Текст
                    6,,,. природа


природа Ежемесячный популярный естественнонаучный журнал Академии наук СССР РЕДАКЦИОННАЯ КОЛЛЕГИЯ Главный редактор академик Н. Г. БАСОВ Доктор физико-математических наук Е. В. АРТЮШКОВ Доктор биологических наук А. Г. БАННИКОВ Академик Д. К. БЕЛЯЕВ Академик А. И. БЕРГ Академик Ю. В. БРОМЛЕЙ Доктор биологических наук A. Л. БЫЗОВ Заместитель главного редактора член-корреспондент АН СССР B. М. ГАЛИЦКИЙ Заместитель главного редактора B. А. ГОНЧАРОВ Член-корреспондент АН СССР Б. Н. ДЕЛОНЕ Доктор физико-математических наук C. П. КАПИЦА Академик Б. М. КЕДРОВ Доктор физико-математических наук И. Ю. КОБЗАРЕВ Член-корреспондент АН СССР Н. К. КОЧЕТКОВ Член-корреспондент АН СССР В. Л. КРЕТОВИЧ Академик К. К. МАРКОВ Доктор философских наук Н. Ф. ОВЧИННИКОВ Заместитель главного редактора В. М. ПОЛУНИН Заместитель главного редактора член-корреспондент АН СССР Ю. М. ПУЩАРОВСКИЙ Основан в 1912 году Заместитель главного редактора доктор биологических наук А. К. СКВОРЦОВ Доктор геолого-минералогических наук М. . А. ФАВОРСКАЯ Заместитель главного редактора кандидат технических наук A. С. ФЕДОРОВ Член-корреспондент АН СССР B. Е. ХАИН Член-корреспондент АН СССР Р. Б. ХЕСИН Академик Н. В. ЦИЦИН Доктор географических наук Л. А. ЧУБУКОВ Академик В. А. ЭНГЕЛЬГАРДТ Доктор биологических наук А. В. ЯБЛОКОВ На первой странице обложки. Коро¬ левская райская птица, или королев¬ ская лофорина ^(Ciccinurus reqinus L., 1758). Самец в токовой позе. Но¬ вая Гвинея. См. статью В. Н. Нежи- ной «Из истории Дарвиновского му¬ зея». Фото Ю. И. Цыганова, В. Н. Машатина. На четвертой странице обложки. Дискоастер—звездообразная разно¬ видность известкового нанопланк¬ тона. Микрофотография сделана с по¬ мощью сканирующего электронного микроскопа. Увел, в 13 *тыс. раз. См. статью С. И. Шумейко «Происхождение мела и известковых осадков». Фото С. И. Шумейко. Редакция рукописей не © Издательство «Наука», «Природам, 1978 г. возвращает.
6 (754) В НОМЕРЕ Июнь 1978 года Г. И. Подопригора Гнотобиология в современной медицине А. А. Никонов Вертикальные движения побережий полярных морей Р. Л. Потапов Исчезновение туранского тигра Н. Г. Басов Состояние, перспективы и проблемы лазерного термоядерного синтеза в энергетике будущего A. С. Новикова Чешуйчатые структуры докембрийских платформ Б. П. Чернов, В. Т. Маслов Феномен тувинского двухголосья B. М. Нежина Из истории Государственного Дарвиновского музея B. В. Ведовская, Е. Я. Казанчеев Каспийская проходная сельдь Н. Кроо Советско-венгерское сотрудничество в исследовании твердых тел Г. К. Цверава Из истории русско-шведских научных связей в XV 111 в. C. И. Сыроватский «Пересоединение» магнитных силовых линий в плазме И. К. Волчанская, В. В. Ярмолюк Гобийские маршруты B. В. Седов «Исчезнувшие народы». Анты Э. Л. Шапиро Научные коммуникации и научная информация C. И. Шумейко Происхождение мела и известковых осадков Ю. К. Горелов, Р. И. Горелова, И. В. Жерновов, В. П. Сосновцева Медоед в Туркмении 3 16 23 26 38 48 SO 6 5 68 76 84 93 102 110 116 123
2 НОВОСТИ НАУКИ РЕЦЕНЗИИ НОВЫЕ КНИГИ Общее собрание Академии наук СССР (126) — 126 Запуски космических аппаратов в СССР (январь — февраль 1978 г.) (127) — Первый пилотируемый полет по программе «Интеркосмос» (127) — Фобос крупным планом (131) — Названия деталей рельефа Венеры (132) — Изменение критиче¬ ской температуры сверхпроводников с помощью ионной имплантации (132) — Связывание криптона (132) — Термомиграция — новый способ легиро¬ вания полупроводников (133) — Очистка цеолитов от двуокиси серы (133) — Безрибосомный меха¬ низм синтеза белка (134) — иРНК растений функ¬ ционирует в клетках животных (135) — Бактерии, испускающие желтый свет (136) — Перенос ДНК из бактерий в растительную клетку (136) — ЭВМ сравнивает структуры биорегуляторов (136) — Но¬ вые методы диагностики рака (137) — Пересадка лангергансовых островков поджелудочной желе¬ зы (138) — Амфибии — индикаторы канцероге¬ на (138) — Поиск новой медицинской пияв¬ ки (138) — Подражание ящериц жукам (139) — Тайное оружие ежей (139) — «Инфракрасные» амфибии (139) — Вселение нового хищника (140) — Волк в Северной Америке (140) — Заповедный остров Альдабра (141) — SS-й рейс «Гломара Чел- ленджера» (142) — Проблемы палеовулканоло¬ гии (144) — Первое в мире месторождение био- шофита (144) — Новые реконструкции Гондва- ны (145) — Древние земледельцы в горах Копетдага (146) — В моренах Памира обнаружена пыльца древних растений (147). Б. Н. Пановкин У истоков астроархеологии 148 Э. П. Фридман Шимпанзе в лесах Псковской области 150 К. Б. Сеславинский Значительный вклад в изучение структуры Земли 152 И. В, Курчатов. Ядерную энергию — на благо 154 человечества (154) — П. Эткинс. Кванты (154) — А. Бок, П. Бок. Млечный путь (155) — К. Зоммер. Аккумулятор знаний по химии (155) — Л. А. Блю- менфельд. Проблемы биологической физи¬ ки (155) — Н. Тинберген. Поведение живот¬ ных (155) — М. Дж. Брэдшоу. Современная гео¬ логия (155) — С. В. Мараков. Загадочный мир островов (156) — Л. С. Говоруха. Антарктиче¬ ское ожерелье (156) — Т. J. Trenn. The selfs- plitting. Atom. The history of Rutherford — Soddy collaboration (156) — В. А. Крицман, Г. В. Быков. Герман Копп (156) — Наука сего¬ дня (156). В КОНЦЕ НОМЕРА Е. А. Радкевич Геопоэма 157
Медицина «Природа», 1970, № 6 3 Гнотобиология в современной медицине Г. И. Подопригора Геннадий Игнатьевич Подопригора, кандидат медицинских наук, старший научный сотрудник, руководитель группы гнотобиологии Научно-исследовательской лаборатории экспериментально-биоло¬ гических моделей Академии медицинских наук СССР. Занимается разработкой отечественных конструкций гнотобиологических изо¬ ляторов, получением и изученим безмикробных животных раз¬ личны* видов, внедрением методов гнотобиологии в клиническую медицину. Основное направление исследований — изучение роли микробного фактора в механизмах защитных реакций организма. Изучение закономерностей взаимо¬ действия макроорганизма и микробной среды представляет одну из актуальных задач медицины и биологии. Благодаря успешному развитию микробиологии накоплены обширные све¬ дения о свойствах различных микроорга¬ низмов, однако их роль в жизнедеятель¬ ности организма человека и животного еще далеко не изучена. Недостаточность знаний в этой области была обусловлена несовер¬ шенством экспериментальных подходов и, в первую очередь, низкими требованиями к качеству объектов медико-биологических исследований — лабораторных животных. Неуправляемая и неконтролируемая мик¬ рофлора обычных лабораторных животных не позволяла правильно оценить влияние микробного фактора на организм. Эти трудности были преодолены с внедрением в эксперимент контролируе¬ мых по микрофлоре животнь^ (гнотобио- тов). Термин гнотобиот, предложенный Т. Лаки’ (1963) (от греч. слов «гното» — известный и «биоте» — флора и фауна), и означает известную исследователю мик- ' L и с к у Т. D,r Germfree Life and Gno fob i о I о^у, Academic Press. N. Y. and L,, 1963, рофлору данного организма, а область науки, занимающаяся изучением гнотобио- тов, получила название гнотобиологии. Впервые идею о возможности жизни без микробов высказал Л. Пастер в 1885Т. Спустя 10 лет в лаборатории Берлинского университета Г. Нуттль и X. Тирфельдер получили первых безмикробных морских свинок. Огромное влияние на последующее развитие безмикробных исследований оказал И, И. Мечников. Учение Мечникова о нормальной микрофлоре организма настолько тесно связано с развитием гното¬ биологии, что его по праву считают одним из ее основоположников. В 1912—1913 гг. Е. Гюенъ и Е. Вольман впервые вырастили безмикробных цыплят, мух и головастиков. На самом раннем этапе гнотобиологии возможность получить безмикробных жи¬ вотных представлялась всего лишь инте¬ ресным лабораторным феноменом. Даль¬ нейшее изучение биологии безмикробных животных требовало существенного усо¬ вершенствования и развития методических принципов и технической базы их получе¬ ния и содержания. В первых экспериментах приемы изоляции животных были заимствованы из области техники. Так, Нуттль и Тирфельдер использовали принцип водяного колокола. 1*
4 Г. И. Подопригора Прообразом современного безмикроб- ного изолятора послужил аппарат Е. Кю- стера (1913—1914 гг.), с помощью которого автор получил безмикробных коз. Первые серийные безмикробные изоляторы (аппараты Дж. Рейниерса, 1946 и Б. Гу¬ стафсона, 1948) были изготовлены из нержавеющей стали. Подлинного расцвета гнотобиологи- ческая технология достигла с внедрением Ф. Трекслером в 1957 г. поливинилхло¬ ридных пленок. Пленочные изоляторы различных модификаций в настоящее время наиболее распространены. Одновременно с развитием аппара¬ туры отрабатывались методы получения и выращивания различных безмикробных животных и птиц (морских свинок, мы¬ шей, крыс, кроликов, хомяков, собак, зайцев, поросят, овец, телят, обезьян, кур, перепелок и др.). Многие из них хорошо размножаются в безмикробных условиях. Благодаря успехам гнотобиоло- гической технологии, безмикробные жи¬ вотные из лабораторного феномена пре¬ вратились в точный инструмент медико¬ биологических исследований. В нашей стране гнотобиолоУия стала развиваться с середины 60-х годов в си¬ стеме Академии медицинских наук СССР — в Институте микробиологии и эпидемиологии им. Н. Ф. Гамалеи (ИМЭ) и Научно-исследовательской лаборатории экспериментально-биологических моделей (НИЛ ЭБМ). Большой вклад в развитие отечественной гнотобиологии внесли фун¬ даментальные исследования О. В. Чаха- ва (ИМЭ), который первый в Советском Союзе получил безмикробных животных. В настоящее время в НИЛ ЭБМ проводят эксперименты на гнотобиотических жи¬ вотных различных видов (морских свинок, мышей, крыс, поросят). Кроме того, отработаны методические приемы по¬ лучения безмикробных цыплят, кроликов и обезьян, разработаны конструкции изо¬ ляторов из плексигласа, предназначенные для получения мелких и крупных гно- тобиотов. СУЩНОСТЬ ГНОТОБИОЛОГИЧЕ- СКОГО ЭКСПЕРИМЕНТА Гнотобиотов получают операцией кесарева сечения в специальном опера¬ ционном изоляторе. Затем новорожденных переводят в изолятрр для выращивания и искусственного вскармливания. Камеру изолятора предварительно стерилизуют: воздух, поступающий в изолятор, проходит бактериальные фильтры. Все материалы, в том числе и пища, поступают в изолятор через специальный шлюз. Поэтому диету для гнотобиотов готовят с учетом разру¬ шающего действия стерилизации на пище¬ вые компоненты и обогащают витаминами, аминокислотами и другими питательными веществами. На протяжении всего эксперимента проводят тщательный микробиологич ский контроль на стерильность с исполь¬ зованием различных питательных сред. Современные микробиологические мето¬ ды точно определяют состояние бактерио¬ логической стерильности гнотобиотов. Несколько сложнее обстоит вопрос о но- сительстве вирусов у них. У гнотобиотов не исключено наличие вирусов, передаю¬ щихся от материнского организма. Однако бывают и безвирусные гнотобиоты. От них можно получить и колонии безвирусных животных. В то же время сам гнотобио- логический изолятор представляет надеж¬ ную защиту от заражения гнотобиотов вирусами извне. Полученных гнотобиотов используют для изучения особенностей безмикробной жизни, а также как основу для создания различных категорий гнотобиотов. В зави¬ симости от микробного статуса выделяют 4 основные категории. При искусственном заселении гнотобиотов одним или не¬ сколькими видами известных микроорга¬ низмов говорят о гнотофорных животных («гнотофор» — носитель известного). В том случае, когда гнотобиотам привива¬ ют известную микрофлору, не содержа¬ щую специфических патогенных возбуди¬ телей, получают так называемых беспато- генных животных. В зарубежной литера¬ туре для обозначения этой категории чаще всего применяют термин SPF-животные (specific pathogen free). Очень интересны новые категории гнотобиотов, контролируемые не только по микробному, но и по антигенному воз¬ действию. В обычных условиях организм контактирует с антигенами микробного и пищевого происхождения. При этом белковая пища, хоть и не в такой степени как микробы, все же обладает определен¬ ным антигенным действием и способна вы¬ зывать иммунобиологические изменения в организме. Трудности получения безанти- генных животных связаны с необходи¬ мостью создания химически определенных диет низкого молекулярного веса, содер¬ жащих вместо белка необходимый набор аминокислот и других ингредиентов, ли¬
Гнотобиология в современной медицине 5 тверждается все более крепнущими свя- зями гнотобиологии с перечисленными областями науки и практики, В последние годы методы гнотобиологической изо¬ ляции проникают в клиническую медици¬ ну, развивается клиническая гнотобио¬ логия. Безмикробные исследования имеют важное значение для космической биоло¬ гии и медицины, а также для некоторых отраслей промышленности (производство антибиотиков, вакцин и сывороток, мик¬ робиологический контроль в пищевой промышленности и пр.). Возможность искусственного за¬ селения организма полезной микрофло¬ рой издавна привлекала внимание иссле¬ дователей. С внедрением беспатогенных, или SPF-животных, в корне меняются представления о лабораторном животном как объекте исследования. Если раньше роль фактора микрофлоры у лаборатор¬ ных животных попросту игнорировали, то теперь необходимость ее учета стала очевидной. Повышенные требования мик¬ робиологического контроля лабораторных Современный безмикробнцш изолятор из поли¬ винилхлоридной пленки. Производство фирмы «Celster — Isotechnie» (Франция). Фото Б. Е. Дубинко. шенных антигенных свойств. Работы по получению таких животных начаты в США, Чехословакии, Японии. ЗНАЧЕНИЕ ГНОТОБИОЛОГИИ Общебиологическое значение гното¬ биологии прежде всего определяется многообразием мира микроорганизмов и их важной ролью в природе и различ¬ ных сферах деятельности человека. По этим соображениям принципы под¬ разделения микробиологии на общую, медицинскую, ветеринарную, сельско¬ хозяйственную и промышленную пол¬ ностью приложимы и к гнотобиологии. Эта дифференциация пратгптчески под¬
6 Г, И, Подопригора
Гнотобиология в современной медицине 7 Операция получения безмнкробныж поросят с использованием хирургического изолятора. Изалеченные плоды через шлюзоаую систему стыковки переводятся а изолятор для выра¬ щивания гнотобиотов. Фото Б. Е. Дубинко. Кормление безмикробного поросенка а изо¬ ляторе. . Фото Б. Е. Дубинко. животных изменили отношение и к ус¬ ловиям их содержания. Современная экспериментально-биологическая клини¬ ка, в которой работают на гнотобиотах, представляет хорошо оснащенный комп¬ лекс технических сооружений, где, наряду с поддержанием оптимальных зоогигие- нических условий, обеспечивается постоян¬ ная микробная среда (стандартная мик¬ рофлора). Биологическая стандартизация лабораторных животных наряду с их генетической однородностью обеспечи¬ вает высококачественные биологические модели, что, в свою очередь, значитель¬ но повышает точность медико-биоло¬ гических экспериментов. Не случайно гнотобиоты были использованы в косми¬ ческих исследованиях на биоспутнике «Космос-936». Выращивание беспатогенных жи¬ вотных — одна из наиболее эффектив¬ ных мер профилактики инфекций у сель¬ скохозяйственных животных. Так, за рубе¬ жом этот принцип уже используется для разведения беспатогенных свиней, кур и др. Проблема биологической изоляции роднит гнотобиологию и космические ис¬ следования. Безмикробные животные необходимы для создания обитаемых космических систем, изучения влияния факторов космического полета в отсутст¬ вие микрофлоры, а также для нахождения микроорганизмов или других форм жиз¬ ни в пробах с небесных тел (как это проводилось при изучении проб лунного грунта). Гнотобиологические эксперименты в самых различных областях медицины помогут выделить из окружающего нас микромира наших истинных «друзей» и «врагов». До сих пор мы слишком мало знаем о нормальной микрофлоре, во многом определяющей здоровье мак¬ роорганизма. Вполне возможно, что разработка полезной физиологической микрофлоры и способов ее приживления в организме разрешат целый ряд вопро¬ сов защиты организма от инфекции, по¬ вышения устойчивости к действию раз¬ личных болезнетворных факторов и в конечном итоге повышения продолжи¬ тельности жизни человека. ОСОБЕННОСТИ ГНОТОБИОТОВ И ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ В МЕДИЦИНЕ Искусственно разобщив макро¬ организм с его микробным окружением, можно выявить те структуры и функции организма, в формировании которых микробный фактор принимает непосред¬ ственное участие. Прежде всего это от¬ носится к тем органам и тканям, которые находятся в прямом контакте с микро¬ флорой, и в первую очередь к кишечнику. В обычных условиях кишечная ми¬ крофлора постоянно раздражает стенки кишечника, стимулирует местный кро¬ воток и обменные процессы. Такой комплекс ответной реакции организма на микробное воздействие называется физиологическим воспалением. Физио¬ логическое воспаление играет важную роль в неспецифическом стимулировании защитных механизмов организма, под¬ держивая их в состоянии постоянной го¬ товности к отражению болезнетворных микробов. При этом стимулируется сек¬ реторная деятельность клеток, выраба¬ тывающих различные бактерицидные фак¬ торы, например создается кислая реак¬ ция среды, неблагоприятная для разви¬ тия большинства болезнетворных мик¬ робов. Одновременно в кишечник посту¬ пают белковые факторы крови и лейкоци¬ ты, разрушающие болезнетворные бактерии. У гнотобиотов физиологическое воспаление отсутствует, и потому барь¬ ерные свойства кишечника снижены. Это особенно заметно при заражении гното¬ биотов болезнетворными кишечными бактериями. В наших экспериментах уже через час после заражения безмик- робных морских свинок кишечной палоч¬ кой микробы проникали из кишечника в кровь и вызывали гибель животных. В такой ситуации обычные свинки, как правило, выживают2. Для безмикробных животных ха¬ 2 Подопригора Г, И,— «Бюлл. экспе¬ риментальной биологии и медицины», 1977, № 6.
8 Г. И. Подопригора рактерно ослабление иммунитета, что проявляется прежде всего в уменьшении количества лимфоцитов, а также защит¬ ных белков крови (иммуноглобулинов, антител и др.). Нами было показано, что у лейкоцитов и других клеток гнотобиотов способность поглощать и разрушать мик¬ роорганизмы (явление, называемое фа¬ гоцитозом) снижена. Как оказалось, это связано с недостатком у безмикробных животных определенных белковых фак¬ торов крови (опсонинов). Эти белковые факторы образуются в процессе взаимо¬ Три типа систем содержания различных кате¬ горий лабораторньи животньи: I — открытая система (обычные животные|, II—барьерная действия организма с микробами и иг¬ рают важную роль в его защитных реак¬ циях. В условиях безмикробного сущест¬ вования в макроорганизме накапливаются различные биологически активные ве¬ щества, обычно расщепляемые бактери¬ альными ферментами. Эти вещества, в свою очередь, вызывают ряд изменений в организме гнотобиотов. Так, например, у безмикробных грызунов по сравнению с обычными животными значительно увеличена слепая кишка. Вероятно, это система (SP F-животные), III—гнотобиологиче- ская система (беэмикробные и другие катего¬ рии гнотобиотов|. воздух пища, вода и др. персонал лг воздух вода пища и др.
Гнотобиологии в современной медицине 9 связано с накоплением веществ, расслаб¬ ляющих тонус гладкой мускулатуры ки¬ шечника и перерастяжением этого отдела задерживающимися остатками пищи. Однако полностью причины этого явления еще не выяснены. Для безмикробных животных ха¬ рактерна пониженная функциональная активность сердечно-сосудистой системы. При этом снижен тонус гладкой муску¬ латуры, что приводит к замедлению кровотока, понижению ударного объема сердца. У гнотобиотов уменьшены общий объем крови и количество лейкоцитов крови. Обмен веществ у гнотобиотов по¬ нижен на 20—25%. Микробный фактор участвует также в усвоении белков, жиров, углеводов, витаминов и мине¬ ральных элементов и влияет на деятель¬ ность желез внутренней секреции, в осо¬ бенности надпочечников, вырабатываю¬ щих важные для организма гормоны. Большой интерес представляет процесс старения у гнотобиотов. Продол¬ жительность жизни у некоторых видов гнотобиотов выше, чем у обычных живот¬ ных. Так, гнотобиотические крысы живут более трех лет, тогда как обычные жи¬ вотные доживают в основном только до двух лет. При изучении устойчивости (рези¬ стентности) организма к микробам мы установили, что у старых гнотобиотических крыс, по сравнению с Ьбычными крыса¬ ми того же возраста, повышена фагоци¬ тарная активность3. В то же время у мо¬ лодых крыс фагоцитарная активность значительно выше, чем у молодых гното¬ биотических животных. По-видимому, пик резистентности у обычных животных при¬ ходится на более молодой возраст, после чего устойчивость к инфекции снижается быстрее, чем у животных с ограниченной непатогенной микрофлорой. Очевидно, в результате постоянного контакта с не¬ контролируемой микробной средой у нор¬ мальных животных энергетические возможности истощаются быстрее, что, вероятно, связано с процессами старения организма. Возрастные изменения у обычных животных характеризуются, главным об¬ разом, воспалительными изменениями 1 Подопригора Г. И., Д у ш к и н В. А. Сравнительное изучение фагоцитарной активности у старых гнотобиотических и обычных крыс.— Тезисы IX Международ¬ ного конгресса геронтологов. Киев, 1972. в органах, а у безмикробных животных с возрастом понижается тонус мышечной системы. Роль микробного фактора в продолжительности жизни пока еще изучена слабо. Однако можно с уверен¬ ностью сказать, что использование гното- биологических животных в этой области весьма перспективно. Много новых данных дало приме¬ нение гнотобиотов для изучения причин и механизмов развития инфекционных заболеваний. Были установлены два прин¬ ципиально различных типа взаимоотно¬ шений между микробным возбудителем и сопутствующей микрофлорой: усиление проявления болезнетворного действия микроба-возбудителя (явление синергиз¬ ма) и подавление болезнетворного влия¬ ния возбудителя (явление антагонизма). Примерами синергизма могут служить отсутствие типичной картины инфекцион¬ ных заболеваний при заражении безмик¬ робных свинок амебной дизентерией, гельминтами и др. Антагоническая роль нормальной микрофлоры хорошо видна на примере повышенной чувствительности безмикробных животных к туберкулезу, холере. В гнотобиологическом экспери¬ менте можно подобрать микробные ас¬ социации, наиболее неблагоприятные для развития инфекций. На данных гнотобио- логических исследований должна бази¬ роваться и разработка рационального лечения антибиотиками. Безмикробные животные помогают выяснить роль микрофлоры в неинфек¬ ционных заболеваниях, таких как ожоговая болезнь, злокачественные новообразова¬ ния. На гнотобиотических крысах и мор¬ ских свинках было показано, что интокси¬ кация организма при ожогах в значитель¬ ной степени обусловлена продуктами тканевого распада4. Кроме того, зажив¬ ление ожоговых ран в значительной сте¬ пени тормозится присутствием микро¬ организмов. Регенерация обожженной ко¬ жи у безмикробных животных протекала несколько быстрее, без нагноения раны и рубцевания. На основе этих наблюдений мы предложили использовать гнотобио- логическую изоляцию для лечения ожо¬ говых ран. Большое место отводится гнотобио¬ логии в изучении причин и механизмов 4 Ф е д о р о в Н. А., Корякина И. К., Подопригора Г. И,— «Бюлл. экспери¬ ментальной биологии и медицины», 1973, № 0.
10 Г. И, Подопригора образования опухолей, а именно участию микробного фактора в самопроизвольном (спонтанном) и в искусственно вызван¬ ном (индуцированном) канцерогенезе. Оказалось, что для гнотобиотов характер¬ на меньшая частота возникновения, за¬ медленное развитие и доброкачественный характер опухолей. Например, если часто¬ та возникновения опухолей молочных желез у обычных мышей составляет 30%, то у безмикробных мышей такие опухоли встречаются лишь в 1,5% случаев. По дан¬ ным М. Полларда, спонтанные опухоли у гнотобиотов возникали значительно реже, чем у обычных животных, и только в старом возрасте. Это были преимущест¬ венно аденомы молочной железы, гипофи¬ за и других желез внутренней секреции5. Однако спонтанные опухоли у гно¬ тобиотов нельзя рассматривать как аргу¬ мент против вирусной теории канцероге¬ неза, прежде всего потому, что в ряде случаев безмикробные животные не сво¬ бодны от вирусов. Предстоит еще уточнить связь опухолеобразоаания у безмикробных животных с наличием у них онкогенных вирусов, передающихся через плаценту. Помимо вирусного фактора микро¬ флора в целом может играть важную роль в канцерогенезе, способствуя образованию канцерогенных соединений из некоторых, первоначально безвредных продуктов. В исследованиях на гнотобиотических крысах, проведенных сотрудниками Ин¬ ститута онкологии им. Н. Н. Петрова и на¬ шей лаборатории было показано, что та¬ кой препарат как 1,2-диметил-гидразин, обладающий в обычных условиях канцеро¬ генными свойствами, у гнотобиотических крыс опухолей не вызывал. Канцероген¬ ное действие этого препарата проявляет¬ ся только при взаимодействии с фермент¬ ными системами микробов, т. е. при об¬ разовании нового соединения4. Такой же вывод в отношении другого препарата — циказина был получен в работах зарубеж¬ ных авторов7. Дальнейшие исследования на гнотобиологических моделях позволят, с одной стороны, выделить те химические соединения, э проявлении канцерогенного эффекта которых играет роль микробный 1 Р о I I а г d М.— «Ge го nto log ia»r 1971, v. 17, р, 333. 6 ПожарисскийК, М., Д у ш к и н В. А., Подопригора Г, И.— «Бюлл. эксп. биол. и мед.и, 1974, № 10. 7 Li 9 и в u г G. L.— «Fed. Р гос.», 1964, v. 23, р. 1386. й Принципы гнотобиологичесиой изоляции • кли нике (схема): вверху — местная изоляция (ле чение длительно незаживающих ран); в середи не — абактериальная хирургия (проведение хи рургических операций в абсолютно стерильном среде); внизу—общая изоляция (лечение боль ных с пониженной устойчивостью к инфекции) Окружающая нестерильная среда заштрихована Проведение хирургической операции в без* микробной среде с использованием гнотобио* логического изолятора (абактериальная хи- рургия). Фото «СеIstег — Isotechnie» (Франция).
Гнотобиологии в современной медицине 11
12 Г. И. Подопригора фактор и, с другой стороны, определить участие отдельных микроорганизмов в канцерогенной трансформации химиче¬ ских соединений. Эти данные позволят выработать онкологические критерии нормальной микрофлоры. ГНОТОБИОЛОГИЯ В КЛИНИЧЕСКОЙ МЕДИЦИНЕ В нашей стране с 1970 г., благодаря совместным усилиям сотрудников Лабо¬ ратории экспериментально-биологических моделей АМН СССР и кафедры детской хирургии 2-го MocKQBCKQro медицинского института им. Н. И. Пирогова, начата раз¬ работка проблем клинической гното¬ биологии. Использование гнотобиологической технологии в клинике открывает новые пути профилактики и борьбы с внутри¬ больничной инфекцией в хирургии. Можно
Гнотобиология е современной медицине 13 Изолятор-палата для общей гиотобиологической изоляции. <p0T0«Celster — Isotechnie» (Франция). Использование общей гното- биологической изоляции в про¬ цессе лечения новорожденного ребенка с иммунодефицитным состоянием. Фото «Celsfer — Isotechnie» (Франция). назвать три основных направления кли- нической гнотобиологии. Прежде всего, использование прин¬ ципа безмикробного изолятора дало воз¬ можность проведения хирургических операций в абсолютно стерильных усло¬ виях (принцип абактериальной хирургии). Пленочный гнотобиологический изолятор с подготовленным набором инструментов накладывают на операционное поле боль¬ ного и приклеивают к коже. Операцию проводят в полной изоляции, что позво¬ ляет резко сократить применение антибио¬ тиков. В таких условиях сейчас делают операции на почках, удаляют аппендикс, желчный пузырь, проводят костно-пласти¬ ческие операции в травматологии. После¬ операционный период протекает, как пра¬ вило, без инфекционных осложнений. Надежность гиотобиологической изоляции в противомикробной защите хирургиче¬ ских ран позволила пересмотреть статус
14 Г. И. Подопригора Специалистами американского центра космических исследований разработана подвижная система гнотобиологической изоляции в виде скафандра или костюма, в которой больной может вы¬ ходить из палаты-изолятора и находиться вне территории . больницы. Такая система была применена для изоляции ребенка, родившегося с тяжелой формой иммунодефицита. Фото НАСА. современной операционном и значитель¬ но расширить возможности оперативных вмешательств, в том числе в самых не¬ подготовленных условиях, в военно-по¬ левой хирургии, санитарной авиации и скорой помощи. Метод частичной (или местной) изоляции предназначен для лечения раы главным образом на конечностях. На ме¬ сто раны или ожога накладывают гнотобио- логический местный изолятор. Постоянный
Гнотобиология в современной медицине 15 микробный контроль показывает, что в процессе изоляции раневая микрофло¬ ра уменьшается и в видовом, и в коли¬ чественном отношении. Уже через 7— 9 сут рана становится стерильной. Это облегчает и самостоятельное заживление ран, и хорошо подготавливает раневую поверхность для аутопластики при обшир¬ ных процессах8. При общей гиотобиологической изоляции человек полностью отделен от окружающей микробной среды. Внутри изолятора созданы необходимые для жизни условия, включающие стерильный воздухообмен, поддержание постоян¬ ной температуры и влажности и пр. В слу¬ чае полной изоляции необходимо учиты¬ вать и собственную микрофлору больного. В процессе изоляции человека видовой состав населяющих организм микробов быстро сокращается — до 1—2 видов уже к 2—3-й неделям изоляции9. В этих уст ловиях возникает опасность развития бо¬ лезнетворных микроорганизмов из числа имеющихся в организме. Поэтому основ¬ ным принципом общей гнотобиологиче- ской изоляции является надежное обезг зараживание (или, как принято говорить, деконтаминация) организма от собствен¬ ных микробов с помощью антибиотиков и других антибактериальных препаратов. Материалы первого в нашей стране случая применения общем гнотобиологи- ческой изоляции в клинике детской хирур¬ гии 2-го Московского медицинского ин¬ ститута были доложены нами в начале 1977 г. на заседании Московского общест¬ ва хирургов. Успешное применение подоб¬ ного метода показало надежность гното- биологической защиты организма больного от инфекции. Общая гнотобиологическая изоля¬ ция необходима для лечения больных с общими (или, как принято говорить, си¬ стемными) нарушениями иммунитета. Имеются заболевания (так называемые иммунодефициты), при которых орга¬ низм совершенно беззащитен перед са¬ мыми безобидными микроорганизмами. Обеспечить надежный противомикробный барьер таким больным в процессе лече¬ ния может только гнотобиологический изолятор. В условиях противомикробной изоляции можно проводить лечебные ме¬ роприятия, направленные на восстановле¬ ние иммунитета организма. При использовании общей изоляции приходится учитывать существенные им¬ мунобиологические изменения, которые претерпевает изолированный организм. По этим соображениям, перед выведе¬ нием больного из изолятора во внешнюю среду проводят комплекс мероприятий, в частности подселение нормальной мик¬ рофлоры (реконтаминация), направленных на повышение устойчивости организма к микробам. • Несмотря на большие успехи гното¬ биологии, эта новая область науки далеко не исчерпала своих возможностей. Пред¬ стоит дальнейшее развитие и разработка ее технологических, экспериментальных, теоретических и прикладных проблем. РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА ТРУДЫ IX МЕЖДУНАРОДНОГО МИКРО¬ БИОЛОГИЧЕСКОГО КОНГРЕССА, Симпозиум по гнотобиологии. М., 1966. Чахава О. В. ГНОТОБИОЛОГИЯ. М., 1972. 8 Исаков Ю, Ф., Степанов Э. А., Подопригора Г. И., Г инодман Г. А.— «Вестник хирургии», 1976, N9 5. 9 Бенгсои М., Томе Ф. . Значение гнотобиологии в изучении космических полетов.— Тезисы IX Международного конгресса по микробиологии. М., 1966.
16 Геоморфология «Природа», 1978, № 6 Вертикальные движения побережий полярных морей А. А. Никонов Андрей Алексеевич Никонов, доктор геолого-минералогических наук, старший научный сотрудник Института физики Земли им. О. Ю. Шмидта АН CGGP. Занимается движениями земной коры, вопросами сейсмотектоники. Автор монографии: Голоцено¬ вые и современные движения земной коры. В журнале «Приро¬ да» опубликовал статьи: Современные движения земной коры ( 1972, № 3); Разлом Сан-Андреас предостерегает... (совместно с К. И. Никоновой) ( 1973, N9 12) и др. Первые признаки изменений в поло¬ жении суши и моря на побережьях поляр¬ ных морей, вероятно, обнаруживали по¬ моры еще многие сотни лет назад. Хорошо зная берега, они не могли не обратить внимания на обмеление бухт, появление из-под воды прибрежных скал и отмелей в Белом и Баренцевом морях. Сохранилось описание путешествия вдоль мурманского побережья в конце XV в. русского посланника Григория Исто¬ мы. Голландский корабль, на котором он плавал в 1496 г., не огибал нынешнего Ры¬ бачьего п-ова, а прошел к югу от него, т. е. на месте современной суши. Поэтому можно считать, что Рыбачий в то время был островом. В конце XVI в. голландские мореходы отмечали у западного побе¬ режья Новой Земли на глубине 4 м под¬ водную гряду, а в 1871 г. не ее месте были обнаружены многочисленные мелкие ка¬ менистые острова. В устье же Северной Двины ниже современного уровня моря были обнаружены торфяники и культур¬ ные слои неолитического времени — сви¬ детельства не поднятия, а опускания территории. Интенсивное изучение и освоение Арктики в 30—40-е годы нашего столетия дало богатый материал об изменении бе¬ реговой линии. Однако для суждения о вертикальных движениях земной коры этого было недостаточно, потому что в разных условиях одни и те же внешние признаки изменения берега порождают¬ ся разными причинами. Определение характера движений берегов потребовало прежде всего спе¬ циальных геоморфологических исследова¬ ний. К 1961 г. группа специалистов по геоморфологии берегов (А. С. Ионин, П. А. Каплин, В. С. Медведев) составила первую схему современных вертикаль¬ ных движений побережий Советского Союза. Эта схема не потеряла своего значения и сейчас, хотя она характери¬ зует движения чисто качественно. • В дальнейшем было предпринято несколько попыток дать количественные характеристики движений путем расчета средней скорости относительного изме¬ нения уровня моря в тех местах, где ведутся уровнемерные измерения. Одна¬ ко результаты получались недостаточно надежными и частью противоречивыми из-за отсутствия единой методики расче¬ тов, разнородного исходного материала и небольшой продолжительности периода наблюдений. К настоящему времени вдоль север¬ ных побережий СССР действует около 70 уровнемерных постов и длительность
Вертикальные движения побережий полярных морей 17 наблюдений на большинстве из них соста¬ вила 20 и более лет. Систематическая, с применением современных методов, обра¬ ботка этих данных позволила океаногра¬ фам Л. А. Борисову и С. В. Победонос¬ цеву вывести гораздо более точные, чем ранее, количественные значения верти¬ кальных движений берегов на большинстве пунктов. Расчетная точность при этом принималась не менее ±0,6—1,0 мм/год. На основе этих данных автором составле¬ на первая схематическая карта современ¬ ных вертикальных движений северных побережий Советского Союза в количест¬ венном выражении. Кроме уровнемерных данных при составлении этой карты использованы также результаты повтор¬ ного нивелирования Европейской части СССР и учтены геоморфологические при¬ знаки современных движений. На карте отмечены скорости движе¬ ний суши по отношению к среднему уров¬ ню моря. Между тем, по современным данным, уровень Мирового океана в те¬ кущем столетии повышается за счет увеличения объема воды со средней скоростью 1—1,5 мм/год. Чтобы получить абсолютные величины скорости движе¬ ний, нужно к показанным на карте зна¬ чениям алгебраически прибавить эту величину в областях поднятия и отнять ее в областях погружения. Как видно на карте, большая часть побережий материка поднимается. Наи¬ большая скорость поднятия характерна в целом для Мурманского побережья (2—4 мм/год), п-ова Таймыр (1—3 мм/год) и Новосибирских о-вов (2—6 мм/год). По¬ бережья полярных архипелагов и остро¬ вов с сохранившимися ледниковыми шап¬ ками также активно поднимаются — Новая Земля со скоростью 2—5 мм/год, Север¬ ная Земля — со скоростью 1—3 мм/год. Медленнее поднимаются гряда Пай-Хой и о-в Вайгач. Печорская и Западно-Сибирская низменности опускаются со скоростью до 3 мм/год, на всем Сибирском побе¬ режье полярных морей установлено толь¬ ко два участка погружения — к западу от дельты. Лены и на юго-востоке Чукотки. При этом абсолютная скорость погруже¬ ния не превышает 1—1,5 мм/год. Распределение участков погруже¬ ния и поднятия, выделенных на основе уровнемерных данных, в целом хорошо согласуется с результатами геоморфоло¬ гического анализа побережий, обычно отражающими тенденцию движения бе¬ рега за тысячелетия и многие столетия. Единственный значительный по протяже¬ нию участок побережья, где геоморфоло¬ гические и уровнемерные данные не сов¬ падают,— это Чукотка. По геоморфологи¬ ческим признакам, большая часть Чукот¬ ского побережья опускается, поднимает¬ ся только участок между заливом Креста и Анадырским лиманом. В то же время по уровнемерным данным восточная Чукот¬ ка поднимается. Интересно сравнить современные и послеледниковые — голоценовые, в том числе позднеголоценовые движения. На многих участках совпадают не только направленность, но и величины скорости движений, полученных разными мето¬ дами для разных промежутков времени. Примерную оценку величин скорости движений можно произвести, зная высоту и возраст террас на определенном участке. Так, на Западно-Мурманском побе¬ режье на берегу п-ова Рыбачий и в устье Печенги терраса высотой 17 м имеет возраст около 5,6 тыс. лет, 8-метровая терраса — около 4—3,5 тыс. лет, известно также, что 2,8 тыс. лет назад уровень моря превышал здесь 3 м. Если не при¬ нимать во внимание небольшие эвстати- ческие колебания уровня моря, то ско¬ рость поднятия этого участка побережья можно оценить величинами порядка 5,5— 4,3 мм/год за период от 5,6 до 3,5 тыс. лет назад, 7—5,5 мм/год от 3,5 до 2,8 тыс. лет назад и 1,2—1 мм/год за период от 2,8 тыс. лет назад до настоящего времени. В западном Беломорье около г. Ке¬ ми на террасе высотой 17—18,5 м распо¬ лагаются неолитические стоянки воз¬ растом 4,5—4 тыс. лет. Более низкие 10- и 5—2,5-метровые террасы сформирова¬ лись в суббореальное время 4,5— 2.7 тыс. лет назад, судя по возрасту пе¬ рекрывающего их более молодого тор¬ фяника. Во время заселения людьми высо¬ кой террасы уровень моря располагался на 12—16 м выше современного. Средняя скорость поднятия за период от 4,5 до 2.7 тыс. лет назад, таким образом, со¬ ставляет 3,6—4,4 мм/год, а за последние примерно 3 тыс. лет—1,6—0,8 мм/год. Эта величина совпадает со значениями скорости современных движений по геодезическим и океанографическим данным. О поднятии Новой Земли во второй половине послеледниковья можно судить по датировкам древесины-плавника в от¬ ложениях 8—8,5-метровой террасы (5055 ± ±100 лет) и 4—4,5-метровой террасы
18 А. А, Никонов (3510± 100 лет). Эти датировки позволяют считать, что за последние тысячелетия скорость поднятия побережья в районе Русской гавани равна 1—3 мм/год. При¬ мерно с такой же скоростью поднимались террасы Земли Франца-Иосифа и Шпиц¬ бергена. На юго-восточном побережье моря Лаптевых средние скорости относи¬ тельного поднятия побережья составляют 2,3—1,4 мм/год 8—3 тыс. лет назад и 1,0—0,75 мм/год от 4—3 тыс. лет назад до настоящего времени. Но имеются и участки, где побе¬ режье тех районов, которые поднимались в голоцене, ныне опускаются. К таким районам относятся юго-восточное по¬ бережье Кольского п-ова, о-в Колгуев, юго-восточное побережье Баренцева мо¬ ря. Например, восточная часть Кольско¬ го п-ова за последние примерно 6 тыс. лет поднялась на 30 м, т. е. со средней ско¬ ростью порядка 5 мм/год. Но в настоящее время это побережье явно погружается, море подтапливает низкую луговую тер¬ расу. На о-ве Колгуеве — самом северном и позднее всего освободившемся от по¬ следнего ледникового покрова участке Восточно-Европейской равнины — две го¬ лоценовых террасы/11- и 2-метровая, сви¬ детельствуют о поднятии острова за по¬ следние 4—3 тыс. лет со скоростью 1 — 2 мм/год. По уровнемерным же данным этот остров погружается на 1,6 мм еже¬ годно. Также опускаются юго-восточные берега Баренцева, южные берега Карско¬ го и западные берега Берингова морей, ранее поднимавшиеся. Все эти примеры нельзя, однако, рассматривать как противоречие между геоморфологическими и уровнемерными данными. Дело в том, что на ряде участ¬ ков в течение последних тысяч лет под¬ нятия сменились опусканиями, на других участках скорости поднятия в течение го¬ лоцена уменьшились. Причины таких из¬ менений кроются в происхождении дви¬ жений. Трудно считать их чисто тектониче¬ скими, так как такого рода движения долж¬ ны иметь длительную тенденцию. К тому же характер голоценовых и современных движений на рассмотренных участках не зависит от простирания и возраста геоло¬ гических структур. С одинаковой ско¬ ростью поднимаются, например, области палеозойской складчатости Фенноскан- дии, каледониды Норвегии и Шпицберге¬ на, герциниды Новой Земли, Северной Земли и Таймыра, область мезозойской складчатости от Новосибирских о-вов до Карта современных вертикальных движений по¬ лярных побережий: + 2 О пункты уровнемерных наблюдений значения скорости движений суши, мм год пункты, где скорость вертикальных движений определена за 300— 1000 лет по геолого>геоморфологИ‘ ческим признакам и радиоуглерод* ным датировкам изолинии скорости современных вертикальных движений сече¬ нием 2 мм год области опускания области поднятия современные ледниковые шапки контуры позднеплейстоценовых ледниковых покровов Усредненный продольный профиль вертикаль¬ ных движений: скорость современных кальных движений верти* осредненная кривая современных вертикальных движений воздымания платформенные области краевые прогибы области слабого и умеренного горообразования
Вертикальные движения побережий полярных морей 19
20 А. А, Никонов Молодая заволоченная терраса в западном Беломорье, образовавшаяся в результате слабо¬ го поднятия берега. Фото А. А. Никонова. Чукотки включительно. Опускаются об¬ ласти также независимо от возраста фун¬ дамента — дорифейского и байкальского для Восточно-Европейской платформы, герцинского для Западно-Сибирской пли¬ ты. Более того, изолинии скорости со¬ временных движений, за отдельными исключениями, никак не согласуются с простиранием геологических структур фундамента и чехла, но, как правило, секут их. В поисках причин современных вер¬ тикальных движений полярной области прежде всего необходимо обратить вни¬ мание на распределение движений в связи с распределением позднеплей¬ стоценовых ледниковых покровов и современных ледниковых шапок. Согласно современным представ¬ лениям, вся западная часть Советской Арктики в позднем плейстоцене была покрыта огромным Баренцевоморско- Сибирским ледниковым покровом, кото¬ рый на западе-юго-западе соединялся с Фенноскандинавским. Исчез этот по¬ кров, судя по недавним радиоуглеродным датировкам конечноморенных образова¬ ний на севере Печорской низменности, не раньше 9 тыс. лет назад. Современные ледниковые шапки Новой Земли, Север¬ ной Земли, Земли Франца-Иосифа и Шпицбергена считают реликтами этого древнего ледникового покрова. Приме¬ чательно, что почти вся область рас¬ пространения бывшего ледникового по¬ крова в настоящее время поднимается, а
Вертикальные движения побережий полярных морей 21 Мурманское побережье. Скалистый берег подни¬ мается здесь со скоростью нескольких милли¬ метров в год. Фото А. А, Никонова. более всего над бывшими центрами рас¬ текания .льда, т. е. над участками наи¬ большей мощности, или наибольшей аб¬ солютной высоты ледниковой поверхно¬ сти, К ним относят север Фенноскандии, полярные архипелаги, Таймыр и Полярный Урал. Большинство этих территорий, как мы уже видели, поднимались и в голоцене. Согласование современных движе¬ ний с распространением позднеплейсто¬ ценового оледенения и послеледниковыми движениями свидетельствует в пользу их гляциоизостатической природы. Иными словами, их надо рассматривать как реакцию земной коры на недавнее осво¬ бождение от ледниковой нагрузки, под которой она была прогнута, так же как это имеет место на территории других древних и современных крупных ледни¬ ковых покровов — Фенноскандинавского и Лаврентийского (Канада), а также Грен¬ ландского. Но Как же тогда объяснить совре¬ менное погружение Печорской и Запад- но-Сибирской низменностей, северные части которых также покрывались ледни¬ ком, хотя и периферическими его частями? И не противоречит ли это гляциоизоста- зии? Ни о каком противоречии говорить не придется, если вспомнить, что обшир¬ ные шельфовые области, примыкающие к этим низменностям, по мере таяния льда сразу же затоплялись водами послеледни¬ ковой трансгрессии. Двухсотметровая и даже большая толща воды на площади в тысячи квадратных километров создала
22 А. А. Никонов такую нагрузку, что заставила обширные низменные области постепенно проги¬ баться. Известно, что прогибание земной коры начинается под нагрузкой в несколь¬ ко килограммов на квадратный сантиметр на площади в сотни квадратных километ¬ ров, а столб воды толщиной 200 м создает нагрузку порядка 20 кг/см2. Поэтому впол¬ не закономерно, что слабое гляциоизо- статическое воэдымание сменилось здесь гидроизостатическим погружением. Участки особенно активных опуска¬ ний на севере Восточно-Евролейской платформы (до 6—в мм/год) находятся за пределами бывшего ледникового покрова, и их можно рассматривать как пояс ком¬ пенсационных погружений, аналогичный тем, которые известны вокруг Фенно- скандинавского и Лаврентийского по¬ кровов. В восточной части побережья по¬ лярных морей также распространены об¬ ласти современных поднятий. Однако све¬ дения о позднеплейстоценовых ледни¬ ковых покровах на этой территории го¬ раздо более скудные, и мнения исследо¬ вателей об их количестве и размерах значительно расходятся. Зная общую за¬ кономерность действия гляциоизостазии, мы в данном случае можем по области современного поднятия попытаться пред¬ ставить себе размеры позднеплейстоце¬ нового наземного ледникового покрова. Тогда придется допустить, что на шельфе Восточно-Сибирского моря и прилежащей суше существовал крупный позднеплей¬ стоценовый ледниковый покров. С этой точки зрения, погружение не¬ больших участков побережья моря Лап¬ тевых и Берингова можно считать ком¬ пенсационным, т. е. происходящим за границами ледниковых покровов. Но за пределами покровов могут сказываться и чисто тектонические причины. Современ¬ ное погружение Чукотского побережья можно считать продолжением голоцено¬ вого погружения древней Берингии, в ре¬ зультате которого разрушился сухопут¬ ный мост, соединявший Евразию и Америку. Что же касается небольшого участка южного побережья моря Лапте¬ вых западнее дельты Лены, то его опус¬ кание предположительно можно связы¬ вать с эмбриональной зоной растяже¬ ния, расположенной на продолжении рифтовой зоны хребта Гаккеля в Север¬ ном Ледовитом океане. Этот участок погружения ограничен поднятиями, осо¬ бенно на востоке. Так или иначе, нельзя не обратить внимания на то, что большая часть дельты Лены втянута в поднятие, между тем как обычно дельты крупных рек испытывают погружения за счет растущей нагрузки приносимых реками осадков. Карта современных вертикальных движений Арктики, несомненно, будет со временем уточняться и видоизме¬ няться. Однако нет оснований ожидать изменения главных ее закономерностей. Этим определяется целесообразность использования карты при проектировании и эксплуатации портов и других строи¬ тельных объектов на побережье. РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА Борисов Л. А. СОВРЕМЕННЫЕ ВЕРТИКАЛЬНЫЕ ДВИЖЕНИЯ ПОБЕРЕЖЬЯ МОРЯ ЛАПТЕВЫХ,— «Океанология», 1973, т. XIII, вып. 5. Борисов Л. А. ИЗМЕНЕНИЯ СРЕДНЕГО УРОВ¬ НЯ ВОСТОЧНО-СИБИРСКОГО, ЧУКОТСКОГО И БЕРИНГОВА МОРЕЙ.— «Океанология», 1975, т. XIII, вып. 6. Ионин А. С., Каплин П. А., Медведев В. С. КАРТА СОВРЕМЕННЫХ ВЕРТИКАЛЬНЫХ ДВИ¬ ЖЕНИЙ БЕРЕГОВ МОРЕЙ СССР И ГЕОЛОГО¬ ГЕОМОРФОЛОГИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ИХ ИЗУ¬ ЧЕНИЯ.— В кн.: Современные тектонические движения земной коры и методы их изучения. М., 1961. Никонов А. А. ГОЛОЦЕНОВЫЕ И СОВРЕМЕН¬ НЫЕ ДВИЖЕНИЯ ЗЕМНОЙ КОРЫ. М., 1977.
Зоология «Природа», 1970, № 6 23 Исчезновение туранского тигра Р. Л. Потапоа Кандидат биологически! наук Зоологический институт АН СССР Ленинград Как ни печально об этом сообщать, но «слад за балийским тигром исчез с лица земли еще один подвид этого •еликолепного хищника —■ ту* ранский тигр (Panthera tlgris v'i rgata) — один из двух Ареал распространения (цвет¬ ная заливка) и размножения туранского тигра а конце XIX—XX ее. (по В. Г. Генше¬ ру, А. А. Слудскому, 1971, с дополнениями); штриюакой по¬ казана не елолно выясненная зона распространения; цветными цифрами отмечены последние встречи тигра, остальные циф¬ ры — последний год размножения е данной местности. подвидов, обитавших в нашей стране, и не осталось реши¬ тельно никаких надежд на то, что он еще где-нибудь со¬ хранился. Туранский тигр лишь не¬ много уступал в размерах уссурийскому тигру — само¬ му крупному из всех подвидов, а отдельные экземпляры дости¬ гали такой же большой величи¬ ны. Наиболее крупный туран¬ ский тигр, попавший а руки исследователей, имел длину 360 см. Вес отдельных экзем¬ пляров превышал 240 кг1. Окраска туранского тигра за¬ метно ярче, чем уссурийско- ко,— красновато-рыжая с бо¬ лее многочисленными и более узкими темными полосами. 1 Г е п т н е р В. Г., Слудский А. А. Мле¬ копитающие Советского Союза. Т. 2, ч. 2, М., 1972. Типичными местами обитания этого тигра были густые пой¬ менные заросли вдоль подно¬ жий гор, у рек и озер, изоби¬ ловавшие различными копыт¬ ными животными. Первоначальный ареал этого подвида был весьма об¬ ширным. Сокращение ареала началось около ста лет на¬ зад, но особенно быстрыми темпами стало. идти -с 30-х годов нашего столетия. Все усиливающиеся факторы бес¬ покойства со стороны человека, истребительная охота привели к тому, что к 1940 г. тигры исчезли из большинства райо¬ нов, где еще недавно были обычными. Особенно губи¬ тельным для этих крупных хищников оказалось уничто¬ жение основной среды их оби¬ тания — тугайных зарослей вместе с населяющей их фау¬ ной. Ведь для нормального существования взрослому тиг- ГТи оз Балхаш
24 г. j i. и ота по в Туранский тигр. Фото А. Шайжета (из кн.: Эль-Регистан. Стальной коготь М.—Л.. 19401.
Исчезновение туранского тигра 25 ру необходимо в среднем 10—12 кг мяса в день, а вы¬ водок тигров съедает за год свыше 5 т мяса2. Нетрудно представить себе, какая чис¬ ленность копытных животных должна быть, чтобы поддержи¬ вать существование даже не¬ большой микропопуляции тиг¬ ров. И она была, такая высо¬ кая численность копытных. Тугайные биоценозы от¬ личаются высокой продуктив¬ ностью, а следовательно, и очень высокой плотностью животного населения. Но имен¬ но эта высокая продуктив¬ ность тугаев, плодородие их почв и вода стали привлекать сюда и человека. Плодород¬ ные земли по соседству с водой всегда были дефицитом в этих местах. Наступление человека на тугаи началось давно, но за последние полвека оно велось с исключительной интенсив¬ ностью. Непролазные тугайные заросли исчезали на глазах, сменяясь ровными квадрата¬ ми хлопковых, рисовых, табач¬ ных плантаций. Тугайные леса вырубались и превращались в выпасы для скота. Быстро со¬ кращалась численность каба¬ нов и оленей, составлявших главную пищу тигров, а не¬ большие клочки уцелевших за¬ рослей уже не могли быть за¬ щитой для спокойного выве¬ дения потомства. Небольшие по размерам заповедники и заказники не спасали положение, и в ре¬ зультате к 1950 г. тигры исчез¬ ли из тугаев дельты и верховь¬ ев Амударьи — последних мест в нашей стране, где они еще размножались. Примерно к этому же времени исчезли тигры из Афганистана3 и из северо-западного Китая. Оста¬ валась последняя, ничтожно малая популяция в прикас¬ пийских плавнях Ирана. Однако процесс освое¬ ния земель шел и там, и ре¬ гулярные сообщения о тиграх в обширных тростниковых 1 Капланов Л. Г. Тигр, изюбрь, лось. М., 1948. 1 Н и т к а мм е р Д. О млекопитающих Афга¬ нистана. Материалы I Меж¬ дународного теориологи- ческого конгресса. Т. 2, М., 1974. зарослях иранского Прикас- пия становились все более редкими и прекратились при¬ мерно в то же время, в начале 50-х годов. Там тигров пресле¬ довали и травили ядовитыми приманками как истребителей домашнего скота. Тигр и здесь был обречен. Последнее до¬ стоверное сообщение о его встрече датируется 1958 г. Но тигры явно где-то здесь жили и после 1958 г., где-то в глухих уголках еще теплился угасающий огонек каспийской популяции. Но настал черед и для этих уголков. Последним туранским тиграм пришлось покинуть разоренные челове¬ ком родные для них тростники и перебраться в густые леса на склонах Талышских гор и хребта Эльбурс, к жизни в кото¬ рых они явно не были приспо¬ соблены. Здесь их время от времени еще встречали сель¬ ские жители, но встречи эти становились все более ред¬ кими. Покинув родные места, одиночные тигры стали бро¬ дяжничать, повсюду сталкива- . ясь с людьми, с шумом работа¬ ющих механизмов и с трудом находя себе пропитание. И по¬ следняя вспышка сообщений о встречах тигров в Ленкора¬ ни и по Амударье в 1963— 1968 гг., внушившая было оп¬ тимизм некоторым зоологам, на самом деле была предсмерт¬ ным сигналом погибающей популяции. В июне 1976 г. мне до- велось посетить национальный парк «Мохаммед Реза Пехле¬ ви» в Иране, расположенный рядом с исконными местами обитания тигров у Горгана. Именно здесь, на территории этого парка, в последний раз видели тигра иранские зооло¬ ги в 1956 г. После долгих рас¬ спросов мы выяснили, что никто из опытных егерей парка, прекрасно знавших местную фауну, за последние годы не встречал следов пребывания тигров и не слышал об этом от других. Зоологическая служ¬ ба Департамента среды Ира¬ на провела в последние годы обширные изыскания во всех местах былого обитания тигра, широко используя приманки, наблюдения скрытой камерой, поиски следов. Эти поиски длились шесть лет, и вот сей¬ час, согласно последним опубликованным данным4, ни одного тигра на территории Ирана не осталось. Не оста¬ лось его, таким образом, боль¬ ше нигде, и люди, наблюдав¬ шие одиночного зверя близ Нукуса на Амударье летом 1968 г. и осенью 1971 г. на р. Пяндж5, были последними, кто видел туранского тигра живым. Был ли неизбежен такой финал? Можно ли было спасти этого редкого хищника? Да, можно было, но только в том случае, если бы работа эта была начата примерно лет 30 на¬ зад. Но в те трудные времена проблема охраны среды в на¬ шей стране остро не стояла перед лицом гигантских задач по восстановлению областей, полностью разрушенных вой¬ ной. А для спасения туранско¬ го тигра нужны были разра¬ ботка и реализация сложной дорогостоящей программы, в которой необходимое участие должны были принимать и Иран, и Афганистан. В те времена это было совершенно нереально, а немного времени спустя стало слишком поздно. Туранский тигр исчез. И эта потеря должна послу¬ жить для нас суровым уроком, наглядно демонстрируя пагуб¬ ность промедления в делах охраны природы. Конечно, численность туранских тигров перешла нижний критический уровень в те времена, когда охрана природы в нашей стране только начинала разворачи¬ ваться. Сейчас такие промахи уже непростительны. 4 A Juide to the Mammals of Iran. Dept, of Envi¬ ronment, Tehran, 1977. 5 Б а н н и к о в А. Г„ Соков А. И. Тигр в Таджикистане. — «Приро¬ да», 1972, № 1, стр. 121.
26 Шизика «Природа», 1970, № 6 Состояние, перспективы и проблемы лазерного термоядерного синтеза в энергетике будущего Н. Г. Басов Николай Геннадиевич Басов, академик, член Президиума АН СССР, директор Физического института им. П. Н, Лебедева АН СССР, заведующий Лабораторией квантовой радиофизики того же ин¬ ститута, Один из создателей мазеров и разного типа лазеров; работает над их применением в различных областях науки и техники. Лауреат Ленинской и Нобелевской премий, Герой Со¬ циалистического Труда, иностранный член академий наук ряда стран. Председатель Правления Всесоюзного общества «Знание». Главный редактор журнала «Природа». В «Природе» опубликовал ряд статей. В решении энергетической пробле¬ мы — одной из наиболее острых проблем, стоящих перед будущими поколениями,— существенную роль может сыграть исполь¬ зование лазеров. Физические исследования в этом направлении были начаты около 15 лет назад, и сейчас во всем мире ведет¬ ся активная и многосторонняя работа, на¬ правленная на осуществление выдвинутой в нашей стране идеи лазерного термоядер¬ ного синтеза. Принцип получения энергии в лазер¬ ном термоядерном синтезе заключается а следующем. Термоядерная мишень сфери¬ ческой формы, содержащая во внутренней части термоядерное горючее (смесь дей¬ терия и трития), со всех сторон облучается лазерными пучками. Поглощаясь, излуче¬ ние испаряет и нагревает вещество, в ре¬ зультате чего внешняя часть мишени —- «корона» — разлетается навстречу лазер¬ ным лучам. Согласно закону сохранения имлульса, внутренняя часть мишени дви¬ жется к центру, сжимаясь и нагреваясь при этом до такой степени, что в термоядерном горючем развиваются термоядерные реак¬ ции. За счет этих реакций происходит мик- ровэрыв, энергия которого может быть преобразована в электрическую. Отметим, что в подобной схеме вме¬ сто лазерного излучения можно использо¬ вать также пучки релятивистских электро¬ нов и ионов. Однако анализ физических характеристик корпускулярных и световых пучков позволяет, на наш взгляд, сде¬ лать выбор в пользу лазерного излучения. Прежде всего, лазерное излучение погло¬ щается чрезвычайно тонким (10*3— 10*4 см) слоем мишени; в результате вы¬ сокое давление создается «снаружи» и до¬ стигается хорошее сжатие дейтерия и три¬ тия. При таких условиях возможно интен¬ сивное термоядерное горение. Корпуску¬ лярные пучки (релятивистские электроны прежде всего) проникают на существенно большую глубину; это приводит к пред¬ варительному нагреву горючего, что сни¬ жает сжатие и термоядерный выход. Кро¬ ме того, когерентность лазерного излуче¬ ния обеспечивает высокую удельную мощ¬ ность процесса выделения энергии (1018 Вт/см3 против 10м Вт/см3 для кор¬ пускулярных пучков), а также возможность управлять формой импульса во времени и транспортировать лазерное излучение на большие расстояния. Имеются все основа¬ ния предполагать, что эти свойства лазеров сохранятся при переходе к большим масш¬ табам энергий — на основе современной технологии достижима энергия ~ 10* Дж. Вместе .с тем и в случае лазерного излучения могут существовать неблагопри¬
Состояние, перспективы и проблемы лазерного термоядерного синтеза в энергетике будущего 17 ятные режимы. Так, в зоне поглощения из¬ лучения возникает вторичное излучение — рентгеновское или жесткие электроны. Это также приводит к предварительному про¬ греву мишени и в конечном итоге—-к уменьшению термоядерного выхода. Рассмотрим, при каких условиях воз¬ можно осуществление замкнутого энерге¬ тического цикла в лазерном термоядерном синтезе и получение полезной энергии. Проанализируем следующий процесс: ла¬ зер генерирует единичный световой им¬ пульс; под действием этого импульса в необходимо учесть потери энергии, выде¬ лившейся в виде тепла. Итак, пусть энер¬ гия лазерного импульса составляет величи¬ ну EL- Если tj —коэффициент полезного действия (КПД) лазера, то для получения такого импульса необходимо затратить электрическую энергию Е^/Л. В реакторе энергия лазерного импульса увеличивается в К раз; таким образом, на электрогенера¬ тор поступает энергия KEL. В электриче¬ ство преобразуется только часть этой энергии: osKEl (ОС — КПД генератора). Другая часть (1 — a) KEL превращается лазерное излучение корона минровзрыв мишени Схема образования термоядерного взрыва. мииро- реакторе происходит термоядерная реак¬ ция; энергия термоядерной реакции пре¬ образуется в электрическую; часть этой энергии возвращается к установке для пи¬ тания лазера, другая часть может исполь¬ зоваться традиционным образом. При этом в тепло. Таким образом, количество по¬ лезной электрической энергии составляет величину „ , EL(aK — 1/п). а полное количество тепловой энергии — EL[(1 — ex) К -Ь 1/П — 1]. Отношение этих величин может слу¬ жить характеристикой эффективности цик¬ ла: й _ аК — 1/Д р-(1-а)К+1/11-1 • Сравнение лазерных и корпускулярных пучков как источников инициирования термоядерной реакции Характеристики J1 ааеры Электроны Ионы Полная анергия, кДж Длительность импульса, не Размер пятна фокусировки, мхм Поток мощности, Вт/см4 Удельная мощность процесса выделения энергии, Вт/см2 Возможность управлять формой импульса 1 100 10 0,1-100 25-100 25-100 до 60 10’ 10< до 10п 1013 101» до 1018 10“ 10“ имеется ? ? 0,2-5 30 ?
28 Н. Г. Басо Если задаться значениями р и О., то можно получить зависимость КПД лазера от коэффициента усиления по энергии в реакторе К для энергетически оправдан¬ ного цикла. Например, при (3 =3/7,а= 0,5 и при Г) =3—5% необходимо обеспечить коэффициент усиления по энергии в реак¬ торе К = 170—100. Если К = 103—3 • 103, то в принципе возможно использование лазе¬ ров с Т| =0,3%. Таким образом, рассмот¬ ренные энергетические соображения дик¬ туют жесткую зависимость характеристик используемой в электростанции лазерной Скема энергетического цикла в лазерной термо¬ ядерной электростанции. Зависимость КПД лазера Г| от коэффициента усиления по энергии в термоядерном реак¬ торе К. системы от коэффициента усиления термо¬ ядерных мишений по энергии. Следует отметить, что рассмотрен¬ ные выше соображения о замкнутости энергетического цикла пригодны для лю¬ бых способов инициирования термоядер¬ ных реакций. Например, если вместо лазе¬ ра использовать электронный пучок, то можно считать, что 20% электрической энергии превращается в кинетическую энергию электронов. Тогда коэффициент усиления мишеней по энергии должен быть не меньше, чем 50. Итак, дает ли нам физика основания надеяться на выполнение этих жестких ус¬ ловий? ЛАЗЕРЫ Очевидно, что лазеры, которые бу¬ дут использоваться в промышленных энер¬ гетических установках, должны отличаться от применяемых в экспериментальных ис¬ следованиях. Выше мы показали, в частности, что КПД лазера должен жестко зависеть от коэффициента усиления мишеней по энер¬ гии. Понятно, что эта зависимость не су¬ щественна на этапе исследовательских ра¬ бот. Предельная длительность эксплуата¬ ции лазерных установок также не сущест¬ венна на этом этапе, в то время как в электростанции она должна составлять не менее 10е импульсов, т. е. в 105 раз пре¬ вышать длительность эксплуатации совре¬ менных лазерных систем. Наконец, необхо¬ димо создать лазерную установку, кото¬ рая, удовлетворяя всем прочим условиям, должна работать с частотой повторения 1-—10 Гц: экспериментальные лазерные си¬ £l НГЩ лазера, -п коэффициент КЕ. otKEL ^ усиления, по НПД генератора, — энергии,К а электрическая энергия Ю4 К
Состояние, перспективы и проблемы лазерного термоядерного синтеза в энергетике будущего 29 стемы могут генерировать лишь единичные импульсы. Для исследовательских целей в раз¬ личных лабораториях мира разрабатыва¬ ются, создаются и используются лазеры нескольких типов. Наиболее удовлетвори¬ тельными параметрами обладают сейчас стеклянные неодимовые и газовые С02- лазеры. В нашей лаборатории основное на¬ правление работы связано с неодимовыми лазерами. Вместе с тем у нас создан и ис¬ следуется мощный йодный лазер, изуча¬ ются возможности химического лазера и газовых лазеров высокого давления. В настоящее время заканчивается сооружение мощной лазерной установки «Дельфин» с энергией в импульсе 104 Дж. Эта установка представляет собой лазер с последовательно-параллельной системой оптических усилителей. В качестве «за¬ дающего генератора» используются два типа лазеров: с модулированной доброт¬ ностью и с пассивной синхронизацией мод. Это позволит изменять длительность фор¬ мируемых импульсов в пределах 10'8— 10 ",0 с. Система предварительных каска¬ дов усиления обеспечивает на выходе сле¬ дующие параметры лазерного излучения: энергия импульса — 30—50 Дж, расходи¬ мость — 10"4 рад, контрастность — не менее 107. Такой пучок света разделяется на четыре, и каждый из них вводится в мощные каскады оптических усилителей, где происходит последовательное расщеп¬ ление пучков в сочетании с дополнитель¬ ным усилением. Суммарное количество пучков на выходе составляет 216. При этом оптическая схема размещения выходных каскадов, деления и разведения пучков предусматривает автоматическую компен¬ сацию разности оптического пути в от¬ дельных каналах усиления. Все усилительные каскады собраны на базе промышленного усилителя ГОС- 1001 с активным элементом, представляю¬ щим собой стержень из неодимового стек¬ ла диаметром 45 мм и длиной накачивае¬ мой части 570 мм. Конструктивно усили¬ тельные каскады выполнены в виде двух типов кассет, содержащих 28 или 18 эле¬ ментов. Чтобы сфокусировать 216 пучков ла¬ зерного излучения на сферическую термо¬ ядерную мишень, приходится применять концентраторы лазерной энергии. Они представляют собой многопризменные зеркала, на каждое из которых падает 18 параллельных пучков диаметром 45 мм. Сформированный концентратором пучок имеет диаметр около 280 мм и энергию 0,9 кДж. Эти составные пучки фокусиру¬ ются на мишень 12 объективами через ок¬ на вакуумной камеры. Симметрия фокуси¬ ровки кубическая, при этом по каждым взаимно противоположным осям вводится по 4 пучка, апертуры которых не перекры¬ ваются (это предотвращает самовозбужде¬ ние лазера). Все элементы лазерной уста¬ новки, вакуумной камеры и диагностиче¬ ской аппаратуры размещены в оптическом зале площадью 685 м2. Лазер смонтирован на виброустойчивом оснований. Батарея накопительных конденсаторов и система устройств для их зарядки расположены в подвальном помещении непосредственно под установкой. Запасаемая в накопитель¬ ной- батарее энергия составляет около 10 МДж. Расчеты показывают, что при дости¬ жении запланированных параметров уста¬ новки окажется возможным эффективный нагрев термоядерных мишеней и физиче¬ ский демонстрационный эксперимент, в ко¬ тором энергия термоядерных реакций сравнится с энергией лазерного излуче¬ ния, затраченной на нагрев термоядерной плазмы. Таким образом, мы считаем, что неодимовые лазеры могут обеспечить по¬ требности физического этапа исследова¬ ний, включая демонстрационный экспе¬ римент. Широкая программа исследований с использованием неодимовых лазеров проводится также в Ливерморской лабора¬ тории (США) и ряде других физических лабораторий мира. Несомненно, подходящими для ис¬ следовательского и демонстрационного этапа окажутся и С02-лазеры. В последние годы в этом направлении достигнуты боль¬ шие успехи. В частности, в Лос-Аламосской лаборатории (США) для исследований по лазерному термояду создан лазер с энер¬ гией 10 кДж (КПД 5%) и разрабатывается проект лазера на энергию 100 кДж. Какие из лазеров окажутся подходя¬ щими для будущих энергетических устано¬ вок? Однозначного ответа на этот вопрос пока не существует. Однако физического запрета на Достижение в лазерных уста¬ новках необходимых параметров также нет. Возможные направления работы мо¬ гут быть связаны с созданием С02 - или химических лазеров с высокой эффектив¬ ностью. На наш взгляд, не следует прене¬ брегать и неодимовым лазером, поскольку эффективность в несколько десятых про¬ цента или 1 % может оказаться приемле¬ мой для гибридных электростанций, а такая эффективность достижима, если обе¬ спечить необходимое согласование дли-
30 Н, Г. Басов Концентратор энергии — многопризменное зер* кало. тельности и спектра накачки с оптическими характеристиками неодимового стекла. ТЕРМОЯДЕРНЫЕ МИШЕНИ Обсуждение вопроса о термоядер¬ ных мишенях уместно начать с эксперимен¬ тальных результатов, которые выявляют две тенденции развития лазерного термо¬ ядерного синтеза. Одно направление бази¬ руется на использовании коротких лазер¬ ных импульсов и высоких потоков облуче¬ ния (1014 Вт/см2 и выше). Его развивают в Ливерморской и в некоторых других ла¬ бораториях. При таком подходе сравни¬ тельно легко достигается устойчивое сжа¬ тие, однако заметная доля энергии теря¬ ется при отражении излучения от мишени. Кроме того, в этом случае осуществляется тот неблагоприятный режим, при котором возникает жесткое излучение, прогреваю¬ щее мишень, что уменьшает термоядер¬ ный выход. Тем не менее выход нейтронов на 1 Дж в таких экспериментах составил 7 ■ 10*, а оптическая толщина горючего (т. е. произведение его плотности на ра¬ диус) достигала 2 10-4 г/см2. Эффектив¬ ность квазистационарных термоядерных установок с магнитным удержанием плаз¬ мы обычно характеризуют параметром пТ, где п — средняя плотность, Т — вре¬ мя удержания термоядерного горючего. Величина 2 -10"4 г/см2 соответствует пара¬ метру пт= 10 12. С нашей точки зрения, разумнее ис¬ пользовать более продолжительные лазер¬ ные импульсы и умеренные потоки излуче¬ ния (1013 — 1015 Вт/см2). При этом исклю¬ чаются отмеченные выше недостатки, но более напряженной является проблема устойчивости. В экспериментах, проведенных в ФИАНе на установке «Кальмар», облуча¬ лась сферическая тонкостенная мишень из стекла радиусом R = 50—70 мкм с толщи¬ ной стенок A R = 1—3 мкм, наполненная дейтерием под давлением 35 атмосфер. Сферическая симметрия мишени была близка к идеальной. Поглощенная в мишени лазерная энергия составляла около 30 Дж. При этом достигалась плотность дейтериевого газа около 8 г/см3 (объемное сжатие не менее чем в 103 раз). Выход нейтронов в возни¬ кающих ДД-реакциях составлял 3-10* за один импульс (при наполнении мишени смесью дейтерия и трития в этих же усло¬ виях выход нейтронов мог бы составить 10е). Анализируя эти данные, можно ска¬ зать, что из всех имеющихся в настоящее время термоядерных экспериментов имен¬ но в лазерных экспериментах достигнут наибольший выход нейтронов по отноше¬ нию к поглощенной в плазме энергии. При этом в обсуждаемых экспери¬ ментах поглощение энергии составляет около 30%. С увеличением размеров ми¬ шени, энергии и длительности облучения, т. е. при использовании именно умеренных потоков лазерного излучения, поглощение может составить 70—90%. Вернемся, однако, к вопросу об ус¬ тойчивости сжатия. Опыт показал, что для мишеней с отклонением от сферической формы, не превышающим 3%, и отношением R/Ь R = 35 сжатие устойчиво. Но можно ли на осно¬ вании этого факта ожидать устойчивого сжа¬ тия для мишеней с большим отношением RA R, ответить непросто. По проблеме воспламенения, важной для термоядер¬ ного горения больших мишеней и, следо¬ вательно, для прогноза характеристик электростанции, сейчас никаких экспери¬
Состояние, перспективы и проблемы лазерного термоядерного синтеза в энергетике будущего 31 Вакуумная камера для термоядерной мишени (фрагмент установки «Дельфин»!. ментальных данных нет, и здесь мы можем основываться только на математическом моделировании процессов в мишенях. Эту работу, а также анализ экспериментов с помощью ЭВМ, мы проводим совместно с Институтом прикладной математики АН СССР. Наша физико-математическая модель процессов в лазерной мишени воплощена в ряде одномерных и двумер¬ ных программ. В одном из численных экс¬ периментов по программе «Луч» решают¬ ся двухтемпературные гидродинамические уравнения с учетом электронной тепло¬ проводности, переноса термоядерных ча¬ стиц, предварительного прогрева, реальных уравнений состояния, переноса и поглоще¬ ния лазерного излучения. Эта программа показала хорошее соответствие расчетов и физического эксперимента, что дает ос¬ нование надеяться на обоснованность компьютерных прогнозов. Расчеты показывают, что при устой¬ чивом сжатии и энергии лазерного излуче¬ ния 1 МДж можно получить термоядер¬ ный выход 1000 МДж. Удастся ли провести такой эксперимент, зависит от аккуратно¬ сти приготовления мишеней и точного зна¬ ния границы между устойчивым и неустой¬ чивым сжатием. Это зависит также от про¬ цесса инициирования и распространения термоядерных реакций из области иници¬ ирования по всему объему горючего. Но знание того, что большой термоядерный выход физически возможен, дает нам «ка¬ питал», которым можно платить или за де¬ шевые мишени, или за устойчивость сжа¬ тия, или за снижение требований к лазер¬ ной системе, или за более экономичную конструкцию лазерного термоядерного реактора. ЛАЗЕРНЫЙ ТЕРМОЯДЕРНЫЙ РЕАКТОР Исследования, связанные с Создани¬ ем лазерного термоядерного реактора — это, безусловно, важнейшая проблема на¬ ряду с созданием лазеров и термоядерных мишеней. В настоящее время нет доста¬ точных данных для технического проекти¬ рования этих реакторов, однако предвари¬ тельная разработка таких проектов необ¬ ходима, так как она как раз и позволяет выявить параметры лазеров и мишеней, которые нужны для создания лазерной электростанции. Такой предварительный
32 Н. Г. Басо проект лазерного термоядерного реактора разработан нами совместно с Институтом высоких температур АН СССР (ИВТАН). Известно, что подобные проекты разра¬ батываются также в США и ФРГ. Трудности, возникающие при проек¬ тировании реактора, связаны прежде всего с особенностями энергии, выделяющейся в результате термоядерной реакции. Спе¬ цифическая черта дейтерий-тритиевой ре¬ акции состоит в том, что основная часть энергии (~71 %) приходится на долю быст¬ рых нейтронов с высокой проникающей способностью, и только 23% — на долю заряженных частиц. Эффективное преоб¬ разование энергии продуктов термоядер¬ ного микровзрыва (быстрых нейтронов и альфа-частиц) в один из видов энергии, диктуемых структурой потребления (элект- ричество, тепло, химическая или ядерная энергия вторичного топлива) — это слож¬ ная научно-инженерная проблема. Очевид¬ но, что, решая эту проблему, мы должны опираться на технологические возможности сегодняшнего дня или обозримого буду¬ щего. Итак, лазерный термоядерный реак¬ тор должен прежде всего обеспечить: оптимальные условия для ввода дей¬ терий-тритиевой мишени и лазерного из¬ лучения; удержание продуктов микровзрыва в неразрушаемой оболочке (взрывной ка¬ мере) и первую ступень преобразования энергии термоядерного микровзрыва; возможность многократного повто¬ рения микровзрывов в квазинепрерывном режиме с достаточно высокой частотой; возможность воспроизводства три¬ тия. Эти задачи диктуют конструктивные особенности реактора. В нашем проекте взрывная камера представляет собой сфе¬ рическую полость, образованную так называемой первой стенкой, которая должна обеспечивать достаточную проч¬ ность по отношению к импульсным ме¬ ханическим нагрузкам с давлением в де¬ сятки килобар за времена порядка 10 мкс. Взрывная камера окружена также сферической поверхностью, и пространст¬ во между этими двумя сферами заполнено жидким литием (эта часть конструкции на¬ зывается бланкетом). Главная функция бланкета состоит в замедлении и поглоще¬ нии быстрых нейтронов, в воспроизводстве трития (при поглощении нейтронов в изо¬ топе 4Li образуется тритий) и в выполне¬ нии функции теплоносителя. Внешняя часть реактора должна обеспечить надеж¬ ность и безопасность работы. Существует несколько концепций проектирования взрывной камеры. Дело в том, что первая стенка должна не только удовлетворять условиям прочности, но должна также компенсировать расход ма¬ териала, испаряемого с внутренней поверх¬ ности стенки потоками рентгеновского излучения и альфа-частиц. Наиболее ин¬ тересные из этих концепций — это, на наш взгляд, взрывные камеры с «мокрой» и с «сухой» стенкой. В схеме с «мокрой» стенкой повреж¬ дение взрывной камеры предотвращается тем, что ее внутренняя поверхность покры¬ вается тонкой пленкой из жидкого лития. Поглощая гамма-излучение и альфа-части¬ цы, образующиеся в результате термо¬ ядерной реакции, эта пленка испаряется, оставляя «нетронутой» стенку взрывной ка¬ меры. При многократном повторении мик¬ ровзрывов пленка обновляется за счет ли¬ тия, поступающего из бланкета. В такой схеме первая стенка представляет собой многослойную сетку, пористость и толщи¬ на которой выбраны таким образом, чтобы обеспечить поглощение в литиевой плен¬ ке, покрывающей сложную поверхность этой сетки, гамма-излучения и альфа- частиц. Камера с «сухой» стенкой не обнов¬ ляется в течение всего периода использо¬ вания, на который она рассчитана. Ве¬ щество с высокой температурой испаре¬ ния, например графит, испаренное со стен¬ ки потоками альфа-частиц и гамма-излуче- ния, за короткое время осаждается обрат¬ но за счет интенсивного внешнего охлаж¬ дения. Естественно, форма полости со временем искажается, однако, как пока¬ зывают оценки, время, за которое проис¬ ходят катастрофические изменения фор¬ мы, может оказаться достаточно большим, чтобы такое решение представляло тех¬ нический интерес. Проведенный в ИВТАНе совместно с нами анализ различных концепций в про¬ ектировании лазерных термоядерных ре¬ акторов привел к убеждению, что наибо¬ лее обоснованной на ближайшее время является схема с «мокрой» стенкой. При этом выбор внутреннего диаметра взрыв¬ ной камеры должен определяться с уче¬ том таких факторов, как: плотность нейтронных потоков на первой стенке реактора и на выходных оп¬ тических элементах лазерной системы (она не должна достигать значения, при ко¬ тором происходят радиационные измене¬
Состояние, перспективы и проблемы лазерного термоядерного синтеза в энергетике будущего 33 Параметры лазерных систем Название системы Энергия в Лаборатория импульсе. КДж Длительность импульса, не Неодимовые лазеры «Кальмар» Фиан, СССР (1970) 0,2 2 «Дельфин» Фиан, СССР (1979) 10 1 «Шива» Ливермор, США (1976) 2 0,1 «Гекко XII» Университет Осака, Япония (1980) 10 0,2 «Омега X» Университет Рочестер, США (1978) 10 0,3 СОо-лазеры 8-пучковая система Лос-Аламос, США (1978) 10 1 «HEGLF» Лос-Аламос, США (1981) 100 1 80 0,25 «Лекко X» Университет Осака, Япония (1980) 10 1 ния оптических и механических характе¬ ристик материалов); масса испаряемого вещества и время опустошения взрывной камеры; интенсивность ударной волны, воз¬ буждаемой в бланкете; относительный объем, занимаемый конструкционными материалами в зоне воспроизводства трития. Анализ расчетов показал, что при малых диаметрах взрывной камеры (D^Im) ударные нагрузки так велики, что объем конструкционных материалов в зоне вос¬ производства трития недопустимо возра¬ стает. Это приводит к резкому снижению коэффициента воспроизводства трития. Кроме того, в этом случае плотность нейт¬ ронных потоков на первой стенке достига¬ ет высоких значений (~1015 см-2 с-1), что соответствует очень быстрому накоп¬ лению дозы нейтронов, способной умень¬ шить прочность конструкции. Увеличение в десять раз внутренне¬ го диаметра камеры и выполнение первой стенки в виде многослойной сетки, до¬ пускающей множественные структурные повреждения, позволяют поднять расчет¬ ную длительность эксплуатации реактора до минимального технически разумного предела, хотя проблемы нейтронных по¬ вреждений конструкции и оптических эле¬ ментов остаются весьма критическими. Кзрывная камера большого размера вы¬ глядит предпочтительнее и с той точки зрения, что время ее эвакуирования после взрыва мишени и испарения литиевой плен¬ ки уменьшается (при фиксированном со¬ отношении между площадью вакуумного окна и поверхностью камеры). Эвакуиро¬ вание взрывной камеры предусмотрено за счет свободного истечения в вакуум. Однако с ростом размеров взрывной камеры капитальные затраты на сооруже¬ ние реактора становятся все более обре¬ менительными в общем балансе затрат, поэтому камера очень больших размеров т^кже оказывается неприемлемой. В окон¬ чательном варианте был принят внутрен¬ ний диаметр камеры 10 м при относитель¬ ной площади вакуумного окна 5%. В проекте, о котором идет речь, в качестве инициирущей лазерной системы выбран С02 -лазер с электроионизацион- ной накачкой; энергия в импульсе состав¬ ляет 5• 1.0s Дж, КПД лазера — 5%. Коэф¬ фициент усиления по энергии в микровзры¬ ве принят равным 100. ЛАЗЕРНЫЕ ТЕРМОЯДЕРНЫЕ ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ Специфической чертой термоядер¬ ных энергетических установок с лазерным инициированием являются высокие затраты энергии на собственные нужды. Например, при КПД лазера 5%, коэффициенте уси¬ ления по энергии в реакторе 100, КПД си¬ стемы преобразования энергии в электри¬ чество 40%, собственные нужды лазерной термоядерной электростанции (ЛТЭС) рав¬ ны электроэнергии, отдаваемой потреби¬ телю. Это примерно в 10 раз больше, чем в современных тепловых электростанциях. Столь значительная величина собствен- 2 «Природа» № 6
34 Н. Г. Басо Та бли ца 4 Сравнение результатов эксперимента на установке «Кальмар» и теоретических данных, рассчитанных по программе «Луч» Мишень: радиус R=70 мкм; толщина стенок AR=2,2 мкм; плотность дейтерия р=5,4 мг/см:'. Лазерный импульс: мощность Р—АО ГВт; длительность Дт=2,5 не Параметры Экспери* *ккт Программа «Луч» Поглощенная энергия, Дж 20-25 30 Максимальная плотность сжатия мишени, г/см'1 6-8 9,7 Температура ионов в плазме, кэВ — 0,67 Температура электронов в плазме, кэВ 1 0,67 Число ДД-реакций (3-6) 10« 4,4 -10" Скорость сжатия, см/с (5-10) 10“ 8,6-10“ Время сжатия, не 1,6 1,33 ного потребления энергии, несомненно, резко ухудшает сравнительные технико¬ экономические показатели ЛТЭС. Поэтому для таких станций уместно поставить во¬ прос об использовании тепла, рассеивае¬ мого лазерной системой. В нашем проекте предусмотрена высокая степень использования лазер¬ ного тепла. Идея состоит в том, чтобы при¬ менять быстропроточный COj-лазер (т. е. лазер, в котором газ в рабочем объеме движется с высокой скоростью). Нагретый в процессе накачки, газ отдает свое тепло в первой ступени теплообменника-паро¬ генератора на подогрев воды (от 543 до 622 К). Если рассматривать теплообмен¬ ник-парогенератор как аналог котельного агрегата обычной паротурбинной электро¬ станции, то можно говорить о своеобраз¬ ном лазерном экономайзере. Использова¬ ние лазерного тепла позволяет заметно повысить КПД ЛТЭС и улучшить ее техни¬ ко-экономические показатели. Разработка ЛТЭС, выполненная в ФИАНе и ИВТАНе, представляет собой, в сущности, попытку объединить совершен¬ но нетрадиционный источник тепла — ла¬ зерный термоядерный реактор — и стан¬ дартный паротурбинный блок, серийно вы¬ пускаемый промышленностью. С этой це¬ лью в проекте намеренно был сделан вы¬ бор в пользу системы преобразования энергии на основе сравнительно низкотем¬ пературного цикла, хотя лазерный термо¬ ядерный реактор по своей природе явля¬ ется источником высокотемпературного тепла. Такой выбор ограничивает количе¬ ство нестандартного оборудования и, со¬ ответственно, число элементов неопреде¬ ленности в проектируемой системе. Технико-экономические оценки по¬ казывают, что стоимость киловатт-часа на ЛТЭС самым существенным образом зави¬ сит от капитальных затрат на лазерную си¬ стему. По-видимому, этот показатель на¬ ходится на уровне стоимости киловатт-часа на установках с реакторами-бридерами на быстрых нейтронах и вдвое превышает стоимость киловатт-часа на серийных атом¬ ных электростанциях. ПРОЕКТ ГИБРИДНОГО РЕАКТОРА И ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ Наиболее перспективен, на наш взгляд, гибридный вариант реактора, в котором в бланкете используются деля¬ щиеся материалы. В этом случае за счет использования энергии деления возможно либо снижение требований к лазерной системе (в частности, уменьшение КПД до 0,2% или уменьшение энергии в импульсе), либо повышение длительности эксплуата¬ ции всей системы (уменьшение частоты им¬ пульсов), либо упрощение конструкции лазерной мишени (удешевление техноло¬ гии). Гибридный реактор может начать работу на низкообогащенном горючем (например, природном уране); при этом за счет деления урана под действием излу¬ чающихся в термоядерном синтезе нейтро¬ нов в бланкете будет накапливаться плуто¬ ний, т. е. реактор будет производителем ядерного горючего. В проекте электростанции, выпол¬ ненном совместно ФИАНом и ИВТАНом, используется гибридный лазерный реак¬ тор; энергия в импульсе лазерного излуче¬ ния предполагается прежней, однако эф¬ фективность лазера ниже (3%), и мишень имеет более простую конструкцию. Это приводит к сравнительно невысокому (~40) коэффициенту усиления по энергии в термоядерном микровзрыве. В качестве теплоносителя используется гелий. Пред¬ полагается, что делящиеся материалы должны выгорать на 50%, а затем быть захороненными без какого-либо извлече¬ ния отдельных элементов или переработ¬ ки. Такой реактор имеет цилиндрическую форму, используется «мокрая» стенка, и в бланкете содержится 180 т карбида естест¬ венного урана. Необычны данные по временной ди¬
Состояние, перспективы и проблемы лазерного термоядерного синтеза в энергетике будущего 35 намике основных параметров реактора. Целесообразно, чтобы электрическая мощность станции была постоянна во вре¬ мени. Вместе с тем коэффициент усиления по энергии в делящемся бланкете увеличи¬ вается эа счет накопления плутония. Этим обстоятельством можно воспользоваться и компенсировать рост коэффициента уси¬ ления снижением частоты микровэрывов и, следовательно, повышением времени эксплуатации лазерной и других систем. Выгорание 50% ядерного горючего насту¬ пает примерно через 30 лет. Одна из серь- Изменение во времени аарактернстик гибридно¬ го лазерного термоядерного реактора при по¬ стоянной мощности электростанции. езнейших проблем состоит в том, что за это время в материалах реактора накопится интегральный нейтронный поток более 1024 см "2, т. е. каждый атом конструкцион¬ ных материалов испытает одно или не¬ сколько соударений с нейтронами. Наряду с технико-экономическими оценками большой интерес представляет рассмотрение проблем, связанных с радио¬ активными отходами, возможным риском "при аварийных ситуациях, топливными и материальными ресурсами и т. д. Здесь следует отметить, что, по сравнению с бридерами, гибридный реактор обладает Сравнение лазерной термоядерной электростанции (ЛТЭС) и лазерной гибридной электростанции (ЛГЭС) Параметры л ТЭС ЛГЭС Энергия лазерного им¬ пульса, кДж 100 100 КПД лазера, °0 5 3 Коэффициент усиления 100 40 по энергии в мишени Выделение энергии при одном термоядерном 52 20 микровзрыве, МДж Коэффициент усиления по энергии в бланкете А в начале кампании too в середине кампании ~ Выделение энергии в делящихся материалах бланкета, МДж SO в начале кампании 2500 в середине кампании Частота повторения микровзрывов, Гц 10 10 10 1 в начале кампании в середине кампании Тип бланкета гомоген¬ гетероген¬ ный ный из жидколи¬ карбида тиевый естествен¬ ного ура¬ на с ге¬ лиевым охлажде¬ нием Теплоноситель литий гелий Расход теплоносителя, 390 550 кг/с Температура теплоноси¬ теля, С 700 900 Давление теплоносителя, атм 2 25 Вакуум во взрывной 1 1 камере, Торр Продолжительность эксплуатации, лет 2 30 Тепловая мощность реактора, МВт 520 2500 Электрическая мощность энергоблока, МВт 300 1200 Электрический КПД электростанции в начале камлании 0,33 0,24 через 5 лет — 0,43 через 30 лет — 0,47 Удельные капиталовло¬ жения, руб/кВт 400 250 Доля стоимости лазерной системы, % 40 8 Себестоимость отпускае¬ мой энергии, коп/кВт час 0,4 0,9 1 О 25 , 50 выгорание ядерного горючего, % 2*
36 И. Г. Басо Лазерный термоядерный реактор. 1 — взрывная камера, 2 — пористая стенка, 3 — вакуумное окно. 4 — объем, заполненный литием (бланкет), 5 — окна для лазерного излучения, 6 — подвод лития, 7 — окно для ввода мишени. тем преимуществом, что он работает в глубоко подкритичном режиме и, следо¬ вательно, не требует регулировки и уп¬ равления степенью подкритичности. Таким образом, более простыми будут системы, обеспечивающие требования техники без¬ опасности. Кроме того, как мы видели, гибридный реактор, в отличие от бриде¬ ров, может работать на делящихся мате¬ риалах с любой степенью обогащения (например, на природном уране), и для него не существует проблемы удвоения горючего. Будущая энергетика должна быть «пестрой» и включать различные элемен¬ ты — в соответствии с различными потреб¬ ностями хозяйства. Если не требовать от лазерной термоядерной системы произ¬ водства электроэнергии, т. е. рассматри¬ вать реактор с нулевым КПД, используе¬ мый как источник нейтронов, с помощью которого можно производить горючее
Состояние, перспективы и проблемы лазерного термоядерного синтеза в энергетике будущего 37 Проект гибридного лазерного термоядерного реактора. 1 — взрывная камера, 2 — порйстая стенка, } — кассеты с ураном (бланкет], 4 — окно для ввода мишени, 5 — зона воспроизвод¬ ства трития (литий|, 6 — контур циркуляции теплоносителя (гелий), 7 — окна для лазерного излучения, 8 — вакуумное окно. для бридеров, то в принципе возможно дальнейшее, по сравнению с гибридным вариантом, снижение требований к лазе¬ рам или термоядерному выходу мишеней. Эта возможность внимательно изучается в настоящее время. Таким образом, мы убедились в том, что сложная и многосторонняя проб¬ лема овладения энергией термоядерного синтеза постепенно выходит на этап научно-технических разработок. На этом пути предстоит еще немало работы; важ¬ ность и сложность задач, стоящих перед учеными и инженерами, требует комплек¬ сного подхода к проблеме в целом. Однако перспектива создания деше¬ вого и практически неиссякаемого источ¬ ника энергии оправдывает любые усилия в этом направлении, и любой успех на современном этапе работы служит мощ¬ ным импульсом для дальнейших поисков и решений.
38 Г еологи я «Природа», 1978, № 6 Чешуйчатые структуры докембрийских платформ А. С. Новикова Антонина Спиридоновна Новикова, доктор геолого-минералоги- ческих наук, старший научный сотрудник Геологического инсти¬ тута АН СССР. Специалист по тектонике докембрийских платформ. Автор монографий: Тектоника фундамента Восточно-Европейской платформы. М., 1971; Зоны метабаэитов фундамента Восточно- Европейской платформы. М., 1975. Еще с 30-х годов в геологии и гео¬ физике существует представление о трехслойном строении земной коры кон¬ тинентов (континентальной коры): сверху располагается неметаморфиэованный оса¬ дочный чехол, за ним «гранитный» слой и еще ниже «базальтовый». В то же время под океанами в более тонком слое океа¬ нической земной коры выделяют только два слоя: осадочный и «базальтовый». Появившиеся в последние годы дан¬ ные, полученные при изучении дреаних докембрийских платформ, позволили уточнить наши знания о строении кон¬ тинентальной коры. В частности оказалось, что в так называемом «гранитном» слое в теле платформ встречаются и фрагмен¬ ты более глубокого «базальтового» слоя. Сейчас уже хорошо известно, что «гранитный» слой, или гранитно-мета¬ морфическая оболочка Земли, состоит из сложного комплекса магматических и метаморфических пород, которые пред¬ ставлены плагиогнейсами, кристалличе¬ скими сланцами первично-осадочного или вулканогенного состава, как правило, подвергшимися процессам гранитизации и пронизанными многочисленными поколе¬ ниями гранитов. В тех местах, где «гранитный» слой выходит на поверхность, в пределах так называемых щитов платформ, его состав и возраст на разных участках различны. Поэтому древние платформы расчленяют на сегменты, различающиеся толщиной и временем становления «гранитного» слоя. Так, на Балтийском щите Восточно- Европейской платформы гранитно-мета- морфический слой Кольского и Беломор¬ ского сегментов имеет толщину до 10 км, а Свекофенский сегмент—до 20 км и более. Наиболее ранние обширные проявления процессов гранитизации и ультраметаморфизма в Кольском сегмен¬ те совпадают с раннеархейским време¬ нем (более 3 млрд лет назад), в Карель¬ ском — с верхнеархейским (более 2,6 млрд лет), а в Свекофенском — с протерозойским (более 1,7 млрд лет). Также неоднороден по мощности и воз¬ расту «гранитный» слой других конти¬ нентов. Таким образом, гранитно-мета- морфическая оболочка Земли сформиро¬ валась за колоссальный интервал вре¬ мени. Наиболее древние породы этого слоя —: гнейсы возраста 3,8 млрд лет — известны на западном побережье Грен¬ ландии, близ г. Годтхаба. А в теле плат¬ форм, входивших некогда в Гондеану, воз¬ раст гранитно-метаморфических образо¬ ваний— 1—1,5 млрд лет.
Чешуйчатые структуры докембрийских платформ 39 Кроме пород гранитно-метаморфи¬ ческого состава в фундаментах древних платформ в последние годы, как мы уже сказали в начале статьи, выделяют также образования, относящиеся к «базальто¬ вому» слою земной коры: породы базит- гипербазитового ряда — габброиды (ба- зиты) и гарцбургиты, пироксениты, дуни- ты (гипербазиты). В тех местах, где зале¬ гают такие породы, геологический разрез напоминает разрез коры океанического типа, включающий, как мы уже знаем, два слоя — осадочный и «базальтовый». Эти фрагменты земной коры океаниче¬ ского типа считают реликтами древней океанической коры. Они прослеживаются на поверхности фундаментов платформ в виде темных пород — так называемых зеленокаменных поясов. Наиболее полно фрагменты коры океанического типа изучены в образова¬ ниях гранитно-метаморфического слоя древних платформ, некогда входивших в состав Гондваны. Так, в западной Австра¬ лии в хорошо изученной восточной части Илгарнского щита основную часть разре¬ за океанического типа видимой толщиной более 5 км образуют метаморфизован- ные базальты (метабазальты) с интрузиями габбро и долеритов, с прослоями черных кремнистых сланцев и железисто-крем¬ нистых пород. Среди этих пород залегают образующие потоки ультрафсновные поро¬ ды (гипербазиты), природу которых боль¬ шинство исследователей связывает с вул¬ канической деятельностью. Породы верх¬ них частей потоков отличает заметное ко¬ личество вулканического стекла и своеоб¬ разные игольчатые структуры, свидетель¬ ствующие об условиях быстрого остыва¬ ния лав. Среди ультраосновных потоков залегают также тела грубозернистых пе¬ ридотитов или дунитов, а также «рас¬ слоенные» пластообразные тела дунитов, гарцбургитов и норитов, по химическому составу близкие высокоглиноземистым ме¬ табазальтам. Так же, как и в современ¬ ных океанических бассейнах, выше пород океанического типа на Илгарнском щите залегают более кислые вулканиты анде- зит-дацит-риолитового типа с возрастом 2635 ±80 млн лет. От нижележащих базит-гипербазитов их отделяют известко¬ во-глиноземистые образования, а также пластообразные тела дунитов и перидо¬ титов. Раннеархейские ультраосновные по¬ роды, габброиды, основные и ультраос¬ новные кристаллические сланцы (мета¬ вулканиты) формации оливиновых толеи- тов, а также расслоенные габбронорит- анортозиты широко распространены и в Лавразийском ряду платформ: в северо- восточной части Балтийского щита, на Кольском п-ве, на Алданском щите среди верхнеархейских образований Волго- Уральской области (Восточно-Европей¬ ская платформа). Выше базит-гиперба- зитовых комплексов, как и в Илгарнском щите, здесь обычно залегают первично¬ осадочные высокоглиноземистые и глино¬ земистые породы. Подобные разрезы океанического типа широко известны практически на всех древних платформах. Обращает на себя внимание сходство разрезов океа¬ нического типа далеко удаленных ре¬ гионов. Вместе с тем их существенные отличия состоят в разной степени мета¬ морфизма, варьирующего от зеленослан¬ цевых (образующихся при низких тем¬ пературах и давлениях) до гранулитовых фаций высоких давлений. Долгие годы существовала научная концепция, согласно которой океанические серии возникли на гранитно-метаморфи¬ ческом основании в узких прогибах (тро¬ гах), чередующихся с поднятиями, сло¬ женными породами гранито-гнейсового состава. Последние слагают либо вытяну¬ тые в одном направлении крупные пла¬ стины, либо полосы сложного складчатого строения с многочисленными разрывами, а в некоторых случаях образуют и округ¬ лые формы, известные под названием гранито-гнейсовых куполов. Таким обра¬ зом, согласно этой концепции, образова¬ ния океанической коры возникали на коре континентальной. Наши детальные исследования, про¬ веденные на Балтийском и Украинском кристаллических щитах Восточно-Европей¬ ской платформы, показали, что докембрий- ские пояса океанической коры не пред¬ ставляют собой структур типа трогов, со¬ пряженных с поднятиями, а являются слож¬ ными или чешуйчатыми моноклиналями. Моноклиналями в тектонике назы¬ вают структуры, сложенные осадочными или вулканогенными сериями, в которых составляющие их пласты наклонены в од¬ ном и том же направлении, примерно под одним и тем же углом. В отличие от простых моноклиналей рассматриваемые формы представляют собой системы мно¬ гочисленных чешуй, разделенных поверх¬ ностями крутых сколов. Нередко вдоль этих поверхностей породы раздроблены и перекристаллизованы, вдоль них скап¬ ливаются мелкие тела серпентинизиро-
40 А С. Новикова Схема тектоники Свеко>Карельского сегмента Балтийского щита: ■ области высокого стояния коры океанического типа («базальто- вый и слой) Структурно-формационные ком* плеисы Свеко-Карельского конти¬ нентального сегмента: кора океанического типа (верхняя часть) —метапикриты, метабазаль¬ ты, андеэито-баэальты толеитового ряда Образования переходного типа: островодужного — метабазальты, яе- птиты (андезит-базальт, дацит-риоли- товые ассоциации), железисто-крем* нистые комплексы краевых и внутренних морей — кин- цигнты, метаграувакки, метапелиты, флишоидные комплексы Показатели становления гранитно- метаморфического слоя: плагиогранито-гнейсы, диорито-гней¬ сы, мигматиты позднеархейские (2,В—2,6 млрд лет) и протеро¬ зойские (2,4 — 2,2 млрд лет) гранодиорит'граниты (1,9 — 1,8 млрд лет) нижняя моласс* Показатели станоаления континен¬ тальной коры: аулмаио-плутонические ассоциа¬ ции — каарцеаые порфиры, сиеннт« лорфиры, липарит-порфмры, гра- ниты-рапакиаи, монцониты, сиенит- граниты, верхняя моласса рифтогенные структуры с гиперба- зитами линия гипотетического разреза, по которому составлен гипотети¬ ческий профиль ванных гипербазитов, а также тектоничв' ские брекчии с серпентинитовым цемен¬ том (меланжем). Мы считаем чешуйчатые структуры самостоятельным классом тек¬ тонических форм. Геологические соот¬ ношения, а также детальные профили глубинного сейсмического зондирования показывают, что чешуйчатые моноклинали представляют собой фронтальные части аллохтонных пластин. Так называют структурные комплексы, перемещенные по глубинной пологой или волнистой по¬ верхности от места их образования. Ал¬ лохтоны отделены тектоническими кон¬ тактами от образований гранитно-мета- морфической оболочки, или континенталь¬ ной коры. Итак, современную структуру до¬ кембрия древних платформ образуют сег¬ менты разного возраста и разделяющие их пояса чешуйчатых структур базит-ги- пербазитов. Иными словами, на одну и
Чешуйчатые структуры докембрийских платформ 41 ту же поверхность выведены гранитно- метаморфическая и базальтовая оболочки земной коры. Как же могли возникнуть соотношения подобного рода? Выше было отмечено, что в Илгарн¬ ском щите, выше вулканических серий базит-гипербазитов с прослоями желе¬ зисто-кремнистых и кремнистых сланцев, залегают грубые обломочные толщи вул¬ канитов и известково-глиноземистые вул¬ каниты. Последовательности такого рода, выявленные во многих местах, на огром¬ ной площади щита повсеместно отражают однотипные изменения состава пород в сторону нарастания вулканических обра¬ зований кислого и среднего состава, появ¬ ления грубых кластических отложений. Такие изменения состава раннедокембрий- ских вулканитов от основных к кислым практически не отличаются от изменений, которые мы наблюдаем в породах совре¬ менных вулканических накоплений остров¬
42 А. С. Новикова Полосчатые габбро-норит-анортозиты с о-ва Ани¬ симова (Кандалакшский залив). Темное — габбро- нориты, светлое — анортозиты. ных дуг «огненного пояса». Возникшие на коре океанического типа, они являются показателями границ между океанами и континентами геологического прошлого. По-видимому, процессу интенсивно¬ го созидания гранитно-метаморфического слоя в докембрии предшествовала вулка¬ ническая деятельность андеэит-дацитового типа и накопление осадочно-вулканогенно- го материала в смежных тектонических формах, наложенных на океаническую ко¬ ру. По вопросу о формах структур и, соответственно, о типе тектонических движений, сопровождающих становление структуры континентальной коры, в науках о Земле существуют разные концепции. Первая восходит к представлениям Г. Штилле (1924) о развитии земной коры на месте, без существенных горизонталь¬ ных перемещений на большие расстоя¬ ния (100 км и более). Вторая возникла на основе мобилистских построений А. Веге¬ нера (1927). Идеи неомобилиэма получили широкое распространение в последние годы. На них, в частности, основана кон¬ цепция тектоники плит, или новой гло¬ бальной тектоники. Весьма важно выяснить, в какой мере гипотеза новой глобальной тектони¬ ки применима для анализа строения океа¬ нической и континентальной коры на ранних стадиях докембрийской эпохи. С этой целью интересно проследить про¬ странственные и временные закономер¬ ности размещения разновозрастных ассо¬ циаций пород океанического и переходно¬ го типа к континентальному, обнаружен¬ ных при изучении структуры центральной части Балтийского щита. Это огромное пространство, сло¬ женное докембрийскими породами на территории Карелии, Финляндии и Шве¬ ции мы относим к единому Свеко-Карель- скому сегменту Балтийского щита. С ним связаны наиболее полно представленные ассоциации разнообразных гранитоидов, формировавшихся на протяжении около 2 млрд лет — от нижнего архея до ниж¬ него рифея. Детальные исследования, проведенные на этой территории зару¬ бежными и советскими геологами, позво¬ лили выявить ряд интересных законо¬ мерностей строения Свеко-Карельской структуры. Важные особенности ее мор¬ фологии раскрываются при анализе гео¬ логических карт разного масштаба, на
Чешуйчатые структуры докембрийских платформ 43 Мелассоидиые каарцито-песчаники Сегоэера (центральная Иарелня|. основе которых составлена предлагаемая вниманию читателей схема тектоники Свекокарельского сегмента. При взгляде на эту схему обращают на себя внимание тектонические швы (черные жирные линии), дугообразно изогнутые на юг, юго-запад и юго-восток. Эти швы идут вдоль фронтальных частей пластин или поясов, сложенных метамор¬ фическими (свекофениды, карелиды) и гранитоидными комплексами, различаю¬ щимися особенностями формационного состава, временем образования структур и проявления гранитоидного магматизма. В целом вырисовывается чешуйчатого вида асимметричная, дугообразная в плане структура, обращенная своей вог¬ нутой стороной на северо-запад. При изучении тектоники метамор¬ фических образований, а также особен¬ ностей строения гранитизированных ком¬ плексов, выявляются весьма важные за¬ кономерности развития этой крупнейшей структуры Балтийского щита. Вдоль северо-восточной и восточ¬ ной окраины эта структура окаймлена вулканогенно-осадочными образованиями океанического типа: метаморфизованны- ми базальтами и андезито-базальтами кварцево-толеитового типа возрастом около 3 млрд лет. Основное тело Свеко- карельской структуры сложено породами переходного от океанического к конти¬ нентальному типу. Часть структуры, рас¬ положенная на территории Карелии, образована метабазальтами, метаморфи- зованными кислыми вулканитами (леп- титами) и железисто-кремнистыми поро¬ дами (джеспилиты). Возраст этих ком¬ плексов 2,6—2,8 млрд лет. Эти породы соответствуют верхней части современ¬ ной земной коры океанического типа и нижней части коры островодужного типа (т. е. коры, характерной для островных дуг, расположенных в океане). На территории южной Финляндии и центральной Швеции на поверхность вы¬ ходят метаморфизованные базальты, леп- титы, метаграувакки и другие вулкано- генно-осадочные породы, возрастом ме¬ нее 2,5 млрд лет. Эту часть чешуйчатой структуры мы относим к типу острово- дужных образований и образований, свой¬ ственных коре краевых морей. Более мо¬ лодые кислые вулканиты (1,6 млрд лет) этого же типа распространены на побе-
О 250 нм Ь I i.l I I Гипотетический профиль Сееко-Карельсиого сегмента: мантийные образования Протобаэальтовый слой: гипербаэиты, габброиды, амфи¬ болиты метавулканиты оливиновых толеитов, метапелиты, метаграувакки Структурно формационные ком¬ плексы Свеио-Карельского сегмен¬ та: океаническая стадия — метапикри- ты, метабазальты, андезито-базальты толеитового ряда переходная стадия островодужно- го типа — метавулкаииты андезито- базальтов, лептиты, железисто-крем¬ нистые метапелиты, метавулкаииты андезито-база л ьтов-рио литов переюдная стадия типа краевых и внутренних морей (метапелиты, метаграувакки] режье Ботнического залива в северной Швеции (район Кируна). Комплекс пород переходного типа завершают обломочные породы возрастом около 2 млрд лет, среди которых выде¬ ляют тонкоритмичные (флишоидные) и грубообломочные (молассоидные) серии. Все описанные выше образования отно¬ сятся к гранитно-метаморфическому слою земной коры. Таким образом, внутренняя часть Свекокарельской структуры сложена бо¬ лее молодыми образованиями переходно¬ го от океанического к континентальному типу, а окраинная часть — более древни¬ ми, переходного от островодужного к океаническому типу. Та же закономерность наблюдается и в расположении массивов гранитов, дио¬ ритов и гнейсов, различающихся по со¬ ставу в зависимости от субстрата (т. е. пер¬ вичных пород, подвергшихся гранитиза¬ ции). Расположение разновозрастных массивов гранитоидов и гранитизирован- ных метаморфических комплексов от бо¬ лее молодых к более древним с юго-вос¬ тока на северо-запад дает основание счи¬ тать, что структурно-формационная диф¬ ференциация древнего океанического сегмента наметилась уже в раннем архее. В позднеархейский этап (2,8—2,6 млрд лет назад) выявилась четкая асимметрия его строения. В дальнейшей истории развития структуры Свеко-Карельского сегмента выделяется несколько этапов интенсивного проявления гранитоидного магматизма: нижнепротерозойский (2,5—2,3 млрд лет назад), среднепротерозойский (1,9— 1,8 млрд лет), а также раннерифейский (1,7—1,6 млрд лет), представленный вул- кано-плутоническими породами юго-вос¬ точной Швеции, гранитами рапакиви, ще¬ лочными гранитами. К какому же типу следует отнести рассмотренную структуру?
Чешуйчатые структуры докембрийскик платформ 45 О 10 20 30 40 50 Показатели становления гранитно- метаморфического слоя а пласти¬ нах Свеко-Карельсного сегмента: ч \ диорит-плагиогранитные мигмати¬ ты, плагиогранито-гнейсы, диори- то-гнейсы (2,8—2,6 млрд лет] плагиогранито-гнейсы, диорито-гней- сы, мигматиты (2,5 —2,1 млрд лет) В пластинах сегмента: Свеко-Норвежского диорит-плагиогранитные мигматиты 12,1 — 1,4 млрд лет], диор ито-гней- сы, гранито-гнейсы (1,7—1,1 млрд лет! Континентальная стадия: кварцевые порфиры, граниты Смо- ланда (1,7—1,6 млрд лет), веркняя моласса (1,4 млрд лет) Гр а но диорит-граниты ные (2,1—1,8 млр^ Лет) аллоктои- рифтогенные структуры фронтальные зоны надвиговых пластин локроано- Как уже было отмечено, зоны тек- тонитов и тектонические швы, ограничи¬ вающие разновозрастные пластины, пред¬ ставляют собой поверхности глубинных надвигов с протрузиями и меланжем по¬ род океанического типа, телами габбро, анортозитов, норитов, гипербазитов. Та¬ ким образом, рассмотренный ряд текто¬ нических форм представляет не что иное, как ряд чешуй огромного Свеко-Карель- ского аллохтона, состоящего из ансамбля разновозрастных глубинно-надвиговых пластин, фронтальные части которых пред¬ ставляют собой тектонические швы или зоны, разделяющие пластины — чешуи друг от друга. Поразительно то обстоятельство, что гранитоидный магматизм, захватив¬ ший огромные площади пластин, проявил¬ ся лишь избирательно в метаморфических комплексах чешуйчатых структур. Несомненно, что проявления грани- тоидного магматизма подчиняются зако¬ номерностям, которые сложились в ре¬ зультате древнейшей дифференциации Свеко-Карельской структуры. Она на¬ метилась, по-видимому, еще в раннем архее и получила четкое выражение в позднеархейское время. Совпадение ориентировки элементов залегания гра- нито-гнейсое и гнейсов с простиранием метаморфических комплексов чешуйчатых структур, интенсивная мигматизация (инъецирование гранитного расплава), брекчирование и образование специфиче¬ ских очковых гнейсов и гранитов, вдоль простирания чешуйчато-надвиговых форм, свидетельствует о совпадении по време¬ ни процесса формирования гранитоидных форм с образованием надвигов. Иными словами, гранитно-метаморфический слой прежде всего формируется а той части Свеко-Карельской структуры, с которой сопряжены наиболее ранние глубинные надвиги, сопровождавшиеся скучиванием
46 А С. Новикова Высокометаморфиэованные породы (гранулиты из Сальных тундр. Балтийский щит. рбразований базальтового слоя в асим¬ метричные валообразные формы. Как уже было сказано, заложение Свеко-Карельской структуры падает на раннеархейское время. Начиная с верхнего архея на протяжении более миллиарда лет происходит последовательный рост гранитно-метаморфической оболочки за счет причленения новых пластин, воз¬ никавших вслед за возобновлявшимися горизонтальными движениями. Таким образом, Свеко-Карельский сегмент представляет собой огромный аллохтон, состоящий из системы чешуй- пластин, ограниченных тектоническими швами. Аллохтон перемещался с места своего заложения по поверхности, чаще всего совпадающей с границей раздела между «гранитным» и «базальтовым» слоями (поверхность Конрада). Простран¬ ственное распределение чешуй аллохто¬ на свидетельствует о горизонтальных перемещениях гранитно-метаморфических образований, сочетавшихся со скучива- нием пород «базальтового» слоя в си¬ стемы валообразных поднятий. Такого рода движения начинались в юго-восточ¬ ной части Свеко-Карельской структуры и распространялись на северо-запад от предполагаемой зоны растяжения, суще¬ ствовавшей где-то за пределами совре¬ менного Карельского массива. Позднее обозначались структуры, возникшие под влиянием движений с севера и северо-вос¬ тока и юга и юго-запада, и наконец, наиболее поздние — под влиянием гори¬ зонтальных движений с северо-запада на юго-восток. Таким образом, на протя¬ жении более миллиарда лет, начиная от верхнего архея до рифея, сформирова¬ лась огромная асимметричная Свеко-Ка- рельская структура Балтийского щита. По отношению к смежным поднятиям базальтового слоя она представляет со¬ бой отрицательную форму тектонического рельефа, сложенную породами гранитно¬ метаморфического слоя и его континен¬ тальными образованиями. Воэдымание базальтового слоя по периферии Балтийского щита начиная с верхнего архея сопровождалось после¬ довательным заложением поясов кислого вулканизма в его центральной части, по¬ степенно заполняющими все новые участки Свеко-Карельской структуры.
Чешуйчатые структуры докембрийских платформ 47 Габбро-анортозиты из Кандалакшского эалиаа. • Аллохтонная структура докембрий- ской коры, выражающаяся в горизонталь¬ ных перемещениях разновозрастных плас¬ тин и возникновении чешуйчатых надви¬ гов — это основная черта геологического развития и формирования структуры глу¬ бокого докембрия, свойственная, по-види- мому, всем без исключения фундаментам древних платформ. Тем не менее геологи¬ ческая история фундамента каждой плат¬ формы характеризуется специфическими особенностями. На одних территориях будущих платформ большие площади гранитно-метаморфического слоя воз¬ никли в архее, на других — главная часть их площади сформировалась № протерозое, и на третьих — е рифее. Столь же разнообразны основания древ¬ них платформ по размеру и возрасту со¬ хранившихся на них фрагментов океаниче¬ ской коры, до начала процесса становле¬ ния гранитно-метаморфической оболочки целиком покрывавшей асе их территории. Аллохтонная структура фундаментов до¬ кембрийских платформ выражена по-раз¬ ному на разных платформах. Величина отдельных пластин, их число, амплитуда и направление горизонтальных перемеще¬ ний относительно стран света чрезвы¬ чайно разнообразны. Для каждой плат¬ формы они создают неповторимый струк¬ турный рисунок. Дальнейшее изучение вопросов сходства и различия в строении фунда¬ ментов древних платформ позволит выяс¬ нить пространственные и временные за¬ кономерности формирования структуры коры, осуществлявшегося на протяже¬ нии более 3 млрд лет на всех континен¬ тах. При этом первостепенное значение имеет выяснение возраста становления каждой древней платформы, т. е. конеч¬ ного возраста возникновения на ней континентальной оболочки коры. Реше¬ ние подобных вопросов открывает путь к разработке общей теории развития структуры коры нашей планеты, что не¬ возможно сделать на примере геологиче¬ ской истории последних периодов. Само собой разумеется, что при этой разра¬ ботке получит оценку и концепция новой глобальной тектоники, попытки приложе¬ ния которой к «глубокому докембрию» пока что не выходят за пределы самых общих схематических построений.
48 Физиология «Природа», 1978, № 6 Феномен тувинского двухголосья Б. П. Чернов, В. Т. Маслов Новое ибирс к Среди тюркских наро¬ дов Саяно-Алтайского района нашей страны существует весьма сложный певческий прием — сольное двухголос¬ ное пение (голосо-свист). При двухголосной фонации мы слышим, как певец берет од¬ новременно два звука. Этой манерой пения владеют тувин¬ цы, хакасы, ойроты, восточ¬ ные алтайцы, северные мон¬ голы и башкиры. Тува—основной центр развития и совершенства двухголосного (горлового) пе¬ ния — уникального вида вока¬ лизации. Многовековая народ¬ ная культура сохранила здесь четыре стиля двухголосного пения, в то время как терри¬ ториальные соседи — север¬ ные монголы, алтайцы, хакасы, ойроты, а также башкиры владеют только одним стилем этого пения. Тувинцев-охотников от¬ личает необыкновенно тонкая способность звукового подра¬ жания, что позволяет, на¬ пример, имитируя крик самца изюбра, вызывающего на бой соперника, подманивать его в период весеннего гона на 15—20 м. Приручая диких животных, тувинцы-скотоводы также осваивали большое ко¬ личество подражательных зву¬ ков. И о^ота, и приручение жи¬ вотных — занятие сугубо муж¬ ское. Видимо, поэтому жен¬ щины, владеющие голосо- свистом, встречаются редко. Многовековая традиция строго обязывает деда или отца обу¬ чить двухголосному пению хотя бы одного из своих сыно¬ вей или внуков. Это и помогло сохранить и донести до нас уникальное звучание челове¬ ческого голоса. Первые научные сведе¬ ния о двухголосной вокали- Схема работы голосового аппа¬ рата составленная на основе рентгенотомограмм: I — при вдохе вестибулярные | a j и голо¬ совые '(б) складки разведены, проход для воздуха свободен; II — при речи и пении преграда. зации у башкир мы встречаем в работе историка и филолога С. Г. Рыбакова1. В 1909—1910 гг. А. В. Анохин — выдающийся соби¬ ратель и пропагандист музы¬ кального фольклора тюрко¬ язычных народов Западной Сибири — впервые записал фонограммы тувинского соль¬ ного двухголосного пения2. ’ «Записки Император- ской Академии наук по историко-филологическо¬ му отделению». СПб., 1897, т. Ill, вып. 2, с. 172. 2 О трудах А. В. Анохина, Г. Н. Понтанин см.: Этно¬ графические сборы А. В. Анохина («Труды Томско¬ го общества изучения Си¬ бири») . Т. Ill, вып. 1, Томск, 1915. образованная в результате смы¬ кания голосовых складок, обес¬ печивает появление звука, видна сомкнутая голосовая щель; ве¬ стибулярные складки разведены; III —при двухголосном пении сомкнутые вестибулярные склад- В 1947—1948 гг. музыковед и этнограф Л. Н. Лебединский вновь исследовал двухголос¬ ное пение башкир. «Все каза¬ лось непонятным и необъясни¬ мым в этом своеобразном пении: неестественно, что че¬ ловек берет сразу два звука одновременно»,— писал он3. Более обстоятельно фе¬ номен двухголосья изучал ком¬ позитор и теоретик музыки А. Н. Аксенов в 1955—1956 гг. Он объяснял технологию этой 5 Лебединский Л. Башкирские народные пес¬ ни и наигрыши. М., 1962, с. 147—149. Приложение: нотация звукозаписи, с. 51—52; Он же. Искус¬ ство «узляу» у башкир.— «Советская музыка», 1940, № 4, с. 50—51.
Феномен тувинского двухголосья 49 ки образуют круглые отверстия (в), обеспечивающие появление второго свистящего звука (со¬ мкнутые голосовые связки не видны). Вертикальные стрелки— направление движения воздуха вокализации «особым приемом напряжения голосовых скла¬ док»4. Аксенов попытался обосновать появление верхне¬ го фиоритурного5 голоса за счет движения речевого ап¬ парата в зависимости от про¬ изношения различных гласных в порядке натурального звуко¬ ряда обертонов. Не ограничи¬ ваясь объяснением вокаль¬ ной технологии, Аксенов уста¬ навливает прямое ее родство с технологией игры на губном варгане —■' хомусе — инстру¬ менте, известном всем тюрко¬ язычным народам Сибири. 4 Аксенов А. Н. Тувин¬ ская народная музыка. М., 1964, с. 54—62. 5 Фиоритура — орнамен¬ тальные пассажи, украшаю¬ щие мелодию. Рентгенотомограмма двухголос¬ ной фонации: а — вестибулярные складки, б — голосовые складки, в—место свистообразного от¬ верстия, г—трахея. Однако работа Аксенова не дала полного представления о физиологическом механизме работы гортани певцов. Для детального изуче¬ ния этого феномена в 1975 г. по инициативе Министерства культуры Тувинской АССР и ректората Новосибирской го¬ сударственной консерватории им. М. И. Глинки была создана исследовательская группа и организована экспедиция. Общий осмотр голосовых органов и обследование горта¬ ни с помощью ларингоскопа на вдохе и во время одноголос¬ ной фонации показали, что голосовой аппарат тувинцев анатомически не отличается от нормы. С помощью ларин¬ госкопа во время двухголос¬ ного пения мы обнаружили неизвестный ранее механизм работы голосового аппарата. Оказалось, что во время двухголосного пения вести¬ булярные складки, верхушки черпаловидных хрящей и надгортанник, сближаясь меж¬ ду собой, полностью закры¬ вают голосовые складки и об¬ разуют сфинктер с отверстием в центре (как при свисте) диаметром 1—1,5 мм. На ос¬ новании этих данных и ис¬ пользуя анатомические схемы голосового аппарата челове¬ ка6, мы составили принципи¬ альную схему работы голосо¬ вого аппарата при тувинском двухголосном пении. По этой схеме в гортани образуется два сужения, или две прегра¬ ды, на пути выдыхаемого воз¬ духа. Первое сужение, нижнее, образовано как обычно голо- £9 вы м и складками, а второе, верхнее, представляет собой описанное выше отверстие. Таким образом формируются два отчетливо слышимые зву¬ ка, создающие впечатление голосо-свиста. Первый — это постоянно звучащий основной низкий звук, возникающий за счет нижнего сужения, и вто¬ рой — высокий, свистящий звук фиоритурного характера, отчетливо слышимой высоты, образующийся за счет второ¬ го, верхнего, сужения. В октябре 1975 г. была организована вторая экспеди¬ ция — в г. Кызыл, во время которой нам удалось снять на кинопленку внутреннюю по¬ лость гортани певцов на вдохе и выдохе, во время одного¬ лосного и двухголосного пе¬ ния. Кроме того, мы провели рентгенотомографическое об¬ следование гортани певцов в момент двухголосной фонации. Полученные данные полностью подтвердили правильность составленной нами схемы. 6 Дмитриев Л. Б. Го¬ лосовой аппарат певца. М., 1964.
50 Б иологи я «Природа», 1978, № 6 Из истории Государственного Дарвиновского музея В. М. Нежина Валерия Михайловна Нежина, заместитель директора по научной части Государственного Дарвиновского музея. После окончания Азербайджанского государственного университета им. С. М. Ки¬ рова работает в музеях биологического профиля. Круг науч¬ ных интересов включает вопросы эволюционной теории и музее- ведени я. Государственный Дарвиновский му¬ зей существует в Москве уже 70 лет. Музей не связан с великим английским ученым Ч. Дарвином мемориально: он посвящен его учению об эволюции живой природы. Историю создания Дарвиновского музея нельзя отделить от развития эволю¬ ционной мысли в России. Появление учения Дарвина во второй половине XIX в. совпа¬ ло с подъемом общественного движения. Прогрессивные слои общества, большин¬ ство биологов приветствовали дарвинизм, защищали, пропагандировали и развивали новую эволюционную теорию. Идея создания тематического музея, посвященного эволюционному учению,— Дарвиновского музея, принадлежит учени¬ ку М. А. Мензбира и К. А. Тимирязева А. Ф. Котсу, впоследствии крупному зооло¬ гу, профессору, почетному члену ряда научных обществ, в том числе и Линнеев- ского общества в Лондоне. Александр Федорович Коте родился в 1880 г. в Москве. Отец его преподавал в одной из московских гимназий иностран¬ ные языки и был любителем-ботаником. Он рано умер (в 1881 г.), оставив молодую вдову с двумя детьми. Продажа собранных им обширных гербариев при посредниче¬ стве профессоров В. Я. Цингера и К. А. Ти¬ мирязева дала семье некоторые средства существования на первое время.' Интерес к природе у будущего осно¬ вателя Дарвиновского музея проявился с детства. Он коллекционирует насекомых, а с 12 лет все свободное от учения время занимается изготовлением чучел неболь¬ ших зверей и птиц. Становится завсегдата¬ ем птичьего рынка на «Трубе» (Трубной площади) и лавок Охотного ряда, где про¬ давалась дичь, добытая во всех концах страны. Растет его увлечение зоологией, любимыми книжками становятся «Жизнь животных» А. Брэма и «Птицы России» М, А. Мензбира. Первое признание Котсу как таксидермисту приходит в 1896 г., ког¬ да на выставке Всероссийского общества акклиматизации он был награжден за изго¬ товленные им препараты Серебряной ме¬ далью. (Эти несколько экспонатов до сих пор хранятся в фондах Дарвиновского музея.) Примерно в это же время Коте зна¬ комится с известным зоологом и владель¬ цем знаменитой таксидермической мастер¬ ской, снабжавшей экспонатами все круп¬ ные музеи Европы, Федором Карловичем Лоренцом. Искусные изделия мастерской Лоренца покорили Котса, и он пользовался малейшей возможностью для приобрете¬
Н. Ма¬ ния этих эталонов такси дермического мастерства. Друг Н. А, Северцова и Н. М. Прже¬ вальского, внимательный натуралист и ху¬ дожник, Лоренц коллекционировал «вырод¬ ков» тетеревиных птиц и других животных. За сорок лет собирательства Лоренц нако¬ пил ценнейшие сокровища по изменчиво¬ сти птиц и зверей. (Большинство из них разными путями затем попало в Дарвинов¬ ский музей.) Интересы Котса получают все более четкое выражение. От простого собирания животных он переходит к занятиям фауни¬ стикой и систематикой; собирает птиц Подмосковья. Но все свои коллекции хра¬ нит не в виде тушек, а изготавливает чучела. В 1889 г. Коте, будучи гимназистом, совершает свою первую научную экспеди¬ цию в юго-западную Сибирь. Лоренц и Мензбир обеспечивают его рекоменда¬ тельными письмами от Московского обще¬ ства испытателей природы и Всероссийско¬ го общества акклиматизации. Научные ре¬ зультаты поездки были опубликованы зна¬ чительно позднее в издании Московского общества испытателей природы под на¬ званием «Заметки об орнитологической фауне юго-западной Сибири» (1899), а за чучела он получил Большую серебряную медаль Всероссийского общества аккли¬ матизации. Но как раз в это время затихает его интерес к собиранию зоологической коллекции. Не было направляющей идеи сбора, а простому собирательству препят¬ ствовал недостаток площади и другие увле¬ чения. Коте становится студентом естест¬ венного отделения физико-математическо- го факультета Московского университета. В студенческие годы Коте слушает лекции М. А. Мензбира, К. А. Тимирязева, В. И. Вернадского, А. П. Павлова, Н. Д. Зе¬ линского, проходит практику у Н. М. Кула¬ гина, Б. М. Житкова. Много студенческих работ Коте выполнил под непосредствен¬ ным руководством П. П. Сушкина. В 1902 г. Коте участвовал в зоогеографической эк¬ спедиции Сушкина на Саяны, За четыре Из истории Государственного Дарвиновского музея Александр Федорович Коте. 1954 г. Здесь и далее фото В. шатина, Ю. И. Цыганова.
52 В. М. Нежина месяца, проведенных в предгорьях Саян, Коте убедился в своем равнодушии к поле¬ вым исследованиям зоолога-систематика. Под влиянием этого убеждения ружье бы¬ ло подарено местному охотнику, а науч¬ ные интересы переключились на вопросы общей биологии. Коте приобретает большое количе¬ ство иностранных книг по дарвинизму и другим биологическим дисциплинам: А. Уоллеса, Г. Де Фриза, А. Вейсмана. Книги покупает на деньги , полученные от частных уроков естествознания и иностран¬ ных языков. В начале 1905 г. Московский универ¬ ситет был закрыт из-за студенческих вол¬ нений. Этот повод дал возможность Котсу поехать за границу. На русской зоологиче¬ ской станции в Виллафранке он изучал фау¬ ну моря, познакомился с музеями в круп¬ нейших городах Западной Европы. Интересовала Котса постановка лек¬ ций по теории эволюции в университетах. Его поразило, что лекции по дарвинизму проводились без всякой демонстрации. Многочисленные музеи с рядами система¬ тически расставленных животных были очень похожи друг на друга и мало что го¬ ворили малоподготовленному посетителю. Музеи, через которые широкие круги людей должны узнавать последние выво¬ ды и обобщения науки, не пытались раз¬ решить эти проблемы. Даже Британский музей обманул его ожидания. По возвра¬ щении Кртса в Москву его впечатления приобретают все большую четкость, появ-
Из истории Государственного Дарвиновского музея 53 Гаршнеп и бекас. Работа мастерской Ф. К. Ло- рениа. Момотовый попугай, добытый А. Уоллесом в 1859 г. Бел ка-аберрант. Добыта в 1906 г. В. И. Арсень¬ евым в Уссурийском крае. Полевая этикетка В. К. Арсеньева. Ь/WvА»Л^) В"0 Mr iU^ 2 VO /4 (Я(С\ A*«S*-oA<X0l- tf ■ fcl Г Т7Г
54 В. М. Нежина Н. Н. Л адыгина-Котс со своей первой подопыт¬ ной обезьяной шимпанзе Иони. 1913 г. ляется убеждение в необходимости музея нового типа, музея, в котором в демонст¬ рационной форме музейной экспозиции идеи эволюции были бы донесены до ши¬ роких масс. Мысль о создании «нового музея» захватила Котса. Его опыт любителя-кол- лекционера, дружеские связи с крупней¬ шим препаратором Лоренцом и препода¬ вательская деятельность способствовали осуществлению этой идеи. Весной 1906 г. Коте окончил универ¬ ситет. По инициативе П. П. Сушкина и при поддержке Н. К. Кольцова он был зачислен помощником преподавателя Высших жен¬ ских курсов. Единственное в Москве высшее учеб¬ ное заведение для женщин — Высшие жен¬ ские курсы — переживало в эту пору пери¬ од расцвета. Коте читал курс анатомии жи¬ вотных, а затем эволюционного учения. Мечта о создании музея нового типа полу¬ чила, наконец, возможность осуществле¬ ния. По инициативе А. Ф. Котса, поддер¬ жанной директором Высших женских кур¬ сов С. А. Чаплыгиным, при курсах созда¬ ется Музей дарвинизма. Коте перевозит свою личную зоологическую коллекцию в здание курсов в Мерзляковском переул¬ ке, Теперь пополнение коллекции идет планомерно. Начало новому принципу со¬ бирания положили экспонаты мастерской Лоренца: черный заяц, белая лисица, бе¬ лая куница, черный волк и несколько «вы¬ родков» тетеревиных. Часть денег на при¬ обретение экспонатов выделялась зоологи¬ ческой лабораторией курсов, которой за¬ ведовал Кольцов, часть экспонатов по- прежнему Коте покупал на собственные средства. В 1909 г. умер Лоренц. Чтобы сохра¬ нить его ценнейшие коллекции, Коте пред¬ лагает наследникам Лоренца, что он
Из истории Государственного Дарвиновского музея 55 2)ежЛ- О Ljuu-i, ллл~} j v-u-*- *,■£ »* ^ trUftuf Ял ijAa^ ^ oJL и<ЯЛ ^ ^ . Д-л- 9 Л» ^-£Г A *v^ у, -, / <xv cuj+^ ьЛиДйл. KZ- ^-tsClxb*-*^ frSLA. ON THE ORIGIN OF SPECIES ВТ MEANS OF NATURAL SELECTION, OR THE PRESERVATION OF FAVOURED RACER IN ТПЕ STRUGGLE FOR LIFE. IlT CHARLES DARWIN. М.Л., ГЫ.ШМ OF nil. mull. (| UJhlll' 11., ыяя.идн. tTC., точит Я, TIIIIH or ‘ JOI ИМ II OP Bill тгнм DIRIMO М. Я. I. BLillLt'l VOT*OE ПКГНО TltF. mOHLD.* LONDON: JOHN MURRAY, ALBEMARLE STREET. 1S60. Первая страница письма Ч. Дарвина к немецко¬ му ботанику А. Эрнсту. Письмо хранится в фондах музея. Титульный лист первого издания книги Ч. Дар¬ вина «Происюждение видов путем естествен¬ ного отбора» (Лондон, 1859 г.), хранящейся в музее. возглавит научное и коммерческое руко¬ водство фирмой как директор на следую¬ щих условиях: свое жалование он будет получать чучелами, а заказы музея фирма по-прежнему будет выполнять по понижен¬ ным расценкам. За три года работы в ма¬ стерской Коте, кроме сотен замечатель¬ ных экспонатов, полученных музеем, уста¬ новил широкие связи с охотниками-препа- раторами, поставлявшими Лоренцу зооло¬ гический материал. Большой удачей было привлечение к работе в музее одаренного сотрудника мастерской, препаратора Филиппа Евтеевича Федулова. В создание Дарвиновского музея и его развитие немалый вклад внесла На¬ дежда Николаевна Ладыгина-Котс, жена Александра Федоровича. Н. Н. Ладыгина родилась в 1889 г. в г. Пензе. Дед ее был крепостным. Отец — Николай Федорович Ладыгин — преподавал пение в Пензенском реаль¬ ном училище и давал частные уроки игры на скрипке. Окончив I пензенскую гимна¬ зию с золотой медалью, Ладыгина стала студенткой Высших женских курсов, она заинтересовалась лекциями Кольцова по зоологии и практическими занятиями Котса по анатомии животных. Практиче¬ ские занятия С. С. Четверикова по беспо¬ звоночным разбудили интерес к изучению поведения животных. Большое влияние на выбор науки, которой Н. Н. Ладыгина- Котс посвятила всю свою жизнь, оказа¬ ла книга В. М. Бехтерева «Психика и жизнь».
56 В. М. Нежина В 1911 г. Надежда Николаевна вышла замуж за Котса, и с этого времени ее судьба неразрывно связана с музеем. В 1913 г. свою личную музейную кол¬ лекцию Коте дарит Высшим женским кур¬ сам. Строительство музея не могло быть зейных методов пропаганды эволюционно¬ го учения становится постоянной пробле¬ мой его научного творчества. Он пишет и издает брошюры: «Пути и цели эволю¬ ционного учения в отражении биологиче¬ ских музеев» (1913), «Этюды по теории частным делом. Музей начинает комплек¬ товаться целенаправленно, для наглядно¬ го доказательства основных положений эволюционной теории Дарвина. Приобре¬ таются экспонаты, демонстрирующие из¬ менчивость и приспособляемость живот¬ ных. Коте становится заведующим Дарви¬ новским музеем, работой которого руко¬ водит всю жизнь до 1964 г. Разработка му- эволюции» (1914). В этом же году вместе с женой Коте совершает вторичную поезд¬ ку за границу. Цель была двоякой — изучение зоологических музеев и приоб¬ ретение через зоологические фирмы эк¬ спонатов для Дарвиновского музея. В Бер¬ лине у букиниста Фридлендера Котсу удалось приобрести пять подлинных писем Ч. Дарвина. Письма написаны в 1878—
Из истории Государственного Дарвиновского музея 57 Колибри. Декоративная витри¬ на из коллекции крупного мос¬ ковского чаеторговца Е. К. По¬ пова. Синяя райская птица. Самцы в токовых поэаж. Красная райская птица. Два самца и самка а весеннем на¬ ряде.
58 В. М. Нежина Индивидуальная изменчивость оперения галки. 1882 гг. немецкому биологу А. Эрнсту. (Они хранятся сейчас в фондах музея1.) Благодаря связям, налаженным с не¬ мецкими и английскими фирмами, и сде¬ ланным заказам, музей приобрел много зоологических препаратов, муляжи антро¬ пологических находок, книги и некоторое оборудование. Более 20 естественных му¬ зеев посетила чета Котсов. Глубокое впечатление произвело на них посещение дома Дарвина в Дауне, что нашло отраже¬ ние в небольшой книге Ладыгиной-Котс «В отчизне Даунского отшельника» (1914). Во время первой мировой войны прекратились связи с заграничными фир¬ мами и комплектование фондов внутри страны. После Великой Октябрьской социа¬ листической революции Дарвиновский му¬ зей вступает в новый период. Начавший свое существование как учебно-вспомога- тельный, он перерастает в массовое куль- турно-просветитель+юе и научное учреж¬ дение. С самых первых дней Советская власть проявила заботу о музее. В январе 1918 г. московский губернский комиссар П. К. Штернберг (бывший профессор Выс¬ 1 Эти письма были опубликованы в сб.; Вопросы истории естествознания и тех¬ ники, М., 1956. ших женских курсов) выдал охранное удо¬ стоверение на коллекции музея, «пред¬ ставляющие большую научную ценность». В это же время фонды музея увеличива¬ ются за счет национализации частных собраний А. С. Хомякова, Е. К. Попова. Так в музей попали прекрасные коллекции тропических насекомых и птиц, морские беспозвоночные, редкие издания книг. Му¬ зей получил большее помещение и развер¬ нул широкую массовую работу. Наряду с этим сотрудники музея создают многие ка¬ питальные экспонаты. Коте, кроме музея, занимается преподавательской работой и становится первым советским директором Московского зоопарка. Коте оказал боль¬ шое влияние на работу зоопарка. Зоопарк раньше не вел экскурсионной работы. Новый директор проводил экскурсии сам и привлек к проведению их экскурсово- дов-биологов. Кроме того, Коте развер¬ нул научно-исследовательскую работу. Были поставлены опыты по межвидовой гибридизации: волка и собаки, между различными видами уток диких с дом <ш- ними, различных видов фазанов. Прово¬ дились скрещивания разных пород кур, голубей, кроликов, морских свинок в гене¬ тических целях. Зафиксированные в чуче¬ лах, эти опыты дали неоценимый материал для иллюстрации генетических закономер¬ ностей. Большой теоретик музейного дела, Коте написал множество статей, докла¬ дов, сделал много выступлений по вопро¬ сам экспозиции и массовой работы. Круг его интересов охватывал все области му¬ зейной работы: построение музейной эк¬ спозиции, научные исследования, комп¬
Из истории Государственного Дарвиновского музе^ 59 лектование фондов, экскурсионная и лек¬ ционная деятельность. Коте был выдающимся лектором, его воздействие на слушателей было связано в первую очередь с энциклопедическими знаниями во всех областях биологии. Раз¬ работкой вопросов эволюционной теории он занимался постоянно. Это находило отражение прежде всего в экспозиции музея. На базе изучения фондов им были написаны монографии «О гомологиче¬ ских рядах в окраске оперения фаза¬ новых и тетеревиных птиц» (1937) и «Русский кречет в свете дарвинизма» (1949). Интересные наблюдения за видовы¬ ми, инстинктивными и индивидуальными различиями в поведении проводила над Рысь — меланист и альбинос. ■кивотными зоопарка Н. Н, Ладыгина-Котс. Если первые ее работы были посвящены исследованиям поведения и психической деятельности приматов («Исследования по¬ знавательных способностей шимпанзе», 1923, «Приспособительные моторные навы¬ ки макака в условиях эксперимента», 1928), то теперь она наблюдает за собака¬ ми, волками, попугаями. Эти наблюдения фиксируются в работе «Индивидуальные вариации реакций на зрительные стимулы»; результаты работы были опубликованы В. А. Вагнером в «Этюдах по сравнительной психологии» (1928). Однако антропоиды продолжают оставаться любимым объектом Ладыгиной-Котс. В 1935 г. выходит ее обширная монография сравнительно-пси¬ хологического характера — «Дитя шим¬ панзе и дитя человека». Эта работа была широко использована в многочисленных
60 В. М. Нежина Т ушкан чик-прыгун. Материал получен Советско-Монгольской комплексной экспедицией в 1974 г. Кагу, нелетающая лесная птица, единственный представитель под¬ отряда журавлей, эндемик Но¬ вой Наледонии. Разрушение среды обитания привело и рез¬ кому уменьшению численности эти* птиц. Сейчас кагу ожра- няется законом. Получена музеем в 1971 г. * Ночные бабочки из семейства Saturniidae, в левом нижнем углу бабочка из семейств! В ramae idae. i-. \ ч Дневные бабочки из семейства^ Mo«*phidae и Pap i I io n idae. 1
Из истории Государственного Дарвиновского музея 61
62 В. М. Нежина русских и зарубежных изданиях. Еще не раз возвращалась Ладыгина-Котс в своих исследованиях к шимпанзе. Наблюдения в зоопарке над 15-летним шимпанзе Пари¬ сом отражены в монографии «Конструк¬ тивная и орудийная деятельность высших обезьян» (1959). Эволюционную направ¬ ленность носят книги Ладыгиной-Котс «Развитие психики в процессе эволюции» (1958), «Предпосылки человеческого мыш¬ ления» (1965) и др. Более пятидесяти лет жизни Лады¬ гиной-Котс связаны с Дарвиновским музе¬ ем. В фондах музея отразились результа¬ ты ее исследований в виде чучел подопыт¬ ных животных, зарисовок и фотографий различных моментов эксперимента. Под ее руководством написано много картин, иллюстрирующих типы поведе¬ ния животных. Приоритет введения в экспозицию зоологического музея художественных произведений принадлежит Котсу. Он впервые, создавая музей, планировал по¬ каз тематически разработанных картин и скульптур. Такой подход к музейной экспо¬ зиции немало способствовал развитию ани¬ малистического направления в живописи и скульптуре. В Дарвиновском музее на¬ чинали свой путь многие советские худож¬ ники. Одним из первых сотрудников музея был известный советский художник-ани- малист В. А. Ватагин. Вся история Дарвиновского музея связана с именами крупнейших биологов нашей страны. Многие из них принимали активное участие в работе музея, комплек¬ товании фондов, пользовались фондами для своих научных работ. В музее хранятся коллекционные сборы академиков М. А. Мензбира, П. П. Сушкина, профессо¬ ра Н. А. Бобринского, Г. П. Дементьева, Е. П. Спангенберга и многих других. Суще¬ ственную роль в развитии музея сыграли члены его ученого совета: профессор Ф. Н. Петров, вице-президент Москов¬ ского общества испытателей природы профессор В. А. Варсанофьева (ученица А. Ф. Котса по Высшим женским курсам), профессора Б. С. Матвеев, А. А. Пара¬ монов, В. Г. Гептнер, С. С. Туров. Академик Е. Н. Павловский высоко оценил музей: «Я был в Кембридже в му¬ зее Ч. Дарвина, в Иене, в филетическом музее Геккеля, в музеях Лондона, Пари¬ жа, Праги, Копенгагена, Берлина и других городов Европы. Нигде нет ничего, напо¬ минающего то, что собрано и сделано А. Ф. Котсом за всю его жизнь, посвящен¬ ную созданию Дарвиновского музея»2. Известный английский эволюционист Джулиан Хаксли (внук Томаса Гекели) был в музее дважды — в 1931 и 1945 гг. После второго посещения он писал дирек¬ тору музея Котсу: «Ваши коллекции птиц и млекопитающих совершенно уникальны. В подобных рядах отклонений много мате¬ риала для изучения, результаты этих иссле¬ дований будут представлять интерес для эволюции». Действительно, коллекции Государ¬ ственного Дарвиновского музея не имеют аналогов. Фонды его насчитывают сейчас 65 тыс. экспонатов. Серийный материал по изменчивости птиц и млекопитающих представляет огромную научную ценность. Так, собрание природных аберраций и гибридов тетеревиных птиц насчитывает около 600 экз. Самые ранние сборы отно¬ сятся к 1840 г. (коллектор Е. В. Андриев¬ ский), затем идут сборы Ф. К. Лоренца, Д. П. Саломирского и самого Котса. По ар¬ хивным документам выяснено, что для вы¬ деления этих аберративных птиц за 100 лет было просмотрено около 3 млн особей. Если экспонаты по изменчивости те¬ теревиных собирались более 100 лет, то великолепный материал по изменчиво¬ сти окраски шкурок млекопитающих музею удалось собрать сравнительно за не¬ большой срок. Государственная система пушного хозяйства в нашей стране дала возможность отбирать из миллионов/шку¬ рок, централизованно поступающих от заготовителей, интересные музею экземп¬ ляры. Связь с Московским пушно-мехо¬ вым холодильником, установленная Кот¬ сом в 30-е годы, не прекратилась и сейчас. В уникальной коллекции по изменчивости соболя есть животные от черной до свет¬ ло-золотистой окраски, среди них пегие и совершенно необычные голубые. Разнообразная окраска куницы, хо¬ ря, колонка, европейской норки, горно¬ стая, ласки, росомахи может быть подо¬ брана в гомологичные ряды изменчивости. Большая коллекция по природной из¬ менчивости лисиц (около 200 чучел) инте¬ ресна еще и тем, что ее можно сравнить с коллекциями лисиц, полученных из зверосовхозов, наследственная основа окраски которых известна. 2 Запись в , книге отзывов музея от 16.XII. 1954 г.
Из истории Государственного Дарвиновского музея 63 Гуйя раэиоклюаап (Heterolocha ас ut i го str is). Эндемик Новой Зеландии. Вид исчез в начале ■ека (около 1907 г.|. Д*а други1 монотили- ческих рода занесены ■ «Международную Крас¬ ную Книгу». По экспонатам музея можно про¬ следить историю клеточного зверовод¬ ства в нашей стране. В фондах музея хра¬ нятся многие промежуточные формы, полученные при выведении пород кроли¬ ка, цветовых вариаций лисицы и норки, представляющие интерес и для современ¬ ной селекционной работы. Крайние формы изменчивости (аль¬ биносы и меланисты) собраны в музее по очень многим видам животных. Среди них есть и уникальные: белый глухарь, белый орел, белая и черная рыси. Особую ценность для характеристи¬ ки вида и процесса видообразования пред¬ ставляют природные межвидовые и меж¬ родовые гибриды кряквы и шилохвости, кряквы и чирка, белой куропатки и тете¬ рева, тетерева и глухаря. Интересна кол¬ лекция гибридов воробьиных птиц из Восточного Казахстана В. А. Хахлова, гибриды глухаря С. П. Кирпичева, меж¬ видовые и межродовые гибриды фазана, полученные в Московском зоопарке П. П. Смолиным. Музей хранит зафикси¬ рованные в препаратах опыты М. М. За- вадовского по превращению пола, прове¬ денные им на курах; сборы М. П. Садов- никовой-Кольцовой, изучавшей поведение животных. Ряд экспонатов музея имеет ме¬ мориальную ценность, например бел- ка-аберрант, добытая В. К. Арсеньевым, гималайский медведь и лофофор, .коллек¬ тором которых был Н. М. Пржевальский, попугаи и бабочки, собранные А. Уол¬ лесом. Гордость музея составляет экземп¬ ляр книги Ч. Дарвина «Происхождение видов» первого тиража первого английско¬ го издания. Это издание в количестве 1250 экз. вышло в Лондоне в 1859 г. и бы¬
64 В. М. Нежина ло раскуплено за один день. В экспозиции музея можно увидеть и первый русский перевод С. А. Рачинскогс этого труда Дар¬ вина (СПб., 1864). Как нам удалось уста¬ новить, перевод сделан именно с первого тиража первого английского издания, хо¬ тя до сих пор считалось, что перевод сде¬ лан со второго издания, вышедшего в Америке в 1860 г. Многие труды Дарвина выходили в России в переводе и под редакцией В. О. Ковалевского. Ковалевский был у Дарвина в Дауне, и между ними велась переписка. В прошлом году Дарвиновский музей, благодаря нашему , коллеге и другу В. Орелу, директору генетическо¬ го отдела Моравского музея в г. Брно, получил микрофотокопии писем Ковалев¬ ского Дарвину. В архиве музея хранятся около 20 писем членов семьи Дарвина, напи¬ санные в музей. Внук Дарвина, физик Ч. Дарвин, посетил музей в 1927 г., когда был в Москве на IV Международной кон¬ ференции физиков. В результате завяза¬ лась переписка, которая поддерживалась до его кончины в 1962 г. Внучка Дарвина, Нора Барлоу, подготовившая к печати мно¬ го неопубликованных рукописей своего де¬ да, также вела переписку с музеем и при¬ слала вышедшую под ее редакцией в 1958 г. «Автобиографию» Дарвина. Как ни велики и ни разнообразны фонды музея, их постоянное пополне¬ ние и совершенствование — естественный процесс развития. Жизнь выдвигает новые задачи и перед музеем. Эволюционная теория Дарвина развивается и обогаща¬ ется данными современной биологии. Достижения генетики привели к созда¬ нию учения о микроэволюции. В экспо¬ зиции музея находят отражение работы научно-исследовательских институтов и данные полевых исследований по генетике и структуре популяций. Остро стоящая теперь проблема охраны окружающей среды вызывает не¬ обходимость разработки новых экспози¬ ционных тем. Охрана животного мира — одна из центральных проблем в этом комплексе. Музей обладает неповтори¬ мыми, огромной силы воздействия экспо¬ натами, такими как уничтоженные чело¬ веком и вымершие животные: бескрылая гагарка, чешуйчатая и безногая райские птицы, новозеландские гуйи, странству¬ ющий голубь. Огромную ценность пред¬ ставляет полный скелет гигантского го- лубя-дронта, исчезнувшего в XVII в. В хранилище и экспозиции музея более 300 исчезающих животных, занесенных в «Красную Книгу СССР» и «Международ¬ ную Красную Книгу», а также — сохранен¬ ных и восстановленных. Спасение исче¬ зающих видов не может быть осуществле¬ но без изучения и охраны биоценозов, в состав которых они входят. Поэтому сей¬ час собирательская работа музея несколь¬ ко изменила свой характер. Материал со¬ бирается комплексно для более полной характеристики сообществ. Оригиналь¬ ный материал по биоценозу полупустыни получил музей, участвуя в Советско-Мон¬ гольской комплексной экспедиции. По прибрежным биоценозам коралловых ри¬ фов собраны экспонаты в Островной ти¬ хоокеанской экспедиции Института океа¬ нологии АН СССР (6-й и 18-й рейсы суд¬ на «Дмитрий Менделеев»). С каждым годом хозяйственная дея¬ тельность человека все более активно воз¬ действует на процессы, идущие в био¬ сфере Земли. Взаимоотношения человека с окружающей средой становятся одной из главных проблем сегодняшней жизни. Только глубокое знание законов эво¬ люции поможет осуществлять биологиче¬ ски грамотное планирование хозяйствен¬ ной деятельности. Эволюционная теория составляет методологическую основу всех естественных наук, и потому решение частных задач невозможно без знания эволюционных закономерностей. Учитывая всеобъемлющее значе¬ ние теории эволюции, роль Государствен¬ ного Дарвинского музея в ее пропа¬ ганде, Исполком Моссовета принял реше¬ ние о сооружении для музея специально¬ го здания, которое будет закончено к 1980 г. Свое дальнейшее развитие, по¬ строение новых экспозиций, широкую про¬ паганду законов развития и биологических основ охраны природы музей связывает с переездом в новое здание. Площадь ново¬ го музея в 10 раз будет превышать зани¬ маемую в настоящее время, там будет развернута многс>темная экспозиция, ши¬ роко показывающая на натуральных экспонатах закономерности развития органического мира и биологические ос¬ новы рационального использования и охра¬ ны природы. Посетители музея, число ко¬ торых возрастет до миллиона в год, уви¬ дят редкие экспонаты, большинство из ко¬ торых сейчас хранится в фондах.
Зоология «Природа», 1978, № 6 65 Каспийская проходная сельдь В. В. Водовская, Е. Я. Каэанчеев Каспийский научно-исследова- тельский институт рыбного хо¬ зяйства Астрахань За последние 25 лет в бассейне Каспия, в том числе и на Волге, существенно изме¬ нился водный режим: сокра¬ тился речной сток, снизился уровень моря, высохли боль¬ шие площади мелководий. Одновременно усилилось воздействие человека на при¬ роду водоема, построены гид¬ ростанции на реках, ведется добыча горючего в море. Все это, конечно, сказывается на составе и численности про¬ мысловых рыб Каспия. Существенную часть промысловых рыб Каспийского моря некогда составляли сель¬ ди, представленные нескольки¬ ми видами и многочисленными подвидами. Ареал большинства из них не выходит за пределы моря, но один вид — проход¬ ная сельдь — для размноже¬ ния идет в Волгу и в неболь¬ шом количестве в Урал. Среди многочисленных форм кас¬ пийских сельдей проходная сельдь всегда выделялась своей промысловой ценностью. Различают два подвида этой сельди: черноспинку (Alosa kessleri kessleri Grimm) w волжскую сельдь (Alosa kes¬ sleri volgensis Berg). Черно¬ спинка — крупная, мясистая и жирная рыба весом до 1400 г, спинка и голова окра¬ шены в темно-фиолетовый цвет, бока с серебристым от¬ тенком. Волжская сельдь не столь крупна (до 700 г), спин¬ ка окрашена в текнй-Эеленый и оливково-зеленый цвет. Эти сельди отличаются Друг от друга по числу и характеру тычинок на первой жаберной дужке: у черноспинки их меньше, чем у волжской сель¬ ди, и они реже посажены. Все каспийские сель¬ ди нерестятся весной. Зи¬ муют они в незамерзающей части моря, преимущественно в Южном Каспии. В начале весны, в марте, рыба направ¬ ляется в северные районы, причем ее миграционные пути располагаются преимуще¬ ственно вдоль западных бере¬ гов моря. По мере движения сельди подходят к берегам Азербайджана и Дагестана, где ведется их лов. В начале апреля сельди появляются в северной части моря. Если в море мигрирую¬ щие косяки состоят из многих форм, то в дельте Волги они почти целиком представлены только проходной сельдью. В дельте Волги единичные экземпляры проходной сель¬ ди появляются обычно в пер¬ вой декаде апреля, но их мас¬ совая миграция наступает лишь в конце этого месяца или же в первых числах мая. Прежде, до постройки плотин, проходная сельдь под¬ нималась по Волге на большое расстояние от устьев: волж¬ ская сельдь — до Куйбышева, а черноспинка еще выше — до устья Камы, Тетюши, Свияж- ска и Васильсурска, а по Ка¬ ме— до Чистополя, Елабуги и Сарапула. Подсчитано, что средняя скорость движения сельди в районе нижней Волги достигает 20 км/сут. К верхним участкам миграционного пути сельдь подходила в июле. Нереститься проходная сельдь предпочитает на тех участках реки, где течение замедленное (в затонах, во¬ ложках). В прежние годы не¬ рестилища сельди были распо¬ ложены на громадном протяже¬ нии от придельтового участка реки до Камского устья, при¬ чем волжская сельдь метала икру в нижнем участке этого ареала (до Камышина), а чер¬ носпинка — в верхнем. В на¬ стоящее время нерестилища обоих подвидов находятся ни¬ же Волгоградской ГЭС, причем главные из них сосредоточены вблизи плотины. Каспийские сельди, как и все сельди этого рода,— пе¬ лагические рыбы, они мечут икринки, которые развивают¬ ся потом в придонных слоях воды и сплывают по течению. Во время икрометания сельдь поднимается в верхние слои воды. Половые клетки у про¬ ходной сельди, как у всех сельдей этого рода, созревают не одновременно, кроме того, выметывание икры происходит порциями, с интервалами меж¬ ду ними в несколько суток. Такая особенность — несом¬ ненно, полезное приспособле¬ ние, дающее, вероятно, боль¬ шую гарантию успешному оп¬ лодотворению и выживаемости икринок и личинок. Плодовитость проходной сельди довольно велика: от 100 до 280 тыс.— у волжской сельди и от 135 до 310 тыс. икринок — у черноспинки. Раньше считали, что про¬ ходная сельдь размножается только один раз в жизни и после нереста погибает. В под¬ тверждение этому приводились многочисленные наблюдения всплывших мертвых или ос¬ лабленных рыб. Ничего подобного в на¬ стоящее время не наблюдается, и не только в последние годы, после зарегулирования волж¬ ского стока. Значительно ра- 3 «Природа» № 6
66 В. В. Водовская, Е, Я, Каэанчеее Черноспинка (Alosa kessleri kе5 s Iег i | —крупная рыба весом до 1400 г.; спинка и голова окра¬ шены в темно-фиолетовый цвет. Волжская сельдь (Alosa kessle* ri volgensis) весом до 700 г.; спинка окрашена в темно-зеленый и оливмово-эеленый цвет. нее (в 30-х — 40-х годах) по- сленерестовая гибель уже была крайне редким явлением. Чем это можно объяснить? Видимо, гибель сельди после икроме¬ тания и прежде не была обя¬ зательным завершением ее жизненного цикла. Количе¬ ство погибающих рыб из года в год колебалось и, вероятно, было связано с мощностью нерестового хода. Чем много¬ численнее были косяки, тем больше гибло рыбы. И, по-ви¬ димому, не повсеместно, а в отдельных локальных нере¬ стовых участках, где количе¬ ство нерестящихся особей пре¬ вышало естественный предел для их нормальных функций. Развитие оплодотворен¬ ных икринок длится от 42 до 56 ч; током воды они относят¬ ся вниз по течению, преиму¬ щественно в придонных слоях воды. Вылупившиеся из икри¬ нок личинки также пассивно плывут по течению. С тех пор как миграционный путь сельди сократился и оканчивается у Волгограда, произошли су¬ щественные изменения в жиз¬ ни ее молоди. Если прежде в море новое поколение попада¬ ло в виде уже сформировав¬ шихся мальков, то в настоя¬ щее время туда выносится много личинок, смертность которых в необычной для них среде увеличивается. Осенью, с похолодани¬ ем, весь сельдяной «приплод» откочевывает на юг моря, где и находится несколько лет
Каспийская проходная сельдь 67 до наступления половозре- лости. Отнерестившиеся осо¬ би на протяжении лета также покидают Волгу и к зиме скапливаются в ее южной части. Цикл полового созрева¬ ния занимает лишь один год, и уже в следующий весенний сезон почти все выжившие особи, наряду с вновь созрев¬ шими, повторяют миграцию на север, в Волгу, для нового размножения. Только очень небольшая часть ранее отне¬ рестившихся рыб пропускает один нерестовый сезон. Черноспинка — хищная рыба. Уже в стадии малька (при длине тела в 35 мм) она заглатывает личинок рыб. Од¬ нако в основном молодь сельди питается мелкими и крупными формами зоо¬ планктона и бентоса, пре¬ имущественно ракообразными. В составе пищи взрослой чер¬ носпинки почти исключительно рыбы, среди которых преоб¬ ладают мелкие виды (кильки, атерины) и молодь крупных рыб. Состав пищи волжской сельди <мешанный и пред¬ ставлен нектобентическими рачками и рыбой. Продолжительность жиз¬ ни проходной сельди 7—8 лет, но среди зрелых рыб, идущих на икрометание, обычно пре¬ обладают 3-, 4- и 5-летние. Пожалуй, из всех про¬ мысловых рыб Каспия проход¬ ная сельдь наиболее резко реагировала на изменение условий обитания. Это выра¬ зилось, в первую очередь, в изменении ее численности. Ранее наиболее многочислен¬ ная не только среди сельдей, но и среди всех каспийских рыб, волжская сельдь в на¬ стоящее время почти исчезла. В уловистые годы (1912—1917) добыча этой сельди достигала 200 тыс. т; именно эта сельдь составляла основу и славу каспийского сельдяного про¬ мысла. И сравнительно недав¬ но, в предвоенные и военные годы этой сельди добывалось свыше 50 тыс. т. В настоящее время волжская сельдь прак¬ тически исчезла; ее добывает¬ ся не более 3 т. Иное случилось с чер¬ носпинкой. Эта крупная сельдь по общей массе добычи всегда уступала волжской сельди. Ее современные уловы, по сравнению с прежними, хотя также уменьшились, но не столь значительно, как у волж¬ ской сельди. Таких перемен с проходной сельдью никто не ожидал — ни ученые, ни рыбаки. Предполагали, что по¬ следствия гидростроительства скажутся в первую очередь' на черноспинке, нерестилища которой целиком располага¬ лись выше плотин, а не на волжской сельди, зона раз¬ множения которой после строи¬ тельства в значительной сте¬ пени сохранилась. Однако черноспинка и сейчас служит объектом промысла, хотя и небольшого, а волжская сельдь исчезла, если не считать краййе редко встречающихся экзем¬ пляров. Вполне убедительного объяснения этому явлению еще не найдено. Каковы же перспективы? Реальных надежд на восста¬ новление запасов волжской сельди, по нашему мнению, нет. Наши усилия должны быть направлены на поддержание и увеличение запасов черно¬ спинки, этой ценнейшей рыбы Каспия. Прежде всего, следует продолжить и усилить борьбу за чистоту морских и речных вод по всему ареалу: в зонах нагула, размножения, на ми¬ грационных путях как молоди, так и взрослых особей. На не¬ рестилищах и вблизи них необходимо вести постоянный отлов рыб, поедающих икрин¬ ки и личинки сельдей. Повысить эффективность естественного размножения сельди можно путем усилен¬ ного пропуска производителей к нерестилищам. С этой целью промысловый лов должен ог¬ раничиваться лимитом добычи, определяемым научными ор¬ ганизациями. Необходимо возобно¬ вить искусственное разведение сельди. Дело это нелегкое, так как сельдь, в отличие от дру¬ гих искусственно разводимых рыб, требует особо бережного и осторожного отношения. Производителей приходится выдерживать в особых бас¬ сейнах с проточной водой, а получение половых про¬ дуктов для искусственного оплодотворения затруднено их неодновременным созре¬ ванием. Тем не менее ис¬ кусственное разведение сельди представляется настолько важной мерой, что такие опыты следует организовать. Ценнейшая рыба Каспия сельдь-черноспинка должна быть сохранена на будущее. 3*
68 Физика «Природа», 1978, № 6 Советско-венгерское сотрудничество в исследовании твердых тел Н. Кроо Норберт Крен доктор физических наук, профессор, руководитель главного отдела Центрального института физически» исследова¬ ний Венгерской академии наук (ЦИФИВАН). Занимается проб¬ лемами физики твердого тела и лазеров. Основные научные интересы связаны с взаимодействием интенсивного лазерного света с веществом, лазерной спектроскопией твердых тел и рассеянием медленных нейтронов в конденсированных средах. В повседневной жизни нас окружа¬ ют в основном твердые тела. Неудивитель¬ но поэтому, что любознательный, желаю¬ щий понять свое окружение человек, очень давно начал изучать и* различные свойст¬ ва: механические, магнитные, электриче¬ ские. Однако по-настоящему стремитель¬ ный темп в исследовании твердых тел ха¬ рактерен только для нашего века. В этой области науки значительные результаты по¬ являются буквально ежегодно, но особен¬ но быстрое развитие началось после рож¬ дения квантовой теории, которая является основой физики твердого тела и в наши дни. В 50-х годах мы стали свидетелями ускоренного развития физики твердого те¬ ла, вызванного рядом факторов. Самый важный из них тесно связан с ростом по¬ требности в новых полупроводниковых устройствах, удовлетворяющих промыш¬ ленные нужды. Венгерским физикам хорошо извест¬ на ведущая роль советских специалистов в изучении твердых тел. Поэтому для нас особенно важны нити, связывающие вен¬ герские и советские исследования в этой области, тем более что исследования твер¬ дых тел в Венгрии имеют большие тради¬ ции. Можно упомянуть многие имена: на¬ пример, Тодор Кальман и Имре Броди в 20—30-х годах внесли значительный вклад в изучение микродинамики кристаллов. В центре внимания исследователей нашей страны находится ряд таких вопро¬ сов, которым придают большое значение и в Советском Союзе. Это дает возмож¬ ность проведения интенсивной совместной работы по данным темам. Широкие возможности и хорошая организация совместных работ — твердая основа сотрудничества. Комиссия по фи¬ зике твердого тела Академии наук СССР и Венгерской академии наук — орган, ко¬ ординирующий наибольшее количество направлений работы в рамках сотрудниче¬ ства. Однако важную роль играют и дого¬ воры, не относящиеся к ведомству акаде¬ мий, например между Комитетами двух стран по атомной энергии. Характер сотрудничества между со¬ ветскими и венгерскими институтами весь¬ ма разнообразен. Это и обмен информаци¬ ей, и коллективное решение какой-либо научной задачи. И, наконец, характерно, что в результате совместных усилий созда¬ ется экспериментальное оборудование, без которого не обойтись в научной работе. В дальнейшем я бы хотел более под¬ робно рассказать о работах, которые ве¬ дутся в рамках сотрудничества.
Со ветс ко-вен гер с ко е сотрудничество в исследовании твердых тел 69 ВЛИЯНИЕ ПРИМЕСНЫХ АТОМОВ НА СВОЙСТВА КРИСТАЛЛОВ Ряд совместных тем посвящен иссле¬ дованию изменений свойств твердых тел при введении чужеродных атомов. В кри- сталлах-изоляторах в первую очередь изу¬ чается поведение дислокаций и дефектов. В последние годы проводятся эксперимен¬ ты на образцах алмаза, легированного ме¬ тодом ионного внедрения. В алмаз вводят¬ ся атомы Si, S и Р и исследуется распреде¬ ление этих примесей методом обратного рассеяния а-частиц. Примеси влияют также на свойства металлов и сплавов. С помощью ускорите¬ ля тяжелых частиц Объединенного инсти¬ тута ядерных исследований (ОИЯИ) в Дуб¬ не изучается поведение чужеродных ато¬ мов металлов, введенных в другие метал¬ лы таким образом, что ионно-импланти¬ рованный слой является одним из электро¬ дов диода металл-окись-металл. В связи с другой темой мы исследу¬ ем изменение спектров колебаний решет¬ ки металлов под действием атомов приме¬ си. Известно, что влияние вводимых ато¬ мов имеет здесь двойной характер. Во-пер¬ вых, оно связано с различием в массах примесного и матричного атомов: если атом примеси легче матричного, в фонон- ном спектре возникает локальный уровень, а если тяжелее, то уровень появляется виртуально, но наблюдается возмущение фононного спектра матричного кристалла (эффект массы). Кроме того, возмущение возникает за счет того, что силы взаимо¬ действия примесного атома с матричным отличны от действующих между атомами матрицы. Эффект массы был уже подроб¬ но изучен в последние годы, а проблема, связанная с изменением силовых констант, еще решена не полностью. Вот почему ЦИФИ ВАН и Институт атомной энергии им. И. В. Курчатова (ИАЭ) занялись изуче¬ нием таких сплавов, в которых массы при¬ месного и матричного атомов существенно не отличаются, но силовые константы раз¬ личны. Для этого в кристалл вводятся ато¬ мы, у которых число валентных электронов отличается от матричного. Группа теоре¬ тиков ИАЭ показала, что в этом случае изменение силовых констант, т. е. измене¬ ние дисперсионной кривой фононов, по су¬ ти дела, определяется лишь изменением числа валентных электронов. Поэтому при одинаковой концентрации валентных элек¬ тронов различные примесные атомы дол¬ жны вызвать одинаковое возмущение дис¬ персионных кривых фононов. Этот факт получил экспериментальное подтвержде¬ ние в работах венгерских физиков. ИССЛЕДОВАНИЯ ЖИДКИХ КРИСТАЛЛОВ В последние годы все чаще встреча¬ ются публикации, описывающие исследо¬ вания не полностью упорядоченных струк¬ тур. Эта тема также включена в план со¬ трудничества СССР — ВНР по физике твер¬ дого тела. С советской стороны в работе участвует Институт физики твердого тела АН СССР (ИФТТ) (Черноголовка). В каче¬ стве модельного материала в наших экспе¬ риментах использовались образцы жидких кристаллов. Известно, что молекулы жид¬ кокристаллических материалов под дейст¬ вием внешнего магнитного поля могут быть ориентированы, поэтому на параметр упорядоченности можно легко влиять из¬ вне. В наших работах мы использовали не¬ матический жидкокристаллический мате¬ риал — пара-азокси-анизол (ПАА), на ко¬ тором проводились нейтронографические и оптические исследования. Целью было исследование возможных коллективных возбуждений, возникающих в упорядочен¬ ном под действием внешнего магнитного поля жидкокристаллическом материале. Первым шагом стало определение струк¬ туры материала. Мы обнаружили, что ма¬ териал в жидкокристаллическом фазовом состоянии хорошо «помнит», из какой твер¬ дой фазы он получен. Было установлено, что ПАА в твердой фазе полиморфен, т. е. при одной и той же температуре может иметь несколько кристаллических моди¬ фикаций (три). Поэтому из-за эффекта па¬ мяти в жидкокристаллической фазе могут быть следы структуры, соответствующие всем трем твердым полиморфным моди¬ фикациям. В первую очередь мы разра¬ ботали метод термообработки, позволя¬ ющий расплавить лишь одну твердую фа¬ зу и получить таким образом возможность изучать жидкокристаллическую фазу, со¬ ответствующую твердой. После этого мы исследовали струк¬ туру жидкокристаллического материала с помощью метода нейтронографии. Результаты структурного анализа по¬ казывают, что жидкокристаллические мате¬ риалы в состоянии упорядочения под дей¬ ствием внешнего поля обладают свойст¬ вами, по характеру сильно напоминающи¬ ми свойства твердых тел. Если это так, то наблюдаемые в твердых телах коллектив¬ ные возбуждения фононного типа должны быть и в жидких кристаллах. В твердых те¬
70 Н. Кро о лах такие возбуждения можно детектиро¬ вать методом неупругого рассеяния нейт¬ ронов в образце. В процессе рассеяния выполняются законы сохранения энергии и импульса, что позволяет определить те энергию и импульс, которые кристалл со¬ общил нейтрону. Это и будут энергия и импульс одного фононе. При тех энергиях и импульсах, где законы сохранения выпол¬ няются, в картине рассеяния нейтронов наблюдается острый резонанс. Подобные резонансы мы и ищем в нематическом жидком кристалле ПАА, ориентированном внешним магнитным полем. Составляя «карты» таких резонансов, можно определить законы дисперсии кол¬ лективных возбуждений, возникающих в жидких кристаллах, а'именно, взаимосвязь между энергией и импульсом возбужде¬ ний. Прежде всего видна сильная анизо¬ тропия этих законов дисперсии для разных направлений, что характерно для стержне¬ образных и ориентированных внешним по¬ лем молекул. Наличие резонансов доказы- 4 л х —- - s I п 0, А Кривая дифракции нейтронов, снятая с помощью нейтроннодифракционного оборудования Цен¬ трального института физических исследований Венгерской академии наук. Дифракционная функция, описывающая структуру жидкокристал¬ лического материала пара-азокси-анизола (ПАА], напоминает кривые, характерные для жидкостей, с той разницей, что отдельные максимумы опре¬ делены более четко. Особое внимание следует обратить на максимум, видный при 3,6 А"1. Он является максимумом высшего порядка, повто¬ ряющим максимум, видный при 1,8 А Это говорит о наличии сильно выраженного ближ¬ него порядка. Цветная кривая показывает, что под действием внешнего поля интенсивность наблюдаемого максимума высшего порядка при 3,6 А- растет, т. е. увеличивается степень упорядоченности. Значит, внешнее поле дей¬ ствительно оказывает сильное упорядочиваю¬ щее воздействие. вает существование в дисперсионных за¬ висимостях оптических и акустических вет- вей. Скорость распространения звука, определяемая из анализа акустических вет¬ вей, хорошо согласуется со значениями, полученными иными методами, тогда как оптические ветви хорошо согласуются с ре¬ зультатами оптической спектроскопии. Из полученных нами результатов можно сде¬ лать вывод, что в жидких кристаллах име¬ ется сильно выраженный ближний порядок. Поэтому даже такой относительно слабо упорядоченный жидкокристаллический ма¬ териал, как ПАА, имеет динамические ха¬ рактеристики, более близкие к твердым телам, чем это предполагалось до сих пор. Одним из недостатков измерений являет¬ ся невозможность сравнения фононных
Советско-венгерское сотрудничество в исследовании твердых тел 71 спектров, наблюдаемых в твердой фазе, с результатами, полученными в жидко¬ кристаллической фазе. Это объясняется тем, что из-за полиморфизма нельзя по¬ лучить монокристаллы ПАА больших раз¬ меров. Вот почему следующим шагом бу¬ дут исследования другого жидкокристал¬ лического материала— пара-азокси-фе- нетола (ПАФ). Он обладает только одной кристаллической модификацией, что по¬ зволяет получить монокристалл. Сначала мы хотим определить фононный спектр ных теоретических предсказании в окрест¬ ности фазового перехода как из твердой в жидкокристаллическую, так и из жидко¬ кристаллической в изотропно жидкую фазу можно ожидать появления так называемых мягких фононных мод. Такие моды воз¬ никают, например, в том случае, когда фазовый переход осуществляется за счет появления нестабильности решетки. Мы планируем исследовать такие типы фазо¬ вых переходов методом нейтронографии и лазерной спектроскопии. -400 300 « 1 200 0-1 I *=0,75А [ 100 V 1 900 0-1 *=0,96 А 800 ' \ А 1 700 1 2 4 6 8 ю| передаваемая энергия. МзВ Графики зависимости интенсивности рассеяния нейтронов от энергии в нематическом жидком кристалле ПАА, ориентированном внешним магнитным полем. монокристалла, после чего, расплавив ма- териал,' изучим аналогичные параметры жидкокристаллической фазы. ИССЛЕДОВАНИЕ ФАЗОВЫХ ПЕРЕХОДОВ Экспериментальные результаты по рассеянию Мандельштама — Бриллюэна в окрестности тем¬ пературы фазового перехода нематической жид¬ кости в изотропную. Данные получены на хорошо известном жидкокристаллическом материале МББА, который перед экспериментом был ориен¬ тирован. Видно, что в одной из геометрий рассеяния наблюдается минимум на кривой смещения частоты в зависимости от температу¬ ры в окрестности точки фазового перехода, что можно объяснить эффектом «смягчения мод». (Эксперименты проводились совместно с Физическим институтом им. П. Н. Лебедева АН СССР.) В число совместных работ входит и исследование фазовых переходов 11 рода. Сначала остановимся на жидкокристалли¬ ческих материалах. На основе определен-
72 Н . КрО О Неизменно плодотворным в послед¬ ние годы было сотрудничество советских и венгерских специалистов в изучении магнитных фазовых переходов. Совместно с Институтом физических проблем им. С. И. Вавилова АН СССР (ИФП) наряду с прочими работами мы исследовали фа¬ зовые переходы, возникающие в карбо¬ натах Зс1-переходных металлов (карбонат кобальта, карбонат никеля). ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ С ВЕЩЕСТВОМ Плодотворное сотрудничество уста¬ новлено в работах по изучению взаимодей¬ ствия интенсивного лазерного излучения с твердыми материалами. В этом сотруд¬ ничестве с венгерской стороны приняли участие ЦИФИ ВАН и Государственный университет им. Атиллы Йожефа, с совет¬ ской стороны — Физический институт им. П. Н. Лебедева АН СССР, Институт теоретической физики им. Л. Д. Лан¬ дау АН СССР (ИТФ) и Институт фи¬ зических исследований АН Армян¬ ской ССР. В институтах обеих стран такие исследования уже имеют традиции. Наша работа ограничивается в основном иссле¬ дованиями нелинейного фотоэффекта, поверхностной микроплазмы и элементар¬ ных возбуждений, вызванных интенсив¬ ным световым излучением в твердых те¬ лах, а также изучением возникающих аку¬ стических волн. Более подробно я бы хо¬ тел остановиться на нелинейном фотоэф¬ фекте. Известно, что линейный фотоэффект описывается уравнением Эйнштейна, со¬ гласно которому фотоэффект возможен лишь в том случае, если энергия фотона больше работы выхода электрона из кри¬ сталла. Иначе обстоит дело в случае не¬ линейного фотоэффекта: при действии интенсивного лазерного излучения появ¬ ляется конечная вероятность того, что энергию, необходимую для преодоления работы выхода электрона, обеспечивают одновременно несколько фотонов. Если число фотонов, принимающих участие в фотоэффекте, равно п, и выполняется следующее неравенство: nhv>^>(n— l)hv, где hy — энергия фотона, а А — работа выхода из металла, то можно показать, что при не очень больших интенсивностях света фототок пропорционален п-ной степени интенсивности света. С увеличением интенсивности по¬ падаем в область, где величина электри¬ ческого поля, созданного светом, стано¬ вится сравнимой с величиной поля внутри металла. Это приведет к такому резкому искажению потенциального барьера, су¬ ществующего на поверхности, что появ¬ ляется конечная вероятность возникнове¬ ния туннельного эффекта. Переход в эту область нам удалось обнаружить экспери¬ ментально. Найденное явление однозначно относится к поверхностному фотоэффек¬ ту, что доказывается существованием за- Зависимость фототока от интенсивности света, видно, что при малых интенсивностях фототок является линейной (в логарифмическом масшта¬ бе) функцией интенсивности одета. С увеличе¬ нием интенсивности возникает вероятность появления туннельного эффекта. Переход з эту область обнаружен экспериментально. На графи¬ ке он характеризуется изломом кривой в об¬ ласти больших интенсивностей.
Со ветс ко-вен гер с ко е сотрудничество в исследовании твердых тел 73 висимости эффекта от поляризации света. Объяснением этого явления занимается много советских физиков, в первую оче¬ редь в ФИАНе, где разработано его теоре¬ тическое обоснование. Я бы хотел обратить внимание еще на одну интересную проблему, исследо¬ вание которой ведется в рамках совет¬ ско-венгерского сотрудничества. (Первые результаты были получены в середине 1977 г.) Для исследования нелинейного поверхностного фотоэффекта в золоте используют неодимовый стеклянный ла¬ зер, у которого четырехкратная энергия излучаемых фотонов близка к работе вы¬ хода для золота. Известно, что в этих ла¬ зерах имеется возможность узкой наст¬ ройки по частоте. Возникает вопрос, как изменится зависимость фототока от интенсивности, если, изменяя частоту, перейти в ту область, где для появления фотоэффекта необходимо уже 5 фотонов? Из упрощенной теории можно было бы ожидать возникновения резкого перехода ступенчатой формы. Вопреки этому, при необходимой частоте наблюдается острый Использование неодимового стеклянного ла¬ зера в исследовании нелинейного поверхност¬ ного фотоэффекта в золоте позволило получить этот интересный график. Изучалась зависимость фототока от интенсивности излучения. При пере¬ ходе в область, где для появления фото¬ эффекта необходимо не 4, а 5 фотонов, вопреки предположениям вместо резкого пе¬ рехода ступенчатой формы на графике наблю¬ дается острый резонанс. резонанс. Объяснением такого резонанса занимаются теоретики ИТФ. Качественное объяснение уже удалось найти, но окон¬ чательного решения пока нет. В последние годы было налажено очень плодотворное сотрудничество меж¬ ду ФИАНом и ЦИФИ ВАН в области лазер¬ ной техники. Цель сотрудничества — даль¬ нейшее усовершенствование лазера на ит- трий-алюминиевом гранате с неодимом. Перед нами стоит задача получить более
74 Н. Кроо эффективные кристаллы и лампы накачки, усовершенствовать модуляторы свето¬ вого пучка и увеличить надежность ла¬ зеров. В лазерной технике большую роль играют тонкие пленки, так как лазерные зеркала, различные интерференционные фильтры или переключатели представля¬ ют собой диэлектрические покрытия. Проблему их получения можно считать решенной, однако еще многое нужно сделать для улучшения параметров таких пленок, В сотрудничающих институтах проводится широкая программа работ, уже давших положительные результаты. Я хотел бы упомянуть о работе по иссле¬ дованию устойчивости кристаллов, под¬ вергаемых действию интенсивного лазер¬ ного излучения. Эксперименты в этой об¬ ласти ведутся уже несколько лет. В ка¬ честве модельного материала использо¬ вался кристалл пятиокиси ванадия, но все чаще для данной цели применяют сами лазерные стержни. ИССЛЕДОВАНИЕ В ОБЛАСТИ ТЕХНОЛОГИИ ТВЕРДЫХ ТЕЛ В развитии физики твердого тела значительную роль играет технологиче¬ ская база, дающая возможность получить необходимые для исследования образцы и практически использЬвать достигнутые результаты. За последние годы значитель¬ ный успех был достигнут прежде всего за счет повышения качества исходных материалов. Были получены совершенные лазерные монокристаллы, кристаллы га- долиний-галлиевого граната для элемен¬ тов памяти на цилиндрических магнитных доменах (ЦМД), проведено широкое ана¬ литическое исследование качества полу¬ ченных монокристаллов. Для элементов памяти на ЦМД требуются монокристал- лические пластинки с очень маленькой концентрацией дефектов. Нам удалось вырастить такие кристаллы, где концентра¬ ция дефектов не превышает 1 дефект/см2. Создание на основе таких кристаллов элементов памяти будет, по всей вероят¬ ности, большим шагом в развитии техники вычислительных машин. Серьезное внимание уделяется совместным разработкам эксперименталь¬ ного оборудования. Одна из задач — рас¬ ширение области рабочих параметров, переход к высоким давлениям, сильным магнитным полям и низким температурам. Для ее решения нужно создать специаль¬ ные магниты (в первую очередь сверх¬ проводящие), оборудование, пригодное для измерений в сильных магнитных по¬ лях, низкотемпературные криостаты и т. д. Такая работа выполняется в тесном со¬ трудничестве с советскими исследова¬ тельскими институтами; ИАЭ, ФИАНом, ИФП, Институтом высоких температур АН СССР и др. Совместные работы ведутся и в об¬ ласти классической измерительной техни¬ ки. Например, вместе с ИАЭ разрабатыва¬ ется чувствительный автоматический лег¬ коуправляемый калориметр. Совместно с ФИАНом мы создали вибрационный магнитометр, используемый в случае применения сильных магнитных полей. В последние годы достигнуты зна¬ чительные успехи и в развитии ядерно- физических методов. Прежде всего я бы хотел упомянуть работы по нейтронной спектроскопии, проводимые в ИАЭ и в ЦИФИ ВАН. На созданных в рамках этой работы спектрометрах получено много результатов, о которых докладывалось на международных конференциях. В ОИЯИ (Дубна) работает созданный нами нейтронный спектрометр с большой светосилой для измерения времени про¬ лета. Он действует по корреляционному принципу и используется для исследова¬ ния твердых тел. В наши планы входит создание такого спектрометра и обору¬ дования по измерению нейтронного спино¬ вого эха в Гатчине (близ Ленинграда) для строящегося реактора с большим потоком нейтронов. Принцип действия этих двух методик разработан венгерски¬ ми исследователями. Совместная разработка оборудова¬ ния и методик ведется в области ионной имплантации. С этой темой тесно связана работа по рассеянию а-частиц, исполь¬ зуемому для анализа ионнст-имплантиро- ванных слоев. Для рентгенофлюоресцент¬ ного анализа совместно созданы детек¬ торы. В содружестве с советскими специа¬ листами разрабатываются и оптические методы. Недавно нами было сконструиро¬ вано устройство, очень полезное в экспе¬ риментах по рассеянию света. Обычно в та¬ ких экспериментах используются интер¬ ферометры Фабри — Перо, «сердцем» которых являются два параллельных зер¬ кала с изменяемым расстоянием между ними. Разработанное нами электронное устройство поддерживает высокую сте¬ пень параллельности зеркал. Мы занимается также измерительной техникой для лазеров, дающих ультра¬
Советско-венгерское сотрудничество ■ исследовании твердых тел 7J короткие импульсы света. Здесь хотелось бы упомянуть два направления. Одно из них относится к вопросам детектирования сверхкоротких импульсов с помощью так называемой стрик-камеры. Второе связа¬ но с прямой методикой измерения дли¬ тельности пикосекундных импульсов, раз¬ работанной совместно с Институтом фи¬ зических исследований АН Армянской ССР. Проводятся совместные работы в об¬ ласти корреляционной оптической спектро¬ скопии, применяемой для определения очень малых изменений энергии. Данный метод используется при изучении слабых возбуждений твердых тел. Большое значение имеет сотрудни¬ чество по автоматизации измерений. В ка¬ честве примера можно назвать упомя¬ нутые системы управления измерениями и обработки информации, снимаемой с трехосного нейтронного спектрометра, электронной стабилизации зеркал интер¬ ферометра Фабри — Перо, электронную систему действующего в Дубне корреля¬ ционного спектрометра, а также обору¬ дование, необходимое для автоматиче¬ ского выращивания монокристаллов. • Естественно, я не мог остановиться на всем подробно (в первую очередь, из-за ограниченного объема этой статьи) и о многом рассказал лишь схематично. Трудно быть полностью объективным, поэтому близкие для меня темы обсуждены более детально. Хотелось показать, что сотрудничество охватывает практически все области физики твердого тела и труд¬ но найти такую венгерскую исследователь¬ скую группу, которая не имела бы совет¬ ского партнера. Я считаю важным, чтобы совместным работам всегда сопутствовали дружеские связи. Коломенский А. А. СОВРЕМЕННЫЕ УСКОРИТЕ¬ ЛИ И ТЕНДЕНЦИИ ИХ РАЗВИТИЯ. — «Приро¬ де», 1975, № 4. Осипьян Ю. А. ФИЗИКА ТВЕРДОГО ТЕЛА ВЫХОДИТ НА ПЕРЕДОВЫЕ ПОЗИЦИИ,— «Природе», 1975, № 10. Франк И. М. НЕКОТОРЫЕ НОВЫЕ АСПЕКТЫ НЕЙТРОННОЙ ОПТИКИ,— «Природа», 1972, № 9. Черемных П. А. СВЕРХСИЛЬНЫЕ МАГНИТНЫЕ ПОЛЯ. — «Природе», 1974, № 12. Чистяков И. Г., Вистинь Л. К. СИММЕТРИЯ, СТРУКТУРА И СВОЙСТВА ЖИДКИХ КРИСТАЛ¬ ЛОВ.— «Природа», 1972, № 2. РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА Белов К. П. МАГНИТНЫЕ ПРЕВРАЩЕНИЯ. М., 1959. Белов К. П. РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫЕ МАГНИТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ. — «Природе», 1975, № 2. Башкиров Ю. А. ,10 ЛЕТ МЕЖДУНАРОДНОЙ НАУЧНОЙ ЛАБОРАТОРИИ ВО ВРОЦЛАВЕ,— «Природа», 1976, № 5.
76 История науки «Природа», 1978, № 6 Из истории русско-шведских научных связей в XVIII в. Г. К. Цверава Грант Константинович Цверава, историк естествознания и тех¬ ники. Автор научных биографий: Прокоп Дивиш. М. —Л., 1965; Аньош Йедлик. Л., 1972; Никола Тесла. Л., 1974; Георг Вильгельм Рихман. Л., 1977, а также статей в «Природе» (1974, № 3; 1975, № 4 и N? 9 и др.). Со второй половины XV в. Швеция, фактически порвав унию с Данией, вышла на путь самостоятельной государственно¬ сти. В феврале 1477 г., в правление ре¬ гента С. Стуре, архиепископу Я. Ульфсо- ну удалось выхлопотать у папы Сикста IV буллу, разрешающую открыть по образ¬ цу Болонского studium general® универ¬ ситет в Упсале, древнем местопребывании шведских правителей. Римская курия име¬ ла в виду, что этот университет станет оп¬ лотом католицизма в Северной Европе. Действительно, он длительное время воз¬ главлялся архиепископами и представлял собой богословское учебное заведение. Королевская лютеранская реформация, законодательно утвердившаяся в Швеции в середине XVI в., отделила университет от церкви, однако эта мера носила фор¬ мальный характер. Университет не сделал¬ ся менее схоластическим. Покровительство, оказанное коро¬ лем Густавом IJ Адольфом, открыло но¬ вую страницу в^истории университета, ко¬ торый официально стал называться Aca¬ demia Upsaliensis Gustaviana. Воспитатель и помощник короля Ю. Шютте (1577— 1645) в 1622 г. был назначен первым свет¬ ским канцлером университета’. При нем педагогический состав вырос более чем вдвое. В 1624 г. Густав Адольф пожало¬ вал Упсале часть своих наследственных земель, что вывело университет из нищен¬ ского прозябания. Через два года был принят составленный с участием Шютте статут университета. Открылись двери «Густавианума», до 1887 г. служившего главным университетским зданием. В этом, сохранившемся до наших дней, трехэтаж¬ ном, увенчанном восьмиугольной башней, корпусе размещались аудитории, актовый зал, библиотека, типография, ректорат. По проекту профессора медицины У. Руд- бека (1630—1702) под куполом башни «Густавианума» был построен анатомиче¬ ский театр. Его же заботами был разбит ботанический сад, приобретший славу при Карле Линнее (1707—1778). ’ В 1626 г. Шютте вошел в комиссию по организации Ревельской (Таллинской) гимназии, которая была открыта в 1631 г. В 1629 г. на посту генерал-губернатора Лифляндии и Ингерманландии он способ¬ ствовал рус С ко-ш вед с кому сближению в период Тридцатилетней войны. По хода¬ тайству Шютте Густав Адольф утвердил преобразование основанной в 1630 г. Дерптской (Тартуской) гимназии в латино¬ шведский университет, освящение которо¬ го состоялось 15 октября 1632 г. При его устройстве был использован устав Упсальского университета.
Из истории ру с с ко-ш вед с ки х научных связей в XVIII в п Начиная с первой четверти XVIII в., когда в Швеции обозначилось становле¬ ние новой науки, Упсальский университет стал средоточием этого процесса. В отли¬ чие от studium generale других стран, претерпевших в эпоху научной революции глубокий кризис и уступивших лидерство в науке вольным корпорациям ученых, Упсальский университет смог не только выйти из состояния застоя и удержать за собой значение влиятельного высшего учебного заведения, но и приобрести ре¬ путацию передового естественнонаучного центра на севере Европы. Этому не в по¬ следнюю очередь способствовало зарож¬ дение в 1710 г. в недрах университета первого в стране научного общества (вна¬ чале Collegium Curiosorum, с ноября 1719 г. Societas literaria) в составе шести профессоров во главе с библиотекарем Э. Бенцелиусом (1675—1743). Общество издавало свои печатные труды, первый выпуск которых под заглавием «Acta literaria Sveciae» (далее «Acta») дати¬ руется 1720 г. Первым их редактором был Бенцелиус2. Члены Общества по многу лет жили за рубежом, работая под нача¬ лом крупных ученых, приобщались к по¬ следним достижениям естествознания, новейшему стилю мышления. Русско-шведские научные контакты зависели от состояния межгосударствен¬ ных отношений, а они на протяжении XVIII в. не отличалйсь устойчивостью. В Швеции не все смирились с тем, что в результате Северной войны она переста¬ ла быть великой державой. Шведские аристократы из партии «шляп», в которую входили и иные упсальские профессора, дважды в XV 111 в. после Ништадтского ми¬ ра, в 1741 и 1788 гг., приводили страну к реваншистским и неудачным войнам с Россией. Одним из последствий Абоского мира 1743 г. явилось избрание угодного русскому правительству гольштинского герцога шведским наследным принцем.3. 2 Через 10 лет журнал стал называться «Acta literaria et scientiarum Sveciae». В Государственной публичной библиотеке им, М. Е. Салтыкова-Щедрина имеются четыре тома «Acta» с 1720 по 1739 г. Каждый том содержит выпуски за пять лет. Фактически первым научным журна¬ лом в Швеции был «Daedalus Hyperbo-. reus», издаваемый в 1716—1718 гг. в Сток¬ гольме видным ученым и философом Э. Сведенборгом (1608—1772) в сотруд¬ ничестве с изобретателем-механиком К. Польхемом (1661—1751). 3 Для придания вящей убедительности этой акции и предотвращения ожидавше¬ гося вмешательства Дании, в ноябре «Густавианум»— центральная часть старинного здания Упсальского университета. Отношения между двумя соседними стра¬ нами постепенно улучшались, что не мог¬ ло не сказаться положительно на научных контактах, из истории которых мы коснем¬ ся нескольких эпизодов в рамках деятель¬ ности Упсальского университета. Еще в 1724 г. Петр I счел возмож¬ ным послать одного из своих сподвижни¬ ков В. Н. Татищева (1686—1750) в Шве¬ цию для изучения горнозаводских пред¬ приятий и устройства там 16 русских уче¬ ников. Находясь в Швеции, Татищев соби¬ рал материалы по истории и географии 1743 г. в Стокгольме высадились и оста¬ вались там некоторое время два рус¬ ских пехотных полка, вошедшие в город «с музыкою и распущенными знаменами».
78 Г. К- Цверава Василий Никитич Татищев 11686 —1750) —спо¬ движник Петра I, ученый-энциклопедист и го¬ сударственный деятель, пионер русско-швед- ских научных контактов. России. В 1725 г. в одном из донесений в Петербург он писал, что «сочиняет географию» и указывал на ее пользу. Се¬ туя на то, что с кончиной Петра в России прекратились географические исследова¬ ния (к счастью, не надолго), он отмечал, что «шведское правительство употребило несколько сот тысяч на сочинение карт лифляндских»*1. В одном из ранних выпусков «Acta» помещено «Благороднейшего г, Василия Татищева Письмо г. Эрику Бенцелиусу о мамонтовой кости, т. е. о костях живот¬ ного, называемого русскими мамонт»5. 4 Бестужев-Рюмин J1. Н. В. Н. Та¬ тищев, а д министратор и историк первой половины XVIII столетия.— «Древняя и но¬ вая Россия», 1875, N° 12, с. 349. 5Gemeross Dn. Basilii Tati sc how Ep is to la ad D. Ericum Benzelium de Mamontowa Kost, id est, de ossibus bestiae Russis Mamont dicta.— «Acta», 1 725, v. 1, p. 36—43. Оно было написано 12 мая 1725 г. в Сток¬ гольме. С Бенцелиусом Татищев познако¬ мился, наведываясь в Упсалу. В своей статье русский ученый подверг критике тогдашние, подчас мифические представ¬ ления о мамонте, ввел в научный оборот слово «мамонт», описал места обнаруже¬ ния в Сибири остатков вымершего живот¬ ного, отрицая при этом их наносное про¬ исхождение. Через пять лет работа Тати¬ щева в расширенном виде и в редактор¬ ском изложении появилась на русском языке в Петербурге4. О состоянии науки в России читате¬ ли упсальского журнала могли бы узнать из диссертации А. Вестена «О литератур¬ ных и ученых обществах, особенно в се¬ верных странах*»-7^ защищенной в конце 1743 г. В 'Зтой, одной из самых старых обзорных работ по истории научных кор¬ пораций, подробно говорится о возникно¬ вении Петербургской Академии наук и перечисляются первые академики. Несмотря на развернувшуюся дея¬ тельность основанной в 1739 г. в Сток¬ гольме Шведской академии наук, Упсаль- ский университет на протяжении всего XV III в. оставался ведущим научным уч¬ реждением страны. Среди естествоиспы¬ тателей, создавших Славу Упсалы, следует прежде всего назвать А. Цельсия, имя которого известно ес-ём нам со школьной скамьи. Он родилсй в Упсале в семье по¬ томственных ученых, окончил университет в 1728 г., где на него большое влияние оказал профессор математики А. Дуре, прививший своему ученику идеи рацио¬ нализма. В первые годы самостоятельной работы Цельсий выполнял геофизические исследования. При проведении погодных наблюдений он руководствовался настав¬ лениями английского физика Дж. Джюри- на, который призывал ученых сообща и по единой программе производить регу¬ лярные метеонаблюдения. Результаты этих работ Цельсий публиковал в «Acta». В одной из своих статей он среди разных геофизических сведений сообщил о «до¬ статочно сильном землетрясении, проис- 6 О костях, которые из земли выкопы- ваются, а особливо о так имянуемых ма¬ монтовых костях.— «Примечания в Ведо¬ мостях», 1730, с. 319—372. 7 W е s t е n A. Dissertatio academica de Societatibus literariis et scientiarum praecipue Hyperboreis. — «Acta», 1742, v. IV (приложение к тому с отдельной пагинацией).
Из истории, русс ко-швед ских научных связей, в XVIII в 79 шедшем в Хельсинки в ночь на 25 июля 1730 г.». Пожалуй, мало кто знает, что Цель¬ сий одним из первых определил геогра¬ фическую долготу Москвы. Вот что он писал об этом, несколько преувеличивая заслуги свои* соотечественников: «Из Рос¬ сии весьма редко поступают сообщения об астрономических наблюдениях, которые позволяли бы исправлять заблуждения в географии этой обширной империи. Я не слишком ошибусь, если скажу, что именно наши образованные шведы были первыми, кто томясь в продолжительном плену с превеликим удовольствием и старанием предавались в той стране изучению небес¬ ных явлений. Так вот, лунное затмение 29 августа ст. ст. 1718 г. наблюдал в Мо¬ скве опытнейший в предмете астрономии благороднейший г. Линдхейм, о чем он уведомил меня письмом из Або от 18 июня 1730 г. Сопоставив его в высшей степени поучительные наблюдения с данными других наблюдений, сделанных в то же время, я установил точное значение дол¬ готы этого города, а именно 56°13' (к во¬ стоку от Ферро.— Г. Ц.)»8. Цельсий ошиб¬ ся примерно на один градус, что было вполне приемлемо для его метода. Несколько лет Цельсий провел за границей, где совершенствовался в лучших астрономических обсерваториях. В 1736— 1737 гг. он принял участие в экспедиции, возглавлявшейся П. Мопертюи, которая производила градусные измерения в Лап¬ ландии, доказавшие сплюснутость Земли у полюсов. По возвращении в 1737 г. в Упсалу, Цельсий ревностно взялся за при¬ ращение астрономических и геофизиче¬ ских знаний в Швеции. В университете преподавал физику и математику. В 1739 г. был назначен ректором, В 1741 г. в Упса- ле по его проекту была построена обсер¬ ватория, где осуществлялись и метеоро¬ логические наблюдения. Здесь он изгото¬ вил свой термометр со стоградусной шка¬ лой (1742). (Точка таяния льда обознача¬ лась числом 100, а точка кипения — нулем. В 1750 г. его преемник по кафедре М. Стремер ввел обратное обозначение, сохранившееся до наших дней.) В русле физических исследований Цельсия находились работы Н. Валлериу- са, брата известного упсальского химика 8 С е I s i u s A. Longitudo Moscuae de¬ terminate.— «Acta», 1730, v. Ill, p. 42. Андерс Цельсий ( 1701 —1744) —профессор фи¬ зики и математики Упсальского университета. Ю. Валл^ериуса. В конце 30-х годов Н. Вал- лериус провел весьма скрупулезные опы¬ ты, которые убедили его, что вода и дру¬ гие жидкости могут испаряться в вакууме, в чем ученый мир еще сомневался. Вы¬ дающийся русский физик Г. В. Рихман, похоже, знал об экспериментах Валлериу- са. Об этом можно судить по речи «О за¬ конах испарения воды», подытожившей результаты классических исследований в этой области, и прочитанной 26 ноября 1749 г. на публичном собрании Петербург¬ ской Академии наук. Одним из крупнейших шведских фи¬ зиков XVIII в. был, несомненно С. Клин- геншерна, который незаслуженно редко, и то мельком, упоминается в нашей исто¬ рико-научной литературе. По окончании школы Клингеншерна в 1717 г. поступил а Упсальский университет, где пристрастил¬ ся к чтению математических и физичесКйу трактатов, хотя и намеревался стать юри¬ стом. В 1723 г. были опубликованы его первые научные труды — о весе атмосфе¬ ры и об улучшении термометров. В 1727 г.
80 Г. К. Цверава Самуэль Клингеншерна ( 1698—1765J —выдающий¬ ся шведский физик, профессор Упсальского университета. Клингеншерна выехал за границу. Побы¬ вал в Галле, Базеле, Париже, Лондоне, где разрабатывал злободневные матема¬ тические проблемы. Вернувшись в 1731 г. в Упсалу, он приступил к чтению универ¬ ситетских лекций по математике, а также по механике и физике с демонстрацией опытов. Физике он учил по переведен¬ ным им на шведский язык «Началам фи¬ зики» П. Мушенбрека, книге, которая пользовалась успехом и в России. Физические исследования Клинген- шерны были посвящены «электрической силе», которая, по словам М. В. Ломо¬ носова, «начала в ученом свете возрастать славой и приобретать успехи около 1740 года»9. Именно в этом году под председательством Клингеншерны его ученик И. Мортенссон защитил «Диссер¬ тацию об электричестве», изданную в 1742 г. Один из основоположников уче- ’Ломоносов М. В. Поли. собр. соч. Т. 3- М.— Л., 1952, с. 438. ния об электричестве, первый электрик России Рихман, видимо, для полноты библиографии включил и это сочинение, в сущности компиляцию, в список трудов по электричеству, рекомендованных им студентам Петербургского Академическо¬ го университета. Сам Клингеншерна был не очень высокого мнения о работе Мор- тенссона, как, впрочем, и о других ком¬ пиляциях шведских авторов на эту тему. О неослабевающем интересе Клин¬ геншерны к электрическим явлениям свидетельствует его письмо от 31 января 1745 г. Л. Эйлеру, проживавшему в то время в Берлине, с запросом относитель¬ но опытов немецкого физика X. Лудоль- фа. «Если,— писал шведский ученый,— возьмешь на себя труд рассказать мне кое-что об электричестве, которое, как слышно, получило у вас большое прира¬ щение, именно изобретением способа воспламенять при помощи электричества различные горючие вещества, сделаешь для меня приятнейшую вещь»’0, в 1745 г. Клингеншерна показывает электрические опыты кронпринцу Адольфу Фредрику и его жене. В середине века Просвеще¬ ния «электрические спектакли» были мод¬ ными при дворах европейских монархов и в салонах вельмож. В Петербурге элект¬ рические опыты показывал «знатным осо¬ бам» Рихман. Изобретение в 1745 г. лейденской банки сообщило новые и многообещаю¬ щие импульсы электрическим исследова¬ ниям. Оно нашло своевременное отраже¬ ние и в работах питомцев Упсальского университета. Не вдаваясь в подробности, укажем лишь, что работы шведских уче¬ ных в области электричества в рассмат¬ риваемый период, в отличие, скажем, от исследований петербургских физиков, не были ни планомерными, ни новаторскими Оригинальнее и гораздо плодотвор¬ нее были труды Клингеншерны в области геометрической оптики. Речь идет о его вкладе в создание ахроматических и апла- натических оптических систем. Этому во¬ просу посвящено малоизвестное у нас обстоятельное исследование шведских историков науки Н. Норденмарка и Ю. Нордстрема, которое внесло ясность в ряд спорных моментов''. 10 Библиотека Тартуского университета, Mrg. Ер. phil., II, № 110, 3. "Nordenmark N. V., * N о г d -■ strom I. Om uppfinningen av den akromatiska oc h aplanatska linsen.— «Lychnos», 1938; 1939.
Из истории рус ско-ш вед с ки х научных связей в XVIII в. 8t Общепризнано, что первый обра¬ зец ахроматического телескопа-рефрак¬ тора сконструировал в 1729 г. английский мастер Ч. М. Холл, доказав тем самым ошибочность точки зрения Ньютона, ко¬ торый, основываясь на результатах одно¬ го своего некорректно поставленного опы¬ та, утверждал, что нельзя создать диоптри¬ ческий инструмент, лишенный хромати¬ ческой аберрации. Холл печатно не за¬ явил о своем изобретении, и, хотя его тру¬ бами пользовались любители астрономии, оно вскоре было забыто. Авторитет Нью¬ тона был столь велик, что долгое время не находилось охотников оспаривать его неверный тезис. Через 20 лет после смерти Ньютона, в 1747 г. Эйлер обосновал возможность корректирования аберрации посредст¬ вом соединения прозрачных сред с раз¬ личными показателями преломления, например стекла и жидкости. Его статья об этом, опубликованная в 1749 г., вы¬ звала продолжительную полемику. Наибо¬ лее резкими были возражения английского оптика Дж. Доллонда. В защиту доводов Эйлера едва ли не самым первым выступил Клингеншерна, который в 1750 г. тщательно воспроизвел опыт Ньютона и усмотрел допущенную им неточность. Математически обработан¬ ные результаты свои^ наблюдений Клин¬ геншерна обобщил в «Рассуждении о за¬ конах рефракции световых лучей различ¬ ного рода в неодинаковых средах». В 1755 г. он послал латинский перевод этой работы в Лондон с тем, чтобы с ней ознакомился Доллонд. Как член Королёв¬ ского общества шведский физик рас¬ считывал также, что его труд будет пред¬ ставлен обществу и опубликован, чего, однако, не случилось. Лондонскому оп¬ тику, видимо, показались убедительными соображения и расчеты упсальского уче¬ ного, поскольку уже в 1757 г. ему удалось построить ахроматический рефрактор, соединив в объективе стекла из кронгласа и флинтгласа. Свое изобретение Доллонд запатентовал и в июне следующего года доложил о нем членам Королевского об¬ щества, причем не назвал ни Эйлера, ни Клингеншерну, не разъяснил мотивов отхода от ранее занимаемой позиции. Дол¬ лонд обошел молчанием и Холла, равно как и работавшего с ним шлифовальщи¬ ка Бэсса, который раскрыл Доллонду сек¬ рет Холла. Обо всем этом и других обстоя¬ тельствах, способствовавших успеху Дол- Академик Леонард Эйлер (1707 —1783). лонда, без обиняков и с должной оцен¬ кой усилий самого изобретателя расска¬ зал известный английский механик Дж. Рамсден, лично знавший как Холла, так и Доллонда, в письме «Некоторые со¬ ображения об изобретении ахроматиче¬ ских телескопов». Документ был составлен в 1789 г.' в ответ на брошюру сына изобре¬ тателя П. Доллонда, вставшего на защи¬ ту приоритета отца. Сообщение Рамсдена было прочитано на заседании Королевско¬ го общества и ...упрятано в архив. Впер¬ вые оно опубликовано и введено в науч¬ ный оборот упомянутыми шведскими ис¬ следователями в 1939 г. Статья Дж. Доллонда, о которой го¬ ворилось выше, вызвала справедливые на¬ рекания ряда видных ученых, в том числе Эйлера и Клингеншерны. В письме от 19 мая 1761 г. конференц-секретарю Пе¬ тербургской Академии наук Г. Ф. Милле¬ ру Эйлер утверждал, в частности, что в работах Доллонда отсутствует теория и что добился он успеха благодаря искусно¬ му использованию его, Эйлера, идей и
82 Г, К, Цэерааа Первый день празднования 400-летия Упсаль¬ ского университета |5 сентября 1877 г.). В юби¬ лейных торжествах принимала участие русская делегация в составе Д. И. Менделеева, Я. К. Гро¬ та, А. В. Гадолина и др. «аккуратной шлифовкой стекол»’2. К это¬ му следует добавить, что английский оптик применял флинтглас, состав которого дер¬ жался в тайне. Практические успехи, достигнутые Доллондом, побудили Клингеншерну вплотную заняться разработкой матема¬ тической теории аберрации, которая была изложена им в фундаментальной работе «Об аберрации световых лучей, прелом¬ ляемых сферическими поверхностями и линзами»'3. Это была первая в истории физики теория аберрации оптических си¬ стем и методика для их расчета. В августе 1760 г. Петербургская Академия наук, посчитав, что вопрос на¬ зрел, объявила на 1762 г. конкурс на луч¬ шую работу по теории и конструкции «зри¬ тельных труб и микроскопов»14. Клинген¬ шерну не надо было уговаривать участ¬ вовать в конкурсе. Более того, заканчи¬ вая письмо (от 30 мая 1761 г.) Доллонду по поводу некоторых спорных вопросов, он приглашал английского оптика тоже стать соискателем премии, что позволило бы беспристрастному жюри разрешить воз¬ никшие между ними расхождения. Из по¬ ступивших на конкурс работ Академия наук 26 августа 1762 г, удостоила премии трактат шведского физика «Попытка огра- 15 К lingenstierna S, — «Kongl. Ve te ns kap s-Acade m iens Handlingar», 1760, v. XXI, S. 79—125. ,J Die Berliner und Petersburger Aca- demie de r W i sse n sc ha f te n im В r ie fwec hse I Leonhard Eulers. T. 1. B., 1959, S. 174. 'л Протоколы заседаний конференции Имп. Академии наук с 1725 по 1003 г. Т. II. СПб., 1899, с. 454,
Из истории рус ско-шведских научных связей в XVIII в. 83 ничения и,исправления аберрации свето¬ вых лучей в сферических преломляющих линзах и усовершенствования диоптри¬ ческих телескопов», составленный в раз¬ витие вышеназванной статьи, и издан¬ ной отдельной книгой в том же году в Пе¬ тербурге’ 5. Несмотря на некоторое предубеж¬ дение в отношении Клингеншерны, Эйлер в общем положительно отозвался о рабо¬ те упсальского коллеги, хотя в ней есть не слишком приятный для петербургского академика пассаж. В начале своей книги Клингеншерна констатировал: «Насколько я знаю, никому еще не удавалось изло¬ жить и доказать теорию аберрации или способ ее исправления. То, что написал по этому поводу преславный геометр Эйлер в «Комментариях» за 1757 г., буду¬ чи лишено доказательств, написано, види¬ мо, не столько для поучения читателей, сколько для того, чтобы побудить почи¬ тателей математики собственными силами взяться за дело» 1 6. На полях гранок пер¬ вого листа книги против приведенных строк Ломоносов, который редактировал ее, написал: «Здесь автор несколько с пре¬ зрением к не праведно говорит о госпо¬ дине Эйлере. Итак, должно сие инако отменить»17. Это замечание обсуждалось 1 ноября 1762 г. на заседании академиче¬ ской конференции в присутствии самого Ломоносова. Академики нашли «лишен¬ ным какого бы то не было основания» за¬ мечание своего коллеги и решили не изы¬ мать реплику из текста печатающейся книги»' в. Вернемся, однако, к отзыву Эйлера. В письме от 1 февраля 1763 г. он уве¬ домлял Миллера: «Сочинение г. Клин¬ геншерны весьма хорошее и выполнено, без сомнения, с величайшим прилежани¬ ем. Однако в нем содержатся далеко не все пункты, на которых основано совершен¬ ство диоптрических инструментов и ко¬ торые я полностью изложил в моем сочи¬ нении в XIII томе наших Мемуаров»19. Оценки других ученых, как, например, французского математика А. К. Клеро, труда Клингеншерны были безоговорочно высокими. Публикация в России капитальной работы Клингеншерны, равно как и труды петербургских физиков в области оптики, приумножили интерес отечественных уче¬ ных, а также специалистов, таких, как, скажем, мастер И. И. Беляев, к вопросам оптотехники. Академик И. Э. Цейгер, рас¬ крыв в 1763 г. секрет состава флинтгласа, избавил Россию и другие страны от анг¬ лийской монополии. То же сделал и Ло¬ моносов, но не сообщил о своих резуль¬ татах 1 °. Среди учеников Клингеншерны по Упсальскому университету следует в пер¬ вую очередь назвать И. Вильке. Опира¬ ясь на труды Рихмана, Вильке ранее дру¬ гих обратил внимание на явление скрытой теплоты, сформулировал понятие об удельной теплоемкости. Он изучал пиро¬ электричество и грозовые явления. Все его работы по физике тесно переплета¬ лись с исследованиями русских ученых. Смерть Рихмана в июле 1753 г. от¬ вратила многих естествоиспытателей от продолжения электростатических опытов. В Швеции же этот трагический случай, про¬ исшедший в соседнем Петербурге, послу¬ жил толчком для более вдумчивого и осторожного изучения атмосферного элек¬ тричества. Кроме трудов Вильке, достой¬ ны упоминания работы другого воспитан¬ ника Клингеншерны — Т. Бергмана, ши¬ роко известного как основателя знамени¬ той шведской школы химиков XV III в. В 1764 г. он опубликовал описание разра¬ ботанной им системы грозозащиты. Поскольку научная деятельность как Вильке, так и Бергмана протекала вне стен Упсальского университета, мы огра¬ ничились лишь вышеприведенной крат¬ кой справкой об их исследованиях по физике. 2 0 Леонард Эйлер. Сборник статей в честь 250-летия со дня рождения, представлен- “ ' ' нык Академии наук СССР. М., 1958, с. 479. 1 5 Там же, с. 487. '^Klingenstierna S. Ten ta men, de definiendis et corrigendis abe r ra t ion ibus radiorum luminis .in lentibus sphaericis refracti, et de perficiendo telescopio dioptrico. Petropoli, 1762, p. 4. 17 Протоколы заседаний ... , с. 491. 18 Там же. 19 Die Berliner und Petersburger Aca- demie der W i sse n sc ha f te n im Briefwechsel Leonhard Eulers. T. 1, S. 211.
84 Физика «Природа», 19 78, № 6 «Пересоединение» магнитных силовых линий в плазме С. И. Сыроватский Сергей Иванович Сыроватский, доктор физико-математических наук, заведующий сектором теоретического отдела Физического института им. П. Н. Лебедева АН СССР, Занимается вопросами магнитной гидродинамики, физики пдазмы, космических лучей и астрофизики. Автор (совместно с В, Л. Гинзбургом) книги: Происхождение космических лучей. М., 1963. В «Природе» опубликовал (совместно с В. Л. Гинзбургом) статью: Гамма- и рентгеновская астрономия (новые методы исследования Все¬ ленной) ( 1965, № 3). Поведение плазмы в сильном маг¬ нитном поле представляет сейчас особый интерес в связи с задачей магнитного удержания плазмы — одного из перспек¬ тивных методов осуществления управляе¬ мого термоядерного синтеза. Созданные для решения этой задачи лабораторные установки типа токамак действуют не толь¬ ко на их родине — в нашей стране, но и в ряде лабораторий за рубежом. Однако еще задолго до появления подобных устройств вопрос о том, как ведет себя плазма в магнитном поле, возник в гео¬ физике и астрофизике. В результате иссле¬ дования этого вопроса развился новый раз¬ дел физики — магнитная гидродина¬ мика, которая позволила объяснить, а в ряде случаев и открыть заново многие интереснейшие явления. Достаточно упо¬ мянуть волны Альвена, появление и уси¬ ление магнитных полей в космосе, возник¬ новение магнитосфер планет и звезд. На основе принципов магнитной гидродина¬ мики были созданы МГД-генераторы и на¬ сосы, ускорители плазмы, МГД-сепарато- ры и многое другое. Вместе с тем в плазме, находящейся в магнитном поле, существует очень важ¬ ное явление, физический механизм кото¬ рого стал выясняться лишь в послед¬ ние годы и которое еще не имеет доста¬ точно полной теории. Явление состоит в том, что при некоторых условиях проис¬ ходит неожиданно быстрая диссипация магнитного поля и такое изменение его структуры, которое принято называть пе- ресоединением магнитных силовых линий. Процесс пересоединения часто сопровож¬ дается вспышками — своего рода взрыва¬ ми в плазме, в которых возникают час¬ тицы больших энергий, мощное электро¬ магнитное излучение, выбросы сгустков плазмы. Подобные явления наблюдались прежде всего на Солнце, Это — хо¬ рошо известные солнечные вспышки, ока¬ зывающие сильное воздействие на состоя¬ ние межпланетной среды и атмосферы Земли и планет. После открытия магни¬ тосферы Земли выяснилось, что сход¬ ный процесс имеет место в магнитном хвосте Земли и ведет к так называемым суббурям, одним из проявлений которых служат полярные сияния. _ После этого нетрудно было предположить, что спо¬ собность производить вспышки есть ес¬ тественное свойство магнитного поля в плазме и это свойство реализуется, на¬ пример, в атмосферах магнитных звезд, в квазарах, пульсарах и в других мощных источниках частиц и излучений. Наконец, процесс пересоединения удалось иссле¬
«П ересо единение» магнитных силовых линий в плазме 85 довать в специально поставленных лабора¬ торных экспериментах1, а в самое по¬ следнее время пересоединение и вспыш¬ ки были обнаружены и в токамаках. Прежде чем перейти к описанию са¬ мого явления пересоединения магнитных силовых линий, нужно сказать несколько слов о магнитной гидродинамике в пред¬ положении идеальной проводимости, ког¬ да сопротивлением среды электрическо¬ му току можно пренебречь. В этом случае наиболее четко проявляется специфика магнитной гидродинамики — свойство хорошо проводящей среды ((заморажи¬ вать» магнитное поле. Условие, при кото¬ ром среда считается идеально проводя¬ щей, можно получить, если сравнить оми¬ ческое электрическое поле, появляюще¬ еся из-за падения напряжения за счет сопротивления плазмы Еом = j/a (за¬ кон Ома для единицы объема плазмы, где j — плотность электрического тока, б" — проводимость плазмы), и индукци¬ онное электрическое поле E„hh=vxH, обусловленное движением проводника (плазмы) со скоростью v в магнитном по¬ ле Н. Если учесть, что по порядку вели¬ чины плотность тока в плазме равна j = H/l, где I есть расстояние, на котором магнитное поле изменяется на величи¬ ну Н, то для отношения этих полей полу¬ чим Еинд/Еом = avl = Rem. Стоящую справа величину называют маг¬ нитным числом Рейнольдса, по аналогии с обычной гидродинамикой, где подоб¬ ным образом учитывается роль вязкости. Сопротивлением среды можно пре¬ небречь, если число Rem достаточно велико. Например, в солнечной короне значения Rem больше 107—10е. Это достигается не только за счет высокой проводимости, но и за счет больших зна¬ чений I плазмы. Именно поэтому прибли¬ жение идеальной магнитной гидродина¬ мики с большой точностью выполняется для космической плазмы, тогда как в ла¬ бораторной плазме оно пригодно лишь для достаточно быстрых процессов (т. е. при больших скоростях v). Итак, как мы уже говорили, в идеаль- ' КирийН. П.,МарковВ. С., Франк А. Г., X о д ж а е в А. 3.— «Физика плаз¬ мы», 1977, т. 3, вып. 3, с. 538—543; В г а t е п а h I А. В., В а u п P. J.— «Geophys, J, R. Ast. Soc.», 1976, v. 46, p. 259—293. но проводящей плазме магнитное поле обладает свойством, которое принято называть «вмороженностью»: магнитные силовые линии всегда, при любых движе¬ ниях плазмы проходят через одни и те же ее частицы. Последние как бы наниза¬ ны на магнитные силовые линии и движут¬ ся вместе с ними. Это свойство очень упрощает описание магнитногидродина¬ мических течений и позволяет сразу же установить, как изменяются магнитные си¬ ловые линии, если известно движение плаз¬ мы, или, напротив, как движется плазма, если известны изменения магнитного поля. • Однако, как выяснилось, даже при очень высокой проводимости в плазме могут существовать области, где вмо- роженность исчезает: например, магнито¬ гидродинамические ударные волны. Вол¬ ны этого Ttina имеют резкий фронт, тол¬ щину которого^как раз и определяет наря¬ ду с другими диЬедпативными процессами сопротивление плазму; поэтому ясно, что пренебрегать сопротивлением плаз¬ мы здесь, как правило, нельзя^ Формаль¬ но для фронта ударной волны А^агнитное число Рейнольдса всегда по порйдку ве¬ личины равно единице (кроме случаев, когда фронт сильно размыт из-за обыч¬ ной вязкости и теплопроводности). Это" достигается за счет очень малой толщины фронта. В то же время до возникновения ударной волны, а также вне ее магнитное число Рейнольдса может быть сколь угод¬ но велико. Ударные волны дают простейший, хотя, может быть, и не самый наглядный пример пересоединения магнитных сило¬ вых линий в «идеально» проводящей плаз¬ ме (кавычки здесь подчеркивают, что при сколь угодно высокой проводимости плаз¬ му можно считать идеально проводящей лишь вне ударных волн). Как известно, вблизи ударной волны можно выбрать та¬ кую систему отсчета, в которой волна неподвижна, а плазма втекает и вытекает строго вдоль магнитного поля, меняя вместе с ним направление движения на фронте волны. Отсюда, казалось бы, сле¬ дует, что плазма остается все время на одних и тех же силовых линиях. Это, однако, не так. Анализ течения внутри фронта ударной волны, где существенно сопротивление плазмы, показывает, что магнитные силовые линии «проскальзы¬ вают» относительно плазмы и после про¬ хождения фронта ударной волны связа¬ ны уже с другими частицами плазмы. Если
86 С. И. Сыроватский следить за силовыми линиями по движе¬ нию «нанизанных» на них частиц, то это можно сделать лишь вне фронта волны. Поел® прохождения фронте ударной вол¬ ны происходит кок бы «перескок», «пе- ресоединение» магнитных силовых ли¬ ний. Величина такого сдвига пропорцио¬ нальна толщине фронта ударной волны и при высокой проводимости плазмы очень мала. Поэтому, казалось бы, таким про¬ скальзыванием всегда можно пренебречь, что обычно и допускается. Деформация магнитного поля (сплошные линии) ■ движущейся идеально проводящей плазме. Пунктиром показано начальное положение маг» нитных силовых линий, горизонтальными стрел¬ ками — смещение плазмы. Однако существуют ситуации, когда такое проскальзывание существенно. Так, для медленных ударных волн, распростра¬ няющихся почти поперек магнитного по¬ ля толщина фронта из-за малой скорости их движения сильно увеличивается. Кро¬ ме того, проскальзывание тем больше, чем сильнее излом магнитного поля на фронте ударной волны. Наконец, пе- ресоединение имеет принципиальное зна¬ чение в так называемых токовых слоях, к рассмотрению которых мы теперь и пе¬ рейдем. • В сложном магнитном поле токовые слои возникают практически при любых движениях плазмы. Они присутствуют на Солнце в интенсивных магнитных полях Рост магнитного поля солнечного пятна (вверху — начало процесса, внизу — конец) сопровож¬ дается «сгребанием» плазмы к оси пятна вместе с магнитными силовыми линиями (сплошные стрелки). Черные стрелки указывают направле¬ ние перемещения магнитных силовых линий. солнечных пятен и в активных областях межпланетного пространства, куда сол¬ нечные магнитные поля выносятся сол¬ нечным ветром, в магнитосферах Земли и планет, а также во многих других облас¬ тях галактик. Отличительное свойство токовых
«Пересоединение» магнитным силовых линий в плазме 87 слоев состоит в том, что ток имеет форму ленты, в магнитное поле вокруг него об¬ ладает характерной, как говорят, «гипер¬ болической» структурой. Действительно, если вокруг линейного или слабо вытянуто¬ го по сечению тока магнитные силовые ли-' нии имеют форму колец или замкнутых петель, охватывающих этот ток, то вокруг токового слоя происходит как бы расщеп¬ ление магнитных потоков. Как видно иэ рисунка, имеется пара проходящих через центр слоя силовых линий (их называют чие от ударных волн, течение в токовом слое двумерное: оно неоднородно как поперек, так и вдоль слоя. Кроме того, для плазмы с малым давлением роль ударных волн относительно мала и подав¬ ляющая часть тока протекает в слое. В простейшем случае токовые слои возникают при движении плазмы вблизи точек, в которых магнитное поле равно нулю, а силовые линии имеют гиперболи¬ ческую структуру. Например, прикла¬ дывая к плазме электрическое поле пер- Магнитогидро динамическая ударная солна ■ система отсчета, неподвижной относительно ее фронта. Цветные линии — магнитное поле, черные — скорость плазмы. Если пренебречь толщиной фронта (горизонтальные черные линии|, плазма остается на одних и тех же силовых линиях |слееа|; ■ пределах фронта ударной аолны происходит «проскальзывание» силовых линий относительно плазмы; траекто¬ рии плазмы анутри фронта показаны цветным пунктиром |справа|. сепаратрисами), которые разделяют все магнитные силовые линии на четыре раз¬ личных группы. В определенном смысле токовый слой можно рассматривать как область слияния или пересечения четырех мед¬ ленных ударных волн. Однако, в отли- пендикулярно плоскости магнитных си¬ ловых линий, мы приведем плазму в дви¬ жение (так называемый дрейф) попе¬ рек магнитного и электрического полей, и это движение возникает всюду, где магнитное поле не слишком мало. В тех же точках, где магнитное поле равно ну¬ лю (в так называемых нулевых точках), по¬ явится ток вдоль электрического поля. Возникающее при этом движение плазмы и изменение магнитного поля таковы, что ток принимает форму слоя, в кото¬ рый плазма втекает по его широким сто¬ ронам и с большой скоростью выбрасы¬ вается через узкие боковые края. Слой оказывается тем более тонким и длинным, чем выше проводимость плазмы. Здесь проявляется в точности то же свойство,
86 С. И. Сыроватский что и в ударных волнах: толщина токово- го слоя устанавливается такой, чтобы при любой высокой проводимости обеспе¬ чить эффективную диссипацию магнит¬ ного поля. В самом деле, как следует из выражения для магнитного числа Рей¬ нольдса, чем выше проводимость, тем меньшей должна быть ширина фронта. Таким образом, в плазме существу¬ ет эффективный механизм диссипации магнитного поля даже при очень высокой проводимости. Этот механизм связан с появлением тонких токовых слоев с боль¬ шой плотностью электрического тока, которые разделяют противоположно на¬ правленные магнитные поля. Помимо быстрой диссипации, токо¬ вые слои интересны еще и тем, что с их помощью может меняться принадлеж¬ ность магнитных силовых линий к тем или иным магнитным потокам. При этом особенно четко выявляется смысл на¬ звания «пересоединение». Рассмотрим два прямых параллельных проводника Магнитное поле тока в плазме: вверху — ли¬ нейный или слабо сжатый ток; в середине — структура поля токового слоя; внизу — тече¬ ние плазмы вблизи токового слоя; пунктиром показаны четыре медленные ударные волны, большие стрелки — направление течения плазмы. Возникновение токового слоя на месте нулевой точки магнитного поля: вверху — исходная ну¬ левая точка находится на пересечении сепарат¬ рис; внизу — при включении электрического поля Е, направленного перпендикулярно плос¬ кости чертежа, возникает токовый слой (в центре рисунка) и характерное течение плазмы, показанное пунктирными стрелками.
«Пересоедмнение» ллагнитных силовых линий в плазме 89 с электрическим током, находящихся в заполненном плазмой объеме. Как видно из рисунка, имеется три типа силовых ли¬ ний: охватывающих первый ток (область А), второй ток (область В) и оба тока вместе (область С). Эти три области разделе¬ ны сепаратрисой — магнитной силовой линией, имеющей вид восьмерки и про¬ ходящей через нулевую точку в центре. Силовые линии этих трех областей раз¬ личаются: например, силовую линию из области А нельзя непрерывным обра- Иэменение топологической принадлежности магнитных силовых линий при увеличении тока в дву» параллельных проводниках, помещен¬ ных в плазму: вверху — первоначальные силовые линии; в середине — возникновение токового слоя; внизу — силовые линии после пересоеди- нения. Пунктиром показана пересоединившаяся силовая линия. А — область, охватывающая левый ток, В — правый ток, С — оба тока вместе. зом, путем малых деформаций, пере¬ вести в область С, поскольку последняя отделена от области А конечной обла¬ стью В. Такое различие называют тополо¬ гическим. Пусть теперь под действием внеш¬ них источников токи в обоих проводниках возросли и, соответственно, увеличилось магнитное поле. Это значит, что должны увеличиться магнитные потоки (т. е. ко¬ личество силовых линий) в каждой из областей А, В и С. С другой стороны, используя «вмороженность» силовых ли¬ ний (проводимость плазмы велика), мы сможем следить за каждой силовой ли¬ нией и должны были бы заключить, что силовая линия, проходящая через * нуле¬ вую точку (сепаратриса), проходит через эту точку всегда. Следовательно, весь дополнительный поток (новые силовые линии) от усиливающихся токов должен остаться в областях А и В. Как показывают расчеты, в случае идеальной проводимости это возможно лишь при появлении на месте первоначальной нулевой точки очень тон¬ кого, расширяющегося со временем токо¬ вого слоя. Как мы уже видели, при любой высокой, но конечной проводимости толщина этого слоя настолько мала, что обеспечивает диссипацию магнитного по¬ ля. В результате магнитный поток в облас¬ тях А и В уменьшится, а в области С воз¬ растет. Если при этом следить за некото¬ рой силовой линией вдали от токового слоя, где вмороженность сохраняется (пунктирная линия на рисунке), то мы увидим, что вначале эта линия охватывала лишь один ток (например, в области А), а затем как бы разорвалась вблизи ну¬ левой точки (в токовом слое) и перезам- кнулась с такой же разорвавшейся ли¬ нией из области В. В результате получилась одна замкнутая силовая линия в области С, охватывающая оба тока. При этом про¬ исходит исчезновение части магнитного потока: вместо двух независимых силовых линий остается одна. В том, что пересоединение имеет не чисто словесный характер, нетрудно убедиться следующим образом. Предпо¬ ложим, область А используется как ло¬ вушка заряженных частиц, находящихся на некоторой силовой линии. Частицы бу¬ дут двигаться вдоль этой линии, удержи¬ ваясь длительное время в ее окрестности. Если же ток в проводниках начал изменять¬ ся, то в некоторый момент времени час¬ тицы, оставаясь на «той же» силовой линии, окажутся очень далеко от ловушки А — на линии из области С, охватывающей оба С
90 С. И. Сыроватский тока. В реальных ситуациях это измене¬ ние может быть очень значительным: на¬ пример, в магнитосфере Земли при пере- соединении силовых линий геомагнитного поля с силовыми линиями солнечного вет¬ ра. Замкнутые силовые линии геомаг¬ нитной ловушки могут стать открытыми силовыми линиями, уходящими далеко в межпланетное пространство. Приведенные примеры наводят на мысль, что пересоединение в токовых слоях может привести и к разрушению магнитных ловушек, используемых для удержания плазмы при термоядерном синтезе. Как выясняется, такие процессы действительно имеют место в токама- ках2. Известно, что токамак представля¬ ет собой тороидальную систему — буб¬ лик, в котором продольное магнитное поле Нф создается внешними провод- 1 Кадомцев Б. Б. О неустойчивости срыва в токамакак.— «Физика плазмы», 1975, т. 1, вып. 5, с. 710. солнечный ветер солнечный ветер Упрощенная модель превращения внутренних «закрытых» силовки линий магнитного поля Земли ао внешние «открытые» в результате пересоединения с магнитным полем «южного» направления в солнечном ветре. Вверху — магнитосфера Земли (справа) и поле в. сол¬ нечном ветре (слева) до его подхода к Зем¬ ле; внизу — силовые линии после пересоеди¬ нения. Схема полей в тоиамаке. Продольное Н(р и ази¬ мутальное HQ лоля в сумме образуют винтовое поле Н, навивающееся на круговую ось токамака. I — ток плазмы, R— большой радиус тора, г — малый радиус тора, а — угол наклона си¬ ловой линии к оси тора.
«Пересоединение» магнитных силовых линий в плазме 91 никами (обмоткой по поверхности бубли¬ ка), а поперечное — азимутальное поле Hg — током в самой плазме, проте¬ кающим по круговому плазменному кон¬ туру внутри бублика. Сложение этих двух полей дает винтовое магнитное поле Н, силовые линии которого навиваются на ось токамака. Чем больше ток в плазме, тем гуще витки этого поля. Энергетически выгоднее малое отно¬ шение Нф/Н0> поскольку «удерживаю¬ щим» плазму компонентом служит лишь Силовые линии дополнительного магнитного поля, обусловленного отклонением плотности тока в токамаке от однородной. Слева — ис¬ ходное состояние с горячей плазмой в центре; в центре — малое смещение центральной части шнура ведет к возникновению токового слоя и пересоединению; появляются магнитные острова О; справа — магнитный остров О вы¬ талкивает первоначальную горячую централь¬ ную часть шнура на поверхность шнура. Пунктир — резонансная поверхность, составленная из замкнутых силовых линий. азимутальное поле Н0, Однако плазма в поле с малым отношен и eMH^/Hgne устой¬ чива, поэтому приходится создавать боль¬ шое по величине стабилизирующее про¬ дольное поле Нф1 чтобы это отношение оставалось большим. Оказалось, что пере¬ соединение магнитных силовых линий де¬ лает условие устойчивости еще более жестким: в принципе достаточно присут¬ ствия замкнутых силовых линий, чтобы начался процесс перезамыкания, разру¬ шающий топологическую структуру маг¬ нитного поля. Рассмотрим этот процесс подробнее. Пусть в плазме токамака имеются силовые линии, которые замыкаются сами на себя. Самая короткая линия появляется, когда за один обход по оси тора длиной 2nR (R — большой радиус тора) силовая линия совершает как раз один оборот вокруг этой оси, т. е. проходит путь 2лг в поперечном к оси тора направлении (г — расстояние силовой линии от оси тора). Если а есть угол наклона силовой линии к оси тора, то условие замыкания силовой линии после одного оборота дается выражением: Н0 2лг t6“ = “ 2HR ‘
92 С. И. Сыроватский Если силовая линия замыкается после п оборотов по оси и m вокруг нее; то Н0/Нф = mr/nR, а величина q = гНф/ЯН^) называемая запасом по винтовой устой¬ чивости, равна отношению целых чисел. Выберем некоторую замкнутую си¬ ловую линию (например, q=n/m) и про¬ следим, как поле в ее окрестности отли¬ чается от поля на этой линии. Если ток в плазме однороден по сечению тора, то азимутальное поле Нд просто пропор¬ ционально расстоянию г от оси и пара¬ метр q одинаков для всех силовых линий. Это значит, что все они вращаются вокруг оси тора синхронно и все замкнуты. В действительности ток в сечении то- камака обычно неоднороден и имеет мак¬ симум в центре, что связано с более вы¬ сокой температурой и, соответственно, лучшей проводимостью в центральной час¬ ти плазменного шнура, на оси тора. При таком отклонении тока от однородного силовые линии в центральной части бу¬ дут оборачиваться быстрее, чем выбран¬ ная замкнутая линия, а во внешней час¬ ти — медленнее. В результате создается некоторое дополнительное магнитное по¬ ле, усиливающее исходное поле однород¬ ного тока в центральной части и ослабля¬ ющее его во внешней части шнура. На поверхности, составленной из замкнуты» силовых линий (так называемой резонансной поверхности), дополнитель¬ ное поле меняет знак. Если теперь цент¬ ральная часть плазменного шнура под дей¬ ствием каких-либо причин слегка смести¬ лась, то возникает токовый слой, в кото¬ ром происходит пересоединение внутрен¬ них и внешних силовых линий дополнитель¬ ного поля. Это пересоединение ведет к резком;/ изменению топологической струк¬ туры поля: появляются магнитные «ост¬ рова», которые в конечном счете могут вытолкнуть горячую плазму из центра на поверхность шнура. Как видно, этот процесс сопровождается изменением знака дополнительного поля в центре ’ плазмы, т. е. уменьшением полного тока в этой области. Таким образом, пересоеди¬ нение ведет к выравниванию тока, переме¬ шиванию плазмы и потере энергии (охлаж¬ дению центральной части плазмы), что весьма нежелательно в токамаках. Одно из средств борьбы с таким пе¬ ремешиванием — создание возможно более однородной температуры по сече¬ нию шнура, а также осуществление усло¬ вий, при которых отсутствуют замкнутые силовые линии низших порядков (с малы¬ ми значениями п и т). Условие замкнутости силовых ли¬ ний, на которых происходит пересоедине¬ ние, было нами введено не просто для удобства изложения. Это условие являет¬ ся необходимым для перезамыкания. В са¬ мом деле, для перезамыкания нужен ток большой, плотности. В плазме такой ток возможен лишь вдоль силовых линий, так как в противном случае он вызвал бы быст¬ рые движения и противодействующую ЭДС, резко уменьшающую ток в конту¬ ре (аналогично обычному электродвига¬ телю на холостом ходу). С другой сторо¬ ны, контур тока должен быть замкнут и об¬ ладать не слишком большими сопротивле¬ нием и индуктивностью, чтобы величина тока и скорость его нарастания не были малыми. Этим условиям, очевидно, удов¬ летворяют замкнутые силовые линии с небольшими значениями пит. Именно эти линии представляют наибольшую опас¬ ность для токамаков. • Итак, перезамыкание в токовых сло¬ ях может осуществляться в разнообраз¬ ных условиях. Этот процесс представляет собой вполне универсальное свойство магнитного поля в плазме и играет боль¬ шую роль в астрофизике, геофизике и в лабораторной плазме. Более того, про¬ цесс перезамыкания далеко не всегда происходит плавно, посредством тепло¬ вой диссипации в тонком токовом слое. Часто он сопровождается неустойчи¬ востью и взрывной перестройкой токово¬ го слоя. Как мы уже говорили в начале статьи, такие взрывы впервые наблюдались при солнечных вспышках и по аналогии с этим величественным явлением природы могут быть названы вспышками. Механизм таких вспышек в плазме — в настоящее время предмет пристального изучения специалистов разных областей физики.
Геология «Природа», 1978, № 6 93 Гобийские маршруты И. К. Волчанская, В. В. Ярмолюк Инга Константиновна Волчанская, кандидат географических наук, старший научный сотрудник Института геологии рудных место¬ рождений, петрографии, минералогии и геохимии АН СССР, Занимается методами геоморфологического анализа при поисках рудных месторождений. Владимир Викторович Ярмолюк, кандидат геол ого-минералоги- ческих наук, младший научный сотрудник того же института. Занимается геологией и петрологией вулканогенных образований. Когда мчишься в современной авто¬ машине по бескрайним пустынным равни¬ нам Южной Монголии, невольно вспоми¬ наешь знаменитых землепроходцев конца прошлого и начала нашего века, с имена¬ ми которых связаны первые географиче¬ ские и геологические открытия и инте¬ реснейшие маршруты по Центральной Азии. П. П. Семенов-Тян-Шанский, H. М. Пржевальский, П. К. Козлов, Г. H. По¬ танин, а позже В. А. Обручев — как мно¬ го они успели сделать, несмотря на труд¬ ности и лишения караванных дорог. азото В. В. Ярмолюка, Времена, когда великие одиночки совершали геологические и географиче¬ ские открытия, ушли в прошлое. Насту¬ пила эпоха планомерного исследования природных ресурсов и недр Монголии, которыми занимаются крупные геологи¬ ческие коллективы. Одним из них явля¬ ется совместная Советско-Монгольская геологическая экспедиция АН СССР и АН МНР, перед которой поставлена зада¬ ча исследования основных закономерно¬ стей геологического строения территории МНР. Исследования ведутся в тесном кон¬ такте с Монгольской академией наук, мно¬ гие отряды комплектуются советскими и монгольскими учеными. Большая группа сотрудников экспе¬
94 И, К. Волчанская, В. В. Ярмолюк диции, к которой принадлежим и мы, за¬ нимается изучением древнего вулканизма Монголии. В задачу нашего отряда, состоя¬ щего из четырех человек (водителя Е. В. Матвеева, повара А. П. Терёгерко и авторов этих строк), входит исследова¬ ние верхнепалеозойских вулканических полей Южной Монголии. Эти поля про¬ тягиваются в пределах Монголии на тер¬ ритории длиной более 2 тыс. км, а ши¬ риною до 200 км. Вулканические поля принадлежат к восточному фрагменту крупнейшего верхнепалеозойского вул- Средней Азии и Казахстане, где с ними связаны многие месторождения полезных ископаемых — медь, золото, редкие элементы. В пределах Южной Монголии поля верхнепалеоэойских вулканитов до не¬ давнего времени оставались практически не исследованными. Систематические геологические работы были начаты здесь лишь с 1973 г. Удалось в общих чертах охарактеризовать эту вулканическую об¬ ласть и определить основные закономер¬ ности ее строения. Планируя полевые ра- 'нх урауская котловина ;_6огА° Скема маршрутов отряда в 1977 г. канического пояса, пересекающего Евр- азиатский материк от Пиренеев на западе до северо-восточных районов КНР. Этот пояс возник на границе мате¬ рика Северная Евразия и древнего океани¬ ческого бассейна Палеотетис и по своему структурному положению, а также ряду геологических характеристик представлял собой грандиозное сооружение, подобное современным вулканическим поясам Ти¬ хоокеанского огненного кольца. С момен¬ та прекращения вулканической деятель¬ ности в пределах пояса прошло свыше 250 млн лет. За это время вулканические сооружения были сильно разрушены гео¬ логическими процессами и от них оста¬ лась полоса разрозненных вулканических полей. Они прекрасно изучены в Европе, боты 1977 г., мы наметили основным ме¬ стом работ не Изученные еще труднодо¬ ступные пустыни Заалтайской Гоби и Ба- рунхурайской котловины. Помимо этого было решено совершить ряд увязочных маршрутов е центральных участках Юж¬ ной Монголии в полосе между развали¬ нами древнего монастыря Улугей-Хид и поселением (сомоном) Ноен для выясне¬ ния некоторых дополнительных вопросов, возникших в результате исследований предыдущих лет. Таким образом, наш от¬ ряд должен был пересечь большую часть Гоби с востока на запад. В середине июня мы покинули Улан- Батор и через степные просторы Средней Гоби направились к развалинам монастыря Улугей-Хид. Равнины Средней Гоби от¬ личаются выположенным рельефом. По¬ верхность их сложена очень плотным мел¬ коземом с мелкими окатанными галька¬ ми и щебнем, представляющим прекрас¬ ное природное покрытие, по которому
Гобийские маршруты 95 даже без дорог можно ехать со скоро¬ стью до 70—-80 км/ч, В отличие от предыдущих лет, этот год был сравнительно прохладным и дожд¬ ливым, и обычно желтовато-белесые сред¬ негобийские равнины удивляли своей зе¬ леной. свежестью. Первым объектом наших исследова¬ ний был недавно открытый вулканический массив уникальных щелочных пород с карбонатитами, расположенный в окрест¬ ностях развалин монастыря Улугей-Хид. Это место интересно разнообразными до¬ стопримечательностями — стадами редко встречающихся животных — куланов, за¬ несенных ныне в «Международную Крас¬ ную Книгу», богатыми россыпями агатов среди базальтовых полей и необыкновен¬ ным месторождением каменных деревь¬ ев, которые росли здесь примерно 150 млн лет назад. Стволы и пни каменных деревь¬ ев поперечником больше полуметра и длиной в несколько метров лежат на пло¬ щади более 200 м2 и производят впечат¬ ление настоящего лесоповала. Вокруг де¬ ревьев насыпана каменная щепка различ¬ ных цветов и оттенков с красивым деко¬ ративным рисунком. Следующий объект исследования на нашем пути — сложный магматический комплекс, включающий крупнейший в Монголии массив щелочных гранитов Хан-Богдо. Этот массив представляет со¬ бой огромную природную кладовую ред¬ ких элементов: циркония, редких земель и др. Редкометальные пегматитовые жилы здесь содержат уникальные по размерам кристаллы щелочных минералов —- арф- ведсонита, эльпидита, которые могут по¬ служить украшением любого минерало¬ гического музея. Размеры кристаллов достигают в длину 0,5—1 м. Здесь же от¬ крыт, новый минерал циркония, названный Н. В. Владыкиным в честь первого луно- проходца — армстронгитом. Массив окру¬ жен выходами вулканических пород верх¬ непалеозойского возраста, изучение ко¬ торых позволило реконструировать здесь древнюю вулканическую постройку. Ее слагают мощные серии переслаивающих¬ ся вулканитов основного и кислого соста¬ ва (базальты, трахилипариты, комендиты), Ханбогдинский гранитный массив * внед¬ рился в основание вулкана на заключи¬ тельных стадиях его жизни и представля¬ ет собой застывший периферический очаг, из которого магматические расплавы под¬ нимались на земную поверхность. Дока¬ зательством этому служит сходство соста¬ ва щелочных гранитов и комендитовых лае вулканической постройки. От массива Хан-Богдо на запад наш путь проходил по южной части Гоби, для ландшафтов которой характерны песчаные и каменные равнины и мелкосопочные низкорослые массивы. Однообразие пу¬ стынных ландшафтов нарушают редкие деревья, которые цепочками тянутся вдоль сухих русел, заросли саксаула, а в зной¬ ные дневные часы — миражи. Нас все ре- мя опережает один и тот же мираж —• вдали голубые озера и вокруг них де¬ ревья. Когда же подъезжаешь ближе, на месте отчетливо видимых только что крупных деревьев — одинокие кустики саксаула. Между сомонами Номгон и Ноен на 350 км тянется безлюдная пустыня, по которой нам предстоит проделать реког¬ носцировочный маршрут для уточнения контуров распространения палеозойских вулканитов на геологической карте. Здесь нет дорог, машину то и дело подстере¬ гают каверзные пухляки (сильно разрых¬ ленные почвы, не выдерживающие 'даже веса человека) и пески. Равнины изрыты бесконечными сухими руслами, то и дело попадаем в кочкарники — песчаные обра¬ зования вокруг редких кустарниковых ра¬ стений. Еще раз убеждаемся в прекрасных технических качествах автомашины ГАЗ-66, как нельзя более подходящей для гобий¬ ских маршрутов, и в мастерстве нашего водителя — Евгения Васильевича Матве¬ ева. В конце пятидневного маршрута мы
96 И. К. Волчанская, В. В. Ярмолюк Вулканические толщи хребта Ноен. вознаграждены за пережитые дорожные неприятности: в небольшой долине, зе¬ ленеющей после недавнего дождя, на¬ блюдаем редкие ныне скопления диких животных — куланов и джейранов. Не¬ большие стада их по 6—7 голов встреча¬ ются через каждые 200—300 м пути. Ря¬ дом со взрослыми — грациозные дете¬ ныши. При виде машины они бегут, ста¬ раясь перерезать путь, и мы можем на¬ блюдать и фотографировать их на близ¬ ком расстоянии. В горах хребта Ноен мы делаем небольшую остановку, чтобы немного передохнуть и отремонтировать машину. Лагерь ставим в котловине на высоте бо¬ лее 2000 м. Здесь есть вода и альпийские луга, на которых пасется скот, климат зна¬ чительно прохладнее, чем на равнинах. Хребет Ноен, как и большинство хребтов Гобийского Алтая и Тянь-Шаня, необык¬ новенно привлекателен. Выветривание обнажило и отпрепарировало сложную геологическую структуру палеозойского комплекса. Поэтому на многих километрах маршрута можно наблюдать непрерыв¬ ный геологический разрез, а на аэрофо¬ то- и космических снимках опытный глаз различит почти готовую геологическую и структурную карту. В хребте Ноен мно¬ говековые процессы выветривания и де¬ нудации отпрепарировали в верхнепа¬ леозойских осадочных породах крупную складку поперечником от 10 до 20 км, сложенную пластами конгломератов, песчаников и гравелитов. В современном рельефе хребта эти пласты образуют кру¬ то наклонные горные гряды, чередующие¬ ся с продольными понижениями, которые постепенно спускаются к выровненному пьедесталу. В живописнейшей долине, пересекающей крутопадающие пластины пород, и на скальных зубцах встречают¬ ся архары, с любопытством разглядываю¬ щие редких в этих местах путешественни¬ ков. Наконец, наш маршрут подходит к Заалтайской Гоби, изучение которой мы должны начать с ее крайней западной, от¬ носительно более освоенной части — Ба- рунхурайской котловины. Здесь изредка попадаются одинокие юрты, есть источ¬ ники и колодцы, в сомоне Алтай можно заправиться бензином. Дорога туда про¬
Гобийские маршруты 97 Ханбогдинский массив. летает через многие десятки километров безлюдной и безводной местности, что заставляет нас еще раз проверить надеж¬ ность автомобиля и взять в дорогу пол¬ ный запас воды. В этих местах мы всегда стараемся заехать в юрты аратов, чтобы уточнить маршрут и узнать дорогу. Хозяева всег¬ да рады гостям, стараются объяснить до¬ рогу и предупредить о возможных труд¬ ностях. Очень часто находится кто-нибудь владеющий русским языком, тогда бе¬ седа затягивается, появляются разнооб¬ разные национальные угощения — холод¬ ный кумыс, козьи сыры, молочная пенка... С приближением к Заалтайской Го¬ би от хребтов Монгольского Алтая резко меняются ландшафты, пустыня приобре¬ тает свой наиболее законченный облик — солнце, камень и песок. Жизнь концент¬ рируется в оазисах у источников, поража¬ ющих густотой зарослей цветущего тама¬ риска, осочки. В пустыне значительно ре¬ же, чем раньше, попадаются дикие жи¬ вотные. Зато это единственное место в Монголии, где встречаются дикие верблю¬ ды и лошади Пржевальского. Несколько диких верблюдов нам посчастливилось встретить и даже сфотографировать. Ха¬ рактеристика Гоби будет неполной, если не сказать о ветрах, которые дуют здесь постоянно, а временами достигают ура¬ ганной силы, так что приходится свора¬ чивать палатки и ставить в укрытие маши¬ ну. Каждый раз, разбивая лагерь, пер¬ вым делом выбираем место в «ветровой тени», но совершенно укрыться от ветра невозможно. Ветры осложняют приготов¬ ление пищи — они тушат огонь и выдува¬ ют тепло. Поэтому в отряде особенно це¬ нится искусство повара — Анастасии Пав¬ ловны Терегерко, которая даже при такой жаре и ветре ухитряется приготовить вкусный и сытный обед. В середине августа у нас состоялась встреча с другими отрядами экспедиции в сомоне Баян-Цаган, откуда совместными усилиями на нескольких машинах мы долж¬ ны начать изучение наиболее труднодо¬ ступной части Заалтайской Гоби, располо¬ женной в пределах хребтов Эдрэнгийн- Нуру, Атас-Богдо, а также пустыни Номин- Г оби. Изучение этой территории связано 4 «Природа» № 6
98 И. К. Волчанская, В. В. Ярмолюи Дикий верблюд. с огромными трудностями прежде всего из-за отсутствия 'воды — один колодец приходится на сотни километров пути. В этой части Гоби наиболее жарко — в дневные часы в тени термометр неод¬ нократно показывает до 50°, а камни на солнце раскаляются до такой степени, что их нельзя эзять в руки. Проведение геологических маршрутов осложняется также из-за дальности бензозаправочных станций и у-раганных ветров. На совещании начальников отрядов была разработана стратегия и тактика эаалтайских маршрутов. Ставится базовый лагерь на колодце в хребте Эдрэнгийн- Нуру, в котором остается одна машина с полным запасом горючего и несколько рабочих. Весь геологический состав отря¬ дов на двух машинах и с полным запасом воды продвигается к югу в район север¬ ного обрамления Номин-Гоби, где и про¬ водятся первые маршрутные исследова¬ ния. Взятой с собой воды должно хватить как минимум на пять дней, после чего отряды передвигаются к хребту Атас-Бог- до — в крайнюю южную часть Заалтайской Гоби, где имеется источник. Одна из главных тем совещания — недостаток данных о геологическом строе¬ нии этой территории. Придется хотя бы в общих чертах ознакомиться с геологи¬ ей района и выяснить его главные струк¬ турные особенности для того, чтобы установить место вулканических образо¬ ваний в системе геологических слоев. На¬ конец, решены все спорные вопросы, сделаны необходимые приготовления, и мы трогаемся в путь. Заалтайская Гоби, или, как ее назы¬ вают, Черная Гоби (из-за корок пустынно¬ го загара — минеральных пленок черного цвета, покрывающих все каменистые по¬ роды пустыни) встречает нас ослепитель¬ ным серебристым блеском—-в лучах яр¬ кого солнца блестит отполированная по¬ верхность мелкого щебня. Медленно про¬ двигаемся к заранее выбранному для детальных исследований участку, по доро¬ ге отмечая разновидности пород и облик незнакомых толщ. Пять дней маршрутов проходят в постоянной борьбе с жарой и жаждой. В расходовании воды придер¬ живаемся строжайшей экономии. Наиболее тягостно, что нет возможности вымыться
Гобийские маршруты 99 после дня изнурительных маршрутов. Но вот запас воды подходит к концу, и мы направляемся в хребет Атас-Богдо к род¬ нику. После долгого пути вдоль усыпан¬ ных валунами северных склонов хребта Атас-Богдо мы подъезжаем к оазису Барун-Шаргын-Гол, расположенному в широкой, хорошо продуваемой впадине, называемой Шаргын-Гоби. Оазис находит¬ ся в небольшой котловине, окруженной со всех сторон высокими барханами. Ког¬ да-то в котловине действовал родник, но сейчас на его месте остался небольшой участок заболоченной и засоленной земли. Его окружают заросли могучего тростни¬ ка, настолько высокого, что человек в нем скрывается с головой. Среди тростника возвышаются отдельные деревья, по краям тростниковой поляны растут кусты тамари¬ ска. Барханы, окружающие эту котловину, поросли саксаулом и круто обрываются в сторону оазиса. Поэтому оазис хорошо защищен со всех сторон от ветров и при случае может стать убежищем от урага¬ нов. Мысль о возможности организации здесь стационарного, надежно укрытого лагеря для будущих исследований возник¬ ла сразу же, как только мы увидали с вы¬ соты бархана этот уютный зеленый остров посреди бескрайней черно-серой пустыни. Мы вспомнили об оазисе снова в конце следующего дня, когда были ки¬ лометрах в 70 к западу of него. Этот хо¬ рошо запомнившийся нам день 1 сентября начался как всегда. Может быть, было несколько жарче, чем обычно, но никто не придал этому особого значения. В этот день нам предстоял маршрут до горы Ар- слан-Хаирхан-Ула. Впереди лежали мерт¬ вые пространства с мелкосопочниками, сайрами (сухими руслами) и песками. Около полудня, когда мы остановились для осмотра вулканических пород, с запа¬ да начал дуть легкий горячий ветерок. Далекие синие вершины Гобийского Тянь- Шаня постепенно исчезли в молочной дым¬ ке. К трем часам дня ветер окреп и достиг «нормальной» для этих мест скорости 10—12 м/с. Необычным было то, что воз¬ дух густел-на глазах, становился непрозрач¬ ным и холодным, на землю опустились слишком ранние сумерки. Пока мы обеда¬ ли под прикрытием горы Арслан-Ула, ветер еще более окреп и достиг ураган¬ ной скорости. Видимость сократилась, и на расстоянии в несколько сот метров предметы терялись из виду. Не было видно гор-ориентиров, по которым мы прокладываем маршрут. Тем не менее мы сделали попытку добраться до меридио¬ нальной горной цепи, расположенной километрах в 20 западнее от горы Арслан- Ула. Там можно было и переждать бурю. Скоро после того, как наши машины стали двигаться против ветра, стало ясно, что до гор нам не добраться. Впереди во мраке лежала совершенно незнакомая широкая котловина с песками, такырами и пухляками, где была реальная опасность застрять или просто быть опрокинутыми ветром. И вот тогда мы вспомнили об оази¬ се, о высоких барханах вокруг него, ко¬ торые защитят от ветра. Назад к оазису машины летели в облаках бурой пыли. Ветер к этому времени достиг неимовер¬ ной силы. Он бросал в машину песок и камни. Машины весом по 3,5 т раскачи¬ вало так, как будто они вообще не имели веса. След, который мы проложили утром, двигаясь на запад, клубился пылью на всем протяжении до оазиса и тем самым облегчал нам поиск обратной дороги. В оазисе мы расположились под защитой барханов, но и здесь ветер был еще достаточно сильным. Он свирепст¬ вовал всю ночь. К утру стало полегче, порывы ветра умереннее, а с восходом мы опять увидели солнце. Такого удиви¬ тельно прозрачного воздуха не было давно. Можно было только гадать, куда подевалась пыль, поднятая вчерашним ураганом. Два месяца исследований в Заалтай- ской Гоби завершились созданием предва¬ рительной схемы размещения полей верх¬ непалеозойских вулканитов на территории юго-западной Монголии. Были изучены разрезы вулканических толщ, составлены детальные геологические карты опорных участков, реконструирована история фор¬ мирования вулканического пояса. В сред¬ нем палеозое, когда на месте пустыни Гоби существовал океанический бассейн Палеотетис, на его гипербазитовом осно¬ вании формировались толщи базальтовых подушечных лав и кремнистые породы. Ныне они выходят на поверхность вдоль крупных разломов и образуют комплекс, называемый также офиолитовой форма¬ цией. После формирования этого комп¬ лекса на дне палеокеана накапливались осадочные толщи. В теплых морях изоби¬ ловали морские лилии, брахиоподы, мол¬ люски и другие организмы, окаменевшие остатки которых встречаются и сейчас среди осадочных толщ. В начале каменноугольного периода море отступило к югу. Это было вызвано мощными тектоническими перестройками 4*
100 И. К, Волчанская, 6 В Ярмолюк Окаменевшие деревья возрастом 4S0 млн лет. Останец красноцветной толщи в Заалтайской Г оби. территории и началом второго в истории региона этапа магматической деятельности. Вдоль границы с континентом возникли цепи островов с базальтандезитовыми и андезитовыми вулканами. Позднее уже в континентальных условиях появились сложные вулканы, извергавшие вулкани¬ ческие продукты. Наши исследования выявили одну очень интересную особенность в деятель¬ ности верхнепалеозойского вулканизма. Вопреки сложившимся представлениям о том, что вулканические процессы на тер¬ ритории Южной Монголии протекали по всей площади, выяснилось, что они сосре¬ доточивались в изолированных вулкани¬ ческих грабенах длиною 200—400 км и шириною 40—20 км. На современном уровне среза этих структур наблюдаются корни вулканов, которые представлены поясами даек и линейно вытянутыми ин¬ трузивными телами. Таким образом, по¬ лучен важный вывод о связи вулканизма с крупными глубинными разломами, ко¬ торые отстоят друг от друга на расстоя¬ нии до 100 км и определяют линейное распределение палеозойских вулкани¬ ческих впадин. В процессе формирования эти струк¬ туры усложнялись, менялись условия и характер вулканической деятельности. На ранних стадиях развития структур, еще в условиях остаточных морских бассейнов, над зонами разломов, по которым выхо¬ дила магма, возникли цепочки андезито¬ базальтовых вулканов. Впоследствии, ког¬ да морские бассейны окончательно исчез¬ ли с территории Южной Монголии, харак¬ тер вулканической деятельности в преде¬ лах описываемых структур существенно изменился и здесь одновременно извер¬ гались основные и кислые вулканиты — лавы, туфы, спекшиеся туфы (игним- бриты). Основные лавы изливались из круп¬ ных вулканов, кислые туфы и игнимбри- ты — из трещинных выводящих каналов в виде пепловых потоков. Для этого типа извержений характерны мощные выбросы мелкораздробленной раскаленной магма¬ тической массы. Магма дробится (дис¬ пергируется), по-видимому, непосредст¬ венно в питающих магматических камерах при быстром высвобождении из нее газов. Это возможно лишь при резком падении внешнего давления, в особенности еслед- ствии открытия магмовыводящих разло¬ мов. В результате выделения газов в пу¬ зырьки по всему объему магматической камеры магма разбухает подобно вспенен¬
Гобийские маршруты 101 Граниты Заалтайской Гоби. ному молоку и выплескивается на поверх- ность, здесь она окончательно дробится и в виде очень подвижных газово-пепловых потоков растекается на ббльшой площади, образуя поля спекшихся туфов. В мавма- тической камере после такого извержения возникает свободный объем, который компенсируется обрушениями вышележа¬ щих пород. При этом на земной поверх¬ ности возникают округлые вулканические просадки кальдеры, или линейные вулка¬ нические грабены. В схематизированном виде примерно так сформировалась гра¬ бенообразная структура описываемых вулканических полей, возникновение и развитие которых было тесно связано с извержениями игнимбритов и туфов. Палеозойские ву/у<анические грабе¬ ны Монголии очень похожи на их совре¬ менные аналоги в различных вулканиче¬ ских областях мира, например, на структу¬ ру Таупо-Роторуа в Новой Зеландии. В ее строении участвуют крупные игнимбрито- вые поля, а также небольшие вулканы, сложенные основными породами. Кроме того, в этой структуре проявлены поля гидротермально измененных пород. Признаки древней гидротермаль¬ ной деятельности обнаруживаются и в вулканических грабенах Южной Монголии. С ними связаны проявления меди, золота, полиметаллической сульфидной минерали¬ зации и редких элементов. Они распола¬ гаются в особых участках, связанных с уз¬ лами пересечения крупных разломов, конт¬ ролирующих корни магматических струк¬ тур. Поиски подобных участков, в которых могут оказаться промышленные месторож¬ дения, облегчают космическая и аэро¬ фотосъемка, а также детальное изучение структуры и условий формирования древ¬ них вулканических пород. Наш полевой сезон окончился. Мы снимаем стационарный лагерь около ко¬ лодца Хярин-Гун-Худук, загружаем сна¬ ряжение и образцы в машины и едем в Улан-Батор. Обратный путь лежит через сравнительно обжитые районы Гобийского Алтая, затем через равнины Средней Го¬ би до города Арбай-Хэрэ и далее по тракту до Улан-Батора. В результате лет¬ них работ были прочитаны новые страни¬ цы многосложной и богатой событиями геологической летописи Гоби. Недра ее, однако, хранят еще много неизведан¬ ного.
102 Археология «Природaw, 1970, № 4 «Исчезнувшие народы». Анты В. В, Седов Валентин Васильевич Седов, доктор исторических наук, заведую¬ щий сектором археологических сводов Института археологии АН СССР. Занимается археологией славянства. Книги: Новгород¬ ские сопки. М., 1970; С/тавяне Верхнего Поднепровья и По- двинья. М., 1970; Длинные курганы кривичей. М., 1974 и др. История праславянского населения, некогда жившего на территории нашей страны и пограничных с ней областей, естественно, не может не интересовать современного человека, так как истори¬ ческая память — одна из составляющих всякой культуры. Некоторые племенные ветви этого населения впоследствии об¬ разовали целые народы и ныне здравст¬ вующие, другие исчезли, оставив после себя загадочные имена, спрятанную в зем¬ ле домашнюю утварь и могильники — всегда достоверное свидетельство прошло¬ го. К числу таких племенных ветвей от¬ носятся и анты. Письменные свидетельства об антах немногословны и почти все они — не ранее VI в. Историк Иордан в середине VI в., основываясь на данных недошедшего до нас сочинения Кассиодора, писавшего в конце V — начале VI в.1, рассказывает о многих исторических событиях, в которых принимали участие антьк Так, например, вскоре после вторжения гуннов в Европу в 376 г. готский король Винитарий двинул войско в пределы антов. В первом сраже¬ нии он был ими побежден, но затем одо- 'Иордан. О происхождении и дея¬ ниях гетов. Getica. М,, I960, с. 90. лея, а вождя их Божа с сыновьями и се¬ мьюдесятью старейшинами распял. Во времена императора Юстина (518— 527) анты, перейдя Дунай, вторгаются в пределы Византийской империи. В первой половине VI в. через низовья Дуная они постоянно совершали набеги на Балканы. Византийские императоры Юстин и Юсти¬ ниан в ознаменовании своих побед над этими племенами присоединили к своим титулам почетное имя «Антские». В то же время анты служили наемниками в визан¬ тийском войске. В 545 г. император Юсти¬ ниан предложил им поселиться в Дакии и защищать границы византийского государства от набегов тюркских племен. Агафий Схоластик, написавший историю царствования Юстимиана, рассказывает об анте Добрагасте, бывшем в императорской армии военачальником — таксиархом. Прокопий Кесарийский в книге «О войнах Юстиниана» сообщает, что анты, как и славяне, не управляются одним человеком, а издревле живут е «народо¬ правстве». Они считают бога Перуна — творца молний — владыкой всего сущего, приносят ему в жертву быков и совершают в его честь священные обряды. Анты харак¬ теризуются сравнительно высоким ростом и огромной силой. В бой они ходят со
«Исчезнувши* народы». Анты юз щитами и копьями, а панцирей обычно не носят. Когда в Северном Причерноморье появились авары, они, естественно, напали на антов. Вражда между ними продолжа¬ лась и тогда, когда авары переселились в Паннонию — Среднее Подунавье, на территорию современной Венгрии. Анты объединяются против авар с Византийской империей. Византийский историк Феофи- лакт Симокатта, живший в первой половине VII в., сообщает, что в 602 г. аварский ка- Расселение актов а V—VII аа. антские памятники V—VII вв. регион формирования антов (111— IV аа.) расселение неантскиа славянски! племен в V—VII вв.
104 В. в. Седов ган направил против антов военную кара¬ тельную экспедицию во главе с Апсихом. Нигде нет упоминаний о результатах этого похода. Поскольку анты последний раз упоминаются в византийских источниках в 602 г., некоторые исследователи выска¬ зали предположение, что анты были унич¬ тожены аварами. Однако об этом не мо¬ жет быть и речи — анты были слишком многочисленны и сильны, чтобы мы могли допустить саму мысль об их уничтожении. Отсутствие упоминания об антах в визан¬ тийских источниках обусловлено, по-види¬ мому, тем, что с начала VII в. Дунай пере¬ стал быть границей империи: она была передвинута южнее, и события в Северном Причерноморье в меньшей степени стали интересовать византийцев. Однако где же они жили — эти «исчезнувшие» анты? Регион расселения древних славян (I тыс. до н. э.) определяет¬ ся, прежде всего, по материалам лексики праславянскбго языка, которые со всей определенностью свидетельствуют, что в это время славяне не знали названий, характерных для степной полосы, горной местности и морского побережья. Вот пол¬ ный перечень праславянских названий де¬ ревьев и кустарников: дуб, береза, осина, липа, клен, ясень, ель, сосна, ольха, ветла, ива, верба, рябина, калина, черемуха и ма¬ лина. Праславянскими являются и нари¬ цательные названия озер, болот, лесных урочищ, характерных для залесенной мест¬ ности, и названия животных и птиц, оби¬ тавших в лесах и болотах, а также рыб, типичных для водоемов этой зоны. Все это — свидетельства того, что. славяне в раннее время жили исключитель¬ но в лесной полосе умеренной зоны, бо¬ гатой озерами и болотами. На основе совокупных данных языкознания, архео¬ логии и антропологии, они на рубеже нашей эры локализуются между средним течением Вислы и Средним Поднепровьем, а со II — III вв. н. э. стали осваивать зону лесостепи между Днестром и Днепром, где смешались с местным населением; результатом этого смешения и были анты. Это время—II — III вв.— было временем мощного расцвета так называемой Черня¬ ховской культуры, от которой в V—VII вв. столь невыгодно отличалась культура антов. Но чтобы судить об этом, надо пред¬ ставить, что же такое Черняховская куль¬ тура. В нее входило разное население — иранское, фракийское, славянское и во¬ сточногерманское. Здесь протекали са¬ мые неожиданные этнические процессы. В лесостепной зоне Днепро-Днестровского междуречья, где славяне расселились сре¬ ди иранцев, происходила постепенная ас¬ симиляция последних. Этот процесс иногда называют славяно-иранским симбиозом. В результате в славянский язык из иран¬ ского проникла целая группа новых слов, таких как степь, хата, сапог, штаны. В числе языческих богов, которым поклонялись восточные славяне, летописи называют Хорса и Симаргла, иранское (скифо-сар- матское) происхождение которых бесспор¬ но. Среди русских вождей, подписавших в X в. договор с Византией, были люди с иранскими именами — Сфандр, Прастен, Истр, Фрастен, Фурстен. Известные по ле¬ тописям славянские наименования хорва¬ тов и северов (северян) тоже иранского происхождения, как, по мнению многих исследователей, и само название антов. «Анты» в переводе с некоторых современ¬ ных иранских языков означает «окраинные пограничные жители». По-видимому, на¬ селение Северного Причерноморья «окре¬ стило» так группу племен, разместивших¬ ся на юго-восточной окраине славянско¬ го мира, которые вступали в тесный кон¬ такт со скифами и сарматами. Черняховская культура относится ко II — IV вв. н. э. и географически охва¬ тывает северопричерноморские области от Нижнего Дуная до Северского Донца. Сформировалась она при активном воз¬ действии греко-римских культурных цент¬ ров, о чем свидетельствует обилие най¬ денных римских монет II — IV вв. и много¬ численные изделия римских мастеров. Для изготовления глиняной посуды . Черня¬ ховские племена применяли гончарный круг. Сам ассортимент керамики здесь был весьма разнообразен — горшки, миски, чаши, кувшины, кубки, чарки. В быту поль¬ зовались также стеклянными кубками, костяными гребнями, бронзовыми фибула¬ ми. Анализ технологии выявляет относи¬ тельно высокий уровень железообрабаты¬ вающего ремесла. После двух-трех веков расцвета Черняховская культура прекращает сущест¬ вование, очевидно в результате вторжения гуннов. Древние авторы не сообщают, пострадало ли от них все «черняховское» население, в том числе анты. Аммиан Мар- целин и Иордан лишь скупо пишут о вне¬ запном нападении гуннов на владения гот¬ ского короля Германариха, который долго им сопротивлялся, но в конце кон¬ цов был разгромлен и покончил жизнь самоубийством.
«Исчезнувшие народы». Анты 105 Печь из жилища поселения Семенки. Реконструкция полуземляночного жилища VIII—X вв.
106 В. В. Седов Но как бы то ни было, после этого нашествия культурные центры провин¬ циально-римской цивилизации были раз¬ громлены. По-видимому, это коснулось и антов, так как их жизнь «начинается» как бы заново и с более примитивного уров¬ ня быта: исчез из употребления гончарный круг, а ассортимент керамики сводится, к горшкам и сковородкам. Бронзовые вещи единичны, а стеклянные исчезли совсем. Однако культурный процесс про¬ должается и заметно прогрессирует в свя¬ зи с начавшимся переселением на окраины Глиняные сосуды Самчинцы. из поселений Семенки и бальных обрядов2, несколько выделялись своим строением среди других славянских племен. Они принадлежали к мезодоли- хокранному типу, который характеризу¬ ется средними размерами черепа, низким лбом и сравнительно узким лицом с не слишком широким носом. К этому же антропологическому типу относится и скифское население Северного Причер¬ номорья. В VI—VII вв. анты заселили более широкую территорию. Согласно Проко¬ пию Кесарийскому, в это время они оби¬ тали между нижним Дунаем и северными областями Меотийского озера (Азовского моря), где кочевали тюркские племена утигуров. По Днепру и его притокам — от устья Роси до Запорожья, в лесостепной части южнобугского бассейна, в между¬ речье Днестра и Прута и далее на юго- запад, вплоть'до нижнего течения Дуная,'— разбросаны поселения и грунтовые мо¬ гильники, выложенные лепной керамикой. Подобно всем славянам этого времени, анты сжигали умерших на погребальных кострах, а остатки кремации ссыпали в не¬ глубокие ямки или же помещали в глиня¬ ные сосуды — урны, которые зарывали в таких же ямках. Поселения, по словам византийского писателя Маврикия, устраивали «в лесах, у малопроходимых рек, болот и озер»3, на останцах или береговых участках, не требовавших сооружения искусственных укреплений. Реки, леса и болота служили естественной защитой и делали поселения малодоступными для противника. Но земля вокруг них была плодород¬ на и удобна для сельскохозяйственных ра¬ бот, а леса и обширные пойменные луга благоприятствовали скотоводству. Селища занимали сравнительно небольшую площадь — от 1,5 тыс. м2 до 1 га. Обычно они образовывали более или менее компактную группу в 8—10 км диаметром, состоящую из 8—10 таких се¬ лищ. Это так называемое гнездовое рас¬ положение. Селища в основном состояли из 5—6 жилых построек. Расстояние же Византийской империи и постоянными кон¬ тактами с ней. От раннего периода антской истории до нас не дошли антропологические мате¬ риалы. Такого рода данные относятся лишь к эпохе Древней Руси. Они свиде¬ тельствуют о том, что потомки антов, ко¬ торых выделяют по особенностям погре- 3 Большинство славянских племен насы* пали курганы над умершими, которых клали прямо на ррвную землю; потомки же антов зарывали трупы в грунтовые ямы, иногда обмазанные известью, и уже над этими ямами сооружали курганы. 3 М и ш у л и н А. В. Древние славяне в отрывках греко-римских и византийских писателей по VII в. н. э.— «Вестник древ¬ ней истории», 1941, N° 1, с. 253.
«Исчезнувшие народы». Анты 107 между соседними селищами измеряется сотнями метров. На основе пока скромных данных о планировке селищ можно предположить два типа поселений — с кучевой застрой¬ кой и с расположением жилищ в ряд, В первом случае жилые постройки разме¬ щались на поселениях бессистемно, ком¬ пактной группой при небольшом расстоя¬ нии между ними (от 1 до 8 м), во втором — жилища располагались а один-два ряда. Различия в планировке поселений, прежде всего, обусловлены географическими особенностями. Поселения с кучевой за¬ стройкой, как правило, расположены на останцах, мысовых возвышениях или не¬ больших всхолмлениях среди низкой, иног¬ да заболоченной местности, а поселения с «рядовой» планировкой устраивались в узких долинах, на вытянутых грядооб- разных всхолмлениях или на нижних ча¬ стях береговых склонов. Жилищами антов были, исключитель¬ но полуземлянки. Основой «дома» была прямоугольная яма площадью от 10 до 20 м2 и глубиной от 0,3 до 1,2 м с дере¬ вянными стенами. Бревенчатые срубы опускались в котлованы полуземлянок, возвышаясь над ними. Это были наземные части жилищ, поддерживающие перекры¬ тия. В диаметре бревна составляли 20 см. Когда бревна были тонкие, то для под¬ держания кровли у середины двух проти¬ воположных стен устанавливались стояки. Иногда стены состояли из столбов, постав¬ ленных по бокам котлована. Эти столбы составляли каркас. Такое жилье было об¬ лицовано толстыми досками или плахами. Двускатные крыши жилищ с деревянными каркасами покрывались хворостом, соло¬ мой или камышом. Войти в жилище можно было с помощью деревянных лесенок или прорезанных в грунте коридорчиков с земляными ступенями. В доме — в углу против входа — была печь-каменка. Печи складывались из необработанных камней насухо и имели снаружи прямоугольную или подковооб¬ разную форму. Внизу камни были крупнее, вверху — помельче. Поды печей находи¬ лись на уровне пола жилища, а топка пе¬ рекрывалась или плитняковыми камнями, или сводом из небольших камней. Такие жилища характерны для сла¬ вянского населения, жившего в лесостеп¬ ной полосе. Это отличало их от славян лесной зоны, которые, как в середине I тыс. н. э., так и позже строили наземные дома. В результате расселения «лесостеп¬ ных» славян в лесные области Восточной Европы там возникали поселения с полу- земляночными постройками, но бытовали там, как правило, недолго, ибо через не¬ сколько поколений заменялись наземными жилищами. На территории же лесостепи полуземлянки были единственным типом постройки в течение второй половины I тыс. н. э. и даже позднее — в эпоху Древней Руси. Традиции прочно и надолго, как из¬ вестно, закрепляют за тем или иным этно¬ сом определенные типы жилищ. Так, в V—VII вв. квадратные (в плане) полу- Реконструкция головного убора антской жен¬ щины из млада, открытого ■ 1909 г. у с. Мар¬ тыновна недалеко от слияния Росн с Россавой («Мартыновский клад»). землянки с печью-каменкой в углу ста¬ новятся одним из характерных этнографи¬ ческих признаков антов. Да и зародился этот тип жилища в собственно антской среде. Очевидно все же, что первоначаль¬ но славяне, расселившиеся в лесостепи между Днестром и Днепром, принесли
108 В. В. Седов
«Исчезнувшие народы». Анты 109 «Мартыновский клад» (сверху вниз и слева на¬ право!: фибула из белой бронзы с позолотой; поясные наборы, мужская фигурка, наконечники ремней с тамгами, подвеска, фигурка коня — все эти предметы выполнены в серебре (V—VII вв.) с собой наземное строительство. Постепен¬ но во времена существования Черняхов¬ ской культуры, в состав которой они входи¬ ли, наряду с наземными домами появля¬ ются полуземлянки и даже землянки са¬ мых многообразных типов. Со временем на основе последних складывается типич¬ ная антская полуземлянка. На антских поселениях встречаются и хозяйственные постройки, углубленные в землю. В отличие от жилищ, печей-ка¬ менок в них нет. На поселениях, располо¬ женных на южной окраине территории ан¬ тов, наряду с полуземлянками обнаруже¬ ны также остатки жилищ, по конструкции сходных с юртами. Это — постройки тюр¬ коязычных кочевников, которые под воз¬ действием славянской культуры стали земледельцами. Второй важный признак культуры антов — керамика: округлобокие и бико- нические горшки без орнамента, выделан¬ ные вручную (керамика, изготовленная на гончарном круге, встречается очень ред¬ ко и мало). Это сосуды с округлым туло- вом и орнаментом из пролощенных полос, а иногда амфоры. В Приднепровье архео¬ логами обнаружены горны для обжига ке¬ рамики, которая — в результате торговли и обмена — посту пала к различным племе¬ нам Северного Причерноморья. Анты занимались земледелием и скотоводством. По свидетельству Маври¬ кия, они в основном сеяли пшеницу и про¬ со. Археологи обнаружили в поселениях также ячмень и овес. Землю анты обраба¬ тывали или ралом, сделанным из твердых пород дерева, на которое надевали же¬ лезный наконечник, или двузубой сохой. На старопахотных землях входили в упо¬ требление плуги с череслом и отвальной доской. Урожай снимался железными серпами, затем мололся на ручных жер¬ новах, а для выпечки хлеба применялись глиняные сковородки. Судя по костям животных, найден¬ ным на поселениях, основную часть стада составлял крупный рогатый скот, затем свиньи, лошади и мелкий рогатый скот. Видимо, с обрядом языческого жертво¬ приношения связаны небольшие глиняные фигурки животных, найденные на поселе¬ ниях. Археолог обычно обладает тем пре¬ имуществом перед другими людьми, что сведения об «исчезнувших народах» он получает как бы из первых рук и «исчез¬ новения» для него как бы не существует — он видит «живых» (живших) людей, кото¬ рые будто второпях покинули жилье, оста¬ вив в нем свое добро. Так, и на антских поселениях встре¬ чаются разные железные серпы, нараль- ники, ножи, наконечники стрел и копий, удила, шпоры, дужки ведер, медные и бронзовые подвески-амулеты, височные кольца, фибулы, браслеты, предметы из кости, рога, камня и глины — все, что составляло их быт. Именно эти предметы, например отдельные типы женских укра¬ шений, характерны для тех или иных пле¬ мен или племенных группировок. Собст¬ венно антскими стали лучевые или паль¬ чатые фибулы, служившие одновременно и украшениями, и заколками женской одежды. Они состоят из плоской или чуть изогнутой дужки, переходящей сверху в полукруглый щиток,от которого отходят пять —семь отростков-пальцев или лучей, а снизу — в ромбовидный щиток. На обо¬ ротной стороне фибулы находится пружи¬ на с иглой и иглодержатель. Археологи по крохам собирают материал для воссоздания полной истории культуры наших предков. Уже в раннем Средневековье славяне заселяли обшир¬ ные пространства Средней Европы — от Эльбы на западе до Волги и Дона на востоке, от побережья Балтики на севере до Балкан на юге. Анты вместе с другими славянскими племенами участвовали в освоении Восточно-Европейской равнины, нижнего и среднего Подунавья и переме¬ шались с ними. При этом этноним «анты» был забыт, подобно тому как затерялись позднее славянские племенные названия дулетов, дреговичей, вятичей, радимичей и других.
110 °р ганиэация науки «Природа», 1978, № 6 Научные коммуникации и научная информация Э. Л. Шапиро Эммануил Леонидович Шапиро, главный библиограф Республикан¬ ской научно-теянической библиотеки Латвийской ССР. Работает над проблемами информатики и теории коммуникаций. Когда в первые послевоенные годы стали возникать службы и институты науч¬ ной и технической информации, т. е. за¬ рождалось организационное оформление научно-информационной деятельности, ее создатели (сейчас трудно сказать — всегда ли осознанно) исходили из того, что науч¬ ное знание — это некоторая совокупность надежно установленных фактов, что эта совокупность фактов существует автоном¬ но, т. е. достаточно независимо от деятель¬ ности по получению научного знания. В то время была довольно распространена, не изжитая еще и сегодня, точка зрения, что вполне правомерно исследование науки как группы обособленных систем — системы научных знаний, системы научной деятельности и др. По этой концепции естественно было рассматривать систему научной деятельности как простой источ¬ ник новых фактов, которые «прибавляют¬ ся» к уже накопленным массивам и только в редких случаях вынуждают к изъятию из этого массива некоторых устаревших или оказавшихся ошибочными фактов. Разумеется, при таком подходе представ¬ лялось возможным как имеющееся, так и вновь получаемое знание (факты!) раз и навсегда перевести на некий универсаль¬ ный и однозначно формализованный язык, ввести в машину (которой если еще нет, то скоро будет) и выдавать эти факты по соответствующим командам. Такие реше¬ ния позволили бы разом покончить не толь¬ ко с плохо управляемыми потоками книг и журнальных статей, не поддающимися «строго научному» упорядочению, но и с вовсе не управляемыми «неформальны¬ ми коммуникациями», как с легкой руки социологов стали называть личные контак¬ ты ученых. Научная информация в этих концепциях представлялась некоторым «ресурсом», который можно копить, рас¬ пределять и предоставлять-—подобно материальным, финансовым и другим ре¬ сурсам — по запросам или по усмотрению тех, кто этими ресурсами владеет. При та¬ ком подходе библиотеки представлялись «кладбищами информации», а самое рытье в книгах — ужасающим анахронизмом, в особенности перед радужной перспекти¬ вой получения всей нужной (и только нужной) информации по нажиму кнопки! Но социальные системы далеко не всегда желают укладываться в простые и красивые модели. Восстание против этой концепции поднялось одновременно с двух сторон. Библиотеки вовсе не торо¬ пились закрываться, тем более .что ученые продолжали ими пользоваться, рыться в книгах и журналах, (Правда, при этом нередко высказывалось неудовольствие
Научные коммуникации и научная информация in теми или иными их недостатками.) Число и размеры библиотек продолжали расти, возникли новые образования — библиотеч¬ ные сети и системы. А среди социологов науки нашлись такие, которые стали до¬ казывать, что любые «формальные» си¬ стемы научной коммуникации отжили свой век, что настала эра «неформальных коммуникаций», по крайней мере — для ведущих, «элитных» ученых и для тех, кто фактически работает на самом переднем крае науки и поэтому не может примирить¬ ся с отставанием, неизбежным для печат¬ ных публикаций и формального информа¬ ционного обслуживания. Тем временем теоретики научно- информйционной деятельности (их назы¬ вают информатиками) стали понимать, что эта деятельность не может ограничить сферу своего приложения массивами уже накопленных «готовых» фактов, что ин¬ формационное обслуживание является не¬ отъемлемым компонентом всего процесса научного исследования, возможного толь¬ ко в органическом взаимопереплетении с системой научных коммуникаций. Опре¬ деление информатики как теории инфор¬ мационного обслуживания, которое счи¬ талось ранее окончательным, стало дис¬ куссионным с 1970 г., а потом и вовсе уступило место определению ее как тео¬ рии научной информации и научных ком¬ муникаций1. Приблизительно в то же вре¬ мя Ю. А. Шрейдер выразил уже давно назревшую мысль, что хотя научная ин¬ формация в некоторых отношениях дейст¬ вительно выступает как своеобразный ресурс, все же она является не только ресурсом, но и необходимым элементом информационной среды2. Различие между информацией-ре¬ сурсом и информацией-средой можно пояснить на простом примере. Характе¬ ристики необходимого для исследований прибора наряду со сведениями о типе прибора и его изготовителе могут быть информационным ресурсом. Но сама потребность в этом ресурсе не может воз¬ никнуть вне информационной среды, в ко¬ торой только и возможно представление ’Михайлов А. И., Черный А. И., Гиляревский Р. С. Проблемы ин¬ форматики в современной науке.— «На¬ учи.-техн. информация», 1976, сер. 2, № 7. 2 Шрейдер Ю. А. Информационные процессы и информационная среда.— Там же, 1976, N9 1. о существовании приборов соответствую¬ щего класса. Поэтому в настоящее время инфор¬ матика все больше уделяет внимание на¬ учным коммуникациям, их структуре и формам. Система научных коммуника¬ ций — это общественная система, которая имеет ряд иерархических уровней. Такими уровнями являются: 1) уровень общества в -целом, где коммуникации происходят преимущественно между наукой и произ¬ водством, а также между другими сфера¬ ми общественной жизни; 2) уровень науки, где преобладают коммуникации (обмен знаний) между ее различными областями; 3) уровень научных областей и дисциплин, где главными являются коммуникации между действующими в этих областях научно-исследовательскими учреждения¬ ми, «незримыми колледжами», исследова¬ тельскими направлениями; 4) уровень институционализированных коллективов, где доминируют коммуникации между малыми группами, из которых состоят эти коллективы; 5) уровень малых групп и (или) отдельных ученых, для которых ти¬ пичны коммуникации диалогового харак¬ тера. Разумеется, здесь названы лишь наи¬ более специфичные для данного уровня коммуникации, на самом же деле везде переплетены коммуникации всех видов. Коммуникации верхних уровней яв¬ ляются наиболее опосредованными, их главное назначение—перенос знаний из науки в производство и, наоборот, из дд- ной области науки в другую. Знание «ко¬ чует» между научными дисциплинами и исследовательскими направлениями. Здесь центральная проблема заключается в свое¬ образном «переводе» языков одних наук на языки других или на язык производства. Эти трудности тем больше, чем дальше соответствующие дисциплины отстоят друг от друга. Необходимость в этом переводе вызвана не столько тем, что финансовые соображения заставляют избегать пресло¬ вутого дублирования исследований (когда оно действительно вызвано незнанием со¬ седних «языков», а не ведомственными со¬ ображениями), т. е. переоткрытия уже из¬ вестного в других областях науки в резуль¬ тате диффузии частных методик и локаль¬ ных открытий, сколько значимостью пере¬ носа фундаментальных концепций и подхо¬ дов, без чего невозможно единство науки. Содержанием коммуникативных потоков здесь являются не столько первичные науч¬ ные сообщения — публикации и нефор¬ мальные беседы, сколько различные обоб¬ щающие материалы, хотя и не всегда
112 Э. Л. Шапиро имеющие официальный статус обзоров. Существенна и роль научно-популярных изданий, которые уже давно перестали быть лишь просветительскими, а превра¬ тились в важный источник научной инфор¬ мации для специалистов «не .своей» области. Что же касается институционализи¬ рованной научно-информационной дея¬ тельности, то она пока этим видам ком¬ муникаций уделяет явно недостаточное внимание, что, очевидно, объясняется пре¬ обладанием отраслевого характера этой системы. Для переноса знаний здесь просто не предусмотрены соответствую¬ щие элементы. Думается, что информа¬ ционное обеспечение переноса знаний должно будет стать важнейшей функцией крупных универсальных библиотек для нашей страны — от Государственной биб¬ лиотеки СССР им. В. И. Ленина до респуб¬ ликанских и областных библиотек. В на¬ стоящее время они озабочены преимуще¬ ственно восполнением тех или иных про¬ белов, неизбежных в любых отраслевых системах информации. Сегодня и катало¬ ги, и библиографические издания этих библиотек являются лишь механическими дополнениями существующих отраслевых систем информации — благодаря более богатым фондам они могут предоставлять литературу, которой нет в большинстве отраслевых. Однако им следует быть си¬ стемно-дополнительными, выполнять функции, которые не под силу отраслевым. Для этого они должны раскрывать свои фонды не как совокупность более полных отраслевых фондов, а придать своим ка¬ талогам и библиографическим изданиям предметно-проблемную ориентацию. Это отвечало бы требованиям структуры си¬ стемы научных коммуникаций, которая настоятельно требует, чтобы эти библио¬ теки способствовали бы переносу знаний, невозможному без универсальных фондов литературы, которых нет ни у каких других звеньев научно-информационной деятель¬ ности. Уже сейчас они могли бы сосредо¬ точить свое внимание на тех бесчисленных межотраслевых проблемах, которые не располагают ни информационными служ¬ бами, ни сколько-нибудь упорядоченными (с точки зрения переноса знаний) фонда¬ ми. А это заставляет обширные группы ученых, наиболее активно работающих в области интеграции науки и переноса знаний, вести поиск информации почти исключительно методами случайного поиска. В центре внимания научно-инфор¬ мационной деятельности находятся ком¬ муникации уровня институционализирован¬ ных коллективов, а также малых групп и отдельных ученых. Здесь столкнулись взгляды и тех, кто хочет максимально ре¬ гламентировать информационное обслу¬ живание коллективов, кто стремится к полной автоматизации «информационного сервиса» при «ликвидации» всех нефор¬ мальных контактов, и тех, кто считает формальные информационные системы бесполезными для «настоящих» ученых и видит панацею в поощрении и форсирова¬ нии лишь неформальных коммуникаций. И те и другие стали проводить многочис¬ ленные исследования, в ходе которых все получали именно те результаты,- которые требовались для подтверждения принятой ими исходной концепции, поскольку от¬ сутствовали сколько-нибудь стандартизи¬ рованные методики, например единицы и процедуры измерения семантической и прагматической информации. И мало кто обращал внимание на то, что Т. Аллен еще лет десять назад3 показал, что в научной деятельности требуются как формальные, так и неформальные коммуникации. По наблюдениям автора настоящей статьи, оба этих вида коммуникаций отнюдь не противостоят, а вэаимодополняют друг друга. Еще около 1950 г. К. Левин, исследуя социальную психологию малых групп,'уста¬ новил, что информация «извне» поступает в социальные группы не равномерно, а избирательно, т. е. происходит некоторое неформальное разделение труда, выделе¬ ние исполнителей социальных ролей — «специалистов по информации», назван¬ ных тогда «привратниками»4. Они как бы управляют входами и выходами всех внеш¬ них информационных каналов. Остальные же члены групп пользуются в основном той «внешней информацией», которую они получают с помощью этих «привратников». Но К. Левин исследовал не научные и дру¬ гие творческие коллективы, а лишь раз¬ личные «обыденные» социальные группы. Значительно позже Т. Аллен — без ссылок на К. Левина — при исследовании путей прохождения научной информации (от мо¬ 3 См. об этом: Шапиро Э. Л. Об ис- пользовании теории коммуникаций в за¬ рубежном библиотековедении.— В кн.: Библиотековедение и библиография за оубежом. Вып. 59. М., 1976. 4 Там же.
Научные коммуникации и научная информация 113 мента ее «получения» до фактического «использования» в группах разработчиков) обнаружил в научных коллективах анало¬ гичное разделение труда. К внешним ка¬ налам, которыми ведают специалисты по информации, он в равной мере относит как формальные, так и неформальные. Точка зрения Аллена полностью подтверж¬ дается и опытом автора, который обсле¬ довал информационное обслуживание групп ученых Института горного дела Сибирского отделения АН СССР, работаю¬ щих с высокой результативностью: к та¬ ким внешним каналам в равной степени относятся как книжные и журнальные публикации, так и различные личные кон¬ такты. Если проследить за коммуникация¬ ми в коллективе изнутри малой группы, когда к наблюдателю относятся как к «своему», то окажется, например, что ту или иную книгу (статью и пр.), недавно появившуюся на прилавке магазина или в библиотеке одни просмотрят сразу же, а другие — лишь после того, как о ней упомянут определенные члены группы, которых автор называет неформальными информаторами5. Оказывается, что оценка почти каждой публикации научным кол¬ лективом весьма существенно зависит от ее оценки кем-либо из этих «неформаль¬ ных информаторов» — специалистов в со¬ ответствующей области. Притом очень важно, что такие «неформальные инфор¬ маторы» никак не желают стать инфор¬ маторами формальными или референта¬ ми, выполняющими сейчас вполне офици¬ альную роль посредников между инсти¬ туционализированными информационными службами и остальными членами коллек¬ тива. Специально проведенные в Англии эксперименты6 показали, что попытка на¬ значить именно их официальными инфор¬ маторами привела к тому, что в исследуе¬ мых коллективах сразу же появились но¬ вые неформальные исполнители этих со¬ циальных ролей, и нередко — менее вы¬ сокой квалификации. Очевидно, что путем саморегуляции коллектив выдвигает испол¬ нителей таких социальных ролей наилуч¬ шим образом, и формальное вмешатель¬ ство далеко не всегда уместно. ! Шапиро Э. Л. О взаимодополняе¬ мости формальных и неформальных ком¬ муникаций.— «Науч.-техн. информация», 1976, сер. 1, № 3. 6 См. сноску 3. Рекомендации неформальных ин¬ форматоров, как и их статус, который обычно достаточно высокий, тоже всегда неформальны и отличаются от рекомен¬ даций, принятых в рамках формальных структур. Сила таких рекомендаций опи¬ рается исключительно на личный автори¬ тет, на признание коллективом способности информатора к анализу и оценке инфор¬ мации. Но в отличие от представителей информационных служб и библиотек они не ограничиваются простыми советами ознакомиться с теми или иными публика¬ циями. Они либо дают конкретные кон¬ сультации (что именно, кому, зачем и ког¬ да нужно в такой-то публикации), либо сами излагают их содержание, но не «вооб¬ ще», а конкретно соотнося это содержание с функциями реального члена коллектива в четко определенной ситуации. Этим их деятельность существенно отличается от служб научно-информационной деятель¬ ности, чаще всего рассчитанной на неко¬ торого усредненного потребителя. Но признание значимости нефор¬ мальных информационных каналов никак не оправдывает вывода о ненужности формальных. По неформальным каналам действительно передается значительное количество информации, но все же боль¬ шая ее доля приходится именно на фор¬ мальные. Неформальные коммуникации функционируют как своеобразные «рас¬ пределители» информации внутри нефор¬ мальных же структур. Разумеется, наряду с неформальными связями внутри, коллек¬ тивов существуют такие же связи между коллективами и даже между куда более крупными сообществами. И нередко здесь циркулирует информация, которая — по чисто техническим причинам — не ус¬ пела стать достоянием формальных ин¬ формационных систем. Подтверждается это хотя бы тем, что в информационные службы и библиотеки поступают многие запросы на литературу, которая может появиться лишь через некоторое время, иногда через два-три года. Такие запросы были бы невозможны, если бы какие-то не¬ формальные коммуникации не создавали соответствующую информационную среду, не распространяли некоторую «метаин¬ формацию»7 (т. е. информацию о том, что и где есть такая информация). Тем не . 7*Ш рейдер Ю. А. Информация и ме¬ таинформация.— «Науч н.-тех н. инфор¬ мация», 1974, сер. 2, № 4.
114 Э. J1. Шапиро менее формальные коммуникации необ¬ ходимы даже самым быстро развиваю¬ щимся областям науки. Их назначение во многих отношениях другое, чем у самых разветвленных личных контактов. К тому же наука всегда нуждается в преемствен¬ ности, а она возможна чаще всего благо¬ даря формальным каналам. Проблему соотношений формальных и неформальных коммуникаций даже не¬ разумно ставить альтернативно, нужно стремиться к разумному управлению их естественным синэргиэмом, к сознатель¬ ному его использованию, что является одной из наиболее актуальных задач научно-информационной деятельности. Информационные службы и библиотеки должны умело взаимодействовать с не¬ формальными коммуникациями, но в то же время не сковывать действий «нефор¬ мальных информаторов» рамками офи¬ циальных обязанностей. При этом автори¬ тет формальной информационной системы будет тем выше, чем лучше она сумеет избежать дублирования сообщений, кото¬ рые проходят по неформальным каналам, сумеет находить сведения, которые в не¬ формальных каналах отсутствуют. На уровне коммуникации с непосред¬ ственным потребителем информации зада¬ чи научно-информационной деятельности заключаются в совершенствовании взаимо¬ понимания с каждым из них. И хотя прак¬ тически все ученые в той или иной степе¬ ни привыкли пользоваться библиотеками, желание работать и эффективность их работы весьма различны. Причина доста¬ точно проста — опыт пользования библио¬ теками у одних положительный, у дру¬ гих — нет. Сколь бы тесно ни были связаны между собой службы научно-информаци¬ онной деятельности и другие подразделе¬ ния исследовательского учреждения, они всегда остаются звеньями разных систем — исследовательской и информационной. А взаимопонимание между представите¬ лями разных систем устанавливается дале¬ ко не всегда легко и сразу. Во многих случаях взаимопониманию нужно учить и учиться. Информатор и библиотекарь должны суметь' понять потребителя ин¬ формации и его запросы. А потребителя нужно научить понять информатора и биб¬ лиотекаря, вернее — понять соответствую¬ щие элементы системы научно-информа¬ ционной деятельности, научить умело пользоваться этими элементами. Сама потребность ученого в новой информации, если отвлечься от инфор¬ мации-ресурса, к которому сформули¬ рованы четкие требования — возникает в ходе творчества как необходимость того, что могло бы быть. Творческие про¬ цессы большей частью происходят мало осознанно или вовсе неосознанно; тем более не всегда бывает ясно, какая допол¬ нительная информация при этом нужна. Именно потому подавляющее большинст¬ во информационных запросов является Существенно неопределенным8, расплыв¬ чатым, зачастую мало понятным для ра¬ ботников служб научно-информационной деятельности. Их частые просьбы уточнить запросы — не прихоть, а необходимость. Однако в этих случаях сам потребитель информации — исследователь — имеет весьма нечеткие представления, что ему нужно. Не удивительно, что в такой ситуа¬ ции просьбы об уточнении запросов неред¬ ко вызывают неприязнь, которая иногда может привести человека к нежеланию в дальнейшем обращаться с запросами' в службы научно-информационной дея¬ тельности. И работник этих служб, и потреби¬ тель информации должны понимать, что уточнение запроса — сложная интеллекту¬ альная работа, требующая немалого на¬ пряжения обеих сторон. Само это уточне¬ ние может стать важным этапом творческо¬ го процесса. Ведь представления, зародив¬ шиеся на уровне интуитивных образов, можно переводить на вербальный (сло¬ весный) уровень лишь в результате спе¬ циально направленной на это работы, главным побуждением которой служит необходимость передать свои мысли дру¬ гому. Активный информатор здесь может стать хорошим помощником исследовате¬ ля, так как вместе с ним он попытается уточнить первые попытки вербализовать формулировки новых запросов. Часто хо¬ рошее знание литературы — даже при поверхностном знании предмета—помо¬ гает исследователю наметить новые проб¬ лемы. Естественно, такое уточнение за¬ просов предъявляет к информаторам высокие требования. Определенную по¬ мощь здесь могут оказать предложенные нами методики такого уточнения’. Так, эапрос на информацию о методах расчета пневматических машин требует совершен¬ 8 У р с у л А. Д. Проблема неопределен¬ ности научной информации.— «Научн.- техн. информация», 1973, сер. 2, № 11. 9 Шапиро Э. Л. О путях уменьшения нео пределе нно с ти информа цио нны х за - просов.— «Научн.-техн. информация», 1975, сер. 1, № 5.
Научные коммуникации и научная информация 115 но различных форм выдачи литературы для исследования компрессоров и для пневмоударных устройств. Но абонента в этом сначала нужно убедить. Ведь раз¬ работчик нередко считает, что вся пнев¬ матика— это именно to, чем он занимает¬ ся! Предполагается, что уточнение необ¬ ходимо начинать с подробного выяснения целевых установок потребителя информа¬ ции, определить степень его знакомства с литературой по основным и смежным вопросам. Далее рчень важно договорить¬ ся о терминологии, которая часто являет¬ ся камнем преткновения для многих за¬ просов, сужать или расширять предмет поиска, наконец, определить область по¬ иска. Все это требует немало усилий с обе¬ их сторон: и от информатора или библио¬ текаря, и от самого потребителя, который в ходе работы должен постоянно конкре¬ тизировать свои представления и рассмат¬ ривать предмет его информационного поиска с разных сторон. Иногда кажется, что поиск инфор¬ мации — дело столь простое, что не тре¬ бует особого знания и навыков. Но сов¬ ременные библиотеки, не говоря уже об информационных системах, стали доста¬ точно сложными. Для потребителя нет никакой необходимости знать подробности их внутреннего устройства и технологии работы. Но и без знания, например, при¬ емов работы с их «входамиу и «выходами» ими нельзя эффективно пользоваться. Поэтому практически каждому исследова¬ телю необходимо иметь определенный минимум знаний об информационном поиске. К сожалению, на различных семи¬ нарах часто объясняется устройство этих систем, а не прививаются навыки их исполь¬ зования. Саму же методику поиска по¬ требителю приходится осваивать самостоя¬ тельно. Здесь большое значение могли бы иметь логические схемы — алгоритмы поиска, описывающие последовательность действий потребителя в зависимости от характера используемых входов. Разуме¬ ется, такие логические схемы не могут разрешить все мыслимые ситуации, но они позволяют быстрее ответить на значитель¬ ную часть вопросов, возникающих при поиске информации. Там, где работники научно-инфор¬ мационной деятельности (информаторы и библиотекари) владеют методикой уточ¬ нения запросов, а потребители — методи¬ кой поиска, существенно повышается уро¬ вень их взаимопонимания, повышается эф¬ фективность системы научных коммуни¬ каций. РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА НАУКА О НАУКЕ. М., 1966. ПРОБЛЕМЫ ИССЛЕДОВАНИЯ СТРУКТУРЫ НАУКИ. Новосибирск, 1967. НАУЧНОЕ ТВОРЧЕСТВО. М., 1969. УЧЕНЫЕ О НАУКЕ И ЕЕ РАЗВИТИИ. М., 1971. ЭВОЛЮЦИЯ ФОРМ ОРГАНИЗАЦИИ НАУКИ В РАЗВИТЫХ КАПИТАЛИСТИЧЕСКИХ СТРАНАХ. М., 1972. НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКАЯ РЕВОЛЮЦИЯ И ИЗМЕ¬ НЕНИЕ СТРУКТУРЫ НАУЧНЫХ КАДРОВ СССР. М., 1973. Пельц Д., Эндрюс Ф. УЧЕНЫЕ В ОРГАНИЗА¬ ЦИЯХ. М., 1973. Михайлов А. И., Черный А. И., Гиляревский Р. С. НАУЧНАЯ КОММУНИКАЦИЯ И ИНФОРМАТИ¬ КА. М., 1976. КОММУНИКАЦИЯ В СОВРЕМЕННОЙ НАУКЕ. М., 1976. МЕЖДУНАРОДНЫЙ ФОРУМ ПО ИНФОРМА¬ ЦИИ И ДОКУМЕНТАЦИИ. Т. 1—2. М., 1975— 1977.
116 Г еология «Природа», 1978, № 6 Происхождение мела и известковых осадков С. И. Шумейко Станислав Иванович Шумейко, доктор геолого-минералогических наук, профессор Харьковского государственного университета. Специалист по известковому нанолланктону и вопросам осадко- накопления. Автор многих статей и двух монографий, в числе которых: Известковый нанопланктон мезозоя Европейской части СССР. М., 1976. Мел — одна из наиболее известных горных пород—в природе образует ги¬ гантские пластовые залежи, толщина кото¬ рых измеряется нередко десятками, а вместе с заключенными в них мелопо¬ добными породами, сотнями метров. За¬ лежи эти повсеместно приурочены к за¬ вершающему этапу эры «средней жиз¬ ни» ■— мезозоя, который поэтому и назван меловым периодом. Мел обладает рядом специфических, можно сказать, уникальных особенностей. Он почти полностью (на 95—99%) состоит из одного минерала — кальцита, его по¬ ристость достигает 54,5%, но вместе с тем, если пласт мела не трещиноват, он является практически водонепроницаемым экраном — водоупором. Несмотря на поч¬ тенный даже для геологии возраст (не менее 65 млн лет), мел слабо сцементи¬ рован — отсюда и возможность писать им. Мелом не только пишут на классных досках. На строительные нужды ежегод¬ но расходуют тысячи тонн мелового сырья. Мел используется для производства соды, стекла, пластмасс, лаков и красок, в пи¬ щевой, резиновой, кабельной, бумажной промышленности, в сельском хозяйстве, парфюмерии и медицине. Казалось бы, такая широко исполь¬ зуемая и распространенная порода долж¬ на быть изучена досконально, однако ди¬ скуссия о генезисе мела затянулась на десятилетия. Одни исследователи считали мел породой, образовавшейся, наподобие при¬ родной поваренной соли, за счет химиче¬ ского осаждения, другие полагали, что кальцит мела образован остатками раз¬ личных микроорганизмов. Последняя точ¬ ка зрения, в частности, высказывалась на¬ шими соотечественниками А. В. Гуровым (1886), А. Д. Архангельским (1912), Г. И. Бу- шинским (1954). Отголоски такого различ¬ ного понимания природы мела ощущаются даже в наши дни: эта порода в справоч¬ ной и учебной литературе нередко еще носит двойное название биогенно-хемо- генной.. Нужно сказать, что объективной причиной долгих споров о генезисе мела послужила его тонкоэернистость. Наблю¬ дая типичный писчий мел с помощью мик¬ роскопа, исследователь видит обычно сплошную микрозернистую (с размером частиц менее микрона) массу, на фоне ко¬ торой рассеяны довольно редкие органи¬ ческие остатки: раковины фораминифер и мелкие обломки макрофауны. Эта основ¬ ная микрозернистая масса — «порошкова- тый кальцит» и трактовалась различными учеными с равным успехом то как хемоген- ная, то как органогенная, поскольку разре¬ шающая способность микроскопа не по¬
Происхождение мела и известковых осадков 117 Писчий мел из Воронежской области на изло¬ ме. Видны кокколиты и их многочисленные фрагменты. Увел, з 6,5 тыс. раз. Сканирующий электронный микроскоп. Фото В. А. Мощанского. зволяла различить детали строения отдель¬ ных частиц. Выход из создавшегося тупика предоставила только электронная микро¬ скопия, давшая возможность изучать ульт- ратонкие структуры горных пород и их компонентов. Лет 10—15 назад, из-за «не¬ прозрачности» массивных тел для элект¬ ронного пучка, приходилось сначала изго¬ тавливать тонкую пленку — отпечаток (реплику) с поверхности исследуемого объекта, а затем уже исследовать ее не¬ посредственно в электронном микроско¬ пе’. В последние годы создан новый тип 1 ш у м е н к о С. И Электронная микро¬ скопия в палеонтологии. — «Природа», 1970, № 7, электронных микроскопов — растровые (сканирующие). В этих приборах изобра¬ жение формируется за счет вторичной эмиссии электронов, возникающих при бомбардировке электронным пучком по¬ верхности образца. Тонкий, до 1 мкм, пер¬ вичный луч быстро обегает (сканирует) поверхность образца, и на телевизионном экране прибора возникает суммарная ви¬ зуальная картина, а объект исследуется как бы в отраженных лучах. Сканирующие электронные микроскопы обладают боль¬ шей глубиной резкости и позволяют рабо¬ тать в широком диапазоне увеличений (от нескольких десятков до 10—20 тыс. раз). Исследование «порошковатого каль¬ цита» с помощью сканирующего электрон¬ ного микроскопа показало, что он на 90—98% состоит из кокколитов — фраг¬ ментов мельчайших известковых панцирей одноклеточных планктонных водорослей кокколитофорид (тип золотистых водорос¬ лей, класс хризомонад). В целом же карбонатная составляю¬
118 С, И. Шумейко щая меловых пород, учитывая мергели и глины, на 60—95% представлена кокколи- тами и их обломками. Остальные 5—40% составляют фрагменты фораминифер и макрофауны (главным образом двуствор¬ чатых моллюсков — иноцерамов) в «гру¬ бых» составляющих мела. Количество кокколитов в 1 см3 пис¬ чего мела исчисляется астрономическими цифрами порядка 10'°—10п. Черта, про¬ веденная мелом на доске, — это остатки многих миллионов ископаемых существ. Биогенная, а точнее, планктоноген¬ ная природа писчего мела и мелоподоб¬ ных пород объясняет многие их «необыч¬ ные» свойства, в частности высокую степень дисперсности, большую пористость. Сла¬ бая степень цементации мела может быть связана с формированием его отложений в платформенных условиях, для которых характерны меловые образования. Одновозрастные геосинклинальные образования, представленные плотными и крепкими известняками, состоят в ос¬ новном из кокколитов, которые в значи¬ тельной степени подверглись перекристал¬ лизации. В настоящее время кокколитофори- ды и другие органические остатки, систе¬ матическая принадлежность которых точно не определена, принято объединять в группу известкового нанопланктона (от греч. vavog — карлик), подчеркивая их малые даже по сравнению с микро¬ планктоном размеры. Хотя остатки нанопланктона (нано- фоссилии) и играют ведущую роль в ме¬ ловых отложениях, определяя их «лицо», они отнюдь не являются принадлежностью только мелового периода. Достоверные на¬ ходки кокколитофорид, подтвержденные фотоснимками, известны в отложениях нижней юры, возраст которых оценивается в 160—160 млн лет. Известны единичные находки известковых нанофоссилий и в более древних отложениях, вплоть до па¬ леозоя, однако систематическая их при¬ надлежность пока не установлена. В морях раннеюрского времени оби¬ тали разнообразные виды этих организмов, а к концу юры известковые нанофоссилии уже образуют породы, что могло быть только при массовом развитии нанопланк¬ тона. «Литографские сланцы» Западной Европы — пример такого древнего доме- лового планктонного образования. Обилие известковых нанофоссилий в отложениях позднемеловой эпохи могло быть вызвано сочетанием нескольких фак¬ торов: филогенетическим развитием нано- Коиколит (Gruc ip laco I ithus del us Bram. at Sul I.) из черноморского коиколитоаого ила, поднятого с синопского матарикоюго силона. Уаел. ■ А тыс. р'1. 'Целый известковый панцирь одноклеточной •оценоаой юдоросли из группы коиколитофо- рид (Re t ic u lo fa nest ra hesslandii Haq.) ■ об¬ разца породы, поднятой драгой с синопского материкового силона Черного моря. Увал, а 6 тыс. раз. Коиколит (Gephyrocapsa caribbeanica Boudre., Hay.) а плейстоценовом иле центральной части Чарного моря из керна скважины N* 379 В, пробуренной «Гломаром Челленджером». Увал, а 14 тыс. раз. Эоценовый дискоастер (Discoaster saipanensis Bram. et Ried) из чарноморского кокколитоаого ила, поднятого с синопского материкового склона. Уаал. в 6,1 тыс. раз. планктона, оптимальными климатическими и тектоническими условиями. Эпоха позд¬ него мела характеризовалась сильно сгла¬ женным рельефом большей части суши и максимальным наступлением моря. Все это привело к накоплению в меловых мо¬ рях кокколитовых илов, почти лишенных «загрязняющих» примесей — глины, песка и т. п. Впоследствии эти илы уплотнились и превратились в писчий мел. На рубеже мезозоя и кайнозоя по¬ является целый ряд новых групп организ¬ мов, относимых к нанопланктону. Разно¬ образие их поразительно. Можно только удивляться, каким сложным известковым панцирем снабжены эти примитивные, од¬ ноклеточные в основном существа. Целый панцирь кокколитофорид —
Происхождение мела и известковых осадков 119
120 С. И. Шумейко Кокколитовый ил, поднятый драгой с синопско¬ го материкового склона Черного моря. Преоб¬ ладают кокколиты эоценового возраста. В центре — палочковидный рабдолит из рода Blackites. Увел, в 4,5 тыс. раз. коккосфера состоит из 10—20, а иногда и более известковых щитков (кокколитов). Форма коккосферы чаще всего шаровид¬ ная, но бывает эллипсоидальной, груше¬ видной, веретенообразной. Кокколиты у разных видов организмов, а иногда у одного вида на разных стадиях жизнен¬ ного цикла различаются по величине, форме и строению. Это могут быть про¬ стые или сдвоенные, наподобие запонок, диски овальной или круглой формы, уг¬ ловатые пластинки, колпачки, бокалы, бо¬ чонки, ажурные каркасы и т. д. Особая, ныне вымершая группа ор¬ ганизмов — дискоастериды оставили в ископаемом состоянии различные звезд¬ чатые образования (дискоастеры). Проб¬ лематическими образованиями, не отне¬ сенными к какому-либо виду, остаются сфенолиты, напоминающие по форме мор¬ ковь, серповидные цератолиты и многие другие. Количество видов известковых нанофоссилий и ныне живущих их потом¬ ков составляет от 1,5 до 2 тыс. Следующим после мела этапом мак¬ симального развития известкового нано¬ планктона была эоценовая эпоха. Хотя в эоцене дело не дошло до образования ти¬ пичного писчего мела, но мелоподобные мергели распространены на всех конти¬ нентах. Разнообразие остатков нанопланк¬ тона здесь еще большее, чем в отложе¬ ниях мелового периода. В частности, рас¬ цвета достигла группа дискоастерид, а к концу эпохи распространились сфенолиты. В четвертичном периоде карбонатные илы, изобилующие нанофоссилиями, покрыва¬ ли огромные пространства дна Мирового океана. Известковый нанопланктон и в настоящее время играет в Мировом океа¬ не важную роль. После кремневых диато- мей он, по-видимому, по биомассе зани¬ мает второе место в океанских водах.
Происхождение мела и известковых осадков 121 Голоцеиоаый иокколитоаый ил центральной части Черного моря, состоящий в основном из нокмолитов (Emiliania huxleyi Lohm.). Уаел. в 8 тыс. раз. Перекристаллизованный меловой известняк с различимыми реликтами кокколитов, дока¬ зывающими, что порода прошла меловую ста¬ дию. Месторождение Айдаг, Азербайджан. Увел, в 7,5 тыс. раз. В Тихом океане, например, количество кокколитофорид и отдельных кокколитов колеблется обычно от 800 до 50 тыс. в 1 м3 воды, а в Атлантике достигает 3 млрд в 1 м3. Очень высокое содержание их обнаружено у берегов Сенегала (до 30 млрд в 1 м3) и в водах Осло-фьор- да (до 35 млрд в 1 м3), где временами вода становится похожей на молоко. Ре¬ кордное же количество известкового на¬ нопланктона, зафиксированное в водах Северной Атлантики, составляет 115 млрд организмов в 1 м3. Далеко не всем из этих миллиар¬ дов организмов суждено после смерти достигнуть дна. Исключительно малые размеры и специальные приспособления для «парения» в толще воды приводят к тому, что остатки нанопланктона осаждают¬ ся месяцами и- даже годами, в результа¬ те чего значительная часть известковых панцирей растворяется и вообще не до¬ стигает дна. Тем не менее содержание нанофоссилий в современных широко распространенных океанических извест¬ ковых илах достигает 70%, а иногда и более. Еще совсем недавно подавляющую часть современных карбонатных осадков океана называли глобигириновыми илами (по роду простейших — фораминифер), сейчас же эти осадки называют, в боль¬ шинстве, кокколитово-фораминиферовы- ми, или фораминиферово-кокколитовыми, илами. Разобраться в подлинной природе этих илов помогла опять-таки электронная микроскопия.
122 С. И. Шумейко Известковый нанопланктон обилен не только в водах открытого океана, но и в тепловодных внутренних морях, напри¬ мер Средиземном и Черном. Особенно интересна история нанопланктона в Чер¬ ном море, которое отличается высокой степенью опреснения и специфическим сероводородным заражением, начинаю¬ щимся с глубины 200 м и ниже. На протяжении многих лет геологи считали, что известковые микрозернистые отложения Черного моря представлены либо хемогенными, либо биохемогенными карбонатами кальция, образованными в результате жизнедеятельности бактерий. Длительному заблуждению, помимо высо¬ кой степени дисперсности этих отложе¬ ний, способствовали и представления гид¬ робиологов, считавших Черное море бас¬ сейном, лишенным известкового нано¬ планктона. Однако в 50-х годах нашего столе¬ тия в черноморских водах, благодаря при¬ менению новых методов отбора планкто¬ на, были обнаружены 23 вида живых кок- колитофорид. А в конце 60-х годов элект¬ ронно-микроскопическое исследование известковых микрозернистых отложений позволило установить, что это — типичный кокколитовый ил. Кокколитовые илы в черноморских отложениях голоценового возраста образуют прослойки среди прак¬ тически бескарбонатных сапропелевых от¬ ложений и отражают благоприятные для массового развития нанопланктона момен¬ ты истории этого бассейна. Весьма харак¬ терно, что эти илы слагаются кокколитами одного вида — Emiliania huxleyi, способ¬ ного Существовать в сильно опресненной черноморской воде в широком диапазоне температур. Кокколиты 3—4 других ви¬ дов практически единичны. До последнего времени геологи, изучавшие черноморские осадки, вынуж¬ дены были довольствоваться отбором проб из верхнего их слоя толщиной 10—15 м. В 1975 г. в 42-м рейсе бурового судна «Гломар Челленджер»2, в котором уча¬ ствовали и советские исследователи, в акватории Черного моря было пробурено несколько скважин, наиболее глубокая из которых вскрыла осадки до глубины 1073,5 м (при глубине моря 2115 м). Поскольку черноморский бассейн больную часть своей четвертичной исто¬ 2 Непрочное Ю. П. 4-2^и рейс «Гло- мара Чоллонджера». — «Природа», 1976, № 4. рии оставался опресненным озером, остат¬ ков нанопланктона в его осадках оказалось очень мало. И лишь в верхнеплейстоцено¬ вой части керна были встречены илы, обо¬ гащенные кокколитами и даже целыми панцирями одного вида — Gephyrocapsa caribbeanica. Учитывая, что этот вид насе¬ лял в верхнеплейстоценовое время и воды Средиземного моря, можно считать, что между Средиземным и Черным морями тогда была прямая связь через Прабос- фор. Однако режим черноморских вод все же не был вполне идентичен среди¬ земноморскому, так как другие виды из¬ вестковых нанофоссилий, обнаруженные в средиземноморских илах, в черномор¬ ских не встречены. В 1974—1975 гг. во время рейсов исследовательского судна Института океа¬ нологии АН СССР «Академик Сергей Ва¬ вилов» было произведено драгирование материковых склонов Черного моря. В ре¬ зультате этих работ были подняты образ¬ цы, содержащие смешанные разновоз¬ растные— преимущественно эоцено- вые — виды нанопланктона, связанные, по-видимому, с переотложенными масса¬ ми более древних пород. В нескольких пунктах были подняты образцы, содержа¬ щие нанофлору мелового возраста, что позволяет пролить свет на мезозойскую историю Черного моря. Распространенность известковых на¬ нофоссилий во времени и пространстве позволила палеонтологам и стратиграфам принять «на вооружение» эту группу орга¬ низмов для расчленения осадочных толщ и определения их относительного возраста. В последние годы, таким образом, в мик¬ ропалеонтологии возникло новое направ¬ ление — нанология. Эффективные резуль¬ таты дает нанология в литологии и-морской геологии, особенно при глубоководном бурении. Исследование нанофоссилий уже в условиях бортовой лаборатории ста¬ ло обязательным элементом программы, выполняемой «Гломаром Челленджером», благодаря чему достигнута высокая сте¬ пень расчленения и корреляции разре¬ зов пробуренных отложений. В настоящее время созданы глобальные схемы зональ¬ ного деления отложений кайнозоя по на¬ нопланктону и достигнуты значительные успехи в расчленении меловых и даже юрских отложений, что имеет большое значение для геологической съемки и по¬ исков полезных ископаемых.
Зоология «Природа», 1970, № 6 123 КРАСНАЯ КНИГА Медоед в Туркмении Ю. К. Горелов Р. И. Горелова Кандидат биологических наук Бадхыэский государставимый заповедник И. В. Жерновов, В. П. Сосковцов» ^Туркменская противочумная станция Медоед (Mellivora capensis) отно¬ сится к семейству куньих. Обитает медоед я основном в Южной и Центральной Аф¬ рике, Передней Азии, Индии. В Совет¬ ском Союзе медоед встречается лишь в западных районах Средней Азии (а го¬ рах Копетдага, холмах Бадхыза и Кара- биля, песках Каракумов, оврагах Устюрта). Он внесен в «Красную Книгу СССР» как редкий и находящийся под угрозой исчез¬ новения вид. Первые сэедения о нахождении ме¬ доеда в нашей стране былй получены в конце прошлого века, но материалы о нем накапливались очень медленно’, и до сих пор биология медоеда изучена недоста¬ точно. Медоед ведет ночной образ жизни и только в теплые весенние дни изредка появляется на поверхности земли в свет¬ лое время суток. Будучи очень осторож¬ ным зверем, он, в отличие от многих дру¬ гих животных, даже в темноте избегает встреч с человеком. Отпечатки лап медо¬ еда несколько напоминают дикобразьи, а дикобраз настолько обычен на юге Средней Азии, что его следы внимания не привлекают. Поэтому очень многого о медоеде мы не знаем до сих пор. По форме тела медоед напомина¬ ет барсука, хотя морда у него не такая острая, а размер несколько меньше. Ту¬ ловище медоеда довольно массивное. Длина его тела до 75 см, а хвоста — ' Сапоженков Ю. Ф. и др. О распроч странении и экологии медоеда в Туркме¬ нии.— «Зоол. жур.», 1963, т. 42, вып. 6. 16—20,5 см. Взрослый зверь весит 16 кг. Ноги плотные и короткие, длина задней ступни до 12,5 см, а передней — 9 см. Лапы взрослого медоеда вооружены длин¬ ными когтями: когти передней лапы до¬ стигают 5 см, задней — 2 см. В своей «ве¬ совой категории» медоед, пожалуй, один из чемпионов по длине когтей. Природа отпустила медоеду на ок¬ раску меха два самых благородных цве¬ та— черный и белый. Нижняя часть ту¬ ловища животного окрашена в блестящий черный цвет, а верхняя — в белый, с из¬ рядной примесью темных волос е! задней части тела. Контрастность окраски позво¬ ляет сделать предположение о ее пред¬ упредительном характере. Мех зверя редкий, жесткий, грубый. Ушные ракови¬ ны медоеда едва заметны, что можно объ¬ яснить его роющим образом жизни. Тем не менее слух у зверя хороший. Убежищем медоеда служат норы, обычно весьма просто устроенные: ход прямой — 18—25 см в диаметре. Глубина таких нор от 1 до 3 м, в конце норы ок¬ руглая камера, лишенная какой-либо под¬ стилки, диаметром 40-—60 см. На ровных участках такая камера может находиться на небольшой глубине—50 см, а то и меньше от поверхности земли, на крутых склонах холмов — на глубине 150 см и более. Часто норы приурочены к колониям большой песчанки. Медоед способен ми¬ нут за десять выкопать в песчаной почве нору, достаточно глубокую, чтобы в ней укрыться, В обжитых медоедом местах обра¬ зуется городок из сложных нор. Отмече¬ ны такие городки для старой дельты
124 Ю. К. Горелов, Р. И, Горелова, И. В. Жерновов, В. П. Сосновцева Медоед (Melliv'ora cape ns is). Фото Ю. К. Горелова Следы передней (вверку] и задней лап моло- лого мелоела.
Медоед в Туркмении 125 р. Теджена. В норе зверь обычно проводит день. Разбудить уснувшего в норе медо¬ еда нелегко. Просыпается он только после бесцеремонного подталкивания палкой, да и то не сразу. В большой части Туркмении медо¬ еда называют «итайны», что буквально значит «собака-медведь». Его местное название в Бадхызе «азман-гулак» — «уши песчанки», что очень точно отражает сходство полуредуцированных ушных ра¬ ковин медоеда и большой песчанки. Кое- где медоеда зовут «торсук», видимо, пу¬ тая его с барсуком. Литературное русское название «медоед» — переводное с латин¬ ского названия. В более южных частях своего ареала, где дикие медоносные пчелы многочисленны, животное вполне оправдывает свое название. Наблюдения в Африке показали, что медоед в тех краях действительно лакомится медом. Найти пчелиные гнезда ему помогают птицы-медоуказчики. Зверь без труда разоряет гнезда, съедает мед и личинок, а птице достается воск и часть личинок. В Бадхызе дикая медоносная пчела не оби¬ тает. Медоеду здесь приходится раскапы¬ вать гнезда общественных ос. Значительное место в рационе ме¬ доеда в Туркмении занимают черепахи, которых зверь выкапывает из земли. Чаще всего покопки медоеда (глубиной от 0,5 до 2 м) приурочены к периферийным частям колонии большой «песчанки, куда обычно залегают в девятимесячную спячку черепахи. Эти покоЬки очень характерны: имеют длинный выброс земли, а в конце обычно поворот к месту спячки черепахи. С бронированной добычей хищник рас¬ правляется, лежа на боку, зажав ее зад¬ ними лапами и выковыривая мясо из пан¬ циря когтями передних лап. Найденные авторами в северо-западной Туркмении многочисленные панцири черепах, съеден¬ ных медоедом, заметно отличаются от панцирей черепах, оставленных другими хищниками. Медоед бросает совершенно пустой неповрежденный панцирь, тогда как лиса оставляет в нем кости таза, а орлы разламывают его на куски. Больщое количество следов деятель¬ ности медоеда обнаружено нами на за¬ падной кромке Заунгузских Каракумов и в Саракамышских песках. В этих районах число остатков черепах, съеденных медо¬ едом, составляло 1—2 на 1 км маршрута. При картировании обследованных участков обнаружилось чередование мест пребы¬ вания медоеда. Это позволяет предполо¬ жить, что медоед здесь ведет кочевой об¬ раз жизни, держась на определенном уча¬ стке примерно в течение месяца. Зверь, возможно, активен круглый год, так как свежие следы его были найдены на снегу в декабре. Кроме черепах, медоед поеда¬ ет грызунов, ежей, ящериц, в том числе даже оцепеневшего варана. Однажды у норы медоеда в Кушко-Кашанском меж- дуречьи был найден полусъеденный труп ягненка дикого барана уриала. Не брез¬ гует хищник падалью и насекомыми. В не¬ воле охотно поедает фрукты и прочую растительную пищу. Медоед в Туркмении размножается в течение почти всего года. Это явление необычно для крупных животных и, по нашему мнению, свидетельствует о том, что родина медоеда расположена в местах, где разница между сезонами года выра¬ жена слабо. Известен случай рождения медоеда в Ашхабадском зоопарке. Звук, который издает медоед, по¬ хож на хриплое хрюкающее «хря-я-я-я». В зависимости от обстоятельств этот крик меняет свой оттенок. У молодого ручного медоеда, ласкающегося к хозяину, он писклив, слаб, а у дЙкого зверя он гро¬ мок, угрожающ и пронзителен. Захвачен¬ ный врасплох, зверь обороняется весьма активно. Он бросается на приблизившихся людей, а убегая, задирает распушенный короткий хвост. Скорость передвижения медоеда невелика — на ровном месте его можно догнать, но по пересеченной мест¬ ности зверь уходит от преследователя. Медоед относится к особо охраняе¬ мым видам Советского Союза. Его добыча, отлов или содержание в неволе должны караться, согласно существующему в Турк¬ мении природоохранительному законо¬ дательству, весьма сурово. Поскольку на медоеда специально не охотятся, глав¬ ная угрожающая ему опасность — интен¬ сивное освоение человеком мест обита¬ ния зверя. Основные меры защиты этого вида — сохранение среды его обитания путем расширения сети туркменских за¬ поведников (Копетдагского и Бадхызско- го). Необходимо также шире пропаганди¬ ровать охрану редких видов животных, в том числе и медоеда.
126 «Природа», 1970, № 6 НОВОСТИ НАУКИ Организация науки Общее собрание Академии наук СССР 1—2 марта в Московском Доме ученых проходило го¬ дичное Общее собрание Ака¬ демии наук СССР. Собрание открыл президент Академии наук СССР А. П. Александров. Минувший год, сказал он, был годом 60-летия Великой Ок¬ тябрьской социалистической революции, и это определило высокий творческий подъем, с которым работали советские ученые. Юбилейный год Стра¬ ны Советов был также годом принятия новой Конституции СССР, и наши ученые — право¬ веды, историки, представители всех специальностей — приня¬ ли активное участие в подготов¬ ке и обсуждении Основного Закона Советского государ¬ ства. В преддверии юбилея Великого Октября специали¬ сты в области общественных наук подготовили и издали большое количество работ, освещающих различные пе¬ риоды развития первого в мире государства рабочих и кресть¬ ян, анализирующих достижения в социально-экономическом и политическом развитии нашей страны. Плодотворно потруди¬ лись ученые-экономисты, ра¬ бота которых осуществлялась по двум главным направлени¬ ям: дальнейшее уточнение экономико - математических моделей и методических ос¬ нов, совершенствования струк¬ туры управления в различных сферах народного хозяйства. Успешно завершен труд большого коллектива ученых, создавших многотомную «Всемирную историю». Президент отметил важ¬ ные успехи, полученные в об¬ ласти биологии, биохимии, мо¬ лекулярной биологии. Крупны¬ ми достижениями было озна¬ меновано развитие математи¬ ки, в том числе вычислитель¬ ной, что способствовало, в частности, успешному осущест¬ влению советской космической программы. В то же время необходимо усилить внимание к развитию вычислительной техники. Значительный прогресс достигнут за последнее время в области физики плазмы, управляемого термоядерного синтеза. Новым перспектив¬ ным направлением стали ис¬ следования по сжатию термо¬ ядерной мишени релятивист¬ ским электронным пучком. Важные результаты получены в области физики твердого те¬ ла, что имеет большое практи¬ ческое значение для нашего народного хозяйства. Заметно продвинулись исследования по физике магнитных явлений и их техническим применениям. Одним из важнейших на¬ правлений деятельности акаде¬ мии является выполняемая в соответствии с решениями XXV съезда КПСС работа по комплексным программам раз¬ вития различных отраслей на¬ родного хозяйства СССР. Крупная работа выполнена, например, по проблемам ком¬ плексного развития топливно- энергетической базы нашей страны. Президент остановился также на ряде важных работ, которые выполнены в лабо¬ раториях и на кафедрах инсти¬ тутов системы Министерства высшего и среднего специаль¬ ного образования СССР. Было отмечено, что научный потенциал высшей школы за¬ метно возрос. С докладом о деятельно¬ сти Академии наук СССР в 1977 г. выступил главный уче¬ ный секретарь Президиума АН СССР Г. К. Скрябин. В отчетном году дея¬ тельность Академии наук СССР, академий наук союзных республик, других научных учреждений, работников вузов была направлена на претворе¬ ние в жизнь решений XXV съез¬ да КПСС и Пленумов Цент¬ рального Комитета, на вы¬ полнение задач, поставленных в докладах и выступлениях Генерального секретаря ЦК КПСС, Председателя Пре¬ зидиума Верховного Совета СССР товарища Л. И. Брежнева. Докладчик охарактери¬ зовал деятельность президиума Академии наук по координа¬ ции и развитию фундаменталь¬ ных исследований, по реализа¬ ции достижений науки в теоре¬ тических областях знания и народном хозяйстве. Продол¬ жали расширяться и совершен¬ ствоваться связи академии с промышленностью. Получила дальнейшее развитие такая форма связи, как принимае¬ мые академией и министер¬ ствами решения о проведении совместных работ. В 1977 г. учреждения Академии наук СССР совместно с научно-исследовательскими, опытно-конструкторскими уч¬ реждениями и промышленными предприятиями провели боль¬ шую работу по практической реализации более тысячи ста результатов исследований. В прениях выступили П. Г. Костюк, М. А. Марков, Е. Н. Мишустин, Б. А. Рыбаков, М. А. Стырикович и др. На собрании были вру¬ чены золотые медали и пре¬ мии имени выдающихся ученых лауреатам этих наград Ака¬ демии наук СССР. По традиции с докладом выступил М. А. Лав¬ рентьев, удостоенный Золотой медали им. М. В. Ломоносова за выдающиеся достижения в области математики и механи¬ ки. Были также вручены награ¬ ды Академии наук СССР моло¬ дым ученым и студентам выс¬ ших учебных заведений. В фойе Московского До¬ ма ученых была организована выставка работ институтов сек¬ ции химико-технологических и биологических наук Президиу¬ ма АН СССР, а также институтов
Новости науки 127 Космический аппарат Дата запус¬ ка Параметры начальной орбиты перигей, км апогей, км наклоне¬ ние, град период обраще¬ ния, мин «Космос-974» 6.1 188 356 62,8 89,6 «Союэ-27» 10.1 257* 302 51,6 89,9 «Космос-975» 10 I 637 680 81,2 97,6 «Космосы 976— 983» 10 1 1452 1520 74 115,3 «Космос-984» 13.1 215 313 62,8 89,5 «Космос-965» 17.1 960 1032 83 105 «Прогресс-1» 20.1 194 262 51,6 88,8 «Молння-3» 24 1 661 40 631 62,8 736 «Космос-986» 24.1 179 341 65 89,4 «Космос-987» 31.1 183 359 62,8 89,6 «Космос-988» 8.11 210 363 72,8 89,9 «Космос-989» 14 II 178 354 65 89,5 «Космос-990» 17.11 783 824 74 101 ‘ «Космос-991» 28 II 972 1022 83 104,8 ‘Параметры орбиты после коррекции, проведенной вечером 10 янва¬ ря. академий наук союзных рес¬ публик. Экспозиция выставки включала наиболее важные достижения в области фунда¬ ментальных и прикладных наук, выполненных в 1976—1977 гг., в том числе работы, удостоен¬ ные Ленинских и Государствен¬ ных премий СССР и зареги¬ стрированные как открытия, в области химии и биологии. Космические исследования Запуски космических аппаратов в СССР (январь — февраль 1978 г.) В январе—феврале 1978 г. в Советском Союзе был запущен 21 космический аппарат, в том числе 18 спут¬ ников серии «Космос», с науч¬ ной аппаратурой, предназна¬ ченной для продолжения иссле¬ дований космического про¬ странства. 10 января 1978 г. был осуществлен запуск косми¬ ческого корабля «Союз-27» с экипажем на борту в соста¬ ве командира корабля В. А.) Джанибекова и бортинжене¬ ра О. Г. Макарова. На сле¬ дующий день была произведе¬ на стыковка корабля «Со¬ юз-27» с пилотируемым орби¬ тальным комплексом «Са- лют-6» — «Союз-26»; экипаж «Союза-27» перешел на борт станции и совместно с космо¬ навтами Ю. В. Романенко и Г. М. Гречко приступил к вы¬ полнению запланированной программы научных и техни¬ ческих экспериментов. 16 ян¬ варя 1978 г. после заверше¬ ния программы работ космо¬ навты В. А. Джанибеков и О. Г. Макаров в спускаемом аппарате корабля «Союз-26» возвратились' на Землю; кос¬ монавты Ю. В. Романенко и Г. М. Гречко продолжили работу на орбитальной стан¬ ции «Салют-6». 20 января 1978 г. был осуществлен запуск автомати¬ ческого грузового транспорт¬ ного корабля «Прогресс-1», который 22 января произвел стыковку с пилотируемым научным комплексом «Са¬ лют-6»— «Союз-27». Грузовой транспортный корабль доста¬ вил на орбитальную станцию топливо для дозаправки дви¬ гательных установок, обору¬ дование, аппаратуру и мате¬ риалы для обеспечения жизне¬ деятельности экипажа и прове¬ дения научных исследований и экспериментов. После заверше¬ ния разгрузочных работ, а так¬ же погрузки на борт «Прогрес¬ са-1» использованного обору¬ дования орбитальной станции грузовой корабль 6 февраля 1978 г. был отстыкован от ор¬ битального комплекса «Са¬ лют-6» — «Союз-27» и переве¬ ден в режим автономного по¬ лета; 8 февраля корабль «Про¬ гресс-1 », перейдя на траекто¬ рию снижения, вошел в плот¬ ные слои атмосферы над задан¬ ным районом акватории Тихого океана и прекратил существо¬ вание 1. Очередной спутник свя¬ зи серии «Молния-3» обору¬ дован ретрансляционной аппа¬ 1 Подробнее о работе че¬ тырех космонавтов на борту станции «Салют-6», а также о полете корабля «Прогресс-Ъ> см.: «При¬ рода»; 1978, № 5. ратурой, функционирующей в сантиметровом диапазоне длин волн. Он предназначен для эксплуатации системы дальней телефонно-телеграф¬ ной радиосвязи и передачи программ Центрального теле¬ видения СССР на пункты сети «Орбита», а также на назем¬ ные станции, используемые в рамках международного со¬ трудничества. Космические исследования Первый пилотируе¬ мый полет по про* грамме «Интеркос¬ мос» Запуском в Советском Союзе 2 марте 1978 г. косми¬ ческого корабля «Союэ-28» начался новый этап програм¬ мы «Интеркосмос». В осу¬ ществлении этой программы исследования и использова¬ ния космического простран¬ ства в мирных целях, приня¬ той в 1967 г., участвуют Болгария, Венгрия, ГДР, Ку¬ ба, Монголия, Польша, Румы¬ ния, Советский Союз и Чехо¬ словакия. В июле 1976 г. пред¬ ставители восьми стран-участ-
128 Новости науки ниц программы «Интеркосмос» обсуди; и и одобрили предло¬ жение Советского Союза об участии граждан указанных социалистических стран в пи¬ лотируемых полетах на совет¬ ских космических кораблях и станциях. В декабре 1976 г. первая группа кандидатов в космо¬ навты — граждан Чехослова¬ кии, Польши и ГДР (по два че¬ ловека от каждой страны) при¬ ступила к занятиям и трени¬ ровкам в Центре подготовки космонавтов им. Ю. А. Гагари¬ на. В течение 1977 г. все кан¬ дидаты в космонавты от трех стран успешно прошли подго¬ товку, и 2 марта 1978 г. в 10 ч 28 мин по московскому времени первый международ¬ ный экипаж в составе команди¬ ра корабля летчика-космонав- та СССР А. А. Губарева и кос- монавта-исследовател я граж¬ данина ЧССР В. Ремека стар¬ товал в «Союзе-28». Ракета-носитель вывела «Союз-28» на орбиту, началь¬ ные параметры которой соста¬ вили: высота в перигее 198 км, в апогее— 276 км, наклонение 51,6°, период обращения 88,95 мин. На четвертом и пя¬ том витках «Союза-28» был выполнен двухимпульсный кор¬ ректирующий маневр: при пер¬ вом импульсе двигательная установка корабля прорабо¬ тала 4 с и увеличила его ско¬ рость на 1,3 м/с, при втором импульсе — 55 с, увеличив ско¬ рость корабля на 31,6 м/с. В ре¬ зультате этого маневра «Со¬ юз-28» перешел на орбиту с высотой в перигее 269 км, в апогее — 309 км и периодом обращения 90 мин. 3 марта, на 17-м витке полета корабля «Союз-28» был выполнен повторный двухим¬ пульсный корректирующий ма¬ невр, позволивший сблизить корабль с орбитальным ком¬ плексом «Салют-6»—«Со¬ юз-27» до расстояния, начиная с которого дальнейшее сбли¬ жение осуществлялось авто¬ матически с помощью аппара¬ туры автономного наведения. После включения этой аппа¬ ратуры на 18-м витке полета «Союза-28» произошло сбли¬ жение со станцией, причалива¬ ние к ней, и в 20 ч 10 мин по московскому времени ’ была Международный экипаж косми¬ ческого корабля «Союэ-2в»: командир корабля летчик*космо> навт СССР, Герой Советского Союза Алексей Александрович Губарев [на переднем плане) и космонавт-исследователь Вла¬ димир Ремек (ЧССР). Фото ТАСС. выполнена стыковка корабля «Союз-28» с орбитальным науч¬ ным комплексом «Салют-6»— «Союз-27». Стыковка произ¬ ведена к узлу, расположенно¬ му на агрегатном отсеке стан¬ ции; ранее к этому узлу произ¬ водилась стыковка корабля «Союз-26» и автоматического грузового корабля «Про¬ гресс-1». После проверки герме¬ тичности стыковочного узла в 23 ч 10 мин космонавты А. А. Губарев и В. Ремек пе¬ решли в помещение станции «Салют-6» — с этого момента на околоземной орбите на
Новости наук 129 В главном зале Центра управления полетом во время запуска кос¬ мического корабля «Союэ-28». Фото ТАСС. борту научно-исследователь¬ ского комплекса «Салют-6»— «Союз-27»—«Союз-28» присту¬ пил к совместным исследова¬ ниям международный экипаж в составе космонавтов Ю. В. Романенко, Г. М. Греч¬ ко, А. А. Губарева и В. Ремека. Программа работ междуна¬ родного экипажа предусмат¬ ривала проведение совместных научно-технических исследова¬ ний и экспериментов на борту орбитального комплекса в те¬ чение семи дней. Уже на исходе 3 марта космонавты начали свой пер¬ вый совместный советско-чехо¬ словацкий эксперимент «Хло¬ релла». Одноклеточная водо¬ росль хлорелла — удобный объект для изучения воздей¬ ствия невесомости на рост во¬ дорослей и для исследования других вопросов биологии рас¬ тений в экстремальных усло¬ виях. В биологическом экспе¬ рименте на «Салюте-6» хлорел¬ ла была представлена не толь¬ ко нормальными зелеными формами, но и лишенными хлорофилла мутантами; поми¬ мо хлореллы были использова¬ ны и другие протококковые во¬ доросли. Космонавты А. А. Губа¬ рев и В. Ремек доставили на борт «Салюта-6» четыре кон¬ тейнера с тремя видами водо¬ рослей в запаянных ампулах и органической питательной средой. В каждом из первых трех контейнеров находилось по две ампулы с одним из трех видов водорослей. Эк¬ сперимент начался с того, что по одной ампуле из этих кон¬ тейнеров было раздавлено и культура водорослей помеще¬ на в питательную среду, где в дальнейшем она размножа¬ лась в темноте. В трех других ампулах водоросли остава¬ лись в неактивном состоянии. По возвращении на Землю это позволило, в отличие от ранее проводившихся в космосе эк¬ спериментов с хлореллой, не¬ посредственно сравнить ре¬ зультаты воздействия невесо¬ мости на активно растущие и покоящиеся клетки водорослей. В четвертом контейнере нахо¬ дились три ампулы с теми же видами водорослей. Эти три ампулы были раздавлены одно¬ временно, и в питательной среде оказалась культура, состоящая из трех различных видов водорослей. При этом предполагалось изучить прояв¬ ление конкуренции различных форм в процессе их роста. По¬ лученные в эксперименте «Хло¬ релла» данные будут сравни¬ ваться с результатами анало¬ гичных исследований, прово¬ дившихся одновременно в на¬ земных условиях. На следующий день кос¬ монавты приступили к выпол¬ нению других совместных со¬ ветско-чехословацких экспе¬ риментов. Цель технологического эксперимента «Морава» — ис¬ 5 «Природа» № 6
130 Новости науки следование закономерностей кристаллизации различных расплавов кристаллических и стеклообразных материалов в условиях невесомости. Для проведения этого эксперимен¬ та космонавты поместили кап¬ сулу с исследуемыми вещества¬ ми в электронагревательную камеру установки «Сплав». В качестве исследуемых ве¬ ществ были выбраны хлориды серебра, свинца и однова¬ лентной меди, а также (в на¬ земной части эксперимента) га- логениды одновалентной ртути. Указанные вещества относятся к перспективным оптическим и акустическим материалам, в частности, хлорид серебра широко используется в опти¬ ческих приборах, главным образом в аппаратуре для ре¬ гистрации инфракрасных лу¬ чей. Специалисты ожидают, что полученные в невесомости образцы будут резко отли¬ чаться своей волокнистой структурой от образцов, изго¬ товленных в наземных усло¬ виях, что весьма актуально с точки зрения развития со¬ временной техники. Для изучения кислород¬ ного режима в тканях челове¬ ка, находящегося в условиях невесомости, был проведен советско-чехословацкий эк¬ сперимент «Кислород», кото¬ рый выполнялся с помощью прибора «Оксиметр», разрабо¬ танного специалистами ЧССР. Динамика поступления кисло¬ рода в легкие и дальнейше¬ го его переноса кровью изуче¬ на достаточно хорошо, однако до настоящего времени неяс¬ но, как в условиях невесомости кислород включается в обмен¬ ные процессы организма. Важ¬ нейшим показателем этих реакций является уровень на¬ пряжения кислорода в тканях, измеряемый на «Оксиметре». В условиях невесомости проис¬ ходит перераспределение цир¬ кулирующей в организме кро¬ ви, в результате которого на¬ ступает переполнение кровью сосудистой системы верхней части тела. Это может ска¬ заться на изменении кислород¬ ного насыщения крови, а сле¬ довательно, и тканей организ¬ ма. Полученные в эксперимен¬ те «Кислород» данные позволят оценить интенсивность окисли- конец, исчезнуть в плотных слоях атмосферы. Этому явле¬ нию до сих пор не найдено удовлетворительного объяс¬ нения, а различные гипотезы требуют экспериментального подтверждения. Одна из гипо¬ тез связывает это явление с поступлением в верхнюю атмо¬ сферу Земли пылевидных кос¬ мических частиц из окружаю¬ щего Землю пространства. С целью подтверждения гипо¬ тезы существования на высо¬ тах 80—100 км такого пыле¬ вого слоя и проводился экспе¬ римент «Экстинкция». Космонавты вели также наблюдения ледников и снеж¬ ного покрова отдельных райо¬ нов Земли по программе изу¬ чения окружающей среды. Они ответили на вопросы медико¬ психологического опросника о состоянии здоровья и харак¬ тере воздействия внешней сре¬ ды на психическую деятель¬ ность и выполнение постав¬ ленных задач. Материалы по¬ следнего эксперимента позво¬ лят оценить изменения в субъективной сфере человека, адаптирующегося к необыч¬ ным факторам окружающей среды; они будут использова¬ ны при дальнейшем совер¬ шенствовании условий про¬ живания и деятельности че¬ ловека в замкнутом про¬ странстве. Программа работ меж¬ дународного экипажа на бор¬ ту станции «Салют-6» была очень напряженной. Она включала фотосъемки и на¬ блюдения Земли из космоса, телевизионные репортажи с борта станции, в том числе бор¬ товую телевизионную пресс- конференцию, в ходе которой космонавты ответили на во¬ просы журналистов социалис¬ тических стран, аккредито¬ ванных в Центре управления полетом. Впервые в мире на борту станции «Салют-6» бы¬ ло открыто «космическое от¬ деление связи»: двумя спе¬ циальными штемпелями — со¬ ветским и чехословацким — были погашены взятые на борт конверты, предназначен¬ ные для экспонирования в му¬ зеях СССР и ЧССР. Четыре космонавта подписали на борту свидетельство Федера¬ ции авиационного спорта СССР Эмблема международных полетов по программе «Итеркосмос» (вверху] и эмблема советско- чехословацкого полета. Фото ТАСС. тельных процессов в тканях человека в условиях невесо¬ мости, т. е. процессов, которые служат показателем интенсив¬ ности энергетического обмена в организме. Это важно для оценки эффективности прово¬ димых на борту пилотируемых аппаратов профилактических мероприятий. Большую часть четвер¬ того дня полета А. А. Губарев и В. Ремек отвели эксперименту «Экстинкция»: они наблюдали за изменением яркости звезд при заходе их за ночной гори¬ зонт Земли. Такие наблюдения проводились ранее советскими и американскими космонавта¬ ми, заметившими, что яркость звезд, против ожиданий, уже на расстоянии приблизительно 100 км от горизонта Земли по¬ степенно слабеет, звезды ме¬ няют цвет или начинают мер¬ цать, после чего на мгновение вновь проясняются, чтобы, на¬
Новости науки 131 о полете международного экипажа. 10 марта 1970 г. после успешного завершения про¬ граммы работ на борту орби¬ тального научно-исследователь¬ ского комплекса «Салют-6»» — «Союз-27>» — «Союз-28» меж- дународ ный экипаж — космо¬ навты А. А. Губарев и В. Ре- мек — благополучно возвра¬ тился на Землю. Посадка спус¬ каемого аппарата корабля «Союз-28» произошла в задан¬ ном районе территории Совет¬ ского Союза, в 310 км западнее Целинограда. Полет космического ко¬ рабля «Союз-28»г работа на борту орбитального комплек¬ са международного экипажа открывает новый этап про¬ граммы «Интеркосмос». В этом году будут произведены за¬ пуски космических кораблей «Союз», в состав экипажей ко¬ торых войдут представители ПНР и ГДР. Приступили к за¬ нятиям в Центре подготовки космонавтов им. Ю. А. Гагари¬ на кандидаты в космонавты — представители еще пяти стран- участниц программы «Интер¬ космос», которые до 1903 г. совершат полеты на советских космических кораблях и стан¬ циях. С. А. Никитиц Мос ква Планетология Фобос крупным планом 20 февраля 1977 г. ор¬ битальный отсек «Викинга-1 »> прошел на расстоянии 120 км от Фобоса, ближайшего спут¬ ника Марса, и получил де¬ тальные изображения поверх¬ ности этой маленькой луны. Пролет аппарата на столь ма¬ лом расстоянии от спутника позволил определить среднюю плотность Фобоса, которая, по оценкам Дж. Веверки (Корнел- лский университет, США), со¬ ставляет около 2 г/см3. Такое значение плотности согласует¬ ся с существовавшими ранее предположениями, что Фобос состоит из вещества, напоми- Иэображение участка (Зх X 3,5 км) в северном полушарии Фобоса, полученное орбитальным отсеком «Викинга-1» с расстояния 120 км. Изображение смазано из-за высокой скорости аппара¬ та относительно Фобоса. Размер наименьших различимых деталей 10—15 м. Местность покрыта бороздами и многочисленными кратерами. Диаметры кратеров — от 10 до 1200 м. Фото НАСА. нающего углистые хондриты1. По мнению Веверки, подобный состав спутника свидетель¬ ствует о том, что Фобос, а так¬ же и второй спутник — Деймос могут быть телами, захвачен¬ ными из пояса астероидов, рас¬ положенного между орбитами Марса и Юпитера. На снимках, полученных «Викингом-1» с близкого рас¬ 1 Тип метеоритов, веще¬ ство которых близко по составу к нелетучему компоненту первичного вещества протопланетного облака, из которого фор¬ мировались тела Солнеч¬ ной системы. стояния, видно множество небольших чашеобразных кра¬ теров. У более крупных (диа¬ метром около 1 км) различает¬ ся плоское дно, что позволяет сделать оценку толщины рых¬ лого слоя (реголита) в раз¬ личных районах Фобоса. Одно из наиболее загадочных явле¬ ний Фобоса — серия парал¬ лельных полос на его поверх¬ ности?— на фотографиях высо¬ кого разрешения выглядит как ряд узких (100—200 м) и протяженных (несколько де¬ сятков километров) борозд, ширина и глубина которых из¬ меняются на различных участ¬ ках. Скорее всего, эти бороз¬ ды связаны с образованием крупнейшего кратера Стикни, а не являются результатом приливного воздействия Мар¬ са или слоистости строения Фобоса. Эта гипотеза получит поддержку, если на Деймосе подобных полос не будет обна¬ ружено. «Science News», 1977, v. 111, № 10, p. 149 (США). 2 «Природа», 1977, № 9, с, 134—135.
132 Новости науки Планетология Названия деталей рельефа Венеры Поверхность этой пла¬ неты скрыта от земного на¬ блюдателя сплошным покровом облаков, однако уже ’получены радиолокационные изображе¬ ния отдельных ее участков, где обнаружены кратеры, горы, каньоны1. Недалеко то время, когда с помощью радиолокации будет создана карта обширных пространств поверхности Венеры. В связи с этим Международный астро¬ номический союз установил правила присвоения названий деталям рельефа Венеры. Всем кратерам и дру¬ гим кольцевым образованиям (типа лунных морей) решено давать женские имена. Наибо¬ лее крупные круговые впадины и равнины получат имена бо¬ гинь. Большие кратеры (диа¬ метром более 100 км) будут названы в честь мифологиче¬ ских героинь. Малым крате¬ рам будут присваиваться обыч¬ ные женские имена различных народов. Так как при изучении поверхности Венеры исполь¬ зуются различные техниче¬ ские средства, прежде всего радио- и космические, то не¬ кратерным деталям рельефа (горам, каньонам и др.) решено присваивать названия в память выдающихся деятелей из об¬ ласти радио- и космических исследований. В качестве исключения одной из деталей поверхности, обнаруженной еще при первых радиолокационных исследова¬ ниях Венеры и неофициально обозначавшейся греческой буквой а, присвоено название Альфа. Эта деталь имеет в диаметре около 1000 км и представляет собой одну из наиболее ярких и хорошо вы¬ деляющихся областей на ра¬ диолокационной карте пла¬ неты. Она принята за начало отсчета долгот на Венере (рас¬ положена на 25° ю. ш.). 1 «Природа», 1977, № 10, с. 150. Телевизионное изобра¬ жение поверхности, получен¬ ное советской станцией «Ве- нера-9», совершившей посад¬ ку в подобную яркую (по ра¬ диолокационной карте) область, позволяет предполагать, что деталь Альфа представляет собой каменистый горный район. « Т га n sa с t i о п s о f t he IA U *>, 1977, v. XVI B, p. 331 (Нидер¬ ланды) . Физика Изменение критиче¬ ской температуры сверхпроводников с помощью ионной имплантации Ионная имплантация (введение примесей в виде ус¬ коренных ионов в твердое тело) представляет собой распрост¬ раненный точный и гибкий ме¬ тод легирования полупровод¬ ников1. Недавно ионную им¬ плантацию стали использовать для получения новых сверх¬ проводящих материалов с бо¬ лее высокой критической тем¬ пературой, а также для регу¬ лирования этой температуры. Так, японские специалисты ис¬ пользовали имплантацию ионов азота в пленки и монокристал¬ лы ниобия для изменения тем¬ пературы перехода этого ме¬ талла в сверхпроводящее со¬ стояние. С увеличением дозы об¬ лучения ионами азота до 6 * 10 1 6 ионов/см2 критическая температура пленок ниобия уменьшалась до 4,2 К, а затем, при дозе 1-10’7 ионов/см2, резко увеличивалась до 11 К (начальная критическая темпе¬ ратура'^ К). Самая высокая критическая температура — 12,9 К наблюдалась для об¬ разцов, имплантированных 1 Подробнее об этом см.: Вавилов В. С., Коно- р о в а Е. А. Полупровод¬ никовые алмазы.— «При¬ рода», 1976, № 3. 3*1017 ионами/см 2и отожжен¬ ных при 900° С в течение 10 мин. Как показали спектры ка¬ налирования2 и результаты по электронной дифракции иссле¬ дуемых образцов, резкое уве¬ личение критической темпера¬ туры связано с фазовым пере¬ ходом материала из кристал¬ лического состояния в аморф¬ ное. «Japanese Journa I of App I ied Physics», 1977, v. 16, № 10, p. 1653—1857 (Япония). Физика Связывание криптона Американскому исследо¬ вателю Р. Уангу удалось полу¬ чить довольно необычный ма¬ териал — плавленый кварц (SiOj), содержащий 16 атом¬ ных процента криптона. Хотя уже появлялись сообщения о введении благородных газов в стекло, но речь всегда шла (в условиях обычных темпера¬ тур и давлений) о весьма малых количествах — долях атомных процентов, соответствующих равновесному «физическому» раствору газа в стекле. Уанг использовал хоро¬ шо разработанную методику быстрого катодного распыле¬ ния в высокочастотном разря¬ де. Распыляемой мишенью слу¬ жил диск, выплавленный из кварца; распыление проводи¬ лось в смеси кислорода с крип¬ тоном (соотношение 1:1), под¬ ложка охлаждалась водой. Ско¬ рость напыления составляла 30 мкм/мин. Получаемые образцы Kr*2SiO (формула написана с учетом содержания криптона, определенного методом рент¬ геновского флюоресцентного анализа) толщиной порядка 2 Каналирование заря¬ женных частиц — движение этих частиц вдоль «кана¬ лов», образованных па¬ раллельными друг другу рядами атомов. При этом частицы испытывают сколь¬ зящие столкновения с ря¬ дами атомов, удерживаю¬ щих их в «каналах».
Новости науки 133 0,2 мм имели вид стеклообраз¬ ных чешуек с характерной по¬ верхностью излома. Рентгенограммы образ¬ цов продемонстрировали силь¬ ное раэупорядочение их строе¬ ния (по сравнению с материа¬ лом мишени), связанное как с высокой скоростью распыления, так и с захватом атомов благо¬ родного газа. Полученные образцы до¬ статочно устойчиво удержива¬ ют криптон. Не отмечалось ни¬ каких весовых потерь после их двухчасовой выдержки на воз¬ духе при температурах до 700°С. При температурах выше 1000°С происходило быстрое «выкипание» криптона, и че¬ шуйки приобретали «пенистый» вид с порами размером от 0,1 до 10 мкм. Как же удерживается криптон в кварцевом стекле, если, во-первых, отсутствует химическое взаимодействие нейтральных примесных атомов с атомами матрицы и, во-вто- рых, соотношение атомных ра¬ диусов таково, что атом крип¬ тона не помещается в проме¬ жутки сетевидной «структуры» из атомов кислорода аморфно¬ го стекла? Возможны два отве¬ та. Первый состоит в том, что образуются кластеры (скопле¬ ния) из 8 и более атомов кисло-* рода, внутри которых может находиться полость, достаточно большая, чтобы поместился атом криптона. Второй ответ основывается на предположе¬ нии, что введение криптона су¬ щественным образом изменяет параметры самой сетчатой структуры. «Nature», 1977, v. 270, № 5629, p. 705 (Великобритания). Физика Термомиграция — но¬ вый способ легирова¬ ния полупроводни¬ ков Т. Энтони и X. Клайн (фирма «Дженерал Электрик», США) предложили новый спо¬ соб введения примесей в полу¬ проводниковые материалы, зна¬ чительно сокращающий время легирования. Этот способ, по¬ лучивший название термомиг¬ рации, был использован при производстве мощных кремни¬ евых приборов. Кремниевые пластины с напыленной на одну сторону пленкой алюминия по¬ мещались в печь при темпера¬ туре 1100°С. Другая сторона пластины подвергалась дейст¬ вию радиационного теплового источника; возникший перепад температуры вызывал мигра¬ цию расплавленного алюминия внутрь пластины. Время легирования со¬ кратилось с 124 ч, требуемых для этого типа приборов при обычном способе в диффузи¬ онных печах, до нескольких ми¬ нут. Кроме того, новый метод позволяет вводить примесь на большую, по сравнению с диф¬ фузионным методом, глубину. Так, в кремний удалось ввести примесь на глубину в несколь¬ ко сантиметров. По мнению специалистов, метод термомиграции может стать одним из наиболее зна¬ чительных достижений в обла¬ сти изготовления полупровод¬ никовых приборов. «ЕIес tгоп ics», 1977, v. 50, № 11, . p. 44, 46 (США). X ими я Очистка цеолитов от двуокиси серы Двуокись серы (S02) — один из наиболее распрост¬ раненных загрязнителей ат¬ мосферы, поэтому адсорбцион¬ ное извлечение SO2 из про¬ мышленных газообразных от¬ ходов представляет значитель¬ ный интерес. По мнению спе¬ циалистов, весьма перспектив¬ но для данной цели применять природные и синтетические цеолиты1. 1 Цеолиты — минералы, водные алюмосиликаты Са и Na, которые иногда частично замещаются К, Ва, Sr и др. Природные цеолиты имеют широкую распространенность на территории СССР. Большинство известных работ посвящено первой ста¬ дии извлечения S02, т. е. ад¬ сорбции, а вот десорбция S02 из отработанных цеоли¬ тов с целью восстановления их поглотительной способности почти не рассматривалась. Так как адсорбированные цео¬ литами вещества трудно уда¬ лить, для эффективного про¬ ведения процесса их регене¬ рации требуется тщательный выбор оптимального темпера¬ турного режима десорбции. И. Ф. Берман, Н. В. Кель- цев, В. И. Смола, М. Г. Толсти- кова (Московский химико¬ технологический институт им. Д. И. Менделеева и Г6- сударственный научно-иссле¬ довательский институт цветных металлов) при изучении тер¬ мической десорбции SOj из природных цеолитов примени¬ ли нагрев по заданному режиму с одновременной продувкой газом-носителем. Определя¬ лось изменение степени де¬ сорбции при различных скот ростях нагрева адсорбционно¬ го слоя (в пределах темпера¬ тур от 25 до 400°). Для иссле¬ дования были взяты природные цеолиты отечественных место¬ рождений — Закарпатского и Ноемберянского с содержани¬ ем клиноптилолита (сорбент с высокими сорбционными свойствами) 75—80 и 65—70% соответственно. С увеличением скорости подвода тепла в слой росла и степень десорбции S02. Интересно, что для иссле¬ дованных адсорбентов, зна¬ чительно отличающихся по своим сорбционным свойствам, не наблюдается какого-либо заметного различия в способ¬ ности десорбировать SO2. Установлено, что темпе¬ ратура, при которой проходи¬ ла адсорбция, оказывает зна¬ чительное влияние на степень десорбции SO2: чем выше пер¬ воначальный разогрев слоя сорбента, тем интенсивнее протекает процесс десорбции при одинаковых скоростях на¬ грева. Важно, что при этом уменьшаются и энергетические затраты, необходимые для достижения определенной конечной степени десорбции. Так как термическая ре¬ генерация связана со значи¬ тельными затратами энергии,
134 Новости науки то с экономической точки зре¬ ния, возможно, более целесо¬ образно отказаться от глубокой регенерации сорбента (продув¬ ки в течение 2—3 ч при Т = 350—400°) в пользу непол¬ ной десорбции SO». Такая не¬ полная регенерация хотя и приводит к снижению активно¬ сти сорбента, однако в неко¬ торых случаях может значи¬ тельно сократить затраты на регенерацию, а также снизить время регенерации до величи¬ ны, соизмеримой с временем поглощения. «Журнал прикладной химии», 1977, т. L, вып. 12, с. 2687. Молекулярная биология Безрибосомный ме¬ ханизм синтеза белка Белковые молекулы, как известно, синтезируются во всех живых организмах за счет одинакового в принципе меха¬ низма, в котором принимают участие особые субклеточные структуры — рибосомы. Рибо¬ сомы связывают и фиксиру¬ ют в пространстве строго оп¬ ределенным образом основ¬ ные компоненты белкового синтеза: информационная РНК (иРНК), две молекулы транспортной РНК (тРНК) и катализируют образование пептидной связи. «Фабрики белка» — римосомы — пред¬ ставляют собой сложные струк¬ туры, построенные из несколь¬ ких типов РНК и десятков раз¬ ных рибосомных белков. Из¬ вестно, что рибосомы появи¬ лись на относительно позд¬ них этапах эволюции. А как осуществлялся синтез белков на ранних ее этапах, миллионы лет назад? Каким образом* на¬ пример, происходила ориен¬ тация в пространстве двух со¬ седних аминокислотных остат¬ ков перед образованием пеп¬ тидной связи? Недавно появилась гипо¬ теза, объясняющая возможные пути эволюции механизма бел¬ кового синтеза. Ее авто¬ ры— выдающиеся биологи, ра¬ ботающие в настоящее время в Схема безрибосомного синтеза белка: а — тРНК, несущая на 3' -конце растущий полипептид | Рп),' с помощью пяти пар осно¬ ваний связана с нРНК; п — чис¬ ло аминокислотных остатков л пептиде; б — вторая молекула тРНК, несущая один аминокис¬ лотный остаток (А), связывается с иРНК; ее связывание также осуществляется за счет пяти пар оснований; происходит сближе¬ ние аминокислотного остатка с синтезирующимся полипепти¬ дом; ■ — перенос пептидного остатка на соседнюю аминоацил* тРНК сопровождается удлине¬ нием пептида на один остаток |Рп-||; г — после отщепления пептида от З'-конца тРНК проис¬ ходит конформациониое изме¬ нение ее молекулы, в результате она остается связанной с мат¬ рицей (нРНК) лишь за счет трех пар оснований. Такая тРНК быст¬ ро отщепляется от матрицы. Кембридже (Англия): лауреат Нобелевской премии Ф. Крик, предложивший модель струк¬ туры ДНК; С. Бренер, расшиф¬ ровавший структуру кодонов инициаторов и терминаторов, функционирующих в процессе белкового синтеза; А. Клуг, предложивший пространствен¬
Новости науки 135 ную структуру тРНК в кристал¬ лах, и молодой исследователь из Университета Нью-Джер- си — Дж. Печеник. Эта группа биологов утверждает, что ин¬ формация могла передаваться от ДНК через РНК к белкам задолго до возникновения столь сложно организованных структур, какими являются рибосомы. В то время для взаимодействия с иРНК в молекуле тРНК имелось не три азотистых основания, как сейчас: а пять. Это обеспечи¬ вало более прочное связыва¬ ние тРНК, несущей аминокис¬ лотный остаток или новосин- тезирующийся полипептид, с иРНК. В этом случае отпада¬ ет необходимость в рибосоме как молекулярной машине, ориентирующей две соседние тРНК и удерживающей их в пространстве. В остальном тРНК, функционировавшие на ранних этапах эволюции, вы¬ полняли те же функции, что и сейчас: распознавали соот¬ ветствующие последовательно¬ сти нуклеотидов в составе иРНК (только не триплеты, а пентаплеты), переносили ами¬ нокислотные остатки к молеку¬ ле иРНК и т. п. На иРНК рас¬ полагались по соседству две тРНК, одна из которых несла растущий полипептид, а вто¬ рая — новый аминокислотный остаток. Ф. Крик с соавторами предположили, что при «дори- босомном» синтезе белка мо¬ лекулы тРНК могли существо¬ вать в двух конформациях. Как видно из рисунка, связы¬ вание с матрицей пептидил- тРНК, а также аминоацил- тРНК, несущей новый амино¬ кислотный остаток к синтези¬ рующемуся полипептиду, про¬ исходит за счет пяти пар ос¬ нований. После увеличения по- липептидной цепи на одно зве¬ но тРНК, которая уже не со¬ держит пептидного остатка, изменяет свою конформацию таким образом, что остается связанной с матрицей лишь за счет трех пар оснований. В ре¬ зультате эта связь резко осла¬ бевает и тРНК отщепляется от иРНК. Хотя предложенный без- рибосомный механизм матрич¬ ного синтеза белка чисто ги¬ потетический, все же отчасти он может быть подвергнут экс¬ периментальной проверке. Ес¬ ли бы, например, удалось до¬ казать, что при современном, рибосомном пути синтеза бел¬ ка молекулы тРНК претерпева¬ ют конформационные измене¬ ния, сходные с теми, которые предположил Ф. Крик с соав¬ торами, это, несомненно, по¬ служило бы косвенным свиде¬ тельством в пользу выдвину¬ той ими гипотезы. Однако точ¬ ные данные пока отсутствуют, да и получить их непросто: взаимодействие двух молекул тРНК с иРНК происходит внут¬ ри рибосомы и поэтому не мо¬ жет быть зарегистрировано прямыми методами. Если же такие конформационные изме¬ нения тРНК в ходе белкового синтеза с участием рибосом действительно происходят, можно было бы попытаться воссоздать в пробирке безри- босомный синтез белка с «со¬ временными» тРНК и иРНК по тому типу, как он проходил миллионы лет назад. «Origins of Life», 1977, № 3, p. 127 (Нидерланды). Молекулярная биология иРНК растений функ¬ ционирует в клетках животных Аппарат белкового син¬ теза у растений и животных построен в принципе одина¬ ково, отличаясь от строения этого аппарата у бактерий. Так, и у растений, и у жи¬ вотных белковый синтез в ци¬ топлазме клеток осуществляют так называемые 80S рибосомы, (в отличие от 70S рибосом бактерий),' иРНК растений и животных — моноцистронны, т. е. содержат информацию о синтезе лишь одного полипеп¬ тида (в то время как у бак¬ терий они часто полицистрон- ны) и т. д. А можно ли использовать рибосомы растений для «чте¬ ния» иРНК животного проис¬ хождения, и наоборот? Теперь на этот вопрос можно отве¬ тить утвердительно. Ранее в нескольких лабораториях было показано, что иРНК животных можно транслировать в бескле- точной системе из растений1. Наиболее удобной оказалась бесклеточная система из сухих зародышей пшеницы: рибосо¬ мы из проростков пшеницы ак¬ тивно синтезировали белки в ответ на добавление иРНК самого разного происхожде¬ ния. Так, при введении гло- биновой иРНК в бесклеточную систему, содержащую рибосо¬ мы из зародышей пшеницы, че¬ рез некоторое время в про¬ бах обнаруживался белок гло¬ бин, неотличимый от нормаль¬ ного глобина животных. В бес- клеточкой системе из зароды¬ шей пшеницы в присутствии соответствующей иРНК жи¬ вотного происхождения без¬ ошибочно синтезируется белок куриного яйца — овальбумин, основной белок перьев птиц; каратин, гистон F2c из ретику- лоцитов кур и т. п. Совсем недавно Дж. Шредер, Ф. Крезалер и Дж. Шмок (Биологический институт в Фрайбурге, ФРГ) доказали, что возможно обратное — син¬ тез растительных белков на ри¬ босомах клеток животных. Поли-А-содержащая РНК была выделена из полисом пет¬ рушки и введена в живые ооциты гладкой шпорцевой ля¬ гушки (Xenopus laevis). После инкубации в присутствии мече¬ ного (35S) метионина ооциты разрушали, затем центрифуги¬ рованием отделяли обломки клеток, митохондрии и т. п. В полученном таким образом цитоплазматическом соке были найдены ферменты, которые присутствуют только в расти¬ тельных клетках: фенилаланин- аммиаклиаза и флавонсинта- эа. Содержание этих фермен¬ тов определяли одним из чув¬ ствительных методов диагно¬ стики — иммунопреципитацией (реакцией осаждения), исполь¬ зуя антисыворотки к расти¬ тельным ферментам. Таким образом, было установлено, что после вве¬ дения в ооциты растительной иРНК в них начинают синтези-' роваться растительные фермен¬ ' ««Biochemistry»», 1975, v. 14, р. 69.
136 Новости науки ты. Следовательно, иРНК рас¬ тительного происхождения мо¬ гут связываться с рибосомами животных и направлять синтез специфических белков. Изложенные результаты еще раз свидетельствуют, что не только структура, но и принципы функционирования аппарата белкового синтеза у растений и животных идентич¬ ны. Нужно подчеркнуть, что в этой работе синтез раститель¬ ных ферментов зарегистриро¬ ван не в бесклеточной систе¬ ме, а в целой клетке живот¬ ного. Следовательно, в ооци- тах отсутствуют механизмы, подавляющие чужеродные иРНК растительного происхож¬ дения. «FEBS Letters», 1977, v. 01, p. 10 (Нидерланды). Микробиология Бактерии, испускаю¬ щие желтый свет Американские исследова¬ тели из Скриппсовского ин¬ ститута океанографии провели исследование бактерий Photo¬ bacterium fischeri, фосфорес¬ цирующих в желтом свете. Штамм этих бактерий был вы¬ делен из морских вод, омы¬ вающих район Ла-Холья (Кали¬ форния, США). До сих пор было извест¬ но, что светящиеся бактерии испускают сине-зеленый свет, причем пик излучения нахо¬ дится в диапазоне 472—505 нм. Поэтому обнаружение двухпи¬ кового спектра, уникального для светящихся бактерий, представляет значительный интерес. Двухпиковый спектр со¬ стоит из основного пика на длине волны 545 нм и до¬ полнительного — 500 нм. Ос¬ новной пик не был ранее из¬ вестен для светящихся бак¬ терий, в то время как допол¬ нительный совпадает с теми значениями, которые были за¬ регистрированы раньше для штаммов Photobacterium fi¬ scheri, испускающих сине-зе- леный свет. Относительный вклад этих пиков в общую био¬ люминесценцию изменяется в зависимости от температуры вод. Установлено, что эти бактерии являются симбион¬ тами двух видов морских рыб — Monocentris japonica и Cleidopus gloriamaris. «Science», 1977, v. 196, № 4280, p. 432—433 (США). Молекулярная биология тверждением возможности пе¬ реноса фрагментов ДНК из прокариотной клетки в эука- риотную. Эти результаты хо¬ рошо согласуются с представ¬ лением, согласно которому по¬ добный перенос ДНК мог иг¬ рать определенную роль в эволюционном формировании генома эукариотной клетки1. «СеИ», 1977, V. И, № 2, р. 263—271 (США); «Nature», 1977, v. 269, № 5628, р. 535—536 (Англия). Перенос ДНК из бак¬ терий в растительную клетку Известно, что при взаи¬ модействии некоторых вирусов с клетками животных проис¬ ходит трансформация эукари¬ отной клетки; полученная ею новая генетическая информа¬ ция устойчиво передается при последующих клеточных деле¬ ниях. Недавно М. Друммонд, М. Гордон, Е. Нестер и М. Д. Хилтон (Вашингтонский уни¬ верситет, США) сообщили, что аналогичный процесс наблюда¬ ется при образовании опухоли у растений. Авторы установи¬ ли, что при взаимодействии определенных плазмид (Ti) онкогенных штаммов бактерии Agrobacterium tumefaciens с клетками ткани табака проис¬ ходит перенос фрагмента плаз¬ миды Ti из бактериальной клет¬ ки в растительную с последу¬ ющим его копированием в клетках опухоли. Причем в рас¬ тительных клетках обнаружены молекулы РНК, синтезирован¬ ные по матрице части ДНК плазмиды. . Это — первое четкое свидетельство возможности транскрипции ДНК бактериаль¬ ного происхождения в клетках растительной ткани. В даль¬ нейшем авторы намереваются проверить предположение, действительно ли транскриби¬ руемые гены происходят из растительной клетки, а затем, в процессе эволюции, включа¬ ются в плазмиду A. tumefaciens. Полученные данные явля¬ ются дополнительным под¬ Молекулярная биология ЭВМ сравнивает структуры биорегуля¬ торов По специально разрабо¬ танным программам на ЭВМ можно сравнивать аминокис¬ лотные последовательности большого числа белков с целью обнаружения в этих последо¬ вательностях сходных участ¬ ков. Специальные программы позволяют также количествен¬ но оценить степень сходства двух или нескольких амино¬ кислотных последовательно¬ стей, содержащих небольшие одинаковые участки. Более то¬ го, ЭВМ, перебирающие мно¬ гочисленные варианты, дают возможность найти в амино¬ кислотных последовательностях наиболее вероятные места, где в ходе эволюции произошло выпадение или вставка амино¬ кислотных остатков. Этот мощный методиче¬ ский арсенал был использован М. О. Дейхофф с сотрудника¬ ми (Джорджтаунский универ¬ ситет и Национальный инсти¬ тут здравоохранения, Бетесда, США) для анализа аминокис¬ лотных последовательностей полипептидных цепей В и А холерного токсина. При сравнении аминокис¬ лотной последовательности фрагмента цепи В холерного токсина со всеми другими из¬ вестными у белков аминокис- 1 «J! Theor. В ioj .», 1977, v. 67, № 2, p. 287—297.
Новости науки 137 лотными последовательностями оказалось, что наибольшее сходство имеют р-субъеди- ницы гликопротеиновых гор¬ монов (тиротропина, лютеини- эирующего гормона, гонадо¬ тропина человека, фолликуло¬ стимулирующего гормона), причем участку цепи В наибо¬ лее близки Q-субъединицы первых трех гормонов. У всех этих полипептидов найден тождественный участок, состоя¬ щий из четырех аминокислот¬ ных остатков. Вероятность слу¬ чайного совпадения в этом слу¬ чае практически равна нулю. Возможно, что именно этот участок несет очень важную функциональную нагрузку, от¬ вечая за связывание с рецепто¬ ром на мембране клетки-ми- шени. Получены данные, позво¬ ляющие распространить струк¬ турно-функциональные анало¬ гии между гликопротеиновы- ми гормонами и холерным токсином и на другие поли¬ пептиды этих биорегуляторов. Например, установлено, что имеется участок из трех ами¬ нокислот, сходный у се -субъ¬ единиц перечисленных гормо¬ нов и цепи А, холерного токсина. Поскольку именно цепь Aj отвечает за стиму¬ лирование фермента аденилаг- циклазы1, что является глав* ным итогом воздействия на клетку этих биорегуляторов,— такая структурная аналогия представляет значительный ин¬ терес. «Biochemical and Bio¬ physical Communica¬ tions», 1977, v. 69, № 4, p. 852—059(США). Медицина Новые методы диаг¬ ностики рака Для успешного лечения рака очень важно выявить при¬ знаки заболевания на самых 1 «Природа», 1977, № 7, с. 132—133. ранних стадиях, до образова¬ ния метастазов. В этом случае, по оценкам многих специали¬ стов, успех лечения достигает 90%. Поэтому поиски биохими¬ ческих и иммунологических те¬ стов, позволяющих обнаружить раковые опухоли до появления первых клинических симпто¬ мов, ведутся широким фронтом. Национальный институт по исследованию рака (США) провел эксперимент. Сотруд¬ никам более 150 американских лабораторий, сообщившим об обнаружении тестов для выяв¬ ления раковых опухолей, были высланы закодированные об¬ разцы крови или мочи больных раком, а также образцы крови и мочи здоровых людей. Как выяснилось, результаты боль¬ шинства тестов по распознава¬ нию раковых заболеваний почти не отличаются от случайного распределения. Однако не¬ сколько тестов дали обнадежи¬ вающие результаты. К их чис¬ лу относится, например, тест на альфа-фетопротеин, который может быть использован для выявления рака печени. Впер¬ вые этот тест был предложен Г. И. Абелевым (Онкологиче¬ ский научный центр, Моск¬ ва)'. Альфа-фетопротеин явля¬ ется гликопротеином (т. е. бел¬ ком, соединенным с углевод¬ ным компонентом); он присут¬ ствует в злокачественных опухолях, а также в здоровых нормальных эмбрионах. В здо¬ ровых клетках человека он не обнаруживается. Другой тест, позволяю¬ щий выявлять ранние стадии рака, предложен Т. М. Чу (Ин¬ ститут Росвела, США). Это — иммунологический тест на фер¬ мент кислую фосфатазу; он не требует больших материаль¬ ных затрат, для его проведения необходимо менее капли кро¬ ви пациента. Особенно наде¬ жен этот тест при диагностике рака предстательной железы; с его помощью заболевание выявляется на ранних стадиях, 1 Кавецкий Р. Е. Им¬ мунология опухолей— реальный выход в клини¬ ку.— «Природа», 1976, № 5. когда опухоль еще локализова¬ на и не началось образования метастазов. Очень важно, что при отсутствии раковой опухоли этот тест никогда не дает ука¬ заний на ее присутствие, в от¬ личие от многих других тестов. В настоящее время тест на кис¬ лую фосфатазу проходит про¬ верку более чем в 25 раковых центрах США. Его предполага¬ ется использовать для массо¬ вого обследования мужчин старше 55 лет, поскольку имен¬ но в этой возрастной группе по статистическим данным наибо¬ лее высок процент заболева¬ ний раком предстательной же¬ лезы. Еще один тест предло¬ жен недавно Ф. В. Бандой и М. С. Блуа (Университет Сан- Франциско, США). Этот тест может быть использован для диагностики меланомы — опу¬ холи пигментных клеток кожи. Тест основан на том, что в моче больных меланомой содержат¬ ся значительно большие коли¬ чества продуктов распада пиг¬ мента меланина, чем у здоро¬ вых людей. Так можно устано¬ вить, началось ли образование скрытых метастазов. Группа исследователей, возглавляемая Дж. Ф. Вейсом (Институт радиобиологии, Ка¬ лифорния, США), установила, что в сыворотке крови больных раком увеличено содержание углеводов: гексоз, гексозамина, фукозы, сиаловой кислоты и т. д. Эти углеводы связаны с определенной фракцией гли¬ копротеинов сыворотки; опре¬ деляя их содержание в свобод¬ ном и связанном состоянии, Вейс пытается диагносцировать- рак на ранних стадиях. Перспективный комп¬ лексный метод диагностики злокачественных опухолей раз¬ работан недавно П. ФранШи- монтом (Университет Льежа, Бельгия). Определяется содер¬ жание в сыворотке альфа-фе- топротеина, карционоэмбрио- антигена, гормона гонадотро¬ пина, а также каппа-казеина. Специалисты надеются, что, дополнив такой комплексный подход новыми тестами, удаст¬ ся еще более повысить его эф¬ фективность. «Sc ience», 1977, v. 197, p. 543— 545 (США).
138 Новости науки ЛЛедиц ина Пересадка лангерган- совых островков под¬ желудочной железы Если у больного отка¬ зывает какой-либо важный орган, то существует две воз¬ можности оказать помощь: трансплантация естественного органа или использование ис¬ кусственного. Однако при трансплантации срабатывает иммунная система организма, отторгающая пересаженный орган; а искусственные органы пока слишком громоздки и, кроме того, не всегда до¬ статочно тонко реагируют на изменения состояния больно¬ го организма. При создании не совсем обычной искуствен- ной поджелудочной железы У. Чик (Гарвардская медицин¬ ская школа, США) старался так сочетать два этих подхода, чтобы использовать преиму¬ щества каждого из них и из¬ бавиться от свойственных им недостатков. Принцип, использован¬ ный У. Чиком при создании такой искусственной подже¬ лудочной железы, заключает¬ ся в следующем. Из поджелу¬ дочной железы молодых крыс были выделены бета- клетки, вырабатывающие ин¬ сулин, и во избежание реак¬ ции иммунологического оттор¬ жения помещены в специаль¬ ный мешочек из синтетической полупроницаемой мембраны. Через эту пленку из крови к клеткам могли проникать глюкоза и другие низкомоле¬ кулярные соединения, а от бета-клеток в кровяное русло свободно поступал инсулин. Более крупные молекулы ан¬ тител не могли проникать через такую мембрану, вследствие чего и не наблюдалось реак¬ ции отторжения. При пере¬ садке крысам, больным диабе¬ том, такой своеобразной поджелудочной железы, уже через 30 мин после пересадки высокий уровень глюкозы в крови животных снижался до нормы; после ее удаления уровень глюкозы вновь резко возрастал. Чтобы проверить, до¬ статочно ли тонко искусствен¬ ная поджелудочная железа реагирует на уровень глюкозы в крови, Чик ввел искусствен¬ ный орган здоровым крысам: ни падения уровня глюкозы, ни значительного выброса инсулина в кровь не наблю¬ далось. Таким образом, искус¬ ственная поджелудочная же¬ леза успешно прошла испы¬ тания в опытах на животных. Однако перед тем, как пы¬ таться использовать ее для пересадки человеку, необхо¬ димо решить два вопроса: какое время бета-клетки мо¬ гут нормально функциониро¬ вать в полупроницаемой мем¬ бране, находясь в организме, и не будет ли изменяться про¬ ницаемость мембраны при дли¬ тельном пребывании ее в организме. «Science», 1977, v. 197, p. 780 (США). Биология Амфибии — индика¬ торы канцерогена Американские биологи Р. Роуз и Дж. Хэршбергер об¬ следовали 28 тыс. тигровых са¬ ламандр (AmbYstoma tigri- num), обитающих в небольшой изолированной лагуне, которая сильно загрязнена отходами. Обнаружено, что в популяции почти у половины особей пора¬ жены покровы, причем подав¬ ляющая часть таких поражений представляет собой новообра¬ зования. Химический анализ осад¬ ка воды из загрязненной лагу¬ ны показал, что в нем наряду с другими веществами содер¬ жится перилен (компонент го¬ рючих смесей). До настоящего времени сам перилен не был известен как канцероген, но в сочетании с другими полицик- лическими ароматическими уг¬ леводородами он стимулирует развитие опухолей у мышей и крыс в лабораторных условиях. Показательно, что у тиг¬ ровых саламандр, обитающих в 16 незагрязненных водоемах, никаких новообразований на протяжении шести лет исследо¬ ваний не обнаружено. Амери¬ канские специалисты считают, что, независимо от факторов, определяющих этиологию но¬ вообразований тигровых сала¬ мандр, эти амфибии могут быть использованы как чувствитель¬ ные индикаторы на присутст¬ вие указанного канцерогена в окружающей среде. «Science», 1977, v. 196, № 4287, p. 315—317 (США). Зоология Поиск новой меди¬ цинской пиявки Ежегодно в разных стра¬ нах в лечебных целях вылавли¬ ваются миллионы медицинских пиявок (Hirudo medicinal is). Чрезмерный отлов этого вида привел к почти полному его исчезновению в странах За¬ падной Европы. Теперь в эти страны пиявки в огромных количествах импортируются, главным образом из Венгрии. Только Франция за последнее столетие ввезла из-за грани¬ цы более 1 млрд пиявок. С недавних пор пиявка получила новое применение — в фармакологии и эксперимен¬ тальной биологии. Вырабаты¬ ваемый ее организмом анти¬ коагулянт, препятствующий свертыванию крови, исполь¬ зуется при некоторых сердеч¬ но-сосудистых заболеваниях и в хирургии, а несложная нерв¬ ная система делает ее незаме¬ нимым подопытным животным в области нейрофизиологии. Все это еще больше повышает спрос на пиявок, которых к то¬ му же не удается разводить в лабораторных условиях. Решение проблемы, воз¬ можно, будет достигнуто на осноэе научных результатов экспедиции, руководимой Р. Сойером (Университет штата Калифорния в Беркли). Работая в 1977 г. в тропических районах Французской Гвианы (Южная Америка), экспедиция собрала большое количество экземпля¬ ров крупнейшей в мире пиявки (40 см в длину), относящейся к виду Haementeria ghiliani.
Новости науки 139 Как и пиявка вида Hiru- do, она обладает несложной нервной системой и ее орга¬ низм вырабатывает вещество с антикоагулирующими свой- ствами. Кроме того, оказалось, что она отлично размножает¬ ся в неволе. Крупные икринки этой пиявки (они не уступают по величине лягушачьей икре) удобны для изучения эмбрио* нального развития. Однако до сих пор было известно, что эти пиявки пита¬ ются главным образом кровью пресмыкающихся. Если удастся найти условия, при которых они будут поглощать и кровь теп¬ локровных животных, в том числе человека,— исчезающе¬ му европейскому виду меди¬ цинской пиявки будет найдена полная замена. «The Sciences», 1977, v. 17, № 3, p. 4—5 (США). Зоология Подражание ящериц жукам Южноафриканские яще± рицы Eremias lugubris, жи¬ вущие в полупустыне Кала¬ хари, имеют два типа окраски тела: взрослые особи окра¬ шены под цвет песка (крипти- ческая окраска), а у молодых черный фон тела сочетается с яркими белыми боковыми и спинными полосами. По-види- мому, молодые особи по ок¬ раске подражают жужелицам рода Anthia (миметируют их). Защищаясь от врагов, эти крупные жужелицы «стреля¬ ют» едкой жидкостью, вклю¬ чающей муравьиную, уксус¬ ную и другие кислоты, и прак¬ тически несъедобны для боль¬ шинства мелких хищников пу¬ стыни. Молодые ящерицы схо¬ жи с этими жуками своей яр¬ кой окраской, «походкой», размерами. Ареалы жуков и ящериц совпадают, но жуже¬ лицы более многочисленны и имеют большую продолжи¬ тельность дневной и сезонной активности. Таким образом, здесь соблюдаются все традиционные критерии мимикрии. Естествен¬ ный отбор явно поддерживает эту мимикрию, так как про¬ цент ящериц с обломанным хвостом (обычный показатель интенсивности нападения вра¬ гов на ящериц) среди молодых особей Е. lugubris достовер¬ но ниже по сравнению с други¬ ми видами этого рода в этом же районе. Это — первый описанный случай подражания позвоноч¬ ных животных непозвоноч- ным. «Science», 1977, v. 195, N9 4274, p. 201—203 (США). Зоология Тайное оружие ежей Хорошо известно, ка¬ кую службу выполняют колю¬ чие иглы, расположенные на спине ежа, а также ядовитые токсины, выделяемые неко¬ торыми видами жаб: они отбивают желание у хищни¬ ков нападать на этих, в общем довольно безобидных, жи¬ вотных. Э. Д. Броди (Универ¬ ситет Нью-Йорка, США) сооб¬ щил о малоизвестных фактах поведения ежей. Оказывается, ёжи Atelerix pruneri и Не- miechinus auritus способны использовать ядовитые выде¬ ления жаб (таких как Bufo alvarius, Bufo americanus и др.), чтобы усилить эффек¬ тивность действия своего «оружия». Нападая на жаб, ежи прежде всего кусают их околоушные железы, содер¬ жащие ядовитые вещества. После этого ежи покрывают свои иголки слюной, содержа¬ щей теперь ядовитые токсины. В некоторых случаях еж, держа в зубах жа$у, смазывает иголки ее кожными выделе¬ ниями. Эффективность дейст¬ вия отравленных иголок Бро¬ ди проверил на себе, а также на нескольких добровольцах. На коже, в месте укола от¬ равленными иголками появ¬ ляется покраснение, диаметр которого в некоторых случаях достигает 46 мм; ощущение резкого жжения не проходит в течение часа. Вполне вероят¬ но, что вместе с раздражающи¬ ми веществами в рану попа¬ дают микроорганизмы, кото¬ рые могут внести инфекцию. Неотравленные ядовитыми ве¬ ществами иголки ежа вызы¬ вают болезненное ощущение лишь в момент укола. Раздра¬ жающее действие ядовитых веществ сохраняется дли¬ тельное время после их вы¬ сыхания на иглах ежа. Такое поведение начи¬ нает проявляться у новорож¬ денных ежат очень рано, в возрасте 15—16 дней, когда они еще слепые. Ежата часто слизывают выделения с иго¬ лок матери и наносят их на свои иголки. Ежиха не учит этому своих детенышей, такое поведение, по-видимому, является врожденным. Сход¬ ное поведение обнаружено и у щетинистых ежей — тенре- ков, однако они смазывают иглы не только языком, но и передними лапами. По от¬ ношению к неядовитым жерт¬ вам (мышам, лягушкам и т. п.) ежи не прибегают к подобной процедуре. «Nature», 1977, v. 268, № 5621, p. 627 (Великобритания). Зоологи я «Инфракрасные» ам¬ фибии Многие древесные бес¬ хвостые амфибии имеют зе¬ леную защитную окраску, т. е. в видимой части спектра они отражают зеленые лучи света. Американские биологи П. А. Швальм, П. X. Старрет и Р. В. Макдаймонд, приме¬ няя инфракрасную фотогра¬ фию, обнаружили чрезвычай¬ но интересное явление: ока¬ залось, что два вида неотро- пических амфибий семейства Centrolenidae (С. fleischman- ni и С. prosoblepon) и два вида квакш подсемейства Phyllomedusinae (Ада lychnis moreletii и Pachymedusa dacnicolor) отражают сеет в диапазоне 700—900 нм
140 Новости науки (ближняя инфракрасная об¬ ласть), в то время как другие амфибии (жабы, лягушки и квакши) такой уникальной спо¬ собностью не обладают: они поглощают инфракрасные лучи. Вероятно, отражать ин¬ фракрасные лучи древесные амфибии могут благодаря присутствию в хроматофорах пурпурного пигмента. Адаптив¬ ное значение этого феномена связано, очевидно, с двумя аспектами биологии древесных амфибий. С одной стороны, он может играть определенную роль в терморегуляции, предотвращая перегрев, а с другой — выполнять защит¬ ную функцию, скрывая амфи¬ бий от хищников, восприни¬ мающих инфракрасное излу¬ чение: для них эти древесные животные совершенно неза¬ метны в своей среде обита¬ ния, поскольку фотосинтези¬ рующая поверхность зеленого листа также отражает инфра¬ красные лучи. «Sc ience», 1977, v. 196, № 4295, p. 1225—1227 (США). Экология Вселение нового хищника Десять лет назад в их¬ тиологический садок на р. Чаг- рес (Панама) в исследователь¬ ских целях была завезена из Амазонки тропическая рыба из семейства Cichlidae — тука- наре1. В очередной дождливый тропический сезон Чагрес вышла из берегов и ее воды перелились в оз. Гатун, входя¬ щее в систему Панамского ка¬ нала. Вместе с водами в это крупное озеро попала и не встречавшаяся там ранее хищ¬ ная рыба. Зоолог Т. М. Зарет (Университет штата Вашингтон, США) установил, что вселение нового хищника привело к ка¬ тастрофическим последствиям 1 По-видимому, Cichld ocellaris. (Прим. ред.) для местных видов. Со времени его появления в озере из на¬ селявших его 14 видов мелкой рыбы 12 полностью исчезли. Общая численность обитающих в озере рыб уменьшилась при¬ мерно на 25%. В некоторых его участках местной рыбы теперь нет совсем. Это нарушение экологии повлекло за собой новые изме¬ нения: лишившись основного вида -питания, здесь значи¬ тельно реже стали появляться зимородки, цапли и крачки; их отсутствие, в свою очередь, позволило сильно размно¬ житься москитам. Вместе с тем, когда об¬ щая биомасса в озере умень¬ шилась, прожорливость хищ¬ ника стала угрожать его соб¬ ственному существованию: выросшему поголовью теперь уже не хватает корма. Полнота собранных Заре- том количественных данных и достаточно большая длитель¬ ность «невольного эксперимен¬ та» позволили ему разработать математическо - экологическую модель, описывающую* ход событий и дающую возмож¬ ность предвидеть их дальней¬ шее течение. «Science News», 1977, v. 112, № 2, p. 24 (США). Этология Волк в Северной Америке Зоолог Д. Мех (Управ¬ ление рыболовства и охраны природы США) завершил 15-летний цикл исследований популяции серых волков (Са- nis lupus) на территории Се¬ верной Америки. Исключая Аляску, волк почти полностью уничтожен во всех штатах США, кроме северной части Миннесоты, где сохранилось около 1200 осо¬ бей. На Аляске численность волков составляет от 5 до 15 тыс. Возможно, около 10 волков сохранилось в штате Мичиган и 30 живет на о-ве Айл-Ройал (оз. Верхнее), где расположен крупный нацио¬ нальный парк. Не исключено существование небольшой груп¬ пы в горах Грейт-Смоки, на стыке территории штатов Тен¬ несси и Северная Каролина. В Канаде, по различным оцен¬ кам, численность волков ко¬ леблется между 17 и 28 тыс. Решением министерства внутренних дел США три под¬ вида серого волка — восточный лесной, северный волк гор Грейт-Смоки и мексиканский волк, изредка эах.одящий в юго-западные районы страны, включены в список находя¬ щихся под угрозой исчезно¬ вения. Группа этологов, воз¬ главляемая Мехом, установила миниатюрные радиопередатчи¬ ки на теле 150 волков, оби¬ тающих в различных районах, а затем с самолетов, лодок, машин вела наблюдения за пе¬ ремещениями и поведением волчьих стай. Наблюдения подтверди¬ ли справедливость указаний на прожорливость волков. В од¬ ном случае, например, стая из 15 животных менее чем за 3 часа поглотила половину ту¬ ши лосихи, весившей 300 кг, т. е. каждый волк съел не ме¬ нее 10 кг мяса. Исследователи считают этот фактор важным для сохранения вида: при вы¬ соком проценте неудачных охот волки должны быть при¬ способлены к смене длитель¬ ных периодов голодания ко¬ роткими моментами перенасы¬ щения. Почти все случаи удач¬ ной охоты связаны с нападе¬ нием на старое или боль-ное животное. Полученные выводы во многом опровергают сло¬ жившиеся представления о волке как о грозном беспо¬ щадном «убийце». Из 131 на¬ блюдавшегося преследования лося лишь 7 закончились его гибелью, в остальных случаях лоси сумели спастись либо благодаря бдительности или скорости бега,- либо благода¬ ря ожесточенности сопротив¬ ления. Средняя скорость пере¬ движения стаи в характерном для нее строе — гуськом — составляет зимой, когда вол¬ ки стараются держаться русла замерзшей реки, 8 км/ч.
Новости науки 141 В течение ряда дней стая мо¬ жет проходить до 60 км/сут. Площадь, «принадлежа¬ щая» отдельной стае, сильно разнится в различных райо¬ нах обитания. Так, в штате Миннесота «охотничье угодье» стаи составляет обычно около 130 км2, лишь в редких слу¬ чаях достигая 325 км2. На Аляске же отмечен случай, когда одна стая владела пло¬ щадью 13 тыс. км2. Изучена роль в популя¬ ции волков-одиночек. Установ¬ лено, что в своих весьма дли¬ тельных переходах (по сравне¬ нию с местной стаей они мо¬ гут преодолевать в 10 раз большие расстояния) одиноч¬ ки почти всегда строго дер¬ жатся пограничного района между соседними стаями. На¬ рушитель этого правила под¬ вергается смертельному риску при встрече с «законными» обладателями территории. По¬ полнение рядов одиночек идет за счет ухода из стаи той особи, которая находится в ней на низшей ступени иерархической лестницы. По¬ лагают, что этот механизм выгоден для сохранения вида. В стае, насчитывающей до 5 волков, степень внутрен¬ ней агрессивности еще неве¬ лика, но при численности в 8—10 голов положение слабо¬ го становится невыносимым, и он вынужден покинуть стаю. Пополнение числа одиночек может идти также за счет тех сравнительно сильных особей, которые, достигнув зрелости, предпочитают самостоятельное существование вне стаи. Смерт¬ ность среди одиночек, не имеющих закрепленной терри¬ тории для охоты, в обычных условиях много выше, чем в стае; 'напротив, в случае эпи¬ зоотии шансы уцелеть у оди¬ ночек более высокие. Ядро обычной стаи со¬ ставляет взрослая пара и ее выводок. Первое место в иерархии занимает самец- вожак, второе — взрослая сам¬ ка. Среди детенышей (сред¬ няя численность помета — 6 волчат) также быстро вырабатывается четкая иерар¬ хия. В небольшой стае соци¬ альная иерархия линейная, од¬ нако встречаются стаи из 36 волков, среди которых не¬ сколько взрослых. Тогда вы¬ рабатываются две «лестни¬ цы» — для самцов и для са¬ мок. Верховное руководство остается за самцом-вожаком, но все же существует меха¬ низм «опротестования» его действий. В национальном пар¬ ке Айл-Ройал наблюдался случай, когда стая отказыва¬ лась следовать за вожаком, решившим совершить 30-кило¬ метровый переход по льду Верхнего озера в Онтарио. Вожак несколько раз возвра¬ щался за стаей, но в конце концов примирился и остался с ней на старом месте. Угроза домашнему ско¬ ту от волков несомненна. Од¬ нако его поголовное уничто¬ жение в лесных, не заселен¬ ных людьми областях совер¬ шенно неоправдано. Теперь, когда охота на волков пол¬ ностью запрещена законом на всей территории США и во всех национальных парках Ка¬ нады, у волка Северной Аме¬ рики появились шансы сохра¬ ниться. «National Geographic», 1977, v. 152, № 4, p. 518—536 (США). Охрана природы Заповедный остров Альдабра Остров Альдабра (один из четырех клочков суши, вхо¬ дящих в одноименный архипе¬ лаг; британское владение) рас¬ положен в 640 км к востоку от берегов Танзании. Его нередко называют «Галапагосами Ин¬ дийского океана». Вулканиче¬ ский по происхождению, он имеет много общего с корал¬ ловыми атоллами южных мо¬ рей. Из 365 км2 его площади 155 км2 занимает централь¬ ная лагуна глубиной до 20— 40 м. Весь архипелаг необи¬ таем, если не считать удиви¬ тельно богатый животный и рас¬ тительный мир да недавно соз¬ данную здесь Британским коро¬ левским обществом научно-ис- следовательскую станцию, сот¬ рудники которой ведут работы по геологии, палеонтологии и зоологии. Альдабра — единствен¬ ное место в Индийском океане, где еще встречается в природ¬ ных условиях исполинская чере¬ паха (Testudo gigantea); у наибольшего из измеренных экземпляров длина панциря достигает 133 см. Численность этих животных составляет ны¬ не 150—160 тыс. (примерно 160 особей на 1 га). Мир пернатых Альдабры замечателен тем, что из 40 ви¬ дов сухопутных птиц 21 нигде более не встречается. Для ор¬ нитологов особый интерес представляют птицы-фрегаты. Их поголовье насчитывает * не менее 30 тыс. особей, что де¬ лает Альдабру крупнейшей в Индийском океане колонией этих огромных птиц. Обитаю¬ щий на острове один из видов пастушков (Dryolimnas cuvieri aldabranus) отличается тем, что полностью потерял способ¬ ность летать. Завезенные чело¬ веком кошки уничтожили ко¬ лонии пастушков в значитель¬ ной части Альдабры, и числен¬ ность этих редчайших птиц ныне едва достигает 1 тыс. Встречается на Альдаб- ре один из крупнейших ‘сухо¬ путных членистоногих: рак— пальмовый вор (Birgus latro), питающийся плодами пальм и легко взбирающийся за ними на высоту в несколько метров. На Альдабре распростра¬ нено более 200 видов высших растений, из которых около 160 являются эндемиками. Геологические и палеон¬ тологические исследования по¬ казывают, что за период, ис¬ текший с момента перво¬ начального заселения Альдаб¬ ры флорой и фауной, остров неоднократно погружался под воду на глубину более 10 м. Большой интерес поэтому пред¬ ставляет изучение процессов повторного заселения этого удаленного от континента района сухопутными видами, а также их развития в усло- .виях крайней изоляции. В последнее время над уникальной флорой и фауной Альдабры нависла угроза: поток туристов ежегодно воз¬ растал, и хрупкая экология это¬ го тысячелетиями изолирован¬ ного района стала быстро на-
142 Ноеости науки рушаться. Поэтому с большим одобрением научная общест¬ венность встретила объявление острова Альдабра строжайшим образом охраняемой природ¬ ной территорией, на которой разрешается пребывание чело¬ века лишь в научных целях. «Umschau in Wissenschaft und Technik», 1977, В. 77, N5 16, S. 533—547 (ФРГ). Г еология 55-й рейс «Гломара Челленджера» От места стыка двух глубоководных желобов — Алеутского и Курило-Кам¬ чатского протягивается по дну Тихого океана на юг, до 32° с. ш., почти прямоли¬ нейная цепь подводных гор, носящих название Импера¬ торских. Происхождение »тих гор, как и других подобных им линейно вытянутых горных систем ложа океана, во многом еще загадочно. Одно из воз¬ можных объяснений, вытекаю¬ щее из предпосылок тектони¬ ки литосферных плит, получи¬ ло название гипотезы «горя¬ чих точек»1. В основе ее лежит предположение о длительно существующих в верхней мантии Земли под океанами резервуарах разогре¬ той магмы, из которых по тре¬ щинам через литосферу под¬ нимается к поверхности и изливается на дно базальтовая лава. При движении литосфер- ной плиты над подобным ре¬ зервуаром она последова¬ тельно «протыкается» (как швейной машиной) вулкани¬ ческими очагами, которые после прохождения «горячей точки» прекращают -свою дея¬ тельность. В результате воз¬ никает цепь вулканов, возраст которых увеличивается в на¬ правлении движения лито- сферной плиты. 1 Подробнее см.: Казь¬ мин В. Г. «Горячие точ¬ ки» Земли.— «Природа», 1977, N9 7. Схема расположения скважин, пробуренных на подводных Императорских горах во время SS-ro рейса научно-исследова¬ тельского бурового судна «Гло- мар Челленджер». На схеме от¬ мечены горы, упомянутые в тексте; цифры на изолиниях ука¬ зывают глубину океана; цифры у кружков — номера скважин. Снважина 431 на подводной горе Суйко — рекордная |для Тихого океана) по глубине проникнове¬ ния в базальты. Так, в гряде Гавайских о-вов над «горячей точкой» в наше время находится самый южный остров — Г авайи с действующими вулканами Ки- лауэа и Мауна-Лоа, а возраст других вулканических соору¬ жений по мере продвижения вдоль цепи на северо-запад становится все древнее, что и объясняется, согласно гипо¬ тезе, движением Тихоокеан¬ ской плиты через «горячую точку». Цепь Императорских гор своим южным концом при¬ мыкает к наиболее древней, северо-западной оконечности Гавайского хребта. Каков воз¬ раст вулканизма, создавшего Императорские горы? Сохра¬ няется ли тенденция «удревне- ния» вулканов вдоль этой цепи? Стояла ли на месте (по отношению к магнитному и географическому полюсам) зона расплавления мантийно¬ го вещества в течение всего времени формирования цепи вулканов? Была ли это та же самая «горячая точка», кото¬ рая позже создала гряду Га¬ вайских о-вов? На эти главные вопросы должно было отве¬ тить бурение подводных гор, предпринятое в 55-м рейсе научно-исследовательского бу¬ рового судна «Гломар Чел- ленджер»2. Экспедицией, осуще¬ ствлявшейся по Международ¬ ному проекту глубоководного бурения, руководили Е. Д. Джексон (США) и И. Койцуми (Япония); советским представи¬ телем на судне был Г. П. Аадей- ко (Институт вулканологии ДВНЦ АН СССР). Рейс начал¬ ся 23 июля 1977 г. в Гонолулу (Г авайскив о-ва). Бурение 2 «Geotimes», 1978, № 2. г.Нинтоку У\%^г.Юриану
Новости неуки 143 велось на трех подводных горах — Оджин (скв. 430), Нинтоку (скв. 431, 432) и Суйко (скв. 433). Последняя скважи¬ на, пройденная с повторным вхождением, является рекорд¬ ной для Тихого океана по глубине проникновения в ба¬ зальты (367,5 м). Л скв. глубина, м океана скважины 430 1485 118 431 1714 17 432 1320 74 433 1874 660 На всех трех горах бу¬ рением достигнут базальто¬ вый фундамент, определен микропалеонтологическими ме¬ тодами возраст лежащих на базальтах древнейших осад¬ ков, получены образцы вулканических пород, при¬ годные для абсолютной дати¬ ровки радиоиэотопными мето¬ дами. В результате удалось установить, что возраст осад¬ ков, непосредственно лежащих на базальтах, действительно, как предсказывает гипотеза «горячей точки», наиболее древний на самой северной из пробуренных гор — Суйко, становясь последовательно моложе к югу. Мало того, точки палеонтологических да¬ тировок по этим трем горам хорошо ложатся на так на¬ зываемую линию геохрона, которая соединяет ранее определенные точки возраста двух других гор этой цепи: Юриаку — на южной и Мей- джи — на северной ее оконеч¬ ностях. По наклону геохрона рассчитана скорость продви¬ жения вулканических процес¬ сов вдоль цепи; она оказалась равной 9±1,5 см/год и близ¬ кой к скорости, определенной ранее для* Гавайских и Импе¬ раторских гор от Килауэа до Юриаку (6 — 9 см/год). Бурение вскрыло мно¬ жество сравнительно мало¬ мощных лавовых потоков, постепенно наращивавших тело вулканов. В скважине 433 на г. Суйко в 370-метровом ин¬ тервале их оказалось бо¬ лее 90. По составу базальты близки гавайским. Выделяют¬ ся те же типы базальтов, которые известны на Гавай¬ ских о-вах, с близким химиче¬ ским составом. При этом сохраняется и установленная на Гавайях последовательность эволюции вулканизма: сверху лежат щелочные базаль- тоиды — гаваиты, анкарамиты, щелочные базальты, а под ними — толеитовые базальты, слагающие основную массу вулканических сооружений. Та¬ кое сходство подтверждает предположение о едином для Гавайев и Императорских гор источнике магмы, функциони¬ рующем со времени палеогена. Важные результаты да¬ ли палеомагнитные измерения. В скважине 433 они выполнены более чем на 300 образцах базальтов. Все базальты ока¬ зались обратно намагничен¬ ными (по отношению к совре¬ менному магнитному полю Земли), что указывает на их быстрое накопление в ин¬ тервале времени от десятков тысяч до миллиона лет. Накло¬ нение остаточной намагничен¬ ности, в среднем равное 42°, позволяет рассчитать положе¬ ние г. Суйко в момент ее образования — она находилась на 25±4° с. ш. (сейчас — на 45° с. ш.). Такое перемещение по меридиану согласуется с величиной, предсказанной по реконструкции движений литосферной плиты. Но всех трех подводных горах получены веские дока¬ зательства в пользу былого существования на их месте островов. Многие базальты оказались пузыристыми, что свойственно продуктам на¬ земных извержений. Кровли и подошвы лавовых потоков несут нередко следы окисле¬ ния, также типичные для наземных извержений, а между некоторыми из них обнаружены следы кор вывет¬ ривания. Непосредственно над базальтами залегают мелко¬ водные кораллово-еодорос ле¬ вые известковые осадки. По палеонтологическим данным, возраст нижних слоев коралло¬ вых песков на г. Оджин поздне¬ палеоценовый, а верхних — среднеэоценовый. Выше с большим стратиграфическим перерывом залегают четвер¬ тичные пелагические форами- ниферовые осадки. Коралловые пески палеогенового возраста обнаружены под плейстоцено¬ выми фораминиферовыми ила- ми и на г. Нинтоку. Более полный разрез осадков получен на г. Суйко. Анализ показывает, что остров, окаймленный барьерными ри¬ фами, существовал здесь до среднего палеоцена. В про¬ межутках между последними лавовыми потоками отложились типичные пляжееые пески, состоящие из обломков ко¬ раллов и вулканогенных зерен, а выше залегают известковые осадки лагунных фаций. Рост рифов продолжался до конца олигоцена или начала миоцена, а уже в раннем миоцене на них стали накапливаться более глубоководные пелагические фораминиферовые илы. Состав их фауны свидетельствует о гораздо более тепловодных условиях, чем существующие здесь сейчас. Внезапное пре¬ кращение рифообразования объясняется не похолоданием, а скорее быстрым погруже¬ нием гор. В среднем миоцене комплекс фауны становится более холодноводным, а плейстоценовая фауна соот¬ ветствует современному поло¬ жению гор в умеренных широтах. Таким образом, в об¬ щих чертах гипотеза «горячей точки» получила убедительные подтверждения: последова¬ тельное увеличение возраста в ряду гор Оджин — Нинто¬ ку — Суйко; хорошее соответ¬ ствие их возраста предсказан¬ ному по более дальним точкам и по скорости относительной миграции вулканизма (движе¬ ние плиты над «горячей точ¬ кой»); полученные определе¬ ния палеоширот. Независимые данные о длительном росте безусловно тепловодных ко¬ ралловых рифов подкрепляют вывод об образовании гор на более низких широтах с по¬ следующим перемещением на север. Выявленные по палеон¬ тологическим данным детали эволюции гор свидетельствуют, однако, о сложном, по-видимо- му прерывистом, характере миграции вулканизма. И. О. Мурдмаа Кандидат геолого¬ минералогических наук Москва
144 Новости науки Вулканология Проблемы палеовул¬ канологии Объектом исследовании палеовулканологии — одной из самых молодых геологиче¬ ских наук — служат древние вулканические образования, причем изучаются не только конкретные вулканогенные формации, но проводится ана¬ лиз общей эволюции вулка¬ низма в истории Земли. Такое сочетание региональных задач с глобальными проблемами было характерно и для прог¬ раммы III Всесоюзного симпо¬ зиума по палеовулканологии, состоявшегося в октябре — ноябре 1977 г. в Академгородке Новосибирска. Основное внимание участники симпозиума сосредо¬ точили на обсуждении методов составления палеовулканологи¬ ческих карт, отражающих ус¬ ловия проявления вулканизма в разные геологические эпохи. Такие карты необходимы не только для общей системати¬ зации фактического материа¬ ла и рассмотрения важных палеовулканологических проб¬ лем, но и для поисков мине¬ рального сырья вулканогенного происхождения. Опыт состав¬ ления подобных карт в СССР и за рубежом, как отметили ор¬ ганизаторы симпозиума И. В. Лучицкий и В. В. Волков, еще недостаточен, поэтому многие доклады были посвя¬ щены разработке принципов картографического отображе¬ ния особенностей вулканизма прошлого. Палеовулканологические карты в целом можно считать разновидностью специальных геологических карт, причем в качестве обязательных эле¬ ментов на них должны быть от¬ ражены следующие характе¬ ристики: возраст и продолжи¬ тельность извержений, состав и мощность вулканических про¬ дуктов, границы областей вул¬ канизма, преобладающие типы извержений. Подобная ин¬ формация в сочетании с палео¬ географическими данными позволяет достаточно точно представить все особенности проявления вулканизма того от¬ резка времени, для которого составлена карта. Вторая крупная пробле¬ ма симпозиума включала во¬ просы глобальных палеовул¬ канологических реконструк¬ ций. В этой области главное значение сейчас приобретает количественный анализ мас¬ штабов вулканических проявле¬ ний, необходимый прежде все¬ го для выявления особенно¬ стей эволюции энергетического фона (глубинной энергии) Зем¬ ли. Возрастал ли его уровень или уменьшался, был постоян¬ ным или испытывал периодиче¬ ские колебания — ответы на эти вопросы пока неоднознач¬ ны. Существовавшие до сих пор способы определения ха¬ рактера энергетических изме¬ нений недостаточно надежны и трудоемки; это относится к анализу хронологии и масшта¬ бов как тектонических, так и метаморфических и интрузив¬ ных процессов. Вулканизм же дает прямые данные о палео¬ энергетике Земли, причем зна¬ чительная часть вулканических продуктов хорошо сохраняется и датируется. Цифровые данные о масштабах вулканизма прошло¬ го приводились в докладах И. В. Лучицкого (вулканизм ма¬ териков Южного полушария) и Н. В. Короновского (ороген- ный вулканизм Северной и Южной Америки и Альпийско- Средиземноморского пояса). Полуколичественным методом пользовался В. В. Волков для оценки хронологии вулканиче¬ ских процессов в раннем палео¬ зое. На основе своих расчетов И. В. Лучицкий и В. В. Волков пришли к выводу об общем по¬ стоянстве энергетического фо¬ на Земли. Иные результаты дал количественный метод, ко¬ торый применили А. Б. Ро- нов1, В. Е. Хайн, А. Н. Балу- ховский и К. Б. Сеславинский для глобального анализа объе¬ мов, распространенности и ин¬ тенсивности вулканизма. В итоге многолетней работы Ронову с соавторами удалось построить кривые относитель- 1 См.: Р о н о в А. Б. Прин¬ ципы сохранения жизни в ходе геологической эво¬ люции Земли.— «Приро¬ да», 1978, № 4. нык и абсолютных изменений за все геологические эпохи на протяжении последних 600 млн лет, из которых следует, что энергетический фон часто су¬ щественно изменялся, причем эти изменения группируются в крупные циклы, соответствую¬ щие каледонскому, герцинско- му, киммерийскому и альпий¬ скому циклам. Детальный (до века) глобальный анализ со¬ става продуктов раннепалео¬ зойского вулканизма, прове¬ денный Сеславинским, показал, что существуют и более мелкие периодические колебания. В числе других проблем на симпозиуме были рассмот¬ рены палеовулканологические реконструкции докембрия со своеобразными типами вулка¬ низма; методические аспекты палеовулканологии, причем здесь внимание акцентирова¬ лось на различных приемах палеовулканологических рекон¬ струкций; региональные во¬ просы палеовулканологии. В решении симпозиума отмечено, что среди ближай¬ ших задач наиболее важно продолжить координирован¬ ные исследования в области методики и глобальных рекон¬ струкций и начать работы по составлению серии палеовул¬ канологических карт террито¬ рии СССР. Следующий Всесоюзный симпозиум намечено провести в 1979 г. в Хабаровске. «Методы составления палеовул¬ канологических карт. Глобальные палеовулканологические рекон¬ струкции». Тезисы III Всесоюз¬ ного палеовулканологического симпозиума. Новосибирск, 1977. Минералогия Первое в мире ме¬ сторождение бишо- фита На юге Поволжья откры¬ то пока единственное в мире крупное месторождение би- шофита1 (ААдС12-6Н20) — 1 Подробнее см.: Бром в соляных отложениях и рассолах. Сб. М., Изд-во МГУ, 1976, с. 436—453.
Новости науки 145 минерального сырья для полу¬ чения магния и производства магнезиальных цементов. Месторождение это уникально, поскольку в обыч¬ ных условиях бишофит не мо¬ жет сохраняться в твердом со¬ стоянии: он чрезвычайно гиг¬ роскопичен и расплывается на воздухе. Известны лишь мине¬ ралогические находки бишофи- та в ряде соляных структур Прикаспия и в соленосных тол¬ щах Центральной Европы. Бишофитовые пласты нового месторождения пред¬ ставляют собой практически мономинеральные соляные линзы, достигающие на от¬ дельных площадях 30—50- метровой толщины. Располо¬ женные выше и ниже по разре¬ зу пласты калийных солей и галита развиты гораздо сла¬ бее. М. Г. Валяшко и И. К. Жеребцова (кафедра геохи¬ мии МГУ) пришли к выводу, что такие колоссальные скопле¬ ния бишофита возникли благо¬ даря сочетанию двух факто¬ ров: наличию огромного по величине солеродного бассей¬ на и направленному переме¬ щению зоны его интенсивного прогибания. Ритмичное и много¬ ярусное строение соленосных толщ свидетельствует о «перио¬ дическом поступлении в бас¬ сейн морских рассолов, кото¬ рое происходило благодаря подвижности отдельных участ¬ ков борта соседней Прикас¬ пийской впадины, позволявшей солеродным бассейнам перио¬ дически объединяться. Из концентрированных рассолов, скапливавшихся в отдельных прогибах, и кристаллизовался бишофит. Л. Д. Майорова Мо с ква Па лео география Новые реконструкции Гондваны Э. Дж. Баррон, К. Дж. Харрисон и У. Хей, высту¬ пая на конференции Амери¬ канского геофизического сою- Реконструкция палеоконтинен* та Гондваны. за в Вашингтоне в июне 1977 г., предложили новую реконструкцию паЛеоконтинен- та Гондваны1, который, соглас¬ но мнению сторонников мо- билизма, около 300 млн лет назад раскололся на отдель¬ ные участки суши, постепенно дрейфовавшие к районам свое¬ го нынешнего местонахожде¬ ния. Важным пунктом разно¬ гласий между защитниками различных моделей Гондваны было определение места, ко¬ торое в таких реконструкциях занимал о-в Мадагаскар. Ана¬ лиз геофизических данных, со¬ бранных в последнее время в районе Мозамбикского проли¬ ва и на побережье Кении, вы¬ полненный авторами доклада, привел их к заключению, что 1 По проблеме Гондваны см., например: Р а в и н М. Г. Геология Антаркти¬ ды — ключ к проблеме Гондваны.— «Природа», 1973, № 6. Мадагаскар в геологическом прошлом находился южнее, т. е. напротив Мозамбика, а не напротив Кении, как ныне. Юрские базальты, например, найденные на обоих берегах Мозамбикского пролива, ясно говорят о связи геологии Ма¬ дагаскара с Южной Африкой (базальты такого вида неред¬ ко встречаются вдоль швов, по которым проходил разлом континентов, ибо изливаются они в ходе вулканической ак¬ тивности, связанной с подоб¬ ным разламыванием). Кроме того, древние глубоководные осадочные породы, обнаружен¬ ные у берегов Кении, показы¬ вают, что в ту эпоху прибреж¬ ные районы Африки были глу-; боким океаном. Если бы Ма¬ дагаскар был «прикреплен» к африканской суше в районе Кении, ничего подобного не наблюдалось бы. Другое отличие новой реконструкции заключается в том, что крайний северный выступ Антарктиды — гигант¬ ский Антарктический п-ов — заходит в Тихий океан, на запад от южной оконечности Южной Америки, вместо того чтобы находиться восточнее, по ЮЖНАЯ АМЕРИНА АНТАРНТИДА
146 Новости науки атлантическую ее сторону, что соответствует прежним рекон¬ струкциям. Наконец, найденное эти¬ ми исследователями палеопо¬ ложение Австралии и Индо¬ стана позволяет отказаться от выдвигавшихся прежде гипотез о существовании между ними ископаемого водного бассейна Синус Аустралис. Выступивший на той же конференции со своей рекон¬ струкцией Гондваны геофизик Р. У. Фейрбридж поддержал «перемещение» Мадагаскара на юг; по его мнению, в част¬ ности, расположение разломов в земной коре никак не по¬ зволяет привязать Мадагаскар к побережью Кении. В пользу этого утверждения свидетель¬ ствуют также измерения, вы¬ полненные геофизиком Я. Ку- тиной: рифты и разломы зем¬ ной коры на побережье ЮАР точно продолжают черты то¬ пографии Мадагаскара. Более определенно воп¬ рос может быть решен после завершения измерений магнит¬ ных свойств пород морского дна в этом районе. «Science News», 1977, v. 111, № 24, p. 373 (США). Археология Древние земледель¬ цы в горах Копетдага Осенью 1977 г. группа археологов Южнотуркмени- станской археологической комплексной экспедиции под руководством В. М. Массона впервые произвела раскопки на поселении VI тыс. до н. э. Гадыми-депе. Это неолитиче¬ ское поселение относится к раннеземледельческой куль¬ туре южной Туркмении, назван¬ ной джейтунской. Самое во¬ сточное из всей цепочки джей- тунских поселений, Гадыми- депе — пока единственный % из¬ вестный памятник, расположен¬ ный у самого подножия горного хребта Копетдаг. При раскопках было вскрыто два жилых помещения почти квадратной формы, ело- |Ц I Прорисовки некоторых находок, обнаруженных при рвеиопиах неолитического поселения в южной Туркмении: глиняная фи¬ гурка животного; одна из ка¬ менных фишек с головой мужчи¬ ны — по-видимому, прообраз современных шахмат; подвески из мраморовндного известняка. Гадыми-депе, VI тыс. до и. э. женных из батонообразных сырцовых блоков. В каждом из них размещался массивный очаг; в противоположной от очага стене находился выступ с небольшой нишей. Стены оштукатурены глиной, смешан¬ ной с мелкорубленой соломой. Оба помещения полностью повторяют друг друга в архи¬ тектурном решении, но одно из них имеет вдвое большие размеры — 6,5X6 м. Полы в нем тщательно покрыты из¬ вестковой обмазкой, рядом с очагом сохранились следы красной охры. Вполне воз¬ можно, что это помещение принадлежало старейшине поселка и могло служить ме¬ стом для общих собраний. Очень интересны обнаружен¬ ные здесь вещи; прекрасные подвески из мраморовидного известняка (известные по рас¬ копкам аналогичных памятни¬ ков Ближнего Востока); стату¬ этки животных; глиняные и ка¬ менные фишки (в том числе фишка с головой мужчины), которые, по-видимому, можно считать зародышем современ¬ ных шахмат; большое число кремневых, халцедоновых и костяных орудий, среди кото¬ рых имеются вкладыши жат¬ венных ножей, скребки, ножи для разделки туш животных, сверла, шилья, иглы, проколки. Обитатели этого древ¬ нейшего поселения уже имели собственную посуду: миски, ча¬ ши, корчаги, предназначенные для хранения припасов. Лепи¬ ли посуду от руки ленточным, способом, старательно загла¬ живая поверхность. Сосуды по большей части нерасписные, но встречались и расписные, стенки которых украшены пря¬ мыми вертикальными или скоб¬ чатыми линиями, нанесенными красновато-коричневой охрой. Жители Гадыми-депе за¬ нимались земледелием и ското¬ водством. На посевных участках выращивали пшеницу и ячмень; землю обрабатывали палками- копалками с насаженными ка¬ менными кольцами-утяжелите¬ лями;. урожай собирали крем¬ невыми жатвенными ножами, лезвия которых состояли из двух пластиночек, вставленных в деревянную оправу. Обра¬ ботка зерна производилась на крупных каменных зернотер¬ ках. Обитателям Гадыми-депе было уже знакомо примитив¬ ное ирригационное земледе¬ лие лиманного типа. Не менее важное значе¬ ние в их жизни имело ското¬ водство. Интересно, что жители
Новости науки 147 Гадыми-депе разводили глав¬ ным образом овец, в то время, как их соплеменники из других джейтунских поселков этого времени занимались выпасом коз. Не исключено, что живот- новодчество было придомным; лишь в суровое время года, когда не хватало корма, овец, по-видимому, выгоняли в горы, в районы альпийских лугов. Стадо уже охранялось собака¬ ми. И, судя по дошедшим до нас глиняным статуэткам со¬ бак, это была специально вы* веденная порода с обрезан¬ ными ушами и отрубленным хвостом, по типу напоминаю¬ щая современных азиатских ов¬ чарок. В свободное от земледе¬ лия и скотоводства время муж¬ чины Гадыми-депе занимались охотой на джейранов, муфло¬ нов, волков, лис и других жи¬ вотных. Женщины пополняли запасы пищи продуктами соби¬ рательства, которыми изобило¬ вали склоны Копетдага. Дальнейшее изучение джейтунской культуры, воз¬ можно, прольет свет на проб¬ лему локальных различий в хо¬ зяйстве и культуре земледель¬ цев южной Туркмении. О. Лоллекова Ленинградское отделение Институте археологии АЙ CGGP Палинология В моренах Памира обнаружена пыльца древних растений Обычно считается, что морены древних четвертичных оледенений не содержат пыль¬ цы и спор растений, так как они накапливались в суровых ледниковых и приледниковых условиях. Такое заключение, проверенное для рбластей покровного материкового оле¬ денения, априорно относилось и к моренам горных оледене¬ ний. Между тем в горах, даже в периоды максимального рас- простр1внения горно-долинных или полупокровных оледене¬ ний, обширные пространства хребтов могли покрываться растительностью, соседство¬ вавшей с массивами льда. Сле¬ довательно, горные морены должны содержать пыльцу и их спорово-пыльцевые спектры могут оказаться хорошим ин¬ дикатором растительно-кли- матических условий соответ¬ ствующих периодов и высотных зон. Для проверки этого предположения М. М. Пахо¬ мов, А. А. Никонов и Г. М. Шу¬ мова впервые провели спорово- пыльцевой анализ морен Пами¬ ра. Исследователи выбрали несколько опорных участков, где на одинаковой примерно высоте (~3800—4000 м над ур. м.) хорошо выделяются раз¬ новозрастные морены: поздне¬ плиоценового, ранне-, средне- и позднеплейстоценового оле¬ денений. Как оказалось, во всех моренах (хотя и не во всех образцах) пыльца сохра¬ няется в достаточном для ана¬ лиза количестве. Поэднеплиоценовая мо¬ рена содержит не только пыльцу березы и ольхи, но так¬ же широколиственных пород, таких как сумах, вяз, липа, орех, т. е. в ту эпоху произ¬ растала растительность, харак¬ терная для более холодных ус¬ ловий, чем последующее меж- ледниковье, но более теп¬ лых, чем современные. В моренах нижнечетвер¬ тичного оледенения пыльца древесных пород составляет только 2% против 40% в плио¬ ценовой морене; господствует же пыльца травянистых расте¬ ний — альпийского разнотравья и ксерофитов. По-видимому, древне¬ четвертичное похолодание бы¬ ло очень сильным, и пояс дре¬ весной растительности спустил¬ ся по крайней мере на 1000— 1500 м. Морена следующего древнечетвертичного оледене¬ ния содержит среди пыльцы древесных растений преимуще¬ ственно пыльцу хвойных де¬ ревьев, но само содержание пыльцы древесных растений в моренах этого возраста колеб¬ лется. Позднечетвертичная и голоценовая морены, как и современный спорово-пыльце- вой спектр Памира, практиче¬ ски пыльцы древесных расте¬ ний не содержат. Таким образом, чем древнее морена, тем флористи¬ чески богаче представлена в ней пыльца древесных расте¬ ний, подобно тому как это ра¬ нее было установлено для меж¬ ледниковых флор. Этим под¬ тверждается длительность и направленность процесса об¬ щей деградации лесов в горах Памира. Принципиально важной оказалась возможность стра¬ тиграфического расчленения разновозрастных морен путем их спорово-пыльцевого ана¬ лиза. «Доклады Академии наук СССР», 1978, т. 238, № 3, с. £70—673.
148 «Природа», 1978, № 6 У истоков астроархеологии Б. Н. Пановкин Москва Дж. Хокинс КРОМЕ СТОУНХЕНДЖА Дж. Хокинс. КРОМЕ СТОУНХЕНДЖА. Пер. с англ. П. Гурова. Под ред. А. Гурштейна. М., «Мир», 1977, 268 с. В 1973г. советский читатель познако¬ мился с книгой Дж. Хокинса и Дж. Уайта «Разгадка тайны Стоунхенджа», посвящен¬ ной известному древнему сооружению на территории Англии. Эту интереснейшую тему развивает и новая книга Дж. Хокинса. В яркой, живой форме здесь анализи¬ руется астрономическое значение различ¬ ных памятников древнейших культур и цивилизаций. Профессор Дж. Хокинс — представи¬ тель «точных» наук. По-видимому, именно это обстоятельство и сыграло важную роль в том, что он стал у истоков новой области знания — астроархеологии. Действительно, для того чтобы выделить из исторического материала крупицы рационального астро¬ номического знания, необходимо приме¬ нение строгих методов исследования. Следуя этим строгим методам, автор выступает перед нами как опровергатель эффектных, но легковесных сенсаций, ко¬ торые были связаны с «открытием» якобы необъяснимых астрономических достиже¬ ний древних людей. И происходит неожи¬ данное: оказывается, что серьезный науч¬ ный разговор об астроархеологии, сопро¬ вождаемый педантичным критическим анализом и математической проверкой, может быть очень занимательным, а на его фоне сенсационные выдумки блекнут и выглядят примитивными и просто анекдо¬ тическими. Нет смысла излагать содержание кни¬ ги — ее следует рекомендовать прочитать. Любитель истории найдет здесь окрашен¬ ные поэзией и юмором главы «путеше¬ ствий» по древним южноамериканским цивилизациям, Древнему Египту, встре¬ тится со знаменитым Фестским диском и с еще более старыми страницами исто¬ рии человеческой культуры. А читателю с «естественнонаучным» уклоном будет весьма любопытно познакомиться со строгим логическим языком астроархео¬ логии. Впрочем, может быть, и наоборот: ведь всегда интересно узнать что-то, ле¬ жащее далеко от твоей профессиональной деятельности. Хотя книга и называется «Кроме Стоунхенджа», значительная часть ее по¬ священа именно этому мегалитическому сооружению четырехтысячелетней дав¬ ности. В приложении, которое называется «Астроархеология», автор приводит как пример своей методики точные маТемати- ческие расчеты, которые были применены для проверки астрономического значе¬ ния Стоунхенджа.
У истоков астроархеологии 149 Исследования показали, что подоб¬ ные мегалитические «обсерватории» име¬ лись и в других местах Европы и Америки. Автор знакомит наг также с замечатель¬ ными астрономическими наблюдениями, которые проводились цивилизацией инков, уничтоженной испанскими колонизатора¬ ми. Приводятся интереснейшие астроар- хеологические данные в связи с культу¬ рой майя. Подробно рассматриваются зна¬ менитые ритуальные рисунки в перуанской пустыне Наска. Изучение с помощью ЭВМ сложной системы линий показало, что никакого «космического» значения они не имеют. Увлеченность Тура Хейердала идеей о связи различных культур древнего За¬ пада и Востока вдохновляют Дж. Хокинса на путешествие в Египет. В книге описы¬ ваются древнеегипетские храмы, в архи¬ тектуре которых автор также обнаружил астрономическую ориентировку. Напри¬ мер, знаменитый храм Амон-Ра ориенти¬ рован на точку восхода Солнца в день зимнего солнцестояния. Этот новый исто¬ рический факт подтверждает наши пред¬ ставления о системе религиозного миро¬ воззрения Древнего Египта. Но в конце концов об астрономи¬ ческих «увлечениях» древних цивилиза¬ ций мы знаем уже давно. Поэтому особый интерес представляют астроархеологи- ческие находки, относящиеся к еще более отдаленному периоду1 человеческой исто¬ рии. Дж. Хокинс рассказывает нам о на¬ скальных рисунках в пещерах Средиземно¬ морья, относящихся к ледниковому пе¬ риоду. Здесь найдены изображения с метками, служащими для отсчета лунных фаз. Выходит, что еще в VII—VIII тыс. до н. э. палеолитический человек создал постоянный лунный календарь. Наконец, о «предельно древней» находке, имеющей астроархеологическое значение. Близ деревни Гонцы на Украине обнаружен мамонтовый клык с зарубками, которыми, по-видимому, отмечались на¬ блюдения за фазами Луны в течение че¬ тырех месяцев. Возраст этой находки 12—17 тыс. лет. .Таким образом, в книге представ¬ лен богатый и интересный фактический материал, показывающий, что наблюдения за астрономическими явлениями играли большую роль в жизни человека с самых древних времен. Космос как часть среды, окружавшей человека, врывался в его мироощущение, давал пищу для его ума и фантазии. Настало, видимо, время сказать, что вдумчивый человек обнаружит в Krtwre кроме основного, фактографического слоя еще более глубокую проблематику. Неподготовленному читателю кажется невероятным, что за тысячелетия до но¬ вой ^ры человек уже был способен соз¬ давать мегалитические сооружения, позволявшие с большой точностью наблю¬ дать движения Солнца и Луны и предска¬ зывать наступление лунных и солнечных затмений. «Здравый смысл» скорее скло¬ нен согласиться с экзотическими гипоте¬ зами о «внеземных пришельцах», которые подарили нашим предкам астрономиче¬ ские знания. В чем тут дело? Ошибка «здравого смысла» заклю¬ чается в самодовольном убеждении, будто современный человек превосходит своих предков не только в научно-тех- ническом знании, но решительно во всем: и в природном интеллекте, и в любознательности и даже в простой рабо¬ тоспособности и наблюдательности. Эта точка. з'рения легко и убедительно опро¬ вергается, в частности, содержанием кни¬ ги Дж. Хокинса. Вообще говоря, применение таких терминов, как «астрономическая наука Древнего Египта» или «математическая наука Вавилона», некорректно. Жрецы Древнего Египта и Вавилона не проводили научных наблюдений. Тем не менее древ¬ ние люди располагали определенным за¬ пасом знаний, полученных не «научным» путем (т. е. не путем абстрактного моде¬ лирования, планируемого наблюдения й эксперимента), а накопленных в резуль¬ тате непосредственного жизненного опыта предшествующих поколений. Эта сово¬ купность знаний оказывается вплетенной в систему культуры соответствующего общества, в круг его религиозных пред¬ ставлений. Поэтому Дж. Хокинс с большой ос¬ торожностью относится к сопоставлению явлений древней материальной культуры по «прямому внешнему сходству» с не¬ которыми явлениями современной нам действительности, так как они могут иметь совершенно разное значение. Это только часть проблем, которые всплывают при чтении книги «Кроме Стоун¬ хенджа». Несомненным ее достоинством является сочетание глубины и занима¬ тельности. Удачный перевод позволил сохранить литературные достоинства ори¬ гинала. Остается еще раз посоветовать внимательно прочитать книгу Дж. Хокинса.
150 «Природа», 1970, № 6 Шимпанзе в лесах Псковской области Э, П. Фридман Кандидат биологических наук Сух уми ПОВЕДЕНИЕ АНТРОПОИДОВ В ПРИРОДНЫХ УСЛОВИЯХ л. А. Фирсов. ПОВЕДЕНИЕ АНТРОПОИ¬ ДОВ В ПРИРОДНЫХ УСЛОВИЯХ. Л., «Наука», 1977, 162 с. В первой четверти XX в. классиче¬ скими исследованиями Н. Н. Ладыгиной- Коте, Р. Йеркса и В. Келера было поло¬ жено начало изучению поведения шим¬ панзе в неволе. С 1960-х годов наступил расцвет приматологии, небывалый раз¬ мах приобрели экспериментальные иссле¬ дования, особенно медико-биологические. В одном 1974 г. было опубликовано свы¬ ше 5 тыс. работ по приматам, т. е. боль¬ ше, чем известно за всю историю от Ари¬ стотеля до второй мировой войны. Л. А. Фирсов — сотрудник Инсти¬ тута физиологии им. И. П. Павлова АН СССР (Ленинград, Колтуши) — около 30 лет изучает поведение обезьян. Он возглавляет лабораторию, научные осно¬ вы которой заложил И. П. Павлов, и счи¬ тает себя продолжателем его школы. Но необходимо сразу же сказать, что Л. А. Фирсов следует теми из указанных И. П. Павловым путей, которые оказались к настоящему времени наименее прото¬ ренными. Вспоминая наблюдения И.’ П. Павлова над шимпанзе Розой и Рафаэлем, проведенные в 30-х годах в Колтушах, Л. А. Фирсов обращает внимание читате¬ лей на некоторые почти забытые слова своего знаменитого предшественника. Так, И. П. Павлов пришел к заключению, что антропоиды способны фиксировать причинно-следственные связи, и утверж¬ дал, что в рамках теории условных реф¬ лексов невозможно объяснить всю слож¬ ность поведения высших обезьян. После длительных наблюдений над шимпанзе в неволе Л. А. Фирсов решил поставить эксперимент, поначалу казавший¬ ся весьма рискованным. Летом 1972 г. он впервые вывез своих питомцев на безлюд¬ ный озерный остров Псковской области. Высказывалось много опасений относитель¬ но того, смогут ли шимпанзе — уроженцы Африки, содержавшиеся в «тепличных» ла¬ бораторных условиях, приспособиться к вольной жизни в северных широтах. Но опасения оказались напрасными. Животные быстро освоились с новым способом су¬ ществования, и исследователи получили прекрасную возможность изучать их в при¬ родных условиях. Эксперимент проводился каждое лето с 1972 по 1976 г. Наблюдения велись над тремя — пятью шимпанзе воз¬ растом от 2,5 до 7 лет. В работе участ¬ вовали физиологи, ботаник, метеоролог, математик и группа кинематографистов. Многие, по-видимому, знакомы с этим экспериментом по кинофильмам «Обезья¬
Шимпанзе в лесах Псковской области 151 ний остров», «Косматые робинэоны» и др., и, следовательно, имеют представ¬ ление о материале, который лег в ос¬ нову рецензируемой книги. Книгу редактировал и снабдил пре¬ дисловием известный физиолог В. Н. Чер¬ ниговский. В нее включена глава Ю. И. Левковича «Кинодокументация, киноис¬ следования и научные фильмы», очерк Г. Г. Корниенко, где сравниваются метео¬ рологические условия района Псковской области, куда вывозили шимпанзе, и рай¬ она Гомбе-Стрим (Африка), где изучала шимпанзе американская исследовательни¬ ца Дж. Лавик-Гудолл. Кроме того, в книге содержится сводка Л. В. Кузьминой о пи¬ тании шимпанзе в природных условиях Псковской области. Из рецензируемой книги мы узнаем немало удивительных подробностей об антропоидах. Так, например, установлено около 15 сортов ядовитых растений, ко¬ торые шимпанзе не употребляют в пищу; обезьяны не притрагиваются к этой зеле¬ ни даже в тех случаях, когда им специаль¬ но ее подбрасывают. Каким образом ант¬ ропоид получает информацию об отраве, остается пока загадкой. Значительное место уделено описа¬ нию медицинского контроля над здоровь¬ ем шимпанзе. Читатель получает сведения об уходе за антропоидами вообще и, в частности, в условиях вольного содержа¬ ния их на острове. Л. А. Фирсов отмечает важные функциональные перестройки в поведении обезьян после переселения их из привычной обстановки лаборатории в природную среду (а затем обратно). Группу этих физиологических сдвигов он называет комплексом реабитуации. Один из основных разделов книги — «Стадное поведение шимпанзе в приро¬ де». Здесь много тонких наблюдений, ко¬ торые автор иногда сопоставляет с дан¬ ными Дж. Лавик-Гудолл. В частности, Л. А. Фирсов приходит к заключению (оно согласуется с результатами других авторов), что борьба за главенствующее положение в сообществе происходит у шимпанзе без излишней драматичности. «Многие тысячелетия, ушедшие на фор¬ мирование этих видов обезьян,— пишет автор,— привели к выработке своеобраз¬ ной «биологической мудрости», позволяю¬ щей каждой особи довольно быстро и безошибочно найти свое место в сооб¬ ществе себе подобных» (с. 56). После глав, описывающих естествен¬ ное поведение шимпанзе, 'следуют раз¬ делы, посвященные экспериментальным работам автора. Особое внимание уде¬ ляется описанию опытов по изучению раз¬ ных видов памяти (в 1972 г. Л. А. Фирсов выпустил монографию «Память у антро¬ поидов — физиологический анализ»). Автором рецензируемой книги на¬ коплен богатый фактический материал по использованию антропоидами камней, палок и других предметов в качестве орудий; рассказ об этом воспринимается с захватывающим интересом. То же самое следует сказать о страницах, посвящен¬ ных различным формам сложного пластич¬ ного (рассудочного) поведения шимпанзе. Весьма любопытен описанный авто¬ ром опыт, в котором шимпанзе, обучен¬ ный на примере геометрических . фигур решать задачу «выбор предмета по образ¬ цу», -без промедления вынимает из буке¬ та различных полевых цветов тот, который подобен показанному ранее в качестве образца. Л. А. Фирсов отмечает в другом случае, что, отправляясь на поиски палки, необходимой для того, чтобы достать лакомство из защелкивающегося ящика, шимпанзе уже располагает определенным планом действия: он ищет не любую палку, а палку определенной длины и тол¬ щины. Анализируя подобные факты, ав¬ тор книги приходит к выводу, что шимпан¬ зе могут обобщать свойства окружающих предметов. «Более того,— говорится в книге,— шимпанзе способен обобщить множества предметов по определенным подклассам, а последние свести в классы» (с. 145). Степень обобщения, на которую способны шимпанзе, автор называет до- вербальным (дословесным) понятием. Это весьма принципиальный вывод. Заключая рецензию, надо сказать, что перед нами оригинальный, интересный новыми данными труд о поведении бли¬ жайшего родственника человека. Книга вносит также значительный вклад в проб¬ лему адаптации, содержания и разведе¬ ния шимпанзе. Она заинтересует и фи¬ зиологов, и психологов, и специалистов из приматологических центров. Научная ценность описанного экс¬ перимента несомненна. Отметим еще и незаурядный «практический» итог: после экспедиции летом 1976 г., когда на ост¬ ров были вывезены четыре шимпанзе, две самки с интервалом в один месяц родили великолепную пару детенышей. Размножение шимпанзе в неволе — боль¬ шая редкость. К этому надо прибавить, что Колтуши — самая северная точка ми¬ ра, где когда-либо рождались человеко¬ образные обезьяны.
152 «Природа», 1978, N9 6 Значительный вклад в изучение структуры Земли К. Б. Сеславинский Кандидат геолого-минералогических наук Мос ква РАЗЛОМЫ И ГОРИЗОНТАЛЬНЫЕ ДВИЖЕНИЯ ПЛАТФОРМЕННЫХ ОБЛАСТЕЙ СССР Разломы и горизонтальные движения плат¬ форменных областей СССР. Ред. А. В. Пейве, Н. А. Беляевский, А. И. Суворов. М., «Наука», 1977, 144 с. РАЗЛОМЫ И ГОРИЗОНТАЛЬНЫЕ ДВИЖЕНИЯ ГОРНЫХ СООРУЖЕНИЙ СССР. Ред. А. В. Пей- ве, Н. А. Беляевский, А. И. Суворов, В. А. Ун- ксов. М., «Наука», 1977, 136 с. Признаки современных вертикаль¬ ных движений на поверхности Земли до¬ статочно очевидны и были подмечены тысячи лет назад. Много позднее есте¬ ствоиспытатели обратили внимание на случаи «торцового» соприкосновения раз¬ нородных комплексов осадочных пород и выделили разломы, сначала поверхно¬ стные, затрагивающие лишь верхние го¬ ризонты земной коры, затем глубинные, проникающие до мантии Земли. Однако современные горизонтальные движения почти недоступны непосредственным на¬ блюдениям, и, вероятно, поэтому следы таких движений — шарьяжи (крупные по¬ логие надвиги) и сдвиги с достоверно установленным перемещением пластин и блоков горных масс — удалось выявить только в последней четверти прошлого века. Тогда и зародился спор о том, какие
Значительный вклад в изучение структуры Земли 153 движения — горизонтальные или верти- кальные — преобладают в пределах кон¬ тинентов. Борьба идей происходила с пере¬ менным успехом, но для последних 15— 20 лет характерно очень бурное развитие представлений о примате горизонтальных перемещений. Их амплитуда, судя по геологическим фактам, на порядок боль¬ ше размеров вертикальных перемеще¬ ний — это прямое свидетельство ведущей роли горизонтальных усилий в образо¬ вании структур. За последние годы расши¬ рились знания о кинематических типах и разновидностях горизонтальных переме¬ щений по разломам, об их эволюции в связи с преобразованиями земной коры материков и океанов, о пространственных взаимоотношениях и периодах наиболее активного проявления. Весь этот материал (по территории СССР) систематизирован и обобщен в виде двух книг «Разломы и горизонтальные движения платформен¬ ных областей СССР», изданных в 1977 г. Эти книги, созданные ведущими советскими специалистами, составляют практически единый капитальных труд, отражающий современный уровень зна¬ ний о всех наиболее крупных разломах на территории СССР и некоторых сопре¬ дельных стран. Книгу «Разломы и гори¬ зонтальные движения платформенных областей СССР» открывает глава, посвя¬ щенная общим вопросам разломной тектоники. Затем идет рассказ о разло¬ мах Восточно-Европейской и Сибирской древних (докембрийских) платформ, ко¬ торый сменяется описанием горизонталь¬ ных перемещений в пределах Туранской и Западно-Сибирской плит. Вторая книга «Разломы и горизон¬ тальные движения горных сооружений СССР» непосредственно продолжает и дополняет первую. В ней последователь¬ но рассматриваются области палеозойской, мезозойской и кайнозойской складчатости. В заключительной главе по материалам обеих книг охарактеризованы некоторые общие закономерности горизонтальных движений на территории СССР в целом. Эти выводы подытоживают первые этапы работы, предпринятой группой исследо¬ вателей в безусловно перспективном и новом направлении. К последним наиболее важным достижениям, отраженным в этих книгах, можно отнести открытие структур, ука¬ зывающих на участие в горизонтальных перемещениях фрагментов мантии Земли, выявление сложных условий залегания офиолитов (обычно в виде шарьяжных пластин), указания на, вероятно, текто¬ ническую природу кимберлитов — своеоб¬ разной смеси глубинных пород, сформи¬ ровавшейся в подошве континентов в периоды дрейфа, и некоторые другие, также раскрывающие разные стороны проблемы горизонтальных движений. Анализ распространенности следов крупных латеральных перемещений на территории платформ и горных сооруже¬ ний СССР показал прежде всего их повсеместность. Если раньше их замеча¬ ли в основном в горноскладчатых об¬ ластях, то сейчас большое количество сдвигов и надвигов выявлено и в преде¬ лах платформ (Восточно-Европейской и Сибирской), а также на Западно-Сибир¬ ской и Туранской плитах. Величина сдви¬ гов часто составляет десятки километров, несколько меньше масштабы перемеще¬ ний по надвигам. В областях палеозойской складчатости (Урал, Центральный Ка¬ захстан, Тянь-Шань, Саяны) следы гори¬ зонтальных перемещений намного более многочисленны и внушительны по разме¬ рам. Ряд шарьяжей и сдвигов достигает 1$0—200 км. Известны здесь и раздви- говые структуры. Такие же размеры от¬ мечаются в аналогичных структурах в областях мезозойской и кайнозойской складчатостей. Сохранение одних и тех же поряд¬ ков величин горизонтальных перемеще¬ ний в тектонических, областях разного возраста указывает, очевидно, на единство причин, их вызывающих. Другой важный вывод, следующий из сопоставления раз¬ меров основных типов перемещений,— взаимосвязанность и взаимообусловлен¬ ность сдвигов, надвигов и раздвигов. Анализ проявлений горизонтальных движений во времени выявил в геологи¬ ческой истории периоды сжатия и растя¬ жения, охватывавшие те или другие районы СССР. Но ни один, ни другой процесс никогда не распространялся сразу на всю территорию. Обычно сжатие и растяжение проявлялись в разных местах одновременно, как бы компенсируя друг друга. Однако масштабы каждого из этих процессов не были строго равнозначны, и некоторые периоды геологической ис¬ тории характеризовались преобладанием растяжений (ранний палеозой), а другие — наоборот, сжатий (кайнозой). Подобные периоды хорошо согласуются с крупны¬ ми тектоническими циклами, выделенны¬ ми ранее по другим геологическим признакам.
154 К. Б. Сеславинский Наиболее сложным во всем этом круге проблем продолжает оставаться вопрос происхождения напряжений, вы¬ зывающих горизонтальные перемещения. По концепции «новой глобальной текто¬ ники», главная причина здесь в подвиж¬ ности континентальных блоков. Однако выявленные на территории СССР факти¬ ческие масштабы перемещений значитель¬ но уступают тем, которые предполагают¬ ся этой концепцией. Кроме того, они со¬ вершенно иначе распределяются по глубине. По-видимому, латеральные дви¬ жения вызываются не одной, а несколь¬ кими причинами, в числе которых и фи¬ зико-химические превращения в глубоких горизонтах Земли, гравитационные и другие факторы. Первая крупная отечественная публи¬ кация о горизонтальных движениях — кни¬ га «Разломы и горизонтальные движения земной коры» — была подготовлена со¬ трудниками Геологического института АН СССР во главе с А. В. Пейве и изда¬ на в 1963 г. С тех пор прошло 15 лет, и сравнение той работы с рассматривае¬ мыми здесь новыми изданиями выявляет громадный прогресс а этом актуальном и перспективном научном направлении. Круг исследователей расширился, объек¬ тами изучения стали все районы СССР, независимо от их геологического возраста и современного строения, и результаты исследований, как уже говорилось, оказа¬ лись очень значительными. Конечно, изложенные в книгах ма¬ териалы нельзя считать исчерпывающими. Некоторые из них, безусловно, имеют дискуссионный характер, поскольку иног¬ да анализируются территории, недоступ¬ ные непосредственным наблюдениям. Но важно, что в книгах впервые достаточно подробно освещены и систематизированы столь многочисленные данные. Таким образом, коллективный труд о разломах и горизонтальных движениях отражает завершение крупного этапа научных исследований, в нем решен ряд крупнейших проблем и поставлены новые задачи в изучении закономерностей тек¬ тонической эволюции и современной структуры как территории СССР, так и планеты в целом. НОВЫЕ КНИГИ Фи зика И. В. Курчатов. ЯДЕРНУЮ ЭНЕРГИЮ —НА БЛАГО ЧЕ¬ ЛОВЕЧЕСТВА. М., Атомиздат, 1978, 392 с./ц. 3 р. 50 к. К 75-летию со дня рож¬ дения Игоря Васильевича Кур¬ чатова Атомиздат выпустил сборник его трудов с предис¬ ловием И. К. Кикоина. В сбор¬ ник включены статьи и докла¬ ды по ядерной физике и энер¬ гетике, относящиеся к 1935— 1961 гг. Читатель получил воз¬ можность ознакомиться с боль¬ шим циклом работ выдающего¬ ся советского ученого по нейт¬ ронной физике, опубликован¬ ных в 1935 —1938 гг., со ста¬ тьями по делению тяжелых ядер (1941) и ядерной изоме¬ рии (1947). В сборник вошли лекции и доклады И. В. Кур¬ чатова, посвященные пробле¬ мам мирного использования атомной энергии и управляе¬ мым термоядерным реакци¬ ям, в частности знаменитые доклады, прочитанные в Анг- лий в 1956 г. и сыгравшие исто¬ рическую роль в деле разряд¬ ки международной напряжен¬ ности. В. книге помещены также речи И. В. Курчатова на XX и XXI съездах КПСС и на сессии Верховного Совета СССР в 1960 г. Сборник заключает не¬ законченный текст доклада об управляемых термоядерных реакциях, который И. В. Кур¬ чатов намеревался прочитать во Франции в марте 1960 г. Книга содержит указатель опубликованных работ И. В. Курчатова. Издание хоро¬ шо иллюстрировано. Фи зика П. Эткинс. КВАНТЫ. Справоч¬ ник концепций. Пер. с англ. Е. Л. Ядровского. Под ред. Е. Л. Розенберга. М., «Мир», 1977, 496 с., ц. 1 р. 90 к. Появление настоящей книги продиктовано стремле¬ нием приблизить свод совре¬ менных квантовомеханических принципов и методов к запро¬ сам химика-практика. Справоч¬ ник, представляющий собой
Новые книги 155 первую попытку подобного ро¬ да, содержит около 200 очер¬ ков, посвященных ключевым понятиям атомной и квантовой теории. Четко излагая физиче¬ ский смысл рассматриваемых вопросов и давая им простую и наглядную интерпретацию, ав¬ тор вложил в каждый раздел много полезной информации. Особую роль играют упражне¬ ния, помещенные в конце каж¬ дого раздела: они должны на¬ учить читателя-химика исполь¬ зовать полученные знания. Астрономия А. Бок, П. Бок. МЛЕЧНЫЙ ПУТЬ. Пер. с англ. И. Е. Рах- лина. Под ред. Ю. Н. Ефремова. М., «Мир», 1978, 296 с., ц. 2 р. 70 к. Отчетливо различимый в ясную безлунную ночь в виде туманной полосы, пересекаю¬ щей небосвод, Млечный Путь представляет собой гигантскую систему звезд, Галактику, к ко¬ торой принадлежит и наше Солнце. Данная книга, написан¬ ная видными американскими астрономами, специалистами по структуре Галактики Бартом Боком и его женой Присцил¬ лой Бок, уже давно завоевала авторитет среди специалистов и любителей астрономии (пере¬ вод выполнен с 4-го амери¬ канского издания). Авторы рас¬ сказывают об истории и мето¬ дах изучения Млечного Пути, о населяющих его астрономи¬ ческих объектах: больших и малых звездах, светлых и тем¬ ных туманностях, звездных скоплениях, облаках космиче¬ ского газа и пыли и т. д. Боль¬ шое внимание уделено строе¬ нию и эволюции Галактики. Книга написана эмоционально и образно, прекрасно иллюстри¬ рована. Химия К. Зоммер. АККУМУЛЯТОР ЗНАНИЙ ПО ХИМИИ. Пер. с нем. П. Б. Терентьева. Под ред. В. М. Потапова. М., «Мир», 1977, 294 с., ц. 1 р. 10 к. Книга относится к учеб¬ ным пособиям нового типа, получившим распространение в ГДР. Это краткий конспект- справочник. Здесь в сжатой форме излагаются основные сведения по химии: ее поня¬ тия, строение вещества, перио¬ дическая система элементов, неорганические и органиче¬ ские соединения, химические эксперименты, главные хими¬ ческие производства. Приво¬ дятся важнейшие величины и константы, которые могут по¬ требоваться для химических, расчетов. Достоинства справоч¬ ника определяются краткостью текста, выразительностью пода¬ чи и удачной компоновкой ма¬ териала, присутствием пере* крестных ссылок. Это дает возможность быстро находить нужные сведения. В приложе¬ нии содержится таблица элект¬ ронных конфигураций атомов в основном состоянии и данные о важнейших исследованиях и открытиях в области химии. Издание снабжено предметным указателем. Биофизика Л. А. Блюменфельд. ПРОБЛЕ¬ МЫ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ФИЗИ¬ КИ. 2-е изд., испр. и доп. М., «Наука», сер. «Физика жиз¬ ненных процессов», 1977, 336 с., ц. 1 р. 40 к. Книга представляет со¬ бой достаточно строгое изло¬ жение основ современной био¬ физики. Автор сформулировал ряд общих физических проб¬ лем, с которыми сталкивается ученый при исследовании био¬ логических явлений. Это вопросы упорядо¬ ченности биологических струк¬ тур, связь неравновесной тер¬ модинамики с биологической физикой, конформационные и конфигурационные измене¬ ния биополимеров, физика ферментативного анализа, фи¬ зика электронного переноса в биологических системах, фи¬ зика трансформации и аккуму¬ ляции энергии в клетках и др. В основу книги положена ин¬ терпретация биологических систем как машин, обладающих выделенными степенями свобо¬ ды и способных использовать внутреннюю энергию для со¬ вершения полезной работы, а параллельно создавать осмыс¬ ленную упорядоченность — информацию. В качестве при¬ меров, иллюстрирующих физи¬ ческие принципы подхода к ре¬ шению фундаментальных био¬ физических проблем, рассмот¬ рены такие процессы, как фо¬ тосинтез, тканевое дыхание, мышечное сокращение и т. д. Биология Н. Тинберген. ПОВЕДЕНИЕ ЖИ¬ ВОТНЫХ. Пер. с англ. О. Орло¬ ва и Е. Панова. Предисл. К. Э. Фабри. М., «Мир», 1978, 192 с., ц. 3 р. 50 к. Н. Тинберген — голланд¬ ский этолог (специалист по по¬ ведению животных), лауреат Нобелевской премии, известен всему миру благодаря своим научным исследованиям и по¬ пулярным книгам. Сокращен¬ ный вариант настоящей книги уже был опубликован на рус¬ ском языке в 1969 г. По срав¬ нению с ним настоящее изда¬ ние существенно дополнено и переработано. Читатель поз¬ накомится здесь с историей науки о поведении животных, с ее основными достижениями, новейшими концепциями. Кни¬ га иллюстрирована фотогра¬ фиями и рисунками, показы¬ вающими фазы описываемого механизма поведения. Она из¬ дана в той же серии больше-' форматных красочных книг о природе, в которой на протя¬ жении последних лет выходили «Популярная экология», «В ми¬ ре растений», «Птицы», «Мле¬ копитающие» и др. Г еология М. Дж. Брэдшоу. СОВРЕМЕН¬ НАЯ ГЕОЛОГИЯ. Пер. с а«гл. В. 3. Махлина и Ю. Р. Ткачева. Л., «Недра», 1977, 280 с., ц. 1 р. Автор книги, видный английский геолог и педагог, стремился дать широкому чи¬ тателю возможность позна¬ комиться с кратким, популяр¬ ным, но вместе с тем доста¬ точно . строгим изложением
156 Новые книги основ современной геологии. В книге дана общая характе¬ ристика Земли как планеты; рассмотрены современные геологические процессы, дей¬ ствующие на поверхности Зем¬ ли (такие как климат, ветер, оползни, текучие и подземные воды, лед и т. д.), и результат их действия — горные породы и слагаемые ими структуры. С единой точки зрения, це¬ лостно и последовательно рас¬ смотрено общее строение, про¬ исхождение и развитие Земли. Кроме того, автор знакомит читателя с основными принци¬ пами и методами геологических исследований. Г еограф ия С. В. Мараков. ЗАГАДОЧНЫЙ МИР ОСТРОВОВ. М., «Мысль», сер. «Рассказы о природе», 1977, 125 с., ц. 53 к. Основу книги составляют путевые впечатления и'научные наблюдения автора. С. В. Ма¬ раков пишет о разнообразии островов Мирового океана — о причудливом очертании их берегов, особенностях клима¬ та, животного и растительного мира, своеобразии биоценозов. Самое большое внимание уде¬ лено животному миру Коман¬ дорских, Курильских и других дальневосточных островов. Из книги можно узнать много интересного о поведении коти¬ ков, каланов, голубых песцов, о пестром «населении» птичьих базаров. Значительное место занимают в книге вопросы ох¬ раны природы и рационального природопользования. Географи я Л. С. Гоаоруха. АНТАРКТИЧЕ¬ СКОЕ ОЖЕРЕЛЬЕ. Л., Гидроме- теоиздат, 1977, 103 с., ц. 35 к. Южные Шетландские острова, обрамляющие Антарк¬ тический полуостров, привлека¬ ют внимание ученых разных специальностей — геофизи¬ ков, гляциологов, геологов, биологов, гидрологов, метеоро¬ логов. Здесь находятся науч¬ ные станции СССР, США, Анг¬ лии, Аргентины, Чили. В 1969— 1971 гг. Л. С. Говоруха принимал участие в работе двух экспеди¬ ций на Южном Шетландском архипелаге, сначала 15-й Совет¬ ской антарктической, а затем Международной вулканологи¬ ческой, изучавшей остров-вул- кан Десепшен. Свои наблюде¬ ния и впечатления автор изло¬ жил в данной книге. История науки Т. J. Trenn. THE SELF¬ SPLITTING ATOM. The histo¬ ry of Rutherford—Soddy collaboration. L., Taylor and Francis L d. 1977, 176 p. В центре внимания ав¬ тора находятся события 1901—1902 гг., когда физик Эрнест Резерфорд и химик Фредерик Содди, будучи совсем молодыми, объединили свои усилия для изучения свойств радиоактивных ве¬ ществ и установили самопроиз¬ вольную делимость и превра¬ щаемость атомов различных элементов., Именно за это исследо¬ вание Резерфорд получил в 1908 г. Нобелевскую премию по химии. В мировой историко¬ научной литературе книга Т. Дж. Трена «Самораспад атома» представляет собой редкий опыт монографическо¬ го исследования, посвященного сотрудничеству двух выдаю¬ щихся ученых. В книге рассказывается о юности, учебе и первых научных работах Резерфорда и Содди; освещается состоя¬ ние учения о радиоактивности к моменту их сотрудничества; проанализированы их экспери¬ менты с эманацией тория, при¬ ведшие к открытию нового радиоэлемента тория-Х; про¬ слежен постепенный подход к идее самопроизвольного рас¬ пада атома и все стадии раз¬ работки основ теории радио¬ активного распада. Издание иллюстрировано редкими фо¬ тографиями пионеров-исследо- вателей явления радиоактив¬ ности. Предисловие к книге написал Н. Фезер, ученик и сотрудник Резерфорда в 1930-х годах. История науки В. А. Крицман, Г. В. Быков. ГЕРМАН КОПП. 1817—1892. Отв. ред. С. А. Погодин. М., «Наука», Научно-биогр. сер., 1978, 160 с., ц. 50 к. Немецкий химик Г. Копп был разносторонним исследо¬ вателем, одним из основате¬ лей физической химии, исто¬ риком химии, талантливым популяризатором, редактором одного из ведущих химических журналов. В первой главе книги прослеживаются основные этапы жизненного пути Коппа. Вторая посвящена его физи- ко-химическим исследованиям удельных теплоемкостей, то¬ чек кипения, удельных объе¬ мов, двойных систем и др. В третьей главе анализируются фундаментальные работы Коп¬ па по истории химии и их влия¬ ние на историков химии XIX и XX вв. В заключение приведен полный библиографический указатель его трудов. Справочники НАУКА СЕГОДНЯ. Ежегодный справочник лектора. Вып. 5. М., «Знание», 1977, 318 с., ц. 45 к. Справочником, адресо¬ ванным лекторам и пропаган¬ дистам, безусловно, может вос¬ пользоваться и самый широкий круг читателей — все, кого ин¬ тересует развитие современной научно-технической революции. В трех основных разде¬ лах ежегодника — «Наука: клю¬ чевые проблемы развития», «Научные исследования, пре¬ мии ученым» и «Издательство «Знание» — лектору о нау¬ ке» — читатели найдут краткую информацию об основных до¬ стижениях ведущих областей науки за 1976 г. Кроме того, материалы сборника знакомят с открытиями «'переднего края науки», которые уже сегодня находят применение в народ¬ ном хозяйстве, а также с раз¬ витием научных и технических связей между социалистически¬ ми странами.
«Природе», 1978, N9 6 1J7 В КОНЦЕ НОМЕРА Vr Геопоэма Е. А. Радкевич Член-корреспондент АН СССР Рисунки М. Златковского. 1. КОСМОС Из сонма звезд нам Солнце мило — Оно нам Землю подарило. Однажды в шутке как-то Космос Сорвал у Солнца пряди-космы И завертел. Был в том вращенье Залог великих превращений. Обрывки Солнца вились близко В огромном раскаленном диске. Там электроны и протоны — Фрагменты будущей Земли,— Законов химии не тронув, Еще друг друга не нашли. Потом слилися в общем танце Начала всех земных субстанций. Так в жгучем облаке крылатом Впервые зародился атом. 4 Согласны все, наверно, с тем мы — Он слепок с Солнечной системы: Верны орбите электроны, Вращаются вокруг протонов. С орбиты, впрочем, можно сбить их — И в том залог больших событий: Наверно, с этого момента Был старт рожденья элементов. Неслись вкруг Солнца тучи пыли (В них метеоры также были) И в этом заданном движенье Сближались в силу притяженья. Сгущенья их в безмерной дали Тогда планет начало дали. Так это было или нет — Спросите у самих планет. Вокруг планет в одном движенье Рать метеоров близко вилась. И вот в подобном окруженье На свете и Земля явилась. Но падал метеоров рой, И стал он первою корой. И только спутница Луна Себе осталася верна. Но не могла с Землей расстаться. В Земле же в силу гравитации Ее тяжелые частицы К ядру стремились опуститься, Ну а полегче — те легли У внешней скорлупы Земли. Так, шар земной готов и сплочен Созданьем первых оболочек.
158 Е. А. Радкевич От апогея к перигею, Верна законам притяженья, Вкруг Солнца совершала Гея Свой путь извечного движенья. Был свет безмерен и велик, Печален был холодный лик Протоземли. В молчанье стынет Поверхность ледяной пустыни. 2. ПЛУТОН Но тут явился царь Плутон, И Землю начал плавить он, Предвосхитив начало ада Радиоактивного распада. Теперь — куда ни кинешь взор - Лишь отсвет лавовых озер И отблеск всполохов кровавых Над яркой раскаленной лавой. Плутон на выдумки здоров — Создал базальтовый покров. Его заслуги я не скрою: Он Землю наделил корою И постепенно, между делом, В базальта плащ ее одел он. Но меркла и Плутона слава, Как только застывала лава. Уже не тот багряный тон, Что так любил сам царь Плутон. Земля и та же и не та — Везде базальта чернота. Чернеет кратеров оскал В базальтовых обрывах скал. Красиво так — но мрачно все же И на пейзаж Луны похоже. И недоволен царь Плутон. Базальта слой ломает он. Привел Плутон кору в движенье И возродил в ней изверженья: По трещинам вулканов ряд, Все лаву новую творят. Но снова лава быстро стынет, И мрачен вид земной пустыни. Плутону был конец не сразу, Из лавы подымались газы, И над Землей носились тучи Сплошною пеленой летучей. И сквозь покровы плотных туч Не пробивался Солнца луч, Лишь резкой молнии узоры Порою освещали горы.
Г еопо эма 3. НЕПТУН Из тучи брызнула вода — Плутону был конец тогда. Его сменяет царь Нептун, Большой делец и хлопотун. Он сделал воду из тумана, Создал моря и океаны И дал без лишней проволочки Нам гидросферы оболочку. Махнет рукой — грохочут грозы, И шлет Плутону он угрозы: Теперь, Плутон, добра не жди — Зальют огонь мои дожди! Обиделся тогда Плутон, И в недра погрузился он, Но не смирился — тяжко дышит И Землю над собой колышет. Ну а Нептун, почуяв власть, На радостях резвился всласть. Он Землю заливал водою, Тряся седою бородою. Трезубцем стукнет он сурово — И ливень разразится снова. Казалось бы, довольно сырости? Она ж нужна, чтоб жизни вырасти! Веленьем прихоти капризной Нептун нам дал начало жизни, Что родилась средь океана Под кровом теплого тумана. Сквозь тучи в редкие оконца На океан светило Солнце, И были Солнышка лучи Животворяще горячи. 4. ЖИЗНЬ От одноклеточной бактерии И до рожденья человека Миллиарды лет нужны материи, Менявшейся от века к веку. Витки развитья кверху вьются В едином ходе эволюции. Все совершеннее витки, Но были в них и тупики — В движенье общем по спирали Иные роды вымирали, Другие подымались выше Под благодатной неба крышей. Ведь знает каждый пионер: Адам и Ева — это враки! До человека, например, Задолго народились раки! 159 Так, рака панцирный скелет Лежит уж полмиллиарда лет.
160 Изящно скроен, крепко сбит Тот рак — кембрийский трилобит. Но чтоб ему на свет родиться, Пришлось немало потрудиться Природе-матери, и вот — На свет явился раков род. А наш ровесник, черный рак, Он, видно, вовсе не дурак. В таком родстве большом, богатом Он мнит себя аристократом. Гордится (случай сей не редок!), Что древен род и знатен предок. Вот он и пятится назад, Тараща круглые глаза. Ему дойти до той поры бы!.. А вот в силуре были рыбы. Уже в девоне, как ни странно, На свете жили тараканы. Хитры, увертливы, быстры — Они живут до сей поры. При этой стойкости железной Бороться с ними бесполезно. Лесами знаменит карбон, В подарок уголь выдал он: Стволы легли в болота туго Из них потом родился уголь. Порядок заданный нарушив, Выходит жизнь уже на сушу. Но странный земноводных вид Еще о море говорит. Как страшен в воздухе парящий Неповторимый птица-ящер. Такое может лишь присниться — Чешуекрылый ящер-птица. Там бронтозавр хвостом громадным Глубокий пропахал овраг, Но этот ящер — травоядный, И он зверью совсем не враг. Громада — головой до неба — Ты топал, чешуей звеня. Е. А. Радкевич А может, если бы ты не был, Тогда бы не было меня? И ты, огромный странный ящер, Быть может, мой далекий пращур? Признаться в этом так же странно, Как знать, что бабка — обезьяна. Вот ящерка — юрка, быстра. Она, быть можёт, мне сестра, Миллионоюродная. Впрочем, Меня родство то не порочит — Ведь мало видим в том изъян, Что род ведем от обезьян! Мы все Земли единой дети, Живем на этом белом свете. Я дочь Земли — ее я зовам внемлю. Ловлю тебя, животворящий Солнца свет. О люди, берегите Землю — Неповторимую среди планет! Художник П. Г. АБЕЛИН Художественные редакторы: Л. М. БОЯРСКАЯ, Д. И. СКЛЯР Корректоры: Т. М. АФОНИНА, Т. Д. МИРЛИС Адрес редакции 117049 Москва, В-49, Мароновский пер., 26. Тел. 237-50-30, 237-22г97. Сдано в набор 1.04.76 Подписано к печати 10.05.76. Т-09223. Формат бумаги 70x100 1/16. Офсет Усл.-печ. л. 13,0. Уч.-изд. л. 17,4 Бум. л. 5 Тираж 65 000 экз. Зак. 792. Чеховский полиграфический комбинат Союзполиграфпрома при Государственном комитете Совета Министров СССР по делам издательств, полиграфии. и книжной торговли, г. Чехов Московской области.
В следующем номере Ледовая разведка — важная составляющая поиска новы* высокоширотных трасс Северного морского пути. А. Ф. Трешников, В. Е. Бородачев, И. П. Ро¬ манов. Разведка льда. Один из выдающихся натуралистов XX в. Владимир Николаевич Сукачев известен всему миру как осново¬ положник научных школ в области фитоценологии, биогеоценологии, лесоведения, болотоведения. Е. М. Лавренко. Основные направления научной деятельности В. Н. Сукачева. А. А. Корчагин. В. Н. Сукачев как педагог и организатор научной школы. Усилия вирусологов направлены сейчас на выяснение молекулярных механизмов канцерогене¬ за. Сегодня уже раскрыта генетическая структура опухолеродных вирусов и доказано, что злокачест¬ венное перерождение нормальных клеток связано с продуктами одного из четырех генов вируса. Л. Л. Киселев. Молекулярная биология опухо¬ леродных вирусов. В последние годы получены интересные сведения об эмбриологии и экологии древнейших моллюсков — наутилусов в результате наблюдений за ними в аквариуме. К. Н. Несис. Наутилус в аквариуме. Соленосные осадки накапливались в различного ти¬ па морских бассейнах, которые не являлись лагуна¬ ми и превосходили их по площади в десятки и сотни раз. А. Л. Яншин. Как образуются залежи соли?