Жанр: Наука
Эврика-87
...д ли увидим",- записал Г. Гречко в бортжурнале.
Но был день, когда космонавты сделали особенно много наблюдений сверх
программы. Гречко в тот день не раз получал от медиков с Земли
укоризненные замечания, что вместо положенного по распорядку отдыха он
занимается наблюдениями. Но что поделаешь, если Гречко и Романенко
наблюдали два таких редких явления природы - серебристые облака и полярные
сияния - одновременно!
Шапка Земли
Почему не только на материковом берегу, но и на островах Ледовитого
океана находят останки мамонтов, бизонов, большерогих оленей, носорогов,
пещерных львов? Ни сказки о Ноевом ковчеге и слонах, ни объяснение, что
тот же всемирный потоп принес трупы утонувших слонов из Индии, не могли
убедить серьезных исследователей.
Конечно, не имели и тени реальности эвенские, якутские и многие другие
сказки о водяных быках, переходящих из озера в озеро под землей, огромных
зверях-кротах, чьи передвижения под землей вызывают землетрясения.
Прародиной слонов, уже доказано наукой, была Африка, отсюда вышли
африканские и индийские слоны, мамонты. Разные ветви "слонового дерева"
разрослись в разных районах суши.
Из Юго-Восточной Азии проник в Сибирь "намадикус" - его останки найдены
на Иртыше, в Забайкалье, в бассейне Алдана. Но они не могли соперничать со
сложившимся в Сибири типом слонов-архидискодонтов.
Три миллиона лет назад эти самые крупные (до четырех с половиной метров
высотой) из когда-либо живших на Земле "длинноногие" слоны жили на
Африканском континенте. Потом распространились в Азии вплоть до самого
северо-востока: останки их найдены на Вилюе и Индигирке. Пищу им
приходилось добывать с высоких деревьев.
Приспосабливаясь к местным условиям, к меняющемуся климату, они
обрастали шерстью, "меняли" зубы и пропорции тела.
Через тысячелетия слоны тепло "оделись": под метровой остевой шерстью
был плотный подшерсток длиной до пятнадцати сантиметров.
Ростом они стали до трех с половиной метров, весом - до шести тонн.
Среди бивней, найденных на Колыме, Индигирке, в других районах
северо-востока, встречались бивни длиной до четырех с половиной
метров,весом больше ста килограммов.
Когда же северные гиганты вымерли и почему? Чем они питались? Ведь
современная тундра с трудом прокармливает и оленей. Как все-таки оказались
слоны на островах посреди океана?
Шельф материков - их подводные окраины - занимает около четверти
площади дна Мирового океана. Гидрографы, занимающиеся изучением дна и
берегов северных морей, выяснили, что сибирские реки впадают в Ледовитый
океан совсем не там, где обнаружены их устья.
Несколько лет назад на Чукотке удалось обнаружить на дне спущенного
озера необычайно буйную растительность. Анализы и сопоставления с
остатками ископаемой растительности в лессовых отложениях, вечной мерзлоте
и содержанием желудков найденных мамонтов показали, что на этих, так
называемых, термокарстовых озерах растут те самые травы, что служили пищей
ископаемым северным слонам.
Это сохранившиеся реликты мамонтовых степей, которые в состоянии были
прокормить не только мамонтов, но и стада большерогих оленей, шерстистых
носорогов, первобытных быкобизонов. Ученые выдвинули и разработали идею и
технологию рекультивации мамонтовых степей на днищах термокарстовых озер,
которая сегодня воплощается в жизнь, чукотский совхоз "Северный"
обеспечивает заготовленным в таких местах сеном не только свое стадо
крупного рогатого скота, но и другие хозяйства автономного округа.
Одно время считалось, что погиб весь этот буйный растительный и
животный мир в результате наступившего в Арктике сильного и резкого
похолодания. Сейчас в гипотезу внесена "маленькая" поправка: не
похолодания, а потепления. И погибли не все растения и животные. Часть их
сумела приспособиться к новому климату. Например, якутская лошадь,
полярный песец благополучно дожили до наших дней.
"Не повезло" мамонтам, носорогам, пещерным львам, саблезубым тиграм.
Но если причина их гибели - потепление, то как объяснить тот факт, что
в каменном угле, добываемом, например, на Шпицбергене, обнаружены следы
кипарисов и тополей, платанов и ореховых деревьев? Правда, они росли там
десять миллионов лет назад, когда и в Гренландии, ныне покрытой льдом,
цвели магнолии и каштаны,
Значит, Арктика была "не Арктикой", а по меньшей мере субтропиками.
Вообще похолодание на Земле началось около 10 миллионов лет назад.
И первопричиной его, считают многие ученые, была не Арктика, а
Антарктида, которая несколько миллионов лет наращивала свой ледяной щит,
"ковала" льды для Мирового океана и остужала Землю. Три миллиона лет назад
"включился" свой "холодильник" и в Арктике. Ледяной лишай расползается по
Северному полушарию. Сегодня в объяснении этой "технологии" оледенения
наука обращается к выдвинутой в 1930 году капитаном дальнего плавания
Евгением Сергеевичем Гернетом гипотезе "ледяных лишаев".
Всем известно, что с высотой температура воздуха падает. И там, где она
в самую жаркую пору переходит за нулевую отметку, на горах образуются
вечные снега. Нижние их слои уплотняются и, превращаясь в лед, начинают
разрастаться. А поскольку холодный воздух всегда стекает вниз,он помогает
леднику расти. Восходящие же струи тепла, в свою очередь, поднимают
"ледяной лишай", доставляя влагу за так называемую снегонулевую границу.
Такие "лишаи" оказались у полюсов планеты, где атмосфера тоньше, чем в
экваториальных областях. Холодный воздух верхних слоев здесь устремлялся к
Земле и намораживал полярную шапку.
Тогда Северный океан, берега которого были намного ближе к полюсу, чем
сейчас, да и сам он был меньше, полностью замерз. Реки почти иссякли,
климат без влаги стал резко континентальным. Постоянные северные ветры
стали наносить на материковые и океанские льды массы лессовой пыли, а
летнее не заходящее за горизонт солнце, подпитывая их влагой подтаивающей
мерзлоты, давало возможность расти буйным травам, которых хватало, чтобы
прокормить обильные стада мамонтов, оленей, бизонов, носорогов. Океанская
твердь соединила в единое целое все северные континенты, создав таким
образом холодный суперконтинент.
Но в результате новых тектонических изменений дна Мирового океана к
северу вновь устремились теплые воды экваториальных течений. Они растопили
льды. Повысилась влажность, и на смену постоянным сухим холодным ветрам
пришла эпоха дождей, туманов, снегопадов. Ледники шельфов стали исчезать,
а северные тундростепи заболачиваться, их буйная растительность замещаться
мхами.
Лишь в условиях малоснежности и сухости могли существовать
длинношерстные мамонты, носороги. Но таких условий уже не было, и участь
их была решена.
Арктида растаяла. Ее осколками, вероятно, была виденная, но так и не
найденная Земля Санникова, в буквальном смысле слова растаявшие в океане
острова Диомида, Меркурия, Семеновский и Васильевский.
Десять тысяч лет потребовалось небогатой на тепло северной природе,
чтобы стереть с лица земли, а точнее - с лица океана Арктиду и вместе с
ней большую часть мамонтовой фауны и флоры. Но и немало следов ее осталось
на здешней земле. Еще один из них, совсем недавно открытый магаданскими
учеными-северянами,- ископаемые плодороднейшие лессы, похороненные под
толщами наслоений более поздних эпох. Их вскрывают порой в долинах рек при
горных работах. Даже небольшие примеси их в здешних каменистых грунтах
существенно улучшают, как показали опыты, урожайность выращиваемых на них
культур. И конечно, это не последняя тайна Арктиды, которая, раскрывшись,
стала служить людям.
Как возник ледниковый щит Антарктиды
О том, что ледниковый панцирь образовался в южнополярной области 25-30
миллионов лет назад, стало известно довольно давно по данным изучения
осадков Мирового океана.
Долгое время с материком Антарктиды соединялась Австралия. Но примерно
35 миллионов лет назад этот последний "осколок" суперматерика Гондваны
откололся. В постепенно углубляющийся и расширяющийся пролив хлынули воды
холодного течения, которое теперь окружило полюс, стало циркулярным. Это
течение самое мощное в океанской системе. Оно захватывает трехкилометровую
толщу воды, до дна, и за секунду в нем проносится в два раза больше воды,
чем во всех реках земного шара, вместе взятых. Образовался естественный
барьер, препятствующий любому проникновению тепла в южнополярную область.
Барьер циркумполярного течения - вот что сохраняет от разрушения
гигантский ледниковый щит Антарктиды, который возник при не очень уж
большом понижении температуры воздуха в атмосфере Земли (всего на 2-4
градуса). Первоначально это были сравнительно небольшие ледники в горах
Гамбурцева в Восточной Антарктиде. Получая обильное питание в виде снега,
благодаря присущей льду пластичности они постепенно спустились с гор на
равнину, их языки слились, образовался покров. Его дальнейшее разрастание
шло уже по законам автоколебательной системы: если нарушено равновесие, то
вернуть ее в первоначальное состояние значительно труднее, чем
поддерживать определенный уровень колебаний.
Подсчитано, для того чтобы столь обширное оледенение потеряло
устойчивость, необходимо повышение среднегодовой температуры воздуха над
материком не менее чем на 16 градусов Цельсия. При современных условиях
это невозможно. Даже если учесть наблюдающуюся тенденцию к глобальному
потеплению из-за увеличения содержания в воздухе углекислого газа.
Уничтожение южнополярного льда отнюдь не благотворно для человечества.
Последствия были бы очень серьезными. Уровень Мирового океана поднялся бы
на 60 метров, что означает затопление прибрежных территорий всех
континентов общей площадью 20 миллионов квадратных километров.
Исчезновение ледяной шапки Южного полюса изменит всю систему глобальной
атмосферы циркуляции:
уменьшится контраст температуры, ослабнут междуширотные потоки воздуха,
размоются границы географических зон, природные условия станут менее
контрастными и разнообразными, а это отразится на многообразии жизни. Ведь
чем разнообразнее природа, тем больше различий в формах жизни, богаче
видовой состав растений и животных...
Но существующий баланс ледникового вещества не дает оснований для
беспокойства: тает льда в Антарктиде примерно столько, сколько его
накапливается. Впрочем, события могут начать развиваться и несколько иным
образом. Советский гляциолог доктор географических наук И. Зотиков еще
несколько лет назад на основе теоретических расчетов показал, что под
толщей льда в три-четыре километра в Антарктиде идет интенсивное таяние,
обусловленное высоким давлением.
Потом были открыты обширные подледные бассейны, целые озера. Эта вода
под ледником может способствовать соскальзыванию с ложа огромных масс
льда. Подобные мощные выбросы происходили в прошлом.
Скважина, пробуренная на станции "Восток", очень важна. Она поможет
прочитать историю климата не только Антарктиды, но и всей Земли за 150
тысяч лет. Однако для понимания причины возникновения ледникового щита на
шестом материке планеты глубина бурения недостаточна. Ученые надеются
достичь "дна" ледника, тогда в их руках окажется полная "летопись"
Антарктиды.
В 1959 году договор об Антарктиде запретил в этой части света
проведение каких бы то ни было военных приготовлений, он установил лишь
право на научные исследования, которыми может заниматься любая страна мире.
Где Северный полюс!
Местоположение магнитных полюсов Земли постоянно меняется из-за сложных
и не совсем еще понятных процессов, идущих внутри земного шара. Сейчас
Северный магнитный полюс движется к географическому северу со средней
скоростью около 10 километров в год, но иногда бывает, что за день он
отклоняется от своей средней позиции на 80 километров.
Для уточнения карт и навигационных справочников геофизики периодически
определяют местонахождение Северного магнитного полюса. Очередные
изменения показали, что сейчас полюс находится в 350 километрах к северу
от бухты Резольют на севере Канады.
Климат Москвы теплеет
В Москве регулярно ведутся наблюдения за местным климатом. Ученые
сопоставляют средние температуры по календарным сезонам и за год в целом.
Исследования показывают, что в Москве климат теплеет.
Потепление началось еще в первые годы нашего века и достигло максимума
во второй половине 30-х годов.
За последний исследованный период средняя температура зимних сезонов
была на 2,1 градуса, а весенних-на 2,2 градуса выше нормы. Осенняя же
температура превышала норму лишь на 0,8 градуса. И только летом в отличие
от всех остальных сезонов средняя температура оказалась немного ниже, чем
в предыдущие десятилетия.
3. ЧЕЛОВЕК В РИТМАХ ВРЕМЕНИ
Мост к человеку
Рассказывает академик Н. Моисеев
Если первая половина XX века проходила под знаком приоритетного
развития физики, а затем и биологии, то XXI век, на мой взгляд, станет
веком гуманитарных наук - наук о человеке и человечестве. Маркс когда-то
говорил о том, что настанет время, когда естественные и гуманитарные науки
сольются в единое русло науки о человеке. Сегодня мы стоим на пороге
такого слияния, и информатика оказывается мостом, который поможет
соединить эти две ветви человеческого знания.
Человек - частица биосферы, и как бы он ни приспосабливал ее для
собственных нужд, он должен и свое бытие приспосабливать к ее законам. Не
покорение природы, а совместное гармоническое развитие природы и общества
- в перспективе. Иначе - об этом еще в начале века говорил великий
мыслитель и естествоиспытатель В. Вернадский - человечеству просто не
выжить. Теперь мы знаем, что существует некая запретная черта, которую мы
не имеем права преступить ни при каких обстоятельствах. Наука должна быть
способной видеть эту черту, определить допустимые пределы воздействия на
биосферу. Для этого предстоит объединить ученых самых разных
специальностей и согласовать их усилия. Сделать это можно с помощью
методов информатики, которая использует универсальный язык математических
моделей и современные способы работы с огромными объемами информации.
Информатика способна объединить строгие цепочки логических рассуждений
с интуицией и талантом человека.
И в этом направлении уже многое делается. Мы знаем, например, что
гигантские пожары, которые неизбежно возникли бы при ядерной войне,
повлекли бы за собой катастрофические изменения климата на всей Земле. В
атмосферу в случае ядерной войны поднимется огромное количество сажи,
которое закроет планету непроницаемой для солнечных лучей пеленой.
Под ее пологом человечество выжить не сможет...
Не только войны, но и другие плохо продуманные действия людей могут
привести к тяжелым последствиям.
Конечно, знание этих критических ситуаций не равнозначно нашей
способности их избежать. Мир-это клубок противоречий между людьми,
странами, классами. Эти противоречия надо уметь преодолевать не путем войн.
Эволюция жизни показывает, что приспособляемость друг к другу,
компромиссы, кооперация, коллективные действия чрезвычайно важны для
развития всего живого. Особая роль принадлежит им в становлении человека и
общества, и роль эта еще более возрастает по мере увеличения
энерговооруженности человечества.
Разрешение противоречий на пути взаимовыгодной кооперации, согласование
интересов станут в наступающую эпоху основой общественного развития.
Создание "институтов согласия", гармонического развития природы и общества
превращается для всего человечества в жизненную необходимость.
Медицинская география и освоение новых территорий
Рассказывает доктор географических наук Б. Прохоров
Болезни и среда
Медики давно обратили внимание на то, что некоторые болезни как будто
"приурочены" к определенным местностям и не встречаются в других, что
существует связь между теми или иными природными факторами и здоровьем
людей. Изучением подобных связей и занимается медицинская география -
наука, возникшая на стыке различных разделов географии, экологии и
собственно медицины.
Зарождение современной медицинской географии в нашей стране связано с
именем выдающегося ученого - медика и географа, президента Географического
общества СССР, академика Евгения Николаевича Павловского. Дело не только в
том, что по его инициативе, его учениками и последователями был
организован первый в стране отдел медицинской географии - в Институте
географии Сибирского отделения АН СССР. Созданное Павловским учение о
природных очагах болезней человека - территориях, где длительно
циркулируют возбудители различных инфекций,- и сейчас составляет один из
краеугольных камней этой науки.
Долгое время медико-географические исследования сводились
преимущественно к изучению причин распространения в том или ином районе
определенных заболеваний. Сейчас перед медикогеографами стоят гораздо
более широкие задачи. Для нового строительства, которое разворачивается на
огромных пространствах Сибири и Дальнего Востока, насущно необходимы
надежные прогнозы: как повлияют на здоровье человека различные сочетания
природных факторов, как будет проходить адаптация к ним людей, которые
приедут сюда работать из разных районов страны. От подобных прогнозов во
многом зависит размещение новых городов, заводов, рудников и решение
многих социально-бытовых проблем, от организации сферы обслуживания до
создания рационов питания, конструирования специальной одежды и т. д. В
этих исследованиях медикогеографам приходится идти не от болезней - их
еще, как правило, нет, потому что нет еще и населения, а от комплексного
изучения всех компонентов внешней среды.
Одно из первых таких исследований мы провели на Ангаре, в
Братско-УстьИлимском промышленном районе еще в 60-х годах, когда только
строилась плотина Братской ГЭС, а города УстьИлимска вообще не
существовало. А потом последовали экспедиции в Удоканский меднорудный
район в Северном Забайкалье, на трассу БайкалоАмурской магистрали, на
Западносибирские нефтегазовые промыслы, в Баргузинскую котловину в
Бурятии...
Взгляд в прошлое, взгляд в будущее
В ходе медико-географических исследований приходится изучать множество
разнообразных факторов внешней среды: рельеф и климат, химический состав
природных вод и численность гнуса, сейсмичность и характер растительности.
В отличие от ученых других специальностей медикогеографа все это
интересует с одной точки зрения: как данный фактор может повлиять на
здоровье человека. Взаимосвязи здесь сложные и далеко не всегда очевидные.
Вот, например, горная котловина, где зимой месяцами стоит полное
безветрие. Вообще говоря, для морозной Сибири это хорошо: если ветра нет,
даже при минус 45 градусах чувствуешь, как греет солнышко, и как будто
даже тепло. Но если в такой котловине построить завод, то все его выбросы
будут тут же оседать и дышать здесь будет нечем.
Бывают случаи, когда медикогеографам приходится обращаться к совсем,
казалось бы, неожиданным источникам сведений. Например, в некоторых
районах европейской части страны практическим врачам важно знать
расположение долговременных рубежей обороны времен войны. Зачем? Очень
просто. В таких местах выше опасность столбняка: его возбудители попадают
в почву с отбросами животных и человека, в местах скопления людей их
особенно много, а патогенность они сохраняют десятки лет. Значит, в таких
местах нужно при всякой царапине особо тщательно проводить
противостолбнячные прививки...
Иногда приходилось углубляться в историю и нам при работе в Сибири.
Собирались мы в экспедицию на Витим, заранее узнав из литературы, что
там часто встречается эндемический зоб. Приехали - а зоба практически нет.
В конце концов выяснилось, что прежде там выращивали собственный хлеб,
которым и питались, а в почвах тех мест очень мало йода, недостаток
которого и вызывает зоб. Потом земледелие здесь забросили, перешли на
привозную пшеницу, и зоб исчез.
Такие изменения условий жизни всегда необходимо учитывать - не только
прошлые, но и будущие, в том числе и те, что произойдут в результате
появления новых промышленных предприятий. Если на первых порах развития
Братска главной опасностью для здоровья людей были клещевой энцефалит,
заболевания, связанные с природными факторами, то теперь, когда тайга
отступила, на первый план выдвинулись болезни, свойственные промышленным
городам.
При планировании города УстьИлимска предполагалось строить жилые
кварталы ниже сооружавшейся там плотины гидроэлектростанции. Но по нашим
рекомендациям их перенесли - полынья водохранилища, не замерзающая даже
зимой, порождает слой постоянного тумана, который на низменных местах
может превратиться в смог.
Меняется в ходе строительства не только природная среда - меняется и
само население, а с ним - наши требования к условиям жизни. В новых
городах на востоке страны будут работать и работают и пожилые люди, и не
очень здоровые, и появляются новые поколения - значит, и подход здесь
нужен особый.
Карты здоровья
Условия среды и жизни могут очень сильно различаться от одной местности
к другой даже в пределах одного и того же региона. Поэтому один из главных
инструментов медикогеографа - специальные карты, на которые наносятся
важные для здоровья людей параметры среды. На основе таких
медикогеографических разработок нередко делаются выводы огромного
народнохозяйственного значения.
Недавно решался стратегический вопрос освоения Ямбургского газового
месторождения на полуострове Ямал:
строить ли там постоянный город или работать вахтовым методом. И
решающую роль сыграли медико-географические карты. Изучив множество
факторов, влияющих на здоровье и трудоспособность людей, мы разделили всю
Тюменскую область на зоны, и Ямбургское месторождение оказалось в
экстремальной, для постоянного житья малопригодной. На этом основании и
было принято решение: создавать здесь город не в обычном понимании, а
рассчитанный на вахтово-экспедиционный метод работы на месторождении.
Почему нас двое!
Эмансипация эмансипацией. Все равно с древних времен до самых последних
лет мужчины воспринимались как сильный пол. И вдруг - сначала робко, а
потом увереннее - стали раздаваться голоса: нет, биологически все
наоборот, мужской пол-пол слабый!
Это действительно так. Достаточно сказать, что мужчины чувствительнее
на всех этапах жизни (включая эмбриональный) ко всем болезням и
неблагоприятным факторам среды. Если в момент оплодотворения на 100
будущих девочек приходится 120-130 будущих мальчиков, то в момент рождения
на 100 девочек приходится уже только примерно 106 мальчиков. К возрасту
женихов и невест соотношение полов становится 1:1, а дальше...
Феномен объясняли самыми разными способами. Привлекались социальные
причины, но (слабое, конечно, утешение для мужчин) оказалось, что
аналогичные явления существуют и у животных, и у растений.
С другой стороны, как известно, пол определяется двумя хромосомами,
причем у женщин две одинаковые хромосомы (XX), у мужчин разные (ХУ).
Наличие у мужского пола только одной Х-хромосомы - приводит к меньшей
его устойчивости: чаще появляются мутации, некоторые болезни.
Казалось бы, все стало ясно - вот откуда все беды "развенчанного"
сильного пола! Но опять же, как ни странно, виды с ХУ-конституцией у
женского пола (например, птицы или, скажем, бабочки) все равно привилегию
повышенной смертности предоставляют самцам! Даже клетка мужского организма
чувствительнее аналогичной женской клетки. В чем же дело?
Этот вопрос - автору оригинальной теории возникновения и развития полов
В. Геодакяну, старшему научному сотруднику Института биологии развития АН
СССР имени Н. К. Кольцова.
- Давайте сначала разберемся: а почему вообще существуют два пола7 С
открытием основных законов генетики, казалось бы, все стало ясно - два
пола увеличивают количество возможных генетических комбинаций. Но
существует же в природе и другой способ полового размножения, кроме
раздельнополого,- когда каждый организм сочетает в себе признаки двух
полов, и этот способ дает в два раза большее число комбинаторных
возможностей! И все-таки у подавляющего большинства живых существ "в моде"
именно наличие двух полов. Что явилось прекрасным решением проблемы,
которая возникла в ходе эволюционного развития.
Дело в том, что все живое существует не изолированно, а в тесном
контакте с внешней средой, и поэтому вынуждено приспосабливаться к
постоянно меняющимся условиям среды. Для этого лучше как можно больше
контактировать со средой, получать как можно больше информации. С другой
стороны, в каждом организме заложено стремление к сохранению своей
генетической организации (благодаря чему и сохраняется вид на протяжении
долгого времени) - но для этого лучше как можно меньше контактировать со
средой!
Где же золотая середина и есть ли она? Нет, гнаться за двумя зайцами,
как всегда, бессмысленно - и результатом мудрого раздумья природы стало
появление двух полов, специализированных на выполнении этих альтернативных
эволюционных задач: изменения (мужской пол) и сохранения (женский пол).
Теперь становится понятна причина повышенной смертности мужского пола -
он первым получает новую информацию, сталкиваясь со всевозможными
воздействиями среды. Повышенная уязвимость мужчин - плата за новую
информацию, без которой невозможно существование вида! К сожалению, только
опытным путем можно понять, что такое хорошо и что такое плохо...
Но как же удается мужскому полу вызывать огонь на себя?
Дело в том, что в течение жизни каждый организм стремится как можно
лучше приспособиться к условиям среды, в которой живет. Но наследственно
задается не сам признак, а некоторый размах его возможного проявления -
индивидуально варьируемый,- и конкретная реализация генотипа - только один
вариант из множества вероятных. Понятно, что чем шире этот размах, тем
больше возможностей у организма приспособиться к среде.
Поэтому женский по
...Поділитися у соцмережах
