 80-х годов было захоронено большое количество радиоактивных отходов ВМФ России. Установлено, что основной источник радиоактивности воды в этом бассейне - сбросы Селлафилдского завода, а также ядерные испытания, произведенные до 1963 г., когда вступил в силу частичный их запрет. Этой проблеме были посвящены доклады на Международной конференции по радиоактивности природной среды в Арктике (июнь 1997 г., Тромсё, Норвегия).

Охрана окружающей среды

Британская компания "British Nuclear Fuels", которой принадлежит завод по переработке атомных отходов ядерного центра Селлафилд (графство Кумбрия), заключая контракты с иностранными фирмами, брала обязательство возвращать отходы радиоактивных материалов, поступивших из-за границы, своему клиенту в течение ближайших 25 лет. Была также принята практика замены: компании предстояло держать отходы средней радиоактивности в своем хранилище, а возвращать клиенту их эквивалент в виде высокорадиоактивных материалов.

В этих целях в районе Селлафилда планировалось создать специальную подземную лабораторию, которой предстояло дать заключение о том, насколько геологические, геофизические, гидрологические и иные характеристики местности подходят для постоянного хранения радионуклидов средней активности. Однако в результате протестов общественности решение вопроса о сооружении подземной лаборатории было отложено, что может привести к срыву весьма выгодных для Великобритании контрактов с Японией и Германией.

С другой стороны, из предусмотренного договорами 25-летнего срока истекло лишь около трех лет, что позволяет пока продолжить практику переработки и замены отходов. Руководство компании надеется найти возможность соорудить для них постоянное безопасное хранилище.

Медицина

По данным ВОЗ, число людей, страдающих диабетом, составляло в 1995 г. 135 млн человек; к 2025 г. ожидается двукратный рост больных - до 300 млн человек, причем жизнь 10% таких людей зависит от ежедневного введения гормона инсулина.

В России инсулинозависимых - около 10 млн человек. Распространенность и возможные тяжелые осложнения заболевания, приводящие к ранней потере трудоспособности, а также к высокой смертности, - сложнейшая медико-социальная проблема.

Наиболее распространенный способ введения инсулина - подкожная инъекция. Далее он током крови разносится по различным органам. Нормальная концентрация глюкозы в крови (показатель работы инсулина) достигается при этом за счет гиперинсулинемии периферических тканей, что служит причиной таких осложнений, как сердечно-сосудистые заболевания, расстройство функций головного мозга и т.д. Вместе с тем печень - основное место активности инсулина, необходимого для расщепления сахаров, - испытывает его недостаток. Оптимальным было бы введение гормона через рот, но инсулин разрушается ферментами желудочно-кишечного тракта.

Попытки создания лекарственных форм инсулина, устойчивых к протеолитическим ферментам и способных проникать в кровь через слизистую оболочку кишечника, не прекращаются с 1922 г., с момента обнаружения лечебного действия инсулина. Опробованы различные варианты решений проблемы: химическая модификация самой молекулы с целью повысить ее устойчивость и увеличить скорость проникновения лекарства через стенки кишечника; совместное использование инсулина и препаратов, повышающих проницаемость стенок или снижающих активность ферментов. Но пероральные формы препарата, обеспечивающие его терапевтический эффект при приемлемых (даже 50 - 100 кратных ) дозах введения, до сих пор не получены.

Группа ученых РАН и РАМН под руководством Н.А.Платэ разработала новый подход к созданию нужных препаратов. Недавно их работа завершилась созданием лекарственных форм, которые представляют собой набухшие в воде полимерные гидрогели с иммобилизованным инсулином, модифицированные смесью полисахаридов и ингибитора одного из протеолитических ферментов, в частности трипсина.

В экспериментах in vitro (более 300 серий) и in vivo на животных (кроликах, белых мышах и белых крысах) показано заметное и хорошо воспроизводимое снижение концентрации глюкозы в крови млекопитающих. Эффективность новой формы достигает 70 - 80% вводимой при инъекциях дозы; понижение уровня глюкозы наблюдается через 60 мин после введения препарата. Недостаток гидрогеля - потеря биологической активности инсулина при хранении. Биохимические исследования тканей животных (при длительном использовании препарата) доказывают, что ни носитель, ни препарат в целом не токсичны.

В настоящее время закончены все предварительные испытания по полной программе Фармкомитета РФ для получения официального разрешения на клиническую проверку инсулинового гидрогеля. Исследователи готовят теперь к испытаниям не гелеобразную, а твердую форму лекарства, устойчивую при длительном хранении.

Медицина

Ксенотрансплантация - пересадка органов, тканей и клеток животных человеку - пока еще экзотическая область хирургии. Развивается она в ответ на постоянно растущую во всем мире потребность в органах человека, используемых для обычной трансплантации.

По инициативе Всемирной организации здравоохранения 25 специалистов из стран Африки, Америки, Азии и Европы, представляющих различные научные направления и сферы деятельности (микробиологию, иммунологию, ветеринарию, этику, религию, юриспруденцию и др.), обменялись опытом применения ксенотрансплантации и обсудили возникающие в этой области медицинской технологии проблемы.

Эксперты сошлись во мнении, что ксенотрансплантация находится в стадии эксперимента и не вошла в клиническую практику, но ее потенциальные возможности исключительно велики.

Главное препятствие для замены человеческих органов на органы животных - отторжение донорских тканей реципиентом. Преодоление этой трудности возможно двумя путями. Один из них - применение новых препаратов и методик, позволяющих подавить иммунную реакцию пациента. Другой - получение трансгенных, клонированных и других генетически модифицированных животных, чьи органы обладали бы большей совместимостью с человеческими.

Участники обсуждения указали и на грозящие человечеству опасности: многие болезни животных пока еще неизвестны, их возбудители не выявлены, поэтому пересадка органов животных может стать причиной новых заболеваний человека.

Ксенотрансплантация не только биомедицинская проблема. Ее применение ставит социальные, культурологические, этические вопросы и требует пересмотра некоторых религиозных догм. Бoльшая часть этих проблем может быть решена только в ходе публичных дискуссий, путем расширения доступной широкому кругу людей информации о новом методе - просветительской деятельностью.

ВОЗ указывает, что методы, подобные ксенотрансплантации, основанные на последних достижениях науки, должны рассматриваться в медицинских программах государств наряду с привычными формами борьбы с инфекционными болезнями.

Биотехнология

В 1997 г. в США было засеяно 730 тыс. га хлопком, который после биоинженерного вмешательства в его наследственную структуру оказался способным вырабатывать вещество, ядовитое для коробочного червя (Helicoverpa spp.). Ранее этот токсин выделяли из почвенной бактерии Bacillus thuringiensis и использовали для уничтожения вредителя в уже собранном хлопке. Время обработки при этом составляло 96 час.

Член Союза обеспокоенных ученых Д.Митчелл (D.Mitchell; Union of Concerned Scientists, Вашингтон, США) утверждает, что столь крупномасштабное использование новой культуры хлопчатника опасно, поскольку контакт вредителя с токсином длится в этом случае в течение всего сезона (время жизни двух-трех поколений насекомых), а значит, и возможность возникновения устойчивых к токсину форм очень велика. Появление резистентных к токсину форм вредителя приведет к тому, что один из наиболее широко используемых против него инсектицидов станет неэффективным. Компании, производящие устойчивый к вредителю хлопчатник, утверждают: доза токсина в нем столь велика, что воспроизводство насекомых просто невозможно. Однако в эксперименте это пока не доказано.

Не исключено, что широкое внедрение биоинженерного хлопка может оказаться победой вредителя над специалистами по защите растений.

Генетика

Белок р53 известен как негативный регулятор клеточного цикла и онкосупрессор. В ответ на ДНК-повреждение или другие стрессорные воздействия на клетку он способен активировать транскрипцию ряда р53-зависимых генов, что ведет к остановке клеточного роста, репарации ДНК или запрограммированной гибели клетки (апоптозу). Последняя функция кажется наиболее загадочной, поскольку известно мало р53-зависимых генов, способных индуцировать апоптоз. Решительный шаг в этом направлении сделали К.Поляк (K.Polyak) и его коллеги.

Они использовали опухолевую линию клеток, лишенную функционального р53 белка, и инфицировали ее аденовирусным вектором с р53 геном дикого типа. При сравнении видоизмененных клеток с родительскими удалось обнаружить целый ряд новых генных продуктов, прежде чем трансфицированные клетки гибли по механизму апоптоза.

Среди новых р53-зависимых генов имеется несколько предполагаемых индукторов запрограммированной гибели клетки. Их генные продукты контролируют окислительно-восстановительный статус клетки и, следовательно, продукцию активных видов кислорода (ROS). Последние, как известно, являются мощными индукторами апоптоза.

Так, один из новых генов - PIG 3 (р53-induced gene) - является близким родственником гена TED 2, растительной НАДФ^-Н оксидоредуктазы которая вовлечена в апоптотический процесс, необходимый для формирования растительных меристем. Близкий гомолог PIG 3 у млекопитающих - ген НАДФ^-H хиноноксидоредуктазы, которая является потенциальным генератором ROS.

Проведенный анализ ROS показал, что они действительно индуцировались после заражения клеток вектором с р53 геном дикого типа и их продукция постоянно возрастала при апоптотическом процессе.

Недавно заговорили еще об одной функции белка р53 - участии в процессах клеточного старения. Возможно, новая функция тоже связана со способностью этого белка стимулировать продукцию ROS.

Хотя древних местонахождений гидротерм известно более тысячи, всего лишь в нескольких из них содержатся окаменелые остатки гидротермальных животных. В частности, такие окаменелости обнаружены в девонских и силурийских отложениях на Южном Урале.

Таксономическая обработка силурийских (около 400 млн лет назад) окаменелостей еще продолжается, и последние ее результаты весьма любопытны. Кроме трубок полихет и вестиментифер - животных, обычных и для современных гидротермальных сообществ, - были обнаружены многочисленные остатки брахиопод и моллюсков-моноплакофор, которые на современных гидротермах не отмечены. Находка оказалась настолько неожиданной, что поначалу была принята за обломки других животных - вроде двустворок-везикомиид, подобных современным гидротермальным калиптогенам.

Заметим, что брахиоподы, а тем более моноплакофоры, в современном океане крайне малочисленны и проходят по ведомству "живых ископаемых". Зато для силура это был обычнейший компонент морских сообществ (и отнюдь не только гидротермальных). Будучи многочисленными и разнообразными, эти животные пытались осваивать все новые и новые доступные им места обитания, проникая и в гидротермальные сообщества - как это ныне делает относительно молодая и процветающая в современном океане группа рачков-амфипод. Стоит отметить, что амфиподы в массе своей присутствуют на современных гидротермах отнюдь не на первых ролях, и только один или два вида (в первую очередь Ventiella sulfuris) могут претендовать на почетное место в списке массовых видов3. Они сумели проникнуть в гидротермальные экосистемы, но еще не успели надежно здесь закрепиться. Можно предположить, что с силурийскими брахиоподами дело обстояло аналогично.

Когда роль брахиопод и моноплакофор в морских сообществах снизилась, прекратилась и их экспансия в новые биотопы. Вероятно, проникнув, но не закрепившись в гидротермальных сообществах, "колонисты" из этих групп разделили судьбу иных своих сородичей. Возможно, в различные времена и другие массовые группы животных предпринимали подобные неудачные "походы в гидротермаль", но крайне фрагментарная палеонтологическая летопись не сохранила следов таких попыток.

И только сравнительно немногие группы животных, которые, подобно вестиментиферам, сумели весьма надежно включиться в гидротермальные сообщества, смогли продержаться там на лидирующих позициях в течение геологически долгого времени: от первых известных находок ископаемых гидротермальных сообществ до наших дней.

Зоология

Недавние исследования открыли удивительный мир членистоногих, населяющих междоузлия бамбука. Многие обитатели этого необычного биотопа проводят в нем всю свою жизнь.

Биологию одного из таких обитателей бамбука описали специалист по паукам М.Жабка из Высшей сельскохозяйственно-педаго- гической школы в Седльцах (Польша) и эколог Д.Ковач из Зенкенбергского института (Германия). Прежде всего выяснилось, что этот бамбуковый паук-скакунчик относится к новому виду и роду - Paracyrba wanlessi из подсемейства Spartaeinae.

Спартеины были известны необычным поведением: многие формы, используя агрессивную мимикрию, забираются в сети других пауков и поедают их хозяев. Но парацирба чужих пауков почти не трогает, вероятно потому хотя бы, что очень редко с ними контактирует. Весь жизненный цикл этого вида проходит внутри междоузлий бамбука. Экспериментально показано, что парацирбы неплохо заселяют свободные камеры, но самки и молодые паучки проявляют территориальность, т.е. прогоняют или съедают пришельцев своего же вида.

Самое же удивительное - это спектр питания парацирбы. Оказалось, что половина ее жертв - личинки комаров и другие обитатели воды! В крупных стволах бамбука лужицы встречаются очень часто. Когда паук ловит водное насекомое, он неподвижно стоит у края воды, иногда даже ставит часть ног на ее поверхность. И ноги не тонут!

Ранее питание водными насекомыми среди пауков-скакунчиков, несмотря на многочисленные исследования их биологии, отмечено не было. Новый тип охоты - яркое свидетельство того, что эволюция пауков идет по линии развития и разнообразия именно поведенческих реакций, а не внешней морфологии. Даже внутри одного подсемейства спартеин разные формы охотятся совершенно по-разному!

По-видимому, дальнейшие исследования фауны пауков бамбука откроют другие, не менее удивительные адаптации.

Биология

Истинно социальными этологи называют таких животных, которые обитают большими семьями или колониями, где сосуществуют разные поколения (чтобы старшие могли учить младших), с четким распределением обязанностей между самцами, самками и не размножающимися особями, с совместной заботой о потомстве, в том числе и со стороны тех членов колонии, которые не являются родителями. Обитают они в постоянных прочных гнездах (норах, ульях), которые можно расширять с ростом колонии, где жители находятся в безопасности и по крайней мере некоторым из них не нужно выходить за пищей наружу. Абсолютное большинство известных науке истинно социальных животных - это насекомые: пчелы, муравьи, термиты, некоторые жуки, а из прочих - только африканские грызуны семейства голых землероев (Bathyergidae), о которых до недавнего времени так мало было известно, что в последнем издании отечественной "Жизни животных" об их общественной организации нет ни слова. И вот обнаружилось первое истинно социальное ракообразное - карибский рак-щелкун Synalpheus regalis (т.е. королевский).

Раки-щелкуны (семейство Alpheidae со множеством родов и видов) - это небольшие креветки с одной огромной, особенно у самцов, клешней, которая иногда крупнее самого рачка. Обитают они в теплых морях, в том числе Черном и Японском, особенно многочисленны в тропиках. Живут преимущественно в губках, большими колониями. Молниеносно смыкая пальцы клешни, щелкун направленно выстреливает тонкую струйку воды, пролетающую (в воде!) сантиметров 7 - 8, на порядок больше длины рачка, и создающую при попадании в цель эффект гидравлического удара, вполне чувствительный даже для человека. При этом раздается резкий звук, подобный звуку треснувшего стакана, куда неосторожно плеснули кипяток. Но это один рачок, а если их тысяча? Ведь при испуге они щелкают синхронно! Впечатление такое, будто попал внутрь заклепываемого котла - слышно за два с лишним километра! В начале войны американским "слухачам" на подводных лодках, проходивших над поселениями раков-щелкунов, не раз казалось, что они подвергаются нападению противника и лодку обстреливают. Недаром проблема раков-щелкунов была одно время главной заботой морской биологической гидроакустики.

Социальная жизнь у королевского рака-щелкуна была открыта американским исследователем Э.Даффи (Виргинский институт морских наук)1 в Карибском море, на Большом барьерном рифе Белиза. Эти маленькие креветки живут на коралловом рифе в крупных губках, относящихся к родам Xestospongia и Hyattella. Заселены все губки без исключения (в среднем 150 рачков в одной губке, максимум - чуть больше 300). Но в каждой - только одна размножающаяся самка, "царица", а остальные - молодь и самцы, один из которых, по-видимому, превращается в самку, если "царица" вдруг погибнет. У большинства альфеид яйца мелкие, из которых вылупляется планктонная личинка; у королевского же щелкуна они крупные, а вылупляется ползающая молодь, которая остается в родимой губке. Плодовитость небольшая (15 - 60 яиц), но размножение непрерывное, и население губки состоит из особей нескольких последовательных генераций, легко различимых по размерам.

Численность рачков в колонии прямо пропорциональна размеру "царицы". Обычная длина панциря самки 2.5 - 4 мм, и в этих пределах каждые полмиллиметра прироста панциря означают дополнительную сотню рачков в колонии. Плодовитость также пропорциональна величине самки и, следовательно, тоже линейно связана с числом рачков в губке. Популяционно-генетическое исследование по трем ферментным локусам показало, что почти все рачки в колонии - братья и сестры, только неясно, от одного они отца ("царя") или разных.

Питаются щелкуны тем же, что их хозяйка-губка, прогоняющая через свое тело воду и отфильтровывающая из нее съедобную взвесь, - часть ее и забирают рачки. Если сравнить объемы губки и обитающих в ней креветок, то станет ясно, что дефицита пищи рачки не испытывают. Губка надежно защищает их от хищных рыб и крупных беспозвоночных: ее жесткость и отвратительный вкус - гарантия, что никто на креветок не нападет.

Но объем губки не безграничен, а свободных от щелкунов губок на рифе нет. Значит, немало желающих захватить удобное жилище, и "дом" нужно защищать. Это уже обязанность крупных не размножающихся особей. В лаборатории щелкуны жили в проточном аквариуме, в удобном "гнезде" из неопреновой резины с вырезанными в ней ходами. Когда к ним подсаживали креветку того же рода, но другого вида, ее встречали в буквальном смысле слова кулаками, били и щипали клешнями и, как та ни сопротивлялась, неизменно забивали насмерть. После чего две креветки хватали тело и выбрасывали его наружу. Но когда одну креветку из колонии на ночь отсаживали, а потом возвращали, отношение к ней было иное: настороженное поначалу и - никаких кулаков. Защищают колонию все креветки, кроме "царицы", однако крупные взрослые особи гораздо активнее и агрессивнее молодых.

Итак, налицо все признаки истинно социальных животных, даже расширение "гнезда" по мере роста численности колонии - ведь губка, хоть и очень медленно, но растет. Вот только совместной заботы о прокормлении молоди, столь типичной для общественных насекомых и голых землероев, нет, ибо новорожденный рак-щелкун уже способен кормиться самостоятельно.

Вероятно, общественный образ жизни будет открыт еще не у одного вида ракообразных. Наиболее вероятные кандидаты - виды, живущие колониями, в укрытиях, хорошо вооруженные и с прямым, без личиночной стадии, развитием.

Химия

С развитием космонавтики, ростом числа искусственных космических объектов в окружающей среде увеличивается количество широкоиспользуемого компонента ракетных топлив - несимметричного диметилгидразина (НДМГ), обычно называемого гептилом. В отработанных первых ступенях космических ракет остается до 2 т этого компонента: в районах запуска ракет его количество, поступающее в окружающую среду за счет случайных проливов, составляет 300 т; общая загрязненная им территория бывшего СССР достигает 1 млн га.

Гептил высокотоксичен, опасен при любом поступлении в организм: через желудочно-кишечный тракт, органы дыхания, кожу, слизистую оболочку. Проявляет нервно-паралитическое, удушающее действие, канцерогенен и при окислении может образовывать еще более токсичное вещество - нитрозодиметиламин. Неограниченная растворимость в воде способствует его миграции, а стабильность в почве и растениях - накоплению в цепях питания. Поскольку эффективных способов обезвреживания гептила не существует, а сильно зараженные территории должны быть выведены из обращения, нужны надежные и безопасные экспресс-методы определения его концентрации.

Группа ученых Института нефтехимического синтеза и Института геохимии и аналитической химии РАН создала для оценки концентраций паров гептила в воздухе физико-химический анализатор на основе кварцевых весов. Это - малогабаритный прибор весом около 2 кг, работающий как от сети, так и от автономных источников питания. В нем использована зависимость частоты колебаний пьезоэлектрика (кварца со специальным покрытием) от количества поглощенного гептила. Покрытие, играющее роль химического сенсора, представляет собой полимерный комплекс меди, избирательно и обратимо взаимодействующий с этим токсичным веществом. Аналитическим сигналом, позволяющим делать вывод о загрязненности территории, в этом случае служит скорость изменения частоты колебаний пьезоэлектрика, что повышает чувствительность прибора и диапазон измерений концентрации.

Удобство метрологических характеристик сконструированного анализатора (в области давлений пара НДМГ 0.3 - 300 ppm сенсор обладает линейной концентрационной зависимостью) и высокая скорость определения вещества (1 мин) обеспечат его широкое применение.

Химия

Высокая устойчивость фуллеренов1 в широком интервале температур и их влияние на химические связи углеводородов позволяют создавать на их основе катализаторы высокотемпературных превращений этого класса соединений.

С.Д.Кущ, А.П.Моравский, В.Е.Мурадян и П.В.Фурсиков (Институт химической физики РАН, Черноголовка) использовали именно эти свойства фуллеренов и применили фуллереновую чернь (остаток фуллереновой сажи после экстракции части фуллеренов каким-нибудь растворителем) для ускорения пиролиза метана. В ее присутствии процесс протекает при 600^oС, что на 250^oС ниже его порогового значения без катализаторов и на 100 - 200^oС ниже температуры пиролиза в присутствии таких известных катализаторов, как графит, активированный уголь. С ростом температуры дегидрогенизационная активность фуллереновой черни росла так сильно, что единственным газообразным продуктом процесса при 900^oС становился водород. Накопление продуктов реакции (в частности, пироуглерода) снижало активность черни, и в системе начинал выделяться этилен.

Конверсия метана при этом невелика - 4%, но она остается стабильной даже при 1000^oС, пироуглерод при этом не образуется, а главное, при достаточном разбавлении водородом метана, пропускаемого над фуллереновым катализатором, доля этилена в продуктах реакции составляет 90 - 94%. Этилен, как известно, является мономером самого крупнотоннажного полимера - полиэтилена. Таким образом, появляется возможность получать этилен именно этим способом, используя особенности пиролиза метана в присутствии фуллереновой черни.

Фуллереновая чернь отличается от обычных катализаторов (саж, активированных углей, графита), единственный базисный структурный элемент которых - плоские двумерные молекулы, образованные смежными шестиугольниками. Кривизна поверхности, возникающей при "сборке" пяти- и шестичленных циклов фуллереновой черни, по-видимому, и является причиной ее высокой реакционной способности.

Поскольку влияние водорода на каталитическое действие фуллереновой черни обратимо, можно предположительно описать механизм обнаруженного каталитического процесса: введенный в больших концентрациях водород блокирует активные центры дегидрогенизации на поверхности фуллереновой черни, что приводит к повышенному выходу этилена.

Химия

Фталоцианины известны как синтетические красители, а кроме того, они хорошие поглотители различных газов, в частности таких загрязнителей атмосферы, как диоксид азота. Тонкие пленки фталоцианинов могли бы служить рабочими частями малогабаритных химических анализаторов-сенсоров, а также применяться как хромофоры в оптике и оптоэлектронике, если бы не главный их недостаток - низкая прочность. Возможное решение проблемы - получение ультрадисперсий фталоцианинов в полимерной основе, но этому препятствует плохая растворимость, а также сложность очистки получаемой композиции от растворителя.

А.Е.Почтенный и его коллеги (Белорусский государственный технологический университет, Минск) предлагают способ получения ультрадисперсии фталоцианина меди в полимерах (полиимиде-5 или полимочевине) "сухим" методом. Фталоцианин "замешивают" в полимер из газовой фазы в высокочастотной плазме тлеющего разряда, проводя одновременно газофазный синтез полимера.

В синтезированных "сухим" методом композитах реализуется прыжковый механизм проводимости, а чувствительность электропроводности полученного материала к поглощенному им диоксиду азота даже выше, чем у обычной пленки фталоцианина, осажденного на полимер в вакууме. Полученные "сухим" способом композиты могут применяться для увеличения чувствительности химических сенсоров. Кроме того, метод дает возможность вводить фталоцианин в полимерную основу в форме, удобной для использования его фотопроводимости (микрокристаллиты) или для реализации нелинейных оптических эффектов (отдельные молекулы). Таким образом, метод расширяет перспективы применения фталоцианиновых материалов.

Физика.
Охрана окружающей среды

В 1972 г. французские физики с удивлением обнаружили, что в некоторых образцах урановой руды из района Окло (Габонская Республика, Западная Африка) отношение ²³⁵U к ²³⁸U значительно ниже средних значений для естественной смеси. Дальнейший анализ показал, что большое количество ²³⁵U "сгорело" в ходе реакций деления ядер под действием нейтронов. Этот процесс, аналогичный тому, что имеет место в атомных реакторах, здесь, в естественных условиях, идет уже в течение 2 млрд лет.

Изучение такого явления дает редчайшую возможность понять и описать поведение радиоактивных актинидов и продуктов их распада в геологической системе. Полученные результаты могут использоваться для анализа состояния материалов при аналогичных процессах в промышленных атомных реакторах, а также способствовать усовершенствованию методов изоляции радионуклидов в хранилищах атомных отходов. Наконец, естественные реакторы предоставляют специалистам информацию о процессах, в ходе которых природная система может достичь состояния с самоподдерживающейся цепной реакцией деления.

За исключением одного, все эти "реакторы" расположены в горнорудном бассейне Франсвилль (центральный Габон) и активно разрабатываются франко-габонской горнодобывающей компанией. Лишь на небольшом месторождении урана в районе Бангомбе (30 км от Окло) добыча руды до сего времени не ведется. Глубина залегания природного реактора Бангомбе - всего 12 м, и на него могло бы повлиять поверхностное выветривание, однако предварительное обследование показало его хорошую сохранность. В мае 1997 г. компания объявила о намерении приступить к разработке и этих залежей.

Технический комитет Европейской исследовательской программы "Окло - природный аналог", возглавляемый Ф.Готье-Лафайе (F.Gauthier-Lafaye; Центр по изучению геохимии почв, Страсбург, Франция), опубликовал обращение к мировой общественности с призывом воспрепятствовать этому намерению, поскольку на всей планете вряд ли найдется еще один подобный объект. Для того чтобы реакции ядерного деления приобрели цепной характер в природной смеси изотопов, необходимо совпадение довольно экзотических условий: урановые породы должны быть древнее 1 млрд 800 млн лет, когда отношение изотопов ²³⁵U/²³⁸U в рудах было еще достаточно высоким (период полураспада первого составляет 700 млн лет, а второго - около 4.5 млрд лет); конгломерат отложения должен быть разбавлен легкими элементами, служащими замедлителями нейтронов деления (водой, углеродом); содержание поглощающих нейтроны элементов (бора, кадмия, ванадия) должно быть небольшим; вместилищем отложений урана должен быть высокостабильный бассейн, защищенный от влияния возможных геологических событий. Насколько известно, нигде более на Земле подобные условия в совокупности не встречаются.

Авторы обращения предлагают сохранить этот уникальный объект для координированного и междисциплинарного изучения гидрохимических и геохимических процессов, связанных с миграцией радионуклидов. Месторождение содержит всего лишь 100 - 200 т урана, имеющего коммерческую ценность, и крайней необходимости в его разработке нет. Зато оно незаменимо и достойно сохранения, как и ценные образцы лунных и марсианских пород.

Физика

Даже такой узкий и почти параллельный световой пучок, как луч лазера, при распространении в оптически однородной линейной среде из-за дифракции неизбежно расширяется в поперечном измерении - пучок становится расходящимся. (Термин "линейная среда" означает в данном случае, что ее коэффициент преломления для света с данной длиной волны постоянен и не зависит от того, сколько различных электромагнитных волн и с какой частотой и интенсивностью распространяются одновременно в рассматриваемой области.) Один из способов устранить расходимость пучка - искусственно нарушить оптическую однородность. Так, в волоконно-оптических световодах, широко используемых, например, в линиях связи, коэффициент преломления сердцевины кварцевой нити делают выше, чем на ее периферии. Световые лучи внутри такого волокна распространяются хотя и не прямолинейно, но и не расходясь, оставаясь в тонком оптическом канале.

Другая возможность избежать расширения пучка - пустить его в такой нелинейной среде, коэффициент преломления которой специальным образом зависит от амплитуды световой волны (фоторефракция). На оси пучка коэффициент должен быть выше, чем на периферии, где амплитуда волны меньше. Это обеспечит самофокусировку лучей. Свет в этом случае сам формирует в среде световод, вдоль которого и распространяется.

Особый случай самофокусировки - "самозахват" (self-trapping)1. Взаимопротивоположные тенденции расхождения и самофокусировки света в точности компенсируют друг друга, позволяя создать в среде практически параллельный пучок.

До сих пор процессы самозахвата в оптически нелинейных средах наблюдались только с использованием лазерного излучения, которое характеризуется высокой монохроматичностью и когерентностью. М.Митчелу и М.Сегеву (M.Mitchel, M.Segev; Принстонский университет, США) удалось продемонстрировать самозахват белого света. Они фокусировали пучок видимого света от галогенной лампы накаливания на поверхности фоторефракционного кристалла Sr_0.75Ba_0.25Nb₂O₆. Диаметр входящего пучка составлял 14 мкм.

Для точной взаимной компенсации сходимости и расходимости требовалась тонкая подстройка нелинейности, которую осуществляли, прикладывая к кристаллу постоянное напряжение в 600 В. В некоторых случаях необходима была дополнительная подсветка всего кристалла широким световым пучком с длиной волны 488 нм, но иногда электрического поля было достаточно.

Без тонкой подстройки световой пучок, пройдя сквозь пластину, расширялся до 80 - 100 мкм. Изображение и положение выходного пятна регистрировали телевизионной камерой. После подачи напряжения и включения подсветки широкое пятно постепенно сужалось, несколько смещаясь в поперечном направлении. Примерно через 3 ч (время, которое определяется медленной релаксацией диэлектрических свойств) пучок на выходе сузился до 12 мкм. Достигнутое состояние было стационарным и сопровождалось лишь незначительными флуктуациями формы и положения пятна, которые авторы объясняют колебаниями температуры материала.

Самозахват некогерентного и немонохроматического излучения открывает возможности для оптической передачи и обработки информации с использованием недорогих и малогабаритных источников света (ламп, светодиодов). Одновременно он затрагивает и некоторые аспекты фундаментальной физики, в частности, для процесса самозахвата требуется описать связь между статистикой излучения и его когерентностью и интенсивностью.

Химия атмосферы.
Охрана окружающей среды

До сих пор считалось, что кислотные дожди выпадают в тех случаях, когда содержащие серу газы растворяются в каплях влаги, состоящих по меньшей мере из 200 молекул воды. Как известно, главная составляющая кислотного дождя - диоксид серы, образующийся при сжигании ископаемых топлив. В атмосфере этот газ окисляется - возникает газообразный триоксид серы. В присутствии влаги здесь и появляется серная кислота. В относительно крупных скоплениях воды, например в дождевых каплях, превращение триоксида серы в серную кислоту происходит очень быстро. Но когда молекулы обоих веществ пространственно распределены в атмосфере, для этого требуется какое-то время. Процесс ускоряется, если в нем участвуют две молекулы воды, соединенные водородной связью (димер). Димер образует с молекулой триоксида серы нестойкое соединение, которое, разлагаясь, и дает серную кислоту. Однако и в таком случае реакция идет намного медленнее, чем в крупной капле.

Группа специалистов по химии атмосферы во главе с К.Уайтхедом (C.Whitehead; Манчестерский университет, Великобритания) детально изучила эти процессы. Сначала было прослежено, что происходит с молекулой триоксида серы в капле воды, состоящей примерно из 200 молекул. Математики Э.Мастерс и А.Хильер (A.Masters, I.Hillier) вычислили скорость взаимодействия триоксида серы с водой в каплях меньших размеров. Результаты показали: даже при участии всего десятка молекул воды серная кислота образуется почти так же легко, как и в большой капле. По-видимому, первые две молекулы катализируют процесс, а остальные играют роль растворителя.

Все это позволяет объяснить, почему серная кислота легко появляется даже в условиях относительно сухой атмосферы. Такое обстоятельство необходимо учитывать при попытках дать прогноз состояния атмосферы, а также растительности и других элементов окружающей среды, которые сильно страдают от кислотных дождей.

Планетология

Прошло почти полвека с тех пор, как американский астроном голландского происхождения Дж.Койпер (G.Kuiper) выдвинул гипотезу, согласно которой непосредственно за орбитами Нептуна и Плутона находится входящее в состав нашей Солнечной системы скопление сравнительно мелких небесных тел, получившее наименование пояса Койпера. Автор гипотезы и его британский коллега А.Э.Эджуорт (K.E.Edgeworth) предположили, что эти тела - своего рода остатки того "строительного материала", который не был "использован" в ходе образования Солнечной системы. Однако проверка этого предположения долгое время оставалась невозможной ввиду удаленности объектов и их малых размеров.

Постепенное совершенствование астрономических приборов и методов позволило за последние годы открыть в поясе Койпера более 40 объектов размерами до нескольких сотен километров (или чуть менее). Полагают, что весь этот пояс содержит свыше 108 тел диаметром более 10 км каждое.

Вступивший сравнительно недавно в строй cамый большой в мире Оптический телескоп им.У.М.Кека (Гавайские о-ва) позволил американскому астроному Д.П.Крукшенку (D.P.Cruikshank; Исследовательский центр НАСА им.Эймса, Моффет-Филд, штат Калифорния) со своими коллегами из Лаборатории по изучению Луны и планет при Университете штата Аризона в Тусоне и Лаборатории реактивного движения в Пасадене (Калифорния) провести уникальные наблюдения одного из тел в поясе Койпера.

Этот объект, обозначенный 1993 SC, имеет диаметр около 300 км. Проанализировав отраженное им излучение в близкой инфракрасной части спектра (1.42 - 2.40 мкм), ученые установили, что поверхность 1993 SC образована замерзшими углеводородами. Этот не совсем обычный для Земли лед состоит из CH₄, C₂H₆, C₂H₄ или C₂H₂. Некоторые спектральные характеристики 1993 SC указывают, что там могут присутствовать и довольно сложные органические молекулы, о чем говорил известный американский астрофизик К.Саган (C.Sagan).

Очень важно, что почти такой же состав веществ (мощный слой CH₄) был ранее обнаружен на поверхности планеты Плутон и спутника Нептуна - Тритоне, не входящих ныне в пояс Койпера.

Астрономы видят в этом открытии подтверждение гипотезы, что в свое время планета Плутон и "луна" Нептуна Тритон были крупнейшими телами пояса Койпера, а затем их "небесные пути" разошлись, тогда как 1993 SC "остается верен" этому поясу и поныне.

Астрономия

До недавних пор астрономы могли четко указать отличие астероидов от комет: кометы движутся по вытянутым, произвольно ориентированным орбитам, а с приближением к Солнцу окутываются обширной атмосферой (комой) и "отращивают" гигантские газопылевые хвосты; астероиды движутся по значительно более круговым орбитам, лежащим вблизи основной плоскости Солнечной системы, и состоят из тугоплавких веществ, не испаряющихся даже при сближении с Солнцем. Однако эта простая классификация больше не годится: обнаружены объекты со свойствами, характерными как для астероидов, так и для комет.

Первые два из них были найдены в 1996 г. В Европейской южной обсерватории (ESO) открыли объект P/1996 N2 (Elst-Pizarro): имея кометный хвост, он двигался по типично астероидной орбите. А найденный американскими астрономами объект 1996 PW, хоть и был лишен хвоста, но двигался по очень вытянутой орбите, как комета. Наконец, в 1997 г. европейские астрономы добавили к ним третью "комету-астероид", получившую из-за своего хвоста кометное обозначение P/1997 T3.

Открытие состоялось в ходе исследования астероидов, которые двумя группами сопровождают Юпитер в его орбитальном движении вокруг Солнца: одна группа на 60 градусов опережает Юпитер, другая на столько же отстает от него. Эти области орбиты называют точками Лагранжа L4 и L5; вместе с Солнцем и Юпитером они образуют равносторонние треугольники. По традиции обнаруженным там астероидам присваивают имена героев Греции и Трои, сражавшихся в знаменитой Троянской войне. Детальное изучение района точки L4 недавно начали Г.Хан, С.Моттола, М.Лундстрем и У.Карсенти (G.Hahn, S.Mottola, M.Lundstrom, V.Carsenty; Институт планетных исследований, Берлин) и К.-И.Лагерквист (C.-I.Lagerkvist; Упсальская обсерватория, Швеция).

Изучая фотографии области вокруг точки L4 Юпитера, покрывшие 900 квадратных градусов небесной сферы, Лагерквист нашел около 400 астероидов, большинство из которых не были известны ранее. К их изучению обратились и другие астрономы. В октябре 1997 г. А.Натуес с помощью 60-сантиметрового телескопа обсерватории Ла-Силья (Чили) получил изображение одного из новых астероидов 19-й звездной величины, на котором Карсенти обнаружил у объекта небольшой хвостик. Детально изучив находку с помощью 3.5-метрового Телескопа новой технологии (NTT), астрономы убедились, что это - направленный в сторону Солнца пылевой хвост длиной 1.5 угловых мин, а ядро объекта окутано слабой пылевой комой. Его орбита оказалась умеренно вытянутой (эксцентриситет 0.36) со средним расстоянием от Солнца 6.67 а.е. (1 млрд км) и периодом около 17 лет. Таким образом, это - не "троянец", поскольку Юпитер движется вокруг Солнца на расстоянии 5.2 а.е. с периодом 11.86 лет.

Возникло немало вопросов. Например, почему эта странная комета имеет только направленный к Солнцу аномальный хвост, состоящий из крупных пылинок, нечувствительных к давлению солнечных лучей. Где же обычный для комет газовый хвост, повернутый от Солнца? И что представляют из себя другие астероиды, движущиеся по вытянутым орбитам: быть может, при рассмотрении в мощный телескоп типа NTT у них тоже обнаружатся хвостики и кома? Пока совершенно не ясны строение и эволюционный статус "комет-астероидов": особые ли это тела или под поверхностью многих астероидов находятся залежи льда, который при сильном нагревании или соударении с другим астероидом имитирует кометное поведение? Нужны новые наблюдения и открытия.

В конце апреля 1997 г., когда комета Хейла-Боппа уже удалялась от Земли, итальянский астроном Г.Кремонезе (G.Cremonese; Падуанская обсерватория) обнаружил у нее еще один хвост, отличающийся от всех известных прежде кометных хвостов. При наблюдениях, которые он проводил вместе с коллегами на телескопе им.Ньютона (Обсерватория Ла-Пальма, Канарские о-ва, Испания), было зафиксировано огромное - 50 млн км в длину и 60 тыс. км в ширину - образование, состоящее из атомов натрия.

Ранее было известно, что комета Хейла-Боппа, как и другие подобные тела, обладала пылевым и плазменным хвостами1, возникшими при ее приближении к Солнцу. Присутствие в составе комет натрия также ранее наблюдалось, но никогда - в форме хвоста.

"Традиционные" хвосты комет образуются испарившимся с ее поверхности газом и унесенными в его потоках пылинками. Ионизованные ультрафиолетовым излучением Солнца молекулы газа взаимодействуют с магнитным полем солнечного ветра и образуют плазменный хвост. А мелкие пылинки под напором солнечного света выстраиваются в пылевой хвост. Оба типа хвостов - пылевой и плазменный - обычно имеют заметно изогнутую форму.

Третий хвост кометы Хейла-Боппа оказался ярко-желтым, состоящим из атомов натрия. Он был прямым, а не изогнутым, как другие, и, в отличие от них, узким. Существование этого уникального образования подтвердили изображения, полученные с борта искусственного спутника Земли "Polar" еще в конце марта 1997 г., но обработанные лишь в мае.

К сожалению, новооткрытый хвост светился слишком слабо для наблюдений невооруженным глазом. Сам же его цвет горожанину знаком: он имеет те же желтые тона (спектральный дублет с длиной волны вблизи 589 нм), что и натриевые лампы, применяемые для уличного освещения. Но так светятся только нейтральные атомы натрия, неспособные взаимодействовать с магнитным полем солнечного ветра. Чем же тогда объяснить появление натриевого хвоста?

Астрофизик М.А'Хирн (M.A'Hearn; Университет штата Мэриленд, Колледж-Парк, США) указывает, что атомы натрия не только излучают, но и охотно поглощают желтый свет, которого очень много в спектре Солнца. Поэтому нейтральные атомы натрия должны сильно взаимодействовать с излучением Солнца и испытывать мощное отталкивание силой светового давления.

Оппонентом А'Хирна выступает М.Р.Комби (M.R.Combi; Университет штата Мичиган, Анн-Арбор, США), считающий, что световое давление не обладает для этого достаточной силой. Причина возникновения хвоста - солнечный ветер. Именно он "выталкивает" содержащие натрий ионизованные молекулы в хвост, после чего натрий отделяется от транспортировавших его молекул.

Дискуссия о происхождении необычного хвоста продолжается.

УЖЕ стояли стены Иерихона, но еще 2 тыс. лет оставалось до строительства первых египетских пирамид, когда на юге тех стран, что много позже станут называться Россией и Украиной, плескались волны Черного озера. Его береговая линия находилась на 100 с лишним метров ниже современного берега Черного моря, но оно все равно было самым глубоким пресноводным озером в мире. 7150 лет назад оно что называется в одночасье (всего, быть может, года за три) стало морем и залило более 100 тыс. км² Эту драматическую страницу истории нашей планеты выяснила в 1993 г. в экспедиции на маленьком российском научном судне "Акванавт" международная группа ученых: У.Райан, У.Питмен и К.Мейджор (Геологическая обсерватория им.Ламонта и Доэрти при Колумбийском университете, штат Нью-Йорк), К.М.Шимкус и В.Н.Москаленко (Южное отделение Института океанологии РАН, Геленджик), Г.Джоунс (Техасский сельскохозяйственно-механический университет), П.Димитров (Институт океанологии Болгарской АН, Варна), Н.Горюр, М.Сакинч и Х.Юдже из Стамбула1

Но ближе к делу. Начать-то нужно с начала. А начало было в разгар ледникового периода, 18 тыс. лет назад. Ледники занимали тогда громадные площади на севере и юге планеты, включая верховья рек бассейна Черного моря. Уровень Мирового океана стоял на 120 - 140 м ниже нынешнего. Черное и Мраморное моря тогда были пресными разобщенными озерами, а с гряды, существовавшей на месте Босфора, стекали две реки, одна из которых впадала в Черное озеро, а другая - в Мраморное. Дарданеллы тоже были рекой.

10 тыс. лет назад основная часть ледников растаяла, но уровень океана оставался все еще ниже нынешнего, хотя и продолжал медленно повышаться. Повышалась и температура. Около 9 тыс. лет назад наступил теплый и сухой бореальный период, а через полтора тысячелетия - теплый и дождливый атлантический. Но дождливым он был на севере Европы, потому что с послеледниковым потеплением пути циклонов переместились с юга на север, в бассейны Северного, Балтийского и Белого морей. На юге Европы воцарилась засуха. Бессточное Черное озеро начало пересыхать, подобно Аралу. К началу атлантического периода его уровень упал на 150 м ниже современного. Береговая черта проходила по кромке нынешнего черноморского шельфа. Устье Дуная находилось где-то у современной Болгарии; между Дунаем и Крымом впадала река Днестро-Буго-Днепр, а по Керченскому проливу протекали слившиеся Дон и Кубань. По долинам рек простирались плодородные аллювиальные (наносные речные) почвы, а в междуречьях - сухие местности с лессовыми почвами, образовавшимися из принесенной ветрами в ледниковый период пыли.

А Мировой океан по-прежнему наступал. Приблизительно 7400 лет назад Мраморное море - уже море! - подошло к нынешнему Стамбулу. Наконец, 7150 лет назад море достигло седловины Босфора, самого мелкого его участка (глубина 36 м), расположенного в 3.5 км от южного входа в пролив. Бурлящий поток морской воды обрушился в Черное озеро с высоты без малого полутора сотен метров. Почти настоящий морской водопад! Сейчас на Земле есть лишь один морской водопад - узенький поток воды в Карабогазском проливе, текущий из Каспийского моря в залив Кара-Богаз-Гол, да и тот несколько лет назад был перекрыт дамбой, затем, правда, снова пробитой. Но 5 млн лет назад существовал морской водопад куда повыше. Тогда открылся Гибралтарский пролив, и атлантическая вода хлынула в чуть ли не целиком высохшее Средиземное море. Высота Гибралтарского водопада была около 800 м, немногим меньше, чем водопада Сальто-Анхель в Венесуэле, а это "чемпион" мира - 979 м!

Могучий поток Босфора размывал дно, сечение пролива возрастало, а вместе с этим увеличивался расход воды - положительная обратная связь! Уровень Черного - уже не озера, еще не моря - мог вырастать на десятки сантиметров в день, а его берега - наступать на несколько километров в месяц, поглощая за год территорию, сравнимую с Голландией или Бельгией!

Однако Босфорский водопад, как и Гибралтарский, существовал очень недолго. Через немногие годы Черное озеро стало морем, хотя и вдвое преснее Средиземного, и уровни обоих морей сравнялись. В Босфоре установилась типичная система течений, описанная в 1881 - 1882 гг. С.О.Макаровым: поверху опресненная вода вытекает из Черного моря в Мраморное, а понизу ей навстречу течет соленая мрамороморская. (Впрочем, за двести лет до этого именно такую схему течений описали местные рыбаки итальянскому ученому, основателю физической океанографии, графу Марсильи.)

Нечего и говорить, что вся пресноводная флора и фауна Черного озера погибли, и лишь их остатки сохранились в устьях рек и лиманах. По-видимому, именно тогда появился мощный слой сероводорода, ныне заполняющий всю толщу вод Черного моря глубже 150 - 200 м. Его основа - сгнившие остатки организмов, заселявших пресноводный бассейн. И если в Черном озере жизнь, пусть и скудная, могла существовать до наибольших глубин, то в Черном море ниже верхней границы сероводорода обитают лишь бактерии да немногочисленные круглые черви.

Вот такой всемирный потоп местного значения. Основанием для библейской легенды о всемирном потопе, скорее всего, был не он, а послеледниковое затопление нынешнего Персидского залива. Там за время таяния ледников море продвинулось, хоть и не так быстро, как в Причерноморье, и не на 200 км (если считать от тогдашнего устья Днестро-Буго-Днепра до нынешней Одессы), а на 1000 с лишним, а главное: с началом потепления на засушливую местность с редкими зимними дождиками внезапно обрушились громыхающие летние муссонные ливни. "Окна небесные отворились; и лился на землю дождь сорок дней и сорок ночей... И усилилась вода на земле чрезвычайно" (Бытие, 7). Да и "горы Араратские", куда причалил ковчег Ноя, поближе к Месопотамии, чем к Северному Причерноморью.

Тем не менее "Великий черноморский потоп", возможно, сыграл немаловажную роль в истории ойкумены. В VI тысячелетии до н.э. земледелие и неразрывно связанный с ним оседлый образ жизни уже были широко распространены в Восточном Средиземноморье: сооружения из камня и сырцовых глиняных кирпичей - в Израиле (Иерихон), на юге Турции (Мерсин), на Кипре (Кирокития), в Междуречье и кое-где в Причерноморье. Но лишь позднее земледелие распространилось на запад, в Европу и Закавказье. Не исключено, что толчком для этой волны переселения неолитических земледельческих народов стало исчезновение под волнами Черного моря плодородных аллювиальных земель, столь пригодных для возделывания. Бежавшие от потопа люди несли с собой новую, более высокую культуру. А Северное Причерноморье надолго застыло на стадии Дикого поля с кочевым пастушеским населением и редкими вкраплениями (да и то лишь с середины I тысячелетия до н.э.) приморских древнегреческих колоний.

В зоопарке Барселоны (Испания) живет горилла по имени Копито, привезенная из Гвинеи. Горилл на Земле вообще осталось не так уж много, но эта - уникум: она целиком покрыта шерстью белого цвета. Ни на свободе, ни в зоопарках мира таких альбиносов, вероятно, больше нет. За тридцать лет жизни в вольерах Копито не раз производила на свет потомство. Но ее детеныши всегда имели обычный окрас. Теперь же она слишком стара, и ожидать нового потомства от нее не приходится.

Но вот английским ученым удалось клонировать овцу. Овечка по имени Долли стала точной копией своей, условно говоря, матери, у которой была взята одна-единственная соматическая (неполовая) клетка. В Барселоне сейчас обсуждается вопрос: не произвести ли операцию клонирования и с Копито?

При раскопке Гальско-Римского некрополя в Шантамбре (Эссонн, Франция) в захоронении, относящемся к концу I - началу II в. н.э., был найден череп мужчины, который умер в возрасте немногим старше 30 лет. В верхней челюсти вместо второго правого премоляра у него был обнаружен искусственный зуб, целиком сделанный из железа (или нелегированной стали). Снаружи зуб сильно поврежден коррозией, но, как показала рентгеноскопия, его "корень", тесно примыкающий к стенкам альвеолы, хорошо сохранился. По всей вероятности, искусственным зубом его владелец активно пользовался по крайней мере в течение года до своей смерти.

Тот, кто изготовил протез, взял в качестве модели настоящий зуб, а имплантация была произведена вскоре после его утраты - иначе не было бы такого хорошего обрастания "корня" тканями альвеолы. Исследователи не знают, почему проведена подобная операция, но поскольку с левой стороны верхней челюсти зубы уже давно отсутствовали, не исключено, что путем имплантации "стоматолог" (кавычки, может быть, в данном случае и неуместны) хотел сохранить функционирующими зубы правой стороны.

Медики подчеркивают, что вживление зуба-имплантата в I в. н.э. отражает не только потенциал медицины того времени, но и правильность общих принципов имплантации, которые подвергаются сомнению врачами, занимающимися традиционным протезированием.

История науки

С.И.Романовский. ЛЕОНИД ИВАНОВИЧ ЛАТУГИН (1864 - 1915). СПб.: Наука, 1997. 191 с. (Научно-биографическая литература.)

В зале Ученого совета Всероссийского геологического научно-исследовательского института имени А.П.Карпинского (ВСЕГЕИ) висят девять портретов выдающихся геологов, в разное время работавших в этом институте. Девятый портрет принадлежит Леониду Ивановичу Латугину - не академику, не члену-корреспонденту и даже не профессору. В Геологическом комитете он занимал скромную должность геолога, а в Петербургском горном институте, где преподавал, числился адъюнктом.

Леонид Иванович Латугин - это не просто выдающийся ученый, родоначальник отечественной угольной геологии, блестящий знаток геологии Донецкого бассейна, основоположник нового метода детального картирования (сегодня этот метод обретает новую жизнь), труды которого способствовали созданию фундаментальных основ геологической науки. Но он еще и наиболее яркий представитель радикального крыла русской интеллигенции начала XX в. Его "активность" в 1905 г. достигла такой степени, что им заинтересовался П.А.Столыпин. Это также нашло отражение в книге.

Автор не стал раскладывать жизнь Л.И.Латугина на составные части: биографию, научное наследие, общественную доминанту. Хронологическая последовательность вкупе со строго выверенной документальностью - вот главные критерии, с которыми автор подошел к этой работе. В конце книги он поместил оригинальное эссе, где высказал свои представления о законах биографического жанра.

Экология

В.Б.Чернышев. ЭКОЛОГИЯ НАСЕКОМЫХ. М.: Изд-во МГУ, 1996. 304 с.

В основе экологии всегда лежит жизнь отдельной особи, ее взаимоотношения с окружающей средой. Экология насекомых, с одной стороны - часть общей экологии, являющейся сложной биологической дисциплиной, а с другой - основа для решения важнейших практических задач в области сельского и лесного хозяйств, а также медицины.

Книга Чернышева представляет собой курс лекций, рассчитанный на студентов-энтомологов, знакомых с экологическими проблемами и имеющих представление о насекомых в целом. Она состоит из пяти глав, в которых рассматриваются абиотические факторы среды, биологические ритмы насекомых, их популяции и экосистемы, а также вопросы экологической эволюции. Большое внимание автор уделяет экологическим и физиологическим механизмам такого парадоксального явления, как лет насекомых на искусственные источники света. Дан обзор впервые обнаруженного влияния геомагнитной обстановки на поведение насекомых; рассмотрены суточные, сезонные, лунные и приливные ритмы и их влияние на экологическую адаптацию насекомых. Автор излагает свою концепцию о роли "времени потенциальной готовности" в подстройке ритмов к конкретным изменениям среды. Рассмотрены различные формы взаимосвязи между насекомыми и другими организмами (теория экологических ниш и жизненных форм), а также роль насекомых в антропогенных экосистемах. Автор поднимает проблемы охраны насекомых и возможности использования их как индикаторов загрязнения среды.

Зоология

С.О.Петросян, О.С.Петросян. ООЛОГИЯ И НИДОЛОГИЯ ПТИЦ АРМЕНИИ. М.: Архитектура, 1997. 155 с.

Зоологические коллекции остаются до сих пор важнейшим источником фактических сведений. Основные хранилища коллекций - естественно-исторические музеи - одновременно представляют собой и исследовательские центры. Однако большое число коллекционных материалов находится в частном владении и далеко не всегда доступно для науки.

Та же участь могла постичь и коллекцию Петросянов, но ее владельцы решили опубликовать свой аннотированный каталог. Это богатое собрание содержит весьма ценные материалы по орнитофауне Армении и некоторых других регионов. Дело в том, что в современных этимологических справочниках по орнитологии данные о гнездах и яйцах птиц (нидо - гнездо, оо - яйцо), гнездящихся на территориях Армянского нагорья, практически не освещаются.

Каталог составлен очень подробно. Авторы приводят данные о биотопическом расположении гнезд и их размерах, сведения о весе и размерах каждого яйца кладки, степени их насиженности. Для колониальных птиц нередко указывается численность колонии, из которой были взяты кладки, ее состав (в случаях, когда поселение было не моновидовым), наличие и возраст птенцов.

Работа выходит за рамки формального каталога и представляет несомненный интерес для специалистов.

Экология

В.Е.Соколов, К.П.Филонов, Ю.Д.Нухимовская, Г.Д.Шадрина. ЭКОЛОГИЯ ЗАПОВЕДНЫХ ТЕРРИТОРИЙ РОССИИ. М.: Янус-К, 1997. 576 с.

Настоящий труд представляет собой продолжение цикла исследований по заповедному делу. В нем авторы стремятся дать оценку территории заповедника как экологического и социального фактора особого значения, от которого зависят возможность и успешность сохранения всего разнообразия природных комплексов в конкретных условиях среды. В основу книги легли исследования, которые получены в заповедниках, расположенных на территории России: Воронежском, Дарвиновском, Приокско-Террасном и др. В книге использованы также материалы из заповедников стран СНГ, главным образом тех, что существуют длительное время и где ведутся исследовательские работы. Кроме этого, были широко использованы зарубежные литературные источники по результатам исследований в сфере территориальной охраны природы.

История науки

В.И.Вернадский. СТАТЬИ ОБ УЧЕНЫХ И ИХ ТВОРЧЕСТВЕ. М.: Наука, 1997. 364 с. (Библиотека трудов академика В.И.Вернадского.)

В книге - 86 названий. Это материалы, посвященные ученым, чей талант и вклад в науку Вернадский высоко ценил. Большинство работ увидело свет при жизни автора, 13 - после его кончины, и 23 статьи, сохранившиеся в Архиве Российской академии наук, публикуются впервые.

По жанру эти материалы различны: записки-представления на конкурсы и выборы, отзывы о трудах, экскурсы в историю науки и некрологи, но в каждой из них дается оценка научной деятельности ученого. Вернадский выступает здесь не только как всем известный ученый-энциклопедист, но и как благодарный ученик, помнящий всех своих учителей (В.В.Докучаева, Г.В.Хлопина, Ф.Ю.Левинсона-Лессинга). Он проанализировал многочисленные факторы, формирующие личность ученого, его взгляды и интересы, взаимоотношения с окружающим миром. В работах Вернадского зачастую отражены не только его личные впечатления, но и та общественная атмосфера, которая окружала его друзей и коллег. Собрание этих статей - объемный исторический документ, свидетельствующий о том, как и в каких условиях развивалось естествознание в России на рубеже веков.

Текст в книге разделен на две части. В первой помещены работы о творчестве М.В.Ломоносова, И.Канта, И.В.Гете как натуралистов, во второй - о творчестве ученых-современников: А.Н.Краснова, П.А.Замятченко, Д.Н.Соболева, К.Д.Глинки и др. Все статьи расположены в хронологическом порядке как в целом, так и внутри серии работ, посвященных одному ученому. Для всех работ строго сохранена авторская структура: сам текст, ссылочный аппарат, список литературы. Публикуется по правилам современной орфографии.

Некоторые фактические материалы в авторском тексте устарели, но и в настоящее время сама постановка Вернадским проблем и задач представляет исключительный интерес.

ЭТА книга появилась весьма своевременно. Разрушая тоталитарное общество, мы нуждаемся в примерах того, как сочетать высокий профессионализм с широким философским взглядом на мир, как совместить религиозное воспитание и стремление к прогрессу. Именно эти и еще многие другие важные качества были присущи великому английскому астроному Артуру Эддингтону, имя которого известно у нас довольно широко, но жизненный путь и личные качества до сих пор обсуждались редко и неохотно.

О заслугах Эддингтона перед наукой можно сказать коротко: как основатель теоретической астрофизики он известен каждому студенту-астроному. Измерив отклонение лучей звездного света Солнцем во время его полного затмения 1919 г., Эддингтон получил первое убедительное доказательство справедливости теории тяготения Эйнштейна. И он же в 1923 г. написал одну из первых монографий в этой области - "Математическая теория относительности", фактически открыв эту теорию научному миру. По его просьбе для проверки расчетов У.С.Адамс измерил гравитационное красное смещение линий в спектре белого карлика Сириус В, что стало подтверждением еще одного предсказания общей теории относительности. Но в зрелом возрасте Эддингтон с трудом воспринимал новые веяния. Известна его отрицательная роль в судьбе молодого С.Чандрасекара1. Тем не менее великий индус стал Нобелевским лауреатом.

Широко известен анекдот, рассказанный Чандрасекаром. После одного из заседаний к Эддингтону подошел коллега и сказал: "Профессор Эддингтон, вы, должно быть, один из трех человек в мире, которые понимают общую теорию относительности", - и, почувствовав замешательство собеседника, добавил: "Не скромничайте, Эддингтон". На что Эддингтон ответил: "Напротив, я стараюсь понять, кто этот третий человек..." Эта история пересказывалась неоднократно, в разных вариантах, но только теперь, прочитав ее точное изложение в книге А.В.Козенко (с.33), я понял истинный юмор ситуации: ведь к Эддингтону обратился не случайный любопытствующий, а Людвиг Зильберштейн - критик и толкователь теории относительности, очевидно, считавший себя ее знатоком.

Хотя жизнь Эддингтона лишена эффектных внешних коллизий (он работал в Гринвичской обсерватории, был директором обсерватории в Кембридже, президентом двух астрономических обществ - Королевского и Международного), все же в его биографии есть несколько моментов, которые кажутся мне нетривиальными. Карьера Эддингтона-астронома началась с юношеского увлечения звездами. Этим путем прошел не один выдающийся ученый, но далеко не всех увлеченных и талантливых юношей жизнь приводит в лоно науки: немало событий стоит на этом пути. И вот эпизод, возможно, определивший судьбу Эддингтона: "В десятилетнем возрасте Стенли с увлечением наблюдает небо в трехдюймовый телескоп, предоставленный ему директором школы" (с.10). Задумаемся, может ли сейчас (спустя век!) хотя бы одна наша школа так вот поддержать увлечение ученика, отдав в его распоряжение телескоп, микроскоп или компьютер? Не менее важно и другое: Эддингтону удалось стать профессионалом. Выдающийся астроном современности Алан Сэндидж сказал как-то: "У каждого из нас есть кумиры, и, я думаю, эти люди стали кумирами потому, что достигли целей, казавшихся недостижимыми. Ну, а способны ли мы на это?" Эддингтон смог взойти на уровень кумиров своей юности - из любителя он стал профессионалом, не потеряв при этом любовь к науке.

Еще одна веха на пути Эддингтона - это его талант популяризатора. В десятилетнем возрасте он начал "выступать" дома с "лекциями" по астрономии, при этом "его аудитория часто состояла из одного человека - старого слуги" (с.10). С первых шагов своей научной карьеры он пишет не только исследовательские, но также обзорные и научно-популярные статьи и книги; многие из них тогда же были переведены на русский и сыграли немалую роль в развитии отечественной астрофизики. Профессор Эддингтон ездил с лекциями, выступал в студенческих научных клубах, где однажды был представлен аудитории в качестве "профессора астрологии" (с.35).

Замечу, что для астронома такая путаница весьма оскорбительна. Автор этой рецензии недавно чуть не получил инфаркт, увидев на типографских упаковках со своей книгой "Астрономические олимпиады" ярлычок с надписью "Астрологические олимпиады". А когда несколько лет назад одна из московских газет опубликовала объявление о конкурсе "на замещение должности профессора МГУ по кафедре астрологии" - шуткам и издевательским звонкам в наш институт не было конца. Поэтому легко понять состояние Эддингтона, представленного аудитории в качестве астролога. Это был лишь один из многочисленных курьезов, связанных с его популяризаторской деятельностью.

Научная работа Эддингтона тоже не была безоблачной. Руководствуясь прежде всего данными наблюдений реальных звезд, он делал предположения, не имевшие в те годы надежного физического обоснования: например о термоядерном превращении водорода в гелий. Насмешки кавендишских физиков не смутили астронома, хотя вряд ли стимулировали его работу. На замечания коллег о том, что звезды недостаточно горячи для термоядерных реакций, "он с некоторым раздражением советовал им пойти поискать место погорячее" (с.68).

Разумеется, научный консерватизм оправдан, когда защищает нас от изобретателей вечного двигателя, но только до тех пор, пока он не перерастает в предрассудок, закрывающий перспективу поиска. В конце концов природа не обязана соответствовать нашей сегодняшней физике. Теперь это стало аксиомой для астрофизиков, возможно, лучше других представляющих все разнообразие возможностей Творца.

Кстати говоря, Эддингтон был религиозным мистиком. Квакерское воспитание наложило отпечаток на его мировоззрение. Он принимал модную у нас сегодня точку зрения, что существуют два способа постижения истины - научный и религиозный. Размышления Эддингтона о роли субъекта в процессе познания явились предтечей антропного принципа: теперь уже никого не удивляет, что факт наблюдения влияет на состояние микросистемы, а свойства Вселенной согласуются с фактом нашего бытия.

И хотя большинство из нас все же прямолинейные материалисты, мне кажется, многие согласятся со словами Эддингтона, проводящего параллель между наукой и верой: "Мы ищем истину; и если некий голос скажет нам, что через несколько лет мы увидим конец путешествия, что облака сомнений рассеются и что мы овладеем полным знанием о физической Вселенной, эта новость будет никоим образом не радостной. В науке, как и в религии, истина сияет впереди, как маяк, указывающий нам путь; это наилучшее, что нам позволено найти" (с.97).

Не останавливаясь на литературных достоинствах, замечу, что собранный автором материал чрезвычайно интересен. Эта небольшая, но насыщенная книга дает пищу для размышлений специалистам разных дисциплин. Жизнь Эддингтона так тесно переплелась со многими судьбами и событиями эпохи "бури и натиска" в физике, что его биография - это фактически целый пласт замечательных дел и портретов того времени. Удивительно, но некоторые события начала века имеют продолжение в наши дни: например история холодного ядерного синтеза.

Я получил большое удовольствие от книги А.В.Козенко. При этом удивляет ее смехотворный тираж (360 экз.) - какому же избранному кругу она предназначена? (Книги самого Эддингтона даже в 20-е годы выпускались у нас тиражами, в десятки раз большими.) Нетрудно вообразить кропотливую работу автора, представившего нам поучительное жизнеописание личности неординарной, труд редакторов, наборщиков, верстальщиков и печатников - и все это ради того, чтобы три сотни экземпляров этой книги незримо растворились в библиотеках друзей автора и немногочисленных удачливых покупателей, поспевших в один из московских магазинов?