природа
Основан в 1912 годуриродаЕжемесячный
популярный
естественно¬
научный журнал
Академии наук
СССРЛ4966Anpe.ibИздательство«Наука»МоскваЭти амфоры-близнецы да¬
тируются IV веком до в. э.
Они обнаружены при раскоп¬
ках Ольвии.К статье Л. С. Клейна
«Археология и магнетизм»
В НОМЕРЕ:В. И. Ленин и философские проблемы познания природы. И. В. Куз¬
нецов 		2Кибернетический ускоритель на 1000 миллиардов электронвольт.А.	Л. Минц			8Знаем ли мы воду? Б. В. Дерягин, Н. В. Чураев		16Глобальные исследования Луны. Ю. П. Псковский		24Каучуки высокорегулярной структуры. Стереоспецифическая полимери¬
зация сопряженных диолефинов. Дж. Натта, Л. Порри ....	38Происхождение Байкальской впадины. В. В. Ламакин		48Регуляция процессов обмена в развивающемся зародыше. Л. С. Миль-ман, Ю. Г. Юровицкий	60Археология и магнетизм. Л. С. Клейн		65НАУЧНЫЕ СООБЩЕНИЯО	прочности стекла. О. А. Троицкий		76Экспериментальное определение идеальной прочности вольфрама.Р. И. Гарбер		81Аридность и мерзлота. В. А. Фриш, Э. В. Фриш		82Метеорит Северный Колчим. И. А. Юдин		85Роща эндемичней эльдарской сосны. И. С. Сафаров		86ОХРАНА ПРИРОДЫОт заповедника до природного парка. А. Г. Банников	 89Охрана природы и туризм за рубежом. В. И. Г у цаленко, Л. Е. Розенберг 98ЭКСПЕДИЦИИОзеро Шива в Афганистане. А. А. Никонов	 102ИСТОРИЯ НАУКИЯркая страница в науке о металле. К 100-летию открытия Д. К. Черно¬
вым фазовых превращений в стали. А. С. Федоров	 109КНИГИ (108)НОВОСТИ НАУКИ (116—125)КАЛЕНДАРЬ ПРИРОДЫ (126—127)В КОНЦЕ НОМЕРА (128)На первой странице обложки: гравюра
П. Н. Староносова «В. И. Ленин и Н. К. Крупская в
Швейцарских Альпах». Из серии иллюстраций к книге
П. М. Керженцева «Жизнь Ленина»
2 Философия естествознанияВ. И. Ленин и философские
проблемы познания природыПрофессор И. В. Кузнецов
МоскваВ.	И. Ленин, несмотря на свою исключительную за¬
нятость, с огромным вниманием следил за успехами на¬
учной мысли. С воодушевлением приветствовал он каж¬
дое новое достижение науки, способствующее обогаще¬
нию знания о мире, увеличению власти человека над при¬
родой. Вместе с тем Ленин гневно восставал против лю¬
бых попыток ограничить задачи и возможности науки,
страстно боролся с теми, кто подменял науку наукооб¬
разной фальшью, гелертерской игрой в «самоновейшие»
термины, ничего общего не имеющую с великой рабо¬
той разума, постигающего истину. Философские идеи
Ленина были направлены на то, чтобы укрепить матери¬
алистические позиции естествознания, вооружить его
еще более совершенными методами теоретического ис¬
следования, помочь науке о природе глубже осознать
ее собственные задачи, наметить перспективы разви¬
тия.Философию В. И. Ленин делал активным соратни¬
ком и надежным союзником науки о природе. С дру¬
гой стороны, в науке о природе он видел прочную
опору философии, один из источников новых философ¬
ских идей, благодаря которым философия продвига¬
ется вперед. Упрочение союза естествознания и мате¬
риалистической философии — вот о чем так много ду¬
мал Ленин, вот чему он отдавал много сил, разрабаты¬
вая теорию познания диалектического материализма. В
этом союзе он видел условие процветания как естест¬
вознания, так и философии.Многие философские школы и школки претендова¬
ли (и претендуют) на роль «истинной философии есте¬
ствознания», на то, чтобы быть идейным руководите¬
лем науки в ее трудной и вместе с тем возвышенной
познавательной работе. Едва ли не самым настойчивым
претендентом на эту роль был и до сих пор еще оста¬
ется позитивизм во всех его разновидностях. Ленин с
необыкновенной тщательностью и точностью проснг-
лизировал теоретические позиции этих мнимых друзей
науки. Он показал, что их воззрения несовместимы с на¬
укой, подрывают ее жизненные основы.Обращаясь к истории естествознания и философии,
Ленин указывал, что только материализм всегда и вез¬
де оставался верным естествознанию. Согласие же иде¬
ализма с естествознанием, если оно когда-либо и дос¬
тигалось, было тем «согласием», которым, по выраже¬нию Ленина, душат и опошляют истину. Оно неизбежно
сопровождается таким перетолкованием сущности ре¬
зультатов естествознания, при котором в термины есте-
ственно-научных теорий облачаются идеи, вступающие
в противоречие с самими этими теориями.Философское понятие материи и принцип
отраженияВеликая заслуга В. И. Ленина состоит в том, что он
защитил науку от тех, кто принижал ее значение, иска¬
жал ее подлинный смысл. Он ярко и неоспоримо дока¬
зал, что наука, ее теории и понятия обладают объек¬
тивной ценностью. И как раз в этом и состоит могу¬
щество науки. Предмет естествознания — объективный
мир, а не ощущения и чувственные переживания сами по
себе. Ленин раскрыл несостоятельность основной дог¬
мы субъективистской философии, которая провозгла¬
шает, будто человеку даны только его собственные
ощущения. Решающее значение в этом вопросе имело
разработанное В. И. Лениным диалектико-материалис¬
тическое понятие материи. Формулируя определение
этого важнейшего для материалистической философии
и естествознания понятия, Ленин обосновал то положе¬
ние, что в ощущении дана объективная реальность. Не¬
проницаемый барьер, которым идеализм пытается окру¬
жить познающий разум, закрыв для него все выходы
со внешний мир и ограничив его сферой «чистых» чув¬
ственных данных, оказался, таким образом, разбитым.
В опыте природа предстает исследователю не как
замкнутый в себе поток чувственных переживаний, а
как внешний материальный мир, служащий источником
этих переживаний.Ленинское философское понятие материи легло в
основу правильного понимания предмета естествознания
в целом и всех его отдельных отраслей. Не описание
и систематизация чувственных переживаний, а раскры¬
тие материальной сущности явлений объективного ми¬
ра, постижение присущих им естественных законов —
такова главная задача науки. И путь к решению этой за¬
дачи полностью открыт, ибо объективная реальность
дана нам ^.ощущениях. Понятия и теории естествозна¬
ния— не условные произвольные конструкции, а от¬
ражения внешнего мира в абстрактно-логической фор¬
ме.
Философия естествознания ®Это относится также и к понятиям и теориям мате¬
матики, отличающимся чрезвычайно высокой степенью
абстрактности. Математика абстрагируется не только
от конкретной природы исследуемых объектов, но и от
конкретного содержания отношений между этими объ¬
ектами. Таким образом, аксиомы геометрии, операции
алгебры м т. п. приобретают характер, допускающий
самые различные «интерпретации», т. е. применение к
самым различным объектам.Но это совсем не значит, что «материя исчезла, ос¬
таются одни уравнения». Это значит только то, что в
математических понятиях и теориях отражаются такие
свойства и отношения различных объектов материаль¬
ного мира, которые являются общими для их огромно¬
го многообразия, независимо от их качественных фи¬
зических, химических, биологических и т. п. различий.
Благодаря этому становится возможным то, что, напри¬
мер, протекание качественно различных процессов (диф¬
фузия, теплопроводность и т. д.) характеризуется диф¬
ференциальными уравнениями одного и того же типа.
И, как указывал Ленин, в этой аналогичности дифферен¬
циальных уравнений, относящихся к совершенно различ¬
ным явлениям природы, находит отражение матери¬
альное единство мира. Принцип отражения, всесторон¬
не разработанный В. И. Лениным,— одно из ценнейших
приобретений философии; он играет огромную роль в
познавательной деятельности науки.4	Проблема истиныФилософы-идеалисты, стремясь обосновать свое
субъективистское понимание науки, часто ссылались и
ссылаются на тот факт, что в ходе развития естество¬
знания его понятия и теории постоянно изменяются, а
порой подвергаются коренной ломке. Отсюда делает¬
ся вывод что научная теория не содержит объективной
истины. Это умозаключение казалось столь убедитель¬
ным, что некоторые естествоиспытатели согласились с
таким истолкованием природы научного знания. Но та¬
кое заключение, как показал Ленин, основано на ме¬
тафизической трактовке соотношения изменчивости и
объективности в познании, философские релятивисты
(субъективисты) утверждают, что в изменчивом, отно¬
сительном ничего абсолютного нет и быть не может. По
их мнению, относительное и абсолютное взаимоисключа¬
ют друг друга. И раз относительное исключает абсо¬
лютное, то тем самым исключается объективное и нау¬
ка не имеет права претендовать на обладание объектив¬
ной истиной.В.	И. Ленин доказал, что такой подход к вопросу о
соотношении в познании относительного, абсолютного
и объективного несостоятелен. Во всяком научном по¬
ложении, подтвержденном опытом, практикой, может
быть содержание, не зависящее от человека и челове¬
чества. .Это — объективная истина. Но она всегда не¬
полна, так как всегда неполон опыт, который не рас¬
крывает всех многообразных связей явлений. Неполна
еще и потому, что на каждой ступени развития науки
возможности познания исторически ограничены. Такимобразом, объективная истина предстает перед нами в
форме истины относительной. Но в этой последней
есть нечто такое, что последующим развитием науки
не может быть изменено, что остается ее вечным до¬
стоянием* Это — элемент истины абсолютной. Итак, под¬
черкивал Ленин, каждая относительная истина представ¬
ляет собой относительно верное отражение объектив¬
ной реальности. В ней есть зерно истины абсолютной.
Абсолютная истина складывается из истин относитель¬
ных. Нет никаких преград для познающего ума на его
пути к постижению объективной абсолютной истины.
Наука имеет право на обладание объективной истиной,
и она ею обладает. «Сумма абсолютной истины», добы¬
ваемая наукой в ходе ее развития, неизменно возра¬
стает.Труднейшая теоретико-познавательная проблема;
служившая камнем преткновения для многих естествоис¬
пытателей и философов, была решена В. И. Лениным с
поразительной глубиной и ясностью. Данное им реше¬
ние свело на нет сомнения в возможности познания при¬
роды и постижения истины. Оно вселило уверенность в-
беспредельное могущество науки, во всесилие творчес¬
кой деятельности разума. Правота положения Ленина о&
объективной, относительной и абсолютной истине под¬
тверждается всей историей естествознания. Напомним,
только несколько фактов.Понятие «атом», первоначально означавшее «неде¬
лимый», кажется теперь совершенно не отвечающим-
особенностям того материального объекта, который-
обозначен этим именем. Оно представляется теперь-
только выражением ошибки, некогда совершенной нау¬
кой, приписавшей сложной, как мы теперь знаем, сис¬
теме частиц несвойственную ей черту неделимости. Из¬
вестно, что из электронной оболочки тяжелого атома
могут быть удалены один или несколько электронов
или вообще «сорвана» вся электронная оболочка це¬
ликом. Ядро атома может быть разбито на части или
«рассыпано» на множество составляющих его протонов
и нейтронов. И тем не менее в понятии «атом» наука
выразила истину. Эта истина состоит в том, что матери¬
альная система, называемая атомом, хотя и делится на
более мелкие физические части, остается неделимым
целым химическим индивидуумом: не существует по¬
ловины, одной трети, одной сотой или какок-либо дру¬
гой части атома химического элемента, обладающего
его химическими свойствами. Таким образом, понятие
«неделимый», первоначально имевшее абсолютное зна¬
чение, относившееся ко всем особенностям данного ма¬
териального объекта, должно быть теперь сужено и ог¬
раничено одним аспектом—свойственной ему хими¬
ческой индивидуальностью.То же самое относится и к другим важнейшим ес¬
тественнонаучным понятиям. Принцип единства объек¬
тивной, относительной и абсолютной истин еще ярче
выражается в преемственной взаимосвязи старых и но¬
вь:* теорий. Новые теории, какими бы антагонистичными
они ни были по отношению к ранее созданным, под¬
твержденным опытом, тем не менее не отменяют ста¬
рые теории, не отбрасывают их, а включают их в себя
4 Философия естествознанияв качестве своего предельного случая, справедливого в
определенных условиях. Это видно на примере соотно¬
шения классической (ньютоновской) и релятивистской
механики, а также на примере соотношения каждой из
них и квантовой теории. То же самое обнаруживается
на соотношении геометрической и волновой оптики,
статистики Максвелла—Больцмана и статистики Фер¬
ми— Дирака. Новейшие теории в области квантовой
электродинамики, физики «элементарных» частиц пэ-
добным же образом связаны с квантовой механикой,
выступающей по отношению к ним в качестве «старой»
теории. Положение об этой связи теорий в физике, на¬
званное принципом соответствия, играет весьма важ¬
ную эвристическую роль в развитии физической науки.
В области математики о том же самом говорят, напри¬
мер, соотношения между евклидовой геометрией и
геометриями Лобачевского и Римана, или соотношения
между теориями вещественных и комплексных чисел,
кватернионов и гиперкомплексных чисел и т. д. То
же наблюдается и в теориях дифференциальных и
интегральных уравнений, в теории обобщенных функ¬
ций.Таким образом, отрицание новой теорией теории
старой выступает, по выражению В. И. Ленина, не как
«голое отрицание», не как «зряшное отрицание», а как
момент связи, как момент развития с удержанием по¬
ложительного. Учение об истине Ленин связывает с
диалектическим отрицанием как всеобщим законом
развития.Диалектика научного познанияВ.	И. Ленин рассматривал научное познание как бес¬
конечное, ничем не ограниченное приближение мышле¬
ния к объекту. Но вместе с тем он предостерегал про¬
тив упрощенного представления о характере этого дви¬
жения. Познание есть отражение человеком природы.
Однако это отражение, по характеристике Ленина, не
зеркально-мертвый акт, а сложный зигзагообразный
процесс, полный противоречий, содержащий в себе воз¬
можность отлета мысли от действительности. Эта воз¬
можность при одностороннем, негибком, недиалекти¬
ческом подходе порождает отрыв мысли от объекта,
что ведет к принципиальным ошибкам, вырождению
научных воззрений в мертвую схоластику. Пример та¬
кой схоластики Ленин видел в отрыве движения от ма¬
терии.Исследуя процессы природы, человек может мыслен¬
но отчленить форму изменений, происходящих в явле¬
нии, от материального субстрата явления и в известной
мере противопоставить их друг другу с целью глубо¬
кого изучения. Однако это противопоставление не
должно быть чрезмерным и выходить за определенные
рамки, иначе оно приведет к возникновению представ¬
ления, будто и в самой объективной реальности дви¬
жение существует как нечто отдельное от материи.Принципу неразрывности материи и движения, вы¬
ражающему одну из наиболее фундаментальных черт
объективной реальности В. И. Ленин придавал такжеи гносеологический смысл, как принципу научного по¬
знания. С какими бы удивительными и своеобразными
процессами ни встретился естествоиспытатель, иссле¬
дуя природу, он не может ограничиваться простой
констатацией самого факта движения, а должен искать
материальную основу этого движения, его носитель,
субстрат, остающийся пока скрытым. Исключительная
плодотворность этого принципа была подтверждена
всей историей разработки учения о физических полях,
которые являются материальными носителями электро¬
магнитных, гравитационных и ядерных процессов. В пос¬
ледние годы принцип неразрывности материи и движе¬
ния сыграл положительную эвристическую роль еще в
одном вопросе — в объяснении сверхтонкой структуры
атомных спектров и возникновении учения о «вакууме»
как специфическом материальном объекте, движения в
котором вызывают определенные смещения спектраль¬
ных линий излучения, испускаемого атомами. Разработ¬
ка представления о вакууме — одно из крупнейших дос¬
тижений современной физики.Раскрывая диалектику природы, Ленин с особой си¬
лой подчеркнул значение зако<на единства противопо¬
ложностей. Но, подобно всем основным законам ма¬
териалистической диалектики, он предстает перед нами
и как важнейший методологический закон. Ленин обос¬
новал то положение, что условием познания всех про¬
цессов мира является познание их как единства проти¬
воположностей, взаимоисключающих тенденций.Современное естествознание дает блестящее под¬
тверждение и этому положению. Достаточно, например,
сослаться на такие факты, как неразрывное единство
взаимно исключающих друг друга корпускулярных и
волновых свойств у всех без исключения микрообъек¬
тов; как единство сил притяжения и отталкивания в
строении материи; как единство конечного и бесконеч¬
ного в математике; как единство ассимиляции и дисси¬
миляции в обмене веществ, составляющее основу жиз¬
недеятельности организмов; как единство процессов
возбуждения и торможения в высшей нервной деятель^
ности и т. д. Несомненно, что этот принцип и в даль¬
нейшем будет играть большую эвристическую роль в
науке. Так, развитие представлений о пространстве в
современной физике и математике идет к раскрытию
глубокого единства присущих ему свойств непрерыв¬
ности и дискретности.Развитое В. У1. Лениным положение о неисчерпае¬
мости материи вглубь, о наличии у материи множества
различных порядков, или уровней сущности, образую¬
щих бесконечный ряд ступеней, раскрыло научному по¬
знанию широкую перспективу. Каким бы простым ни
казался тот или иной объект, познание будет без кон¬
ца углубляться в недра его сущности, раскрывая все
новые и новые свойства, отношения и связи. Исследова¬
ние электрона и других «элементарных» частиц, о кото¬
рых первоначально думали, что они просты и уже поч¬
ти полностью раскрыли все свои свойства, показало,
сколь ошибочен был этот взгляд. Перечень их свойств
все возрастает, и, конечно, нет никаких оснований ду¬
мать, что мы когда-либо придем к его завершению. Вну-
Философия естествознания 5тренняя структура «элементарных» частиц, рисовавша¬
яся многим ученым до самых последних лет как преде¬
льно простая и не таящая никаких загадок и проблем
(эти частицы еще недавно рассматривались многими
как непротяженные геометрические точки), теперь пред¬
стала как поразительно сложная и загадочная, уводя¬
щая в сферу явлений, лежащих далеко за пределами
ныне известного. Уже теперь выяснилось, что структура
любой из «элементарных» частиц, образующих атом, не¬
сравненно сложнее, чем структура самого атоме.Ленинское положение о неисчерпаемости материи
вглубь служит, таким образом, и программой, и руко¬
водящим принципом познания природы. В его свете
становится ясной безнадежность и неосуществимость
попыток раз и навсегда найти «последнюю» и «неизмен¬
ную» сущность вещей, некую абсолютную «прамате-
рию», дальше которой идти уже нельзя и исходя из ко¬
торой можно объяснить все сущее. Вместе с этим па¬
дают все надежды на создание какой-либо «окончатель¬
ной» картины мира, с образованием которой движение
научной мысли прекращается. Это было бы концом нау¬
ки. В диалектической теории познания Ленина дело ри¬
суется по-иному. Здесь науке уготована вечная моло¬
дость, вечное процветание, вечная жизнь.Значение и роль практики в познании природыНаучное познание не может развиваться в условиях,
когда теория отгораживается от жизненной практики,
игнорирует ее. Ленин неустанно разъяснял ту мысль,
что теория и практика должны находиться в неразрыв¬
ной связи друг с другом, должны обусловливать друг
друга. Единство теории и практики — вот в чем видел
Ленин основу здорового развития естествознания и фи¬
лософии. Именно это единство обеспечивает цельность,
последовательность и истинность наших представленийо	мире.Философы-идеалисты не могут не считаться с дан¬
ными практики, но они признают их значение только
для «обыденной жизни», для обычного «здравого смыс¬
ла», для тех действий людей, которые, по их мнению,
не имеют отношения к науке, к теории познания. Для
идеалистов, подчеркивал Ленин, «...практика — одно,
а теория познания — совсем другое; их можно поста¬
вить рядом, не обусловливая первым второго» '.Попытки обойти критерий практики в науке, в тео¬
рии наносят научному познанию огромный ущерб. Они
делают невозможным цельное, единое мировоззрение,
которое должно нарисовать гармоничную картину при¬
роды, всех проявлений человеческого духа, индиви¬
дуальной и общественной жизни людей. Такие попытки
лишают науку могучих стимулов ее развития. Они вы¬
рывают гфоласть между тем, что думают о мире все
люди в реальной жизни, что они делают в своей прак¬
тической деятельности, и тем, что им предписывается
думать., о мире в абстрактной теории, оторванной от
жизни и практики. Так возникает то неустранимое про¬
тиворечие между словом и делом, которое присуще
идеалистическому мировоззрению.1 В. И. Ленин. Полн. собр. соч., т. 18, стр. 142.Между тем критерий практики не должен лежать
вне сферы науки. То, о чем говорит практика, то, что
она дает людям, имеет самое непосредственное отно¬
шение к теоретическому познанию, даже к наиболее
абстрактным проблемам науки, вопросам гносеологии.
«Точка зрения жизни, практики,— писал Ленин,— долж¬
на быть первой и основной точкой зрения теории позна¬
ния. И она приводит неизбежно к материализму, отбра¬
сывая с порога бесконечные измышления профессор¬
ской схоластики»Впрочем, некоторые школы идеализма не рассматри¬
вают практику как не имеющую отношения к общим
теоретическим проблемам философии и естествозна¬
ния. Напротив, они даже широковещательно заявляют,
что исходят из практики и именно на основе практики
отделяют истинное от ложного. Таков, например, праг¬
матизм. Но что такое истинное? Как утверждал основа¬
тель прагматизма В. Джемс, «то, во что для нас лучше
верить, истинно». В истине прагматизм видит «полезный
инструмент» для преодоления препятствий, для дости¬
жения цели. Если на практике цель достигнута, то идея,
направлявшая человека к достижению этой цели, ис¬
тинна.В.	И. Ленин подверг критике такое понимание прак¬
тики. Согласно прагматическому пониманию, в практи¬
ке вскрывается, какая из идей «полезна», а какая нет.
Но в этом понимании нет главного — положения о том,
что практика устанавливает, какая из идей соответ¬
ствует природе вещей, правильно отражает их суть, вне
зависимости от того, «полезна» она для нас или нет.
Конечно, истинные идеи почти всегда в конечном свете
оказываются полезными, но не сама по себе «полез¬
ность» решает вопрос об их истинности. И на основе
заблуждений в том или ином случае может быть дос¬
тигнута поставленная цель, и заведомая ложь может
предстать как «полезный инструмент» для субъективных
устремлений человека. В прагматической трактовке
практики идеи, существующие в голове субъекта, сопо¬
ставляются с его личными целями, намерениями, же¬
ланиями. Между тем решающей особенностью практи¬
ки является то, что она выводит наше познание из сфе¬
ры идеального, субъективного и приводит идеи в сопо¬
ставление с объективной реальностью.Таким образом, ссылки прагматизма на практику ни¬
коим образом не устраняют присущего ему (как и всем
идеалистическим школам) субъективизма, враждебного
подлинной науке. Этот субъективизм закрывает дорогу
к познанию объективной реальности, зачеркивает объек¬
тивную истину как отражение этой реальности. Тем са¬
мым он делает невозможной и самое науку.Раскрывая значение практики, В. И. Ленин указывал,
что к практике, как к критерию истины, следует под¬
ходить диалектически. Он предостерегал против догма¬
тического подхода к этому критерию и указывал на его
относительность. Практика, опыт безусловны, абсолют¬
ны в том смысле, что позволяют решительно и беспо¬
воротно отделить иллюзию от действительности, софизм
от научного положения. Но этот критерий обладает той,1 В. И. Ленин. Полн. собр. соч., т. 18, стр. 145.
в Философия естествознанияпо выражению Ленина, «неопределенностью», благода¬
ря которой он на каждом данном этапе не может пол¬
ностью раскрыть всех сторон исследуемого объекта и
всегда оставляет место для догадки, фантазии, которая
способна как продвинуть мысль человека по пути луч¬
шего понимания действительности, так и увести мысль
от почвы реальных фактов. Вся абстрагирующая дея¬
тельность разума неизбежно связана с фантазией, ибо
уже в самом простом обобщении, даже в элементар¬
нейшей общей идее есть известная доля фантазии. Вот
почему Ленин отмечал, что «...нелепо отрицать роль
фантазии и в самой строгой науке...» '.В неизбежной связи мыслительной работы ученого с
фантазией, догадкой кроется, конечно, и некоторая
опасность, поскольку фантазия может стать беспочвен¬
ной и загородить взору ученого реальные черты са¬
мой действительности. Но в фантазии есть и необычай¬
ная сила, позволяющая ей идти далеко впереди фак¬
тов, раздвигать и ломать узкие рамки накопленного эм¬
пирического материала, непосредственно наблюдаемо¬
го в опыте.Прогресс научной мысли и позитивистские
«запреты»Диалектико-материалистическая теория познания,
развитая В. И. Лениным, призывает ученых к смелому
дерзанию в поисках истины. Она учит не бояться широ¬
ких обобщений, фантазии, догадок, взрастающих на жи¬
вительной почве фактов, но одновременно и поднимаю¬
щихся над самими этими фактами и указывающих пути
опытному исследованию. Как никто другой, Ленин ре¬
шительно выступал против любых попыток наложить
запреты на такие взлеты научной мысли. Между тем
подобные запреты в изобилии выдвигаются перед ес¬
тествознанием. Один из таких запретов формулируется
в так называемом «начале принципиальной наблюдае¬
мости», принимаемом многими учеными. Согласно ему,
научная теория должна иметь дело только с тем, что
«принципиально наблюдаемо», т. е. фактически только
с тем, что дает эксперимент в данное время и что при¬
знает теория, ограниченная рамками этого экспери¬
мента.На первый взгляд кажется, что это «начало» — прос¬
то естественное требование, предостерегающее науку
от беспочвенной схоластики. Предостережение науки
от схоластики само по себе разумно. Но в действитель¬
ности «начало» идет значительно дальше этого предос¬
тережения и накладывает неоправданные ограничения
на исследовательскую работу ученого, сковывает его
творческую инициативу. Оно не вступает в явное про¬
тиворечие с практикой ученого тогда, когда наука толь¬
ко что пришла к открытию новых фактов, прямо даю¬
щих основание для новых обобщений. Здесь все внима¬
ние занято теоретическим освоением уже добытого
материала, в общем достаточного для формулирования
новой теории.1 В. И. Ленин. Полн. собр. соч., т. 29, стр. 330.Другое дело, когда эмпирический материал уже вы¬
ходит за рамки существующей теории, ломает их, но
его еще недостаточно для построения новой теории.
Между тем наука не может стоять на месте. Мысль
ученого неизбежно выходит за рамкй непосредственно
данного и пытается вне его найти опору для отыскания
еще не известных закономерностей. В этот момент и
выявляется с полной очевидностью, что с указанным
«началом» ученому не только нечего делать, но что
оно ему сильно мешает. Ученый, когда-то восхваляв¬
ший это «начало», отодвигает его в сторону и дейст¬
вует вразрез с его предписаниями.Именно так обстояло дело, например, в пору по¬
строения основ квантовой механики, когда некоторые
ученые придавали этому «началу» решающее значе¬
ние в теоретической работе физика. Но прошло вре¬
мя, и положение решительно изменилось. Необходи¬
мость разработки теории элементарных частиц застави¬
ла физиков отказаться от этого «начала», и ввести в ос¬
новы новой теории такие величины, как отрицательные ве¬
роятности и некоторая минимальная элементарная дли¬
на. Освободив физику от пут «начала принципиальной
наблюдаемости», Гейзенберг достиг определенных ре¬
зультатов, привлекших в свое время внимание ученых
всех стран. Правда, теперь выявляется недостаточность
предпринятых Гейзенбергом усилий и идут поиски сов¬
сем иных путей решения проблемы элементарных ча¬
стиц. Но дело не в этом, а в том, что «начало принци¬
пиальной наблюдаемости» мешает разработке одной из
насущнейших задач современной теоретической физики.
От декретируемых «началом» запретов исследователь
неминуемо должен отказываться, чтобы продвинуться
вперед, и это лишает «начало» права регламентировать
работу научной мысли.Создавая релятивистскую теорию электрона, П. Ди¬
рак ввел представление об отрицательных уровнях
энергии и о некоем «ненаблюдаемом фоне» электро¬
нов, находящихся в состояниях с отрицательной энер¬
гией. Эти представления в полном объеме и в первона¬
чальном смысле не сохранились в современной физике.
Но они содержали в себе весьма ценное рациональное
зерно, в частности, идею существования, кроме обыч¬
ных частиц, еще и античастиц и идею превращения пар
тех и других в частицы иной природы, например в фот
тоны. Однако и в данном случае нас не интересует
вопрос о том, в" какой мере эта теория была правиль¬
ной, как велика в ней была доля абсолютной истины.
Для нас существен тот факт, что ученый, вставший пе¬
ред необходимостью создания новой теории в условиях,
когда еще оказывалось недостаточно эмпирических
фактов (существование позитрона не было известно,
как неизвестно было и превращение пары электрон —
позитрон в фотон), забывает о предписаниях «начала
принципиальной наблюдаемости» и смело направляет
свою мысль в сферу запретного, «принципиально не¬
наблюдаемого».В последующем развитии в физической науке появи¬
лось понятие так называемых «виртуальных частиц».
Без этого понятия невозможно себе представить совре¬
Философия естествознания ”менную теоретическую физику. Но ведь признание пра¬
вомерности их введения в теорию — не что иное, как
еще одно свидетельство несостоятельности рассматри¬
ваемого нами «начала», ибо с самими по себе виртуаль¬
ными частицами физик непосредственно в опыте дела
не имеет.Нет необходимости приводить другие подобные при¬
меры. Все они свидетельствуют, что практика научного
исследования говорит решительно против всех позити¬
вистских запретов, налагаемых на развитие творческой
мысли, и в конце концов безжалостно ломает их.Конечно, исследовательская работа ученого не со¬
вершается по абсолютному произволу, без каких-либо
ограничивающих условий. В положительном содержа¬
нии научного знания есть то, что может быть истолко¬
вано как своего рода «запреты», налагаемые на позна¬
вательную работу человеческого разума. Таковы, ска¬
жем, положения о невозможности создать perpetuum
mcbile первого и второго рода, о недостижимости
скорости света для движущихся материальных объек¬
тов и недостижимости абсолютного нуля и т. п. Они
исключают возможность существования представлений
и теорий, вступающих с ними в явное или скрытое про¬
тиворечие. Подобным же образом может быть интер¬
претирован и «принцип запрета» Паули, лишающий фи¬
зика возможности вообразить себе такие ситуации, при
которых в какой-либо целостной материальной структу¬
ре имелся бы более чем один электрон в’ данном кван¬
товом состоянии. В сущности все законы науки носят
такой характер. Например, закон инерции «запрещает»
мыслить о том, что материальные тела без каких-либо
воздействий извне могут изменить свою скорость по
отношению к любой из инерциальных систем отсчета.
Но подобные «запреты» науки ничего общего не имеют
с позитивистскими запретами, подобными «началу прин¬
ципиальной наблюдаемости».В «начале принципиальной наблюдаемости» мы име¬
ем дело с запретом для мысли подниматься над чистоэмпирическим материалом, с запретом искать еще не
обнаруженную сущность вещей, которая не восприни¬
мается чувственно, а постигается на основе чувственных
данных путем абстрагирующей деятельности разума.
Таким образом, это «начало» останавливает развитие
мысли исследователя. «Запреты» же науки не задержи¬
вают развития мысли, а направляют ее по руслу, дви¬
гаясь по которому, мысль, фантазия, догадка не только
не теряет связи с объективной реальностью (хотя и
уходит за пределы чувственно данного в конкретном
эксперименте), но все глубже и глубже проникает
в нее.Отыскивая пути построения теории «элементарных»
частиц, физики-теоретики часто говорят теперь о не¬
обходимости выдвижения новых «сумасшедших» идей.
Под этим подразумеваются идеи, совершенно необыч¬
ные, «фантастические» с точки зрения ныне существую¬
щих воззрений, еще дальше уводящие от позитивист¬
ского «принципиально наблюдаемого» и подымающиеся
на все более высокие ступени абстракции. Как выра¬
зился Н. Бор при обсуждении одного из вариантов тео¬
рии «элементарных» частиц, спор теперь идет не о том,
должна ли быть новая теория «сумасшедшей», а о том,
является ли предложенный вариант «достаточно сума¬
сшедшим». Позитивизм не только не поможет ученым
в такой познавательной работе, но окажется существен¬
ной помехой.♦Мы коснулись только некоторых из философских
идей В. И. Ренина в связи с их ролью в познании при¬
роды. Невозможно исчерпать все идейное богатство
трудов Ленина, вооружающих науку могучими сред¬
ствами теоретического исследования, раскрывающих
пьред ней безграничные перспективы развития, рас¬
чищающих ей путь от всех помех. Идеи Ленина живут в
современной науке и неотделимы от нее.УДК 100.2
Ы ФизикаКибернетический ускоритель
на 1000 миллиардов
электронвольтАкадемик A. J1. МинцВ развитии физики больших энер¬
гий за последнее десятилетие весь¬
ма отчетливо проявляется тенде«ция
к непрерывному росту максимально
достижимых энергий и к увеличению
интенсивности пучков ускоренных
частиц.Лишь семь лет прошло с тех пор,
как начали работать протонные уско¬
рители на ~ 30 Гэв 1 в США и Швей¬
царии; всего несколько месяцев назад
на крупнейшем в мире Серпухов¬
ском ускорителе получен пучок про¬
тонов с энергией 76 Гэв, а в ряде
стран уже обсуждается необходи¬
мость создания ускорителей на су¬
щественно ббльшие энергии. Осно¬
вой программы США в области фи¬
зики высоких энергий стало строи¬
тельство ускорителей протонов ча
энергию 200 Гэв к 1972 г. и на энер¬
гию 800 Гэв — к 1978 г. Международ¬
ные научные организации Западной
Европы рекомендуют сооружение
протонного ускорителя классическо¬
го типа на энергию 300 Гэв ч
1974 году.Переход к энергиям в сотни мил¬
лиардов электронвольт значительно
увеличивает возможности исследова¬
ния слабых взаимодействий: вполне
вероятно получение нейтринных пуч¬
ков, интенсивность которых на 3—4	порядка выше достижимой при
существующих энергиях ускорителей,
и, что особенно существенно, энергия
таких нейтринных пучков должна быть
также значительно выше. Это позво¬
лило бы исследовать целый ряд как
качественных, так и количественных
закономерностей слабых взаимодей¬
ствий.Большие перспективы раскрыва¬1	1 Гэв (гигаэлектронвольт) равен1	млрд эв.ются перед физиками при переходе
к сверхвысоким энергиям и а облас¬
ти сильных взаимодействий. Очень
интересным здесь представляется ис¬
следование найденных в последние
годы советскими и зарубежными фи¬
зиками асимптотических свойств раз¬
личных характеристик сильных взаи¬
модействий (теорема Померанчука
и др.). Достаточная интенсивность
пучка частиц сверхвысоких энергий
позволит также исследовать общие
статистические характеристики со¬
ударений при больших энергиях, рас¬
пределение частиц по различным ти¬
пам, по энергиям, поперечным им¬
пульсам и т. д.Чем выше энергия соударения
частиц, тем больше они сближаются.
Частицы, разогнанные на существую¬
щих ускорителях, удается сблизить
примерно до расстояний, соответ¬
ствующих диаметру протона —
10—13 см. С переходом в новую об¬
ласть энергий станут доступны иссле¬
дованию процессы взаимодействия
частиц на расстояниях порядка
10—15 см, т. е. значительно меньших,
чем радиус протона. Вполне вероят¬
но, что при этом могут быть откры¬
ты новые законы симметрии или ус¬
тановлены нарушения уже известных
законов, возможно обнаружение но-~
вых элементарных частиц или, на¬
оборот, сокращение числа частиц,
считающихся элементарными '.В течение последних лет в неко¬
торых институтах СССР, США, Италии
и других стран проведен ряд теоре¬
тических и экспериментальных иссле¬
дований систем со встречными пуч¬
ками заряженных частиц 2, которые,1	«Природа», 1967, №11, стр. 12—25.2	«Природа», 1962, № 6, стр. 45.как это может показаться, конкури¬
руют с системами обычных ускори¬
телей, где частицы бомбардируют не¬
подвижные мишени. Столкновение
протонов с энергией в 25 Гэв во
встречных пучках соответствует
получению протонов, обладающих
энергией уже свыше 1000 Гэв. Одна¬
ко далеко не все виды эксперимен¬
тов могут быть проведены на встреч¬
ных протонных пучках. Как известно,
интенсивные пучки вторичных корот-
коживущих частиц—антипротонов,
мезонов, гиперонов, а также нейт¬
ральных частиц, обладающих высоки¬
ми энергиями, могут быть получены
только на неподвижных мишенях.Для увеличения числа частиц во
встречных пучках, т. е. для увеличе¬
ния вероятности столкновения, при¬
меняются	накопительные
кольца, в которых собираются час¬
тицы от нескольких последователь¬
ных импульсов ускорителя.На встречных пучках (конечно,
лишь для протон-протонных взаимо¬
действий) накопительные кольца це¬
лесообразно применять тогда, когда
возможность создания ускорителя на
эквивалентную энергию исключается
из экономических или технических
соображений. Так, например, для
осуществимой в принципе системы
двух накопительных колец по 1000 Гэв
эквивалентный ускоритель должен
иметь энергию 2 - 106 Гэв.Основные принципы протонных
ускорителейНапомним вкратце основные прин¬
ципы, лежащие в основе работы про¬
тонных ускорителей кольцевого типа.Отличительной чертой кольцевых
протонных ускорителей является из¬
Шизика Оменение во времени как напряжен¬
ности магнитного поля в вакуумной
камере, где по круговым орбитам
движутся ускоряемые частицы, так и
частоты ускоряющего их электриче¬
ского поля.Частицы попадают в магнитное
поле при помощи так называемой
внешней инжекции. Это означает, что
протоны, полученные в ионном источ¬
нике после предварительного пря¬
мого ускорения, дополнительно раз¬
гоняются в специальном резонансном
линейном ускорителе и впускаются в
кольцевую вакуумную камеру, уста¬
новленную в зазоре электромагнита.В синхрофазотроне на 10 Гэв в
Дубне цикл ускорения продолжается
3,3 сек., в течение которых протоны
совершают 4,5 млн оборотов и про¬
ходят путь длиною около 900 тыс. км.
При этом скорость частиц настолько
приближается к скорости света, что
релятивистская масса, добавившаяся
при ускорении, оказывается в десять
раз больше, чем нулевая (собствен¬
ная) масса протона.Одновременное изменение на¬
пряженности магнитного поля и час¬
тоты ускоряющего напряжения долж¬
но быть связано жесткой зависимо¬
стью, для того чтобы по мере роста
энергии, а следовательно, и массы
частиц радиус орбиты оставался
практически неизменным. Если это
условие будет нарушено, частицы
осядут на стенки вакуумной камеры
и перестанут участвовать в дальней¬
шем процессе ускорения. Ошибка в
значении частоты ускоряющего на¬
пряжения всего в 0,1 % приведет в
Дубненском синхрофазотроне к сме¬
щению частиц по радиусу на 6 см.Решение задачи получения сигна¬
лов для включения и выключения ин¬
жектора, включения высокочастотно¬
го ускоряющего напряжения и т. д.
потребовало разработки нового типа
датчиков напряженности магнитного
поля. Была обеспечена необходимая
точность включения системы инжек¬
ции и ускоряющего высокочастотного
поля, которая соответствует точно¬
сти заданной напряженности магнит¬
ного поля ± 4.10-2 эрстед при напря¬
женности поля в сотни эрстед.В кольцевых ускорителях заря¬
женных частиц магнитная система
вместе с устройствами ее питания вы¬полняет две основные функции: удер¬
живает частицы на кольцевых орби¬
тах и фокусирует пучок частиц для
получения достаточно плотного сгуст¬
ка протонов, двигающегося по осевой
линии в вакуумной камере.Основными функциями системы
радиоэлектроники являются: создание
ускоряющего высокочастотного поля
с частотой, меняющейся синхронно с
движением частиц, а также управле¬
ние процессами ускорения во вре¬
мени.Жесткая (сильная) фокусировкаПримерно в 1952 г. в теории коль¬
цевых ускорителей Кристофилосом,
Снайдером, Ливингстоном и Куран¬
том была выдвинута новая идея,
ставшая известной под названием
«принцип жесткой фокусировки»
Реализация этого принципа позволила
значительно снизить размеры элек¬
тромагнита и мощность его источни¬
ков питания. Так, например, электро¬
магнит протонного синхротрона с
жесткой фокусировкой в ЦЕРНе име¬
ет вес 4 тыс. т при максимальной
энергии частиц ~ 30 Гэв, тогда как
у беватрона со слабой фокусиров¬
кой, рассчитанного на энергию про¬
тонов 6,2 Гэв, вес электромагнита до¬
стигает 10 тыс. т, т. е. при энергии в5	раз большей ускоритель с жест¬
кой фокусировкой имеет вес элек¬
тромагнита в 2,5 раза меньше; как
видим, соотношение в пользу систе¬
мы с жесткой фокусировкой при¬
мерно в 12 раз.Энергия частиц на установках с
жесткой фокусировкой в Брукхейвене
(США) и в Женеве (Швейцария), как
уже указывалось, достигла ~30 Гэв.
В Советском Союзе в 1961 г. запущен
протонный ускоритель с жесткой фо¬
кусировкой 2 на 7 Г эв, который в из¬
вестной степени был моделью Сер¬
пуховского ускорителя на 70 Гэв.Для получения частиц с энергией
до 1000 Гэв, по-видимому, вполне
целесообразно тоже остановиться на
схеме ускорителя с жесткой фокуси¬
ровкой. Однако и в этом случае стои¬
мость ускорителя будет чрезмерно
высокой.1	См. статью В. В. Владимирского
«Жесткая фокусировка», «Природа»,
1962, № 5.2	Там же.Александр Львович Минц,
директор Радиотехнического инсти¬
тута АН СССР,известен работами в области радио¬
техники и электроники, в особен¬
ности— мощного радиостроения и
ускорительной техники.Руководитель разработки систем ра¬
диоэлектроники крупнейших совет¬
ских циклических и линейных ускори¬
телей, в том числе самого мощного
в мире Серпуховского протонного
синхротрона на 70 Гэв.Лауреат Ленинской и Государствен¬
ных премий,Герой Социалистического Труда
10 физикаСинхрофазотрон на 10 Гзв (Дубне). Общий вид электромагнитаДопустимое отклонение частоты
ускоряющего электрического поля от
требуемого значения в ускорителях
с жесткой фокусировкой весьма ма¬
ло (в конце цикла ускорения оно
должно быть меньше 5-10-5). Необ¬
ходимая связь между частотой уско¬
ряющего электрического поля и на¬
пряженностью магнитного поля по
заданной программе была достигнута
сотрудниками нашего института, но
созданная при этом радиоэлектрон¬
ная система из-за чрезвычайно жест¬
ких допусков должна быть отнесена
к классу виртуозных систем.Протонные ускорители на боль¬
шие энергии представляют собой
единственное в своем роде сочета¬
ние монументальности и прецизион¬
ности. Современный протонный уско¬
ритель с жесткой фокусировкой на
30 Гэв имеет диаметр 200 м. Вакуум¬
ная камера, в которой движутся час¬
тицы, представляет собой полое коль¬цо протяженностью 630 м и сечением
90 см2. Для питания электромагнита
такого ускорителя требуется мощ¬
ность в 30 тыс. ква (киловольтампер).Как видим, масштабы скорее инду¬
стриальные, чем лабораторные. В то
же время необходима исключительная
точность: магнитное поле не имеет
права отклоняться от расчетного бо¬
лее чем ка сотые доли процента, ча¬
стота ускоряющего высокочастотного
электрического поля должна изме¬
няться в процессе ускорения по
сложному закону с допуском в ты¬
сячные доли процента. И при этом
требуется выдать весьма однородную
«продукцию» ускоренных протонов —
их энергию нужно поддерживать на
строго заданном уровне.Автоматическое регулирование
параметровВ основе построения всех кольце¬
вых ускорителей протонов лежитпринцип автофазировки. Внутри са¬
мого ускорителя при соблюдении
определенных условий возникают си¬
лы, стабилизирующие движение час¬
тиц относительно ускоряющего высо¬
кочастотного поля. Однако эта есте¬
ственная обратная связь сравнитель¬
но слаба и ее параметры практически
не поддаются регулировке, а в но¬
вейших ускорителях с жесткой фоку¬
сировкой при некоторой, так называ¬
емой «критической», энергии частиц
автофаэировка вообще исчезает и
внутренняя обратная связь перестает
действовать. Пришлось ввести коль¬
цо регулирования, препятствующее
выходу пучка частиц из резонанса с
ускоряющим напряжением.С помощью специальных датчиков
конденсаторного типа измеряется по¬
ложение ускоряемого пучка в ряде
точек вакуумной камеры ускорителя.
Сигналы от этих датчиков после со¬
ответствующего усиления и преоб¬
разования корректируют частоту ус¬
коряющего напряжения. В результате
пучок частиц в течение сотен тысяч
оборотов внутри кольцевой камеры
движется синхронно с ускоряющим
напряжением. Это позволило сущест¬
венно снизить требования к системе
управления частотой ускоряющего
напряжения.До последнего времени методы
регулирования использовались толь¬
ко для подавления колебаний, свя¬
занных с изменением энергии частиц.
Между тем в ускорителе возникают
еще колебания другой природы —
так называемые бетатронные.Опыт, накопленный при сооруже¬
нии протонных ускорителей, постро¬
енных в СССР, и целый ряд теорети¬
ческих и экспериментальных исследо¬
ваний, проведенных в Радиотехниче¬
ском институте АН СССР, показыва¬
ют, что можно осуществить эффек¬
тивное автоматическое регулирование
параметров, определяющих бетатрон¬
ные колебания.Кибернетика и ускорителиЧрезвычайно жесткие требования
к структуре магнитного поля, исклю¬
чительные трудности соблюдения до¬
пусков при изготовлении, установке
и последующей эксплуатации элемен¬
тов электромагнита приводят при
Физика 11Аппаратура системы радиоэлектроники Серпуховского протонного син¬
хротрона на 70 Гэвдальнейшей попытке уменьшить по¬
перечное сечение магнитного зазора
к появлению «барьера технической
реализации» *.Для преодоления этого барьераЭ.	Л. Бурштейном, А, А. Васильевым,8.	А. Петуховым (ФИАН), С. М. Руб-
чинским и автором в 1961 г. был
предложен принцип автокоррекции
магнитного поля по данным о поло¬
жении орбиты ускоряемых частиц в
вакуумной камере.После предварительной публика¬
ции, сделанной в 1961 г., принципы
построения ускорителя, который мы
назвали кибернетическим, на
энергию до 1000 Гэв были доложены
на Международной конференции по
ускорителям в Дубне (1963 г.). С тех
пор в Радиотехническом институте
АН СССР интенсивно ведутся теоре¬
тические, экспериментальные и про¬
ектные работы для создания ускори¬
теля протонов на 1000 Гэа и его мо¬
дели на 1 Гэв. Существенное участие
в проектных работах принимают так¬
же научные работники Московского
инженерно-физического института и
Объединенного института ядерных
исследований (Дубна).Все основные характеристики ус¬
корителя, определяющие интенсив¬
ность пучка ускоренных частиц, ока¬
зываются под контролем систем ав¬
томатического регулирования. Каза¬
лось бы, привлекательность идей
и методов автоматического регули¬
рования настолько велика, что оно
должно было найти применение уже
в первых ускорителях. Однако осу¬
ществить это не так просто. Прежде
всего надо было разработать методы
точного и практически безынерцион¬
ного определения положения пучков
движущихся с огромной скоростью
частиц в условиях сильных помех для
работы чувствительной электронной
аппаратуры. Затем надо было изу¬
чить методы и устройства для регу¬
лирования траектории движения час¬
тиц и частоты их бетатронных коле¬
баний, а также динамику поведения
пучка частиц под воздействием регу¬
лирующих сил.1	Имеется в виду вопрос о реаль¬
ной осуществимости проекта такого
ускорителя и его эксплуатационной
устойчивости во времени.Для исследования сложных взаи¬
мосвязанных систем авторегулирова¬
ния и их влияния на пучок движу¬
щихся частиц были разработаны
специальные моделирующие установ¬
ки, процессы в которых описываются
теми же математическими соотноше¬
ниями, что и движение пучка частиц.
Этим комплексом вопросов в тече¬
ние ряда лет занимались сотрудники
Радиотехнического института, пред¬
ложившие большое число интерес¬
ных и оригинальных решений.Основные преимущества
нового ускорителяПрименение новой системы регу¬
лирования позволит значительно сни¬
зить требования к точности изготов¬
ления отдельных элементов и одно¬
временно уменьшить поперечное се¬
чение вакуумной камеры ускорителя.
При этих условиях становится реаль¬
ным существенное повышение пре¬
дельной энергии. Так, электромагнит
кибернетического ускорителя на
1000 Гэв, т. е. на энергию, более чем
в 30 раз превышающую достигнутую
в настоящее время в Брукхейвен-ском ускорителе (США), имел бы
всего лишь в 4 -г- 5 раз больший вес.
Однако гораздо существеннее ока¬
зывается возможность значительного
увеличения допусков на точность из¬
готовления и установки отдельных
элементов электромагнита.Как известно, автоматическое ре¬
гулирование приносит значительную
пользу лишь тогда, когда сам авто¬
матизируемый объект проектируется
с учетом применения автоматики.
Это справедливо и для ускорителей.
Выигрыш от внедрения автоматиза¬
ции можно получить только при ус¬
ловии, что структура, характеристики
и конструкция кибернетического ус¬
корителя будут выбираться в нераз¬
рывной связи с параметрами систем
автоматического регулирования.Для создания ускорителя на
1000 Гэв с автокоррекцией магнитно¬
го поля мы в результате начальных
исследований приняли трехступенную
систему как вариант для дальнейшей
разработки. Она состоит из линейно¬
го ускорителя — инжектора прото¬
нов с энергией 200 Мээ, промежу¬
точного кольцеЕого ускорителя-бус¬
тера, в котором энергия частиц воз¬
растает от 200 Мэв до 6 Гэв, и боль¬
12 Физикашой кольцевой системы, где энергия
частиц доводится до 1000 Гэа.В этом варианте было принято:
максимальное значение напряжен¬
ности магнитного поля в зазоое
электромагнита—13 тыс. эрстед, ра¬
диус кривизны орбиты — 2570 м, се¬
чение вакуумной камеры — от 6 до
20 см2.Эта величина определяет выходные
параметры кольцевого ускорителя-
бустера. Вакуумная камера в зазоре
большого электромагнита будет
иметь эллиптическое сечение при
высоте камеры 40 мм и радиальной
протяженности 66 мм, т. е. —-26,0 смг.
Прирост энергии частиц за один обо¬
рот в большом кольце — 56 Мэв. Мо-еблизи оси вакуумной камеры эллип¬
тического сечения с размером боль¬
шой оси —'7 см. Принцип действия
системы заключается в обработке
сигналов датчиков поперечных коор¬
динат пучка и в использовании полу¬
ченной информации о состоянии маг¬
нитного поля для его коррекции,
В кибернетическом ускорителе су-Эскиз генерального плана кибернетического ускорителя на 1000 Гэв; 1—линейный ускоритель-инжектор на
800 Мэв; 2 — бустерный ускоритель на 18 Гза; 3 — большое кольцо ускорителя на 1000 Гэа; 4,5— каналы вы¬
вода пучковДальнейшая разработка этого воп¬
роса, проведенная во время эскиз¬
ного проектирования кибернетиче¬
ского ускорителя на 1000 Гэв в Ра¬
диотехническом институте АН СССР,
а также исследования магнитных бло¬
ков модели этого ускорителя на 1 Гэв
показали, что напряженность магнит¬
ного поля в зазоре электромагнита
можно увеличить до 16 тыс. эрстед.
Это обстоятельство позволило при
заданной энергии в 1000 Гэв несколь¬
ко уменьшить радиус кривизны
орбиты (до 2080 м) и снизить ее дли.
ну с 20,0 до 15,55 км.Анализ показал, что энергию ин-
жекции следует повысить до 18 Гэа.дуляция частоты ускоряющего на¬
пряжения — = 0,12%, что можетобыть достигнуто достаточно простым
образом. Время ускорения — 1 сек. '
при 20 циклах ускорения в минуту.
Суммарная мощность, потребляемая
ускоряющей системой,— 23 Мвт.Принципы автоматического
регулированияПредусмотренная в ускорителе
система автоматического регулиро¬
вания положения орбиты призвана
осуществлять коррекцию магнитного
поля ускорителя для обеспечения на¬
дежного прохождения пучка частицщественную роль играет выбор ме¬
тода компенсации искажений конфи¬
гурации магнитного поля. Для этой
цели предусматривается система
корректирующих магнитных линз.Регулирование смещений орбиты
предполагается производить в два
этапа: поперечные отклонения пучка
частиц — в период инжекции и по¬
перечные отклонения мгновенной
равновесной орбиты — в течение пе¬
риода ускорения. Система автомати¬
ческого регулирования положения
орбиты включает 264 датчика откло¬
нения пучка, 528 корректирующих
устройств с усилителями, питающими
их обмотки, и вычислительное
Физика 18Некоторые важнейшие характеристики проектов крупнейших ускорителейПараметры основного ускорителяУскоритель
на 1000 Гэв
(РАИАНСССР)Ускоритель
на 300 Гэв
(ЦЕРН,
Женева)Ускоритель
на 200 Гэв
(Беркли,
США)Энергия эшекции (Гэв)1000300200Интенсивность (протоны/сек)3 10181Q13101ЭЧастота повторения (импульсы/мин)202430Диаметр (м)543524401370Апертура (мм1)40x6660x10050x120Магнитлое поле (гс)300-М6 000350-;-12 000ООо+ососоВес магнита (т)13 00023 70017 400Частота ускоряющего напряжения (Мгц)12018452Параметры бустераЭнергия эжекции (Гэв)1888Частота циклов ускорения (гц)20 ■2018Диаметр (м)342200197Магнитлое поле (гс)660-5-8500510-7-7000520-7-7000Вес магнита (т)17009701500Частота ускоряющего напряжелия (Мгц)110-7-120104-S-18329,6ч-52устройство, определяющее необхо¬
димые величины токов в обмотках
корректирующих магнитов и линз с
учетом сигналов датчиков пучка.Принцип действия системы регу¬
лирования частоты бетатронных коле¬
баний «заключается в следующем.
Сгусткам ускоряемых частиц при по¬
мощи специального возбудителя со¬
общаются бетатронные колебания.
На расстоянии от возбудителя, рап¬
ном целому числу полуволн бета¬
тронных колебаний плюс одна чет¬
верть длины волны, устанавливаются
сигнальные электроды, напряжение
на которых пропорционально смеще¬
нию центра тяжести сгустка. Из на¬
пряжения, возникающего на сигналь¬
ных электродах, выделяется некото¬
рая спектральная составляющая. Час¬
тота этой составляющей сравнивается
с величиной, которой она должна
быть равна по проекту. Сигнал рас¬
согласования управляет током в маг¬
нитных линзах, корректирующих гра¬
диент управляющего поля ускорите¬
ля. Возмущающее действие, которое
возбуждает бетатронные колебания
центра тяжести сгустка, должно быть
таким, чтобы, с одной стороны, эти
колебания существовали в моменты
измерения частоты в течение всего
временй ускорения, а с другой, что¬
бы поперечные размеры пучка к
концу цикла ускорения не превыси¬
ли поперечных размеров сечения ва¬
куумной камеры ускорителя.Для успешной работы кибернети¬
ческого ускорителя необходимо, что¬
бы число бетатронных колебаний
частиц за оборот оставалось постоян¬
ным. За этим будет следить спе¬
циальная система, измеряющая и
стабилизирующая число этих колеба¬
ний. Кроме того, будут действовать
и другие системы автоматического
регулирования, поддерживающие ре¬
зонанс между ускоряющим высоко¬
частотным электрическим полем и
частотой обращения частиц и обес¬
печивающие формирование нужного
числа пучков вторичных частиц.Модель ускорителяДля проверки принципов построе¬
ния ускорителей с автоматическим
регулированием параметров в Радио¬
техническом институте построен ки¬
бернетический ускоритель на 1 Гэв,
который является действующей мо¬
делью ускорителя на 1000 Гэв.
Ее предполагается использовать для
экспериментального исследования
совместной работы тех систем авто¬
матического регулирования парамет¬
ров ускорителя на основе информа¬
ции о пучке, которые затем должны
применяться в большом ускорителе.
Ускоритель на 1 Гэв сам по себе мо¬
жет использоваться для исследо¬
вательских целей.В этой модели впервые предус¬
мотрено автоматическое регулирова¬ние положения орбиты ускоряемых
частиц, что дало возможность умень¬
шить поперечное сечение вакуумной
камеры и снизить строгие требова¬
ния к постоянству фундамента уско¬
рителя.Ускорение осуществляется в 4 эта¬
па: 1) проводка пучка на уровне
энергии инжекции через кольцевую
камеру (система компенсирует не¬
точность изготовления и расстановки
магнитных блоков); 2) однооборот¬
ная инжекция (4 мксек); 3) ускоре¬
ние (0,4 сек.) — увеличение энергии
от 1 Мэв до 1,1 Гэв; 4) вывод уско¬
ренных частиц.В настоящее время полностью за¬
вершены изготовление и монтаж
всех элементов ускорителя. Налаже¬
на работа вакуумной камеры и ва¬
куумной системы. Рабочий вакуум
лучше 1-10—6 мм ртутного столба.
При малом сечении вакуумной каме¬
ры это достигается присоединением
к ней в ряде ее сечений вакуумного
коллектора большого диаметра, к ко¬
торому подведены 5 систем высоко¬
вакуумных агрегатов с титановыми
ионно-сорбционными насосами. Ре¬
шена проблема первого оборота.
Кроме того, получена циркуляция
пучка (более 20 оборотов) с очень
малыми потерями частиц.В марте 1968 г. протоны были ус¬
корены до энергии 700 Мэв. Одновре¬
менно отрабатываются элементы си¬
стемы кибернетического ускорителя.
1* ФизикаВ качестве электронной вычисли¬
тельной управляющей машины при¬
менена ЭВМ «Днепр» с довольно
скромными показателями (быстро¬
действие 4000 операций в секунду).
Элементы электромагнита выполне¬
ны в экспериментальных мастерских
Радиотехнического института с боль¬
шой точностью. Каждый блок элект¬
ромагнита подвергался тщательным
измерениям и испытаниям. Это было
сделано для того, чтобы провести
большую программу исследований
по сознательному и точко контро¬
лируемому изменению положения
электромагнитов для выявления дей¬
ствительных допусков, которые еще
могут быть выправлены системами
автоматического регулирования.Данные модели кибернетического
ускорителя на 1 Гэа:1.	Средний радиус орбиты — 8,5 м
(определяется размерами испыта¬
тельного зала института).2.	Энергия инжекции — 1 Мэв.
В качестве инжектора применяется
изготовленный у нас электростатиче¬
ский генератор Ван-де-Граафа на ра¬
бочее напряжение 1 млн в.3.	Индукция магнитного поля при
инжекции — 250 гс.4.	То же при эжекции — 10 000 гс,5.	Число магнитных блоков—• 100;
охлаждение их обмоток водяное.6.	Длина блоков 35 см.7.	Число бетатронных колебаний
за оборот — 6,25.8.	Поперечное сечение вакуум¬
ной камеры 1,6 X 2,1 см2. Камера вы¬
полнена в форме овальной трубки
из тонкой нержавеющей стали. Уп¬
лотнения между секциями сделаны
из индия.9.	Частота обращения частиц при
инжекции — 260 кгц.10.	То же при эжекции—4,8 Мгц.11.	Прирост энергии за оборот —
1000 эв.12.	Кратность радиочастоты — 5.13.	Вес железа всего магнита —
12 т.Модель кибернетического ускорителя на I Гэо. Часть электромагнита: 1—ионэпровод для инжекции протонов;2	— блок электромагнита (в кольце 100 таких блоков); 3 — вакуумная система
Физика 1514.	Вес меди магнита—4 т.15.	Число пар электростатических
электродов — 20.16.	Число комплектов корректи¬
рующих магнитов — 20.17.	Точность измерения положе¬
ния орбиты по радиусу и вертика¬
ли — 0,25 мм.18.	Число инжектируемых час¬
тиц — 2,5 4- 5 • 1010.19.	Число ускорительных радио¬
частотных станций—15.Разработку проекта ускорителя
на сверхвысокие энергии, включая
разработку проектов линейного ус¬
корителя-инжектора на энергию
800 Мэв, кольцевого бустера на энер¬
гию 18 Гэв и основного ускорителя
кг энергию 1000 Гэв, ведет коллек¬
тив Радиотехнического института.В эти работы, проводимые под ру¬
ководством автора, А. А. Васильева иЭ.	Л. Бурштейна, большой вклад
внесли И. X. Невяжский, Ф. А. Во¬
допьянов, С. М. Рубчинский, В. Ф. Се¬
менов, Б. П. Мурин, А. И. Дзергач,
Н. Л. Сосенский, Г. И. Бацких и мно¬
гие другие. Им всем выражается глу¬
бокая признательность.♦Из всех барьеров, стоящих на пу¬
ти создания циклических ускорителей
протонов на высокие и сверхвысокие
энергии, важнейшим является реля¬
тивистский барьер, преодолением
которого мы обязаны теории авто-
фазировки частиц. Здесь автору хо¬
телось бы еще раз напомнить о том
выдающемся вкладе, который внес
в развитие теории ускорителей не¬
давно скончавшийся замечательный
советский физик В. И. Векслер.Ни принцип жесткой фокусиров¬
ки, ни автокоррекция магнитного по¬
ля не могут найти применения, если
не решен основополагающий вопрособ	автофазировке частиц. Это осно¬
ва основ построения крупнейших
циклических ускорителей резонансно¬
го типа, поэтому имена Э. О. Лоурен¬
са и В. И. Векслера навсегда оста¬
нутся в истории науки. Предложен¬
ный в свое время классический цик¬
лотрон Лоуренса явился основой со¬
здания первых резонансных ускори¬
телей для изучения физики атомно¬
го ядра; идеи же Векслера породили
ряд классов циклических ускорите¬
лей легких и тяжелых частиц и мно¬
гозарядных ионов. Синхротроны,
синхроциклотроны, или, как их на¬
зывал Векслер, фазотроны, микро¬троны, протонные синхротроны, или
синхрофазотроны, со слабой и жест¬
кой фокусировкой, кибернетические
ускорители — все это племя ускори¬
тельных установок, помогающее на¬
шей отечественной и мировой науке
производить фундаментальные иссле¬
дования в области физики высоких
энергий для блага человечества, яв¬
ляется результатом открытия принци¬
па автофазировки.♦Развитие кольцевых ускорите¬
лей — пример замечательного синте¬
за многих отраслей науки и техники»
С одной стороны, ускоритель — это
устройство, расчет которого основан
на современных физических теориях
движения частиц с огромными ско¬
ростями, приближающимися к ско¬
рости света, в сложных электриче¬
ских и магнитных полях. С другой
стороны, большие ускорители —
крупнейшие инженерные сооружения
нашего времени, поражеющие своей
грандиозностью. Они насыщены ра¬
диоэлектронными, электротехниче¬
скими, вакуумными и другими уста¬
новками и приборами, разработка
которых представляет весьма слож¬
ную проблему.УДК 62.5
16 Физическая химияЗнаем ли мы воду?Член-корреспондент АН СССР Б. В. Дерягин
Профессор Н. В. ЧураевВоде — не только самая распространенная, но и са¬
мая важная в природе жидкость. Достаточно сказать,
что в воде зародилась жизнь, без воды вообще невоз¬
можно существование животных и растений. Известно
значение воды для формирования климата; широко ее
применение в технике.Но это не все; вода принята в качестве жидкости,
на которой основаны три единицы измерения в системе
мер: единица массы, грамм, определяется как масса
нубического сантиметра воды при температуре ее наи¬
большей плотности ( + 4° С); градус принят как одна
сотая (по шкале С) интервала между температурами
замерзания и кипения воды при атмосферном давлении;и,	наконец, калория равна количеству тепла, которое
нужно для нагревания одного грамма воды на один
градус. Как мы увидим из дальнейшего, вряд ли выбор
воды в качестве такой стандартной жидкости удачен,
поскольку он не удовлетворяет основному требованию
к подобным стандартам — требованию полной неизме¬
няемости и постоянства.Вода не постояннаРешающая роль воды в природе и технике очевидна.
Казалось бы, мы должны знать воду очень хорошо.
Есть специальные научные организации, занимающиеся
изучением свойств воды, например Институт по изуче¬
нию воды в Флоренции (Италия); по этому вопросу из¬
дается немало книг и справочников. Многие свойства
воды изучены очень тщательно; изменение плотности
воды при нагревании; вязкость, от которой зависит соп¬
ротивление течению; температура кипения при разных
давлениях и т. д. Вряд ли теперь можно ожидать от¬
крытия в «поведении» воды чего-то принципиально но¬
вого.Между тем сейчас, видимо, раскрывается новая за¬
гадка этого вещества. Некоторые работы, проведенные
в этом направлении, колеблют наши взгляды на приро¬
ду не только воды, но и жидкого агрегатного состоя¬
ния тел вообще. Каковы же эти новые факты и откры¬
тия?Прежде всего хотелось бы указать, что полученные
данные опровергают такое, до сих пор казавшееся оче¬
видным, свойство жидкостей, как способность течь поддействием самых малых внешних сил и сопротивляться
изменению своей формы только за счет вязкости. Как
известно, сопротивление изменению формы за счет вяз¬
кости носит пассивный характер: вязкость замедляет
выливание жидкости из опрокинутого стакана, но не¬
способна привести к первоначальной форме, например,
жидкую каплю, которая под действием каких-то сил
слегка изменила свою форму. Между тем еще в 1932 г.
одним из авторов этой статьи были опубликованы ре¬
зультаты опытов ', показывающих, что тонкий слой воды
(толщиной около нескольких десятитысячных долей
миллиметра), находясь между двумя стеклянными по¬
верхностями, проявляет упругость формы: если воздей¬
ствие сил, двигающих эти поверхности в противополож¬
ных направлениях, кратковременно (порядка десятых
долей секунды), то слой жидкости, как бы скашиваю¬
щийся в момент приложения сил, после, устранения их
принимает свою первоначальную форму.В дальнейшем эти исследования были продолжены
по совершенно другой методике одним из авторов сов¬
местно с У. Д. Баэароном и А. В. Булгадаевым — со¬
трудниками Бурятского комплексного института СО АН
СССР (Улан-Уде). Тонкий слой жидкости, находящийся
на колеблющейся с частотой 70 кгц пьезокварцеээй
пластинке, прикрыт сверху кварцевой пластинкой и ув¬
лекается при каждом движении пьезокварца. Верхняя
пластинка отстает от этого движения благодаря инер¬
ции. В результате слой жидкости как бы скашивается
(рис. 1).Электрические измерения на самом колеблющемся
пьезокварце показали, что слой жидкости в этих усло¬
виях ведет себя как упругое тело, похожее по своим
свойствам на желатину. Таким образом, тонкий слой
жидкости проявляет упругие свойства, которые нисколь¬
ко не маскируются её текучестью; скорее, текучесть
маскируется упругостью формы.Удивительно, что с увеличением толщины слоя упру¬
гость воды не падала беспредельно, а стремилась к
постоянному значению, которое, таким образом, харак¬
теризовало упругие свойства воды, взятой уже в объе¬
ме. В то же время в тонком слое соответствующий мо¬
дуль упругости был в десятки и более раз выше.1 «Журнал физической химии», 1932, т. 3, вып. 1.
Оказалось, что аналогично ведут себя все жидкости
без исключения, т. е. все они проявляют упругость фор¬
мы в сколь угодно толстых слоях. При этом некоторые
жидкости, подобно воде, увеличивают упругость формы
при переходе к слоям тоньше; чем одна десятитысячная
доля миллиметра. К ним относятся спирты и ряд жид¬
костей, состоящих из так называемых полярных моле¬
кул. Другие жидкости, например бензол, четыреххло¬
ристый углерод, обладают постоянным модулем упру¬
гости, который не растет, как бы ни уменьшалась тол¬
щина слоя.Результаты этих экспериментов были опубликованыРис. 1.Схема установки для измерения упругости жидкости.К концам пьезокварцевой пластинки в, закрепленной в
своем центре двумя клинами в, приложены электроды
г, которые создают переменное поле с частотой 70 кгц.На один из концов пьезокварцевой пластинки на слой
жидкости свободно положена небольшая кварцевая плас- ■
тинка б. При движениях пьезокварцевой пластинки слой
жидкости ведет себя как упругое тело, сохраняющее
свою форму, причем ее упругость нисколько не маски¬
руется текучестьюв научной печати Несомненно, что они неожиданны
и заставляют изменить наши представления о поведе¬
нии жидкостей.'Жидкость «помнит» свое прошлоеДругое открытие, меняющее, быть может, еще бо¬
лее радикально наши взгляды на природу жидкого со¬
стояния вещества, это открытие у жидкостей «памяти».1	«Доклады Академии наук СССР» 1966, т. 166, № 3,
стр. 639; «ЖЭТФ», 1966, т. 51, вып. 4 (10), стр. 969.Физическая химия 17Борис Владимирович Дерягин
руководит Отделом поверхностных
явлений в Институте физической хи¬
мии АН СССР.Один из видных физико-химиков,
специалист в области коллоидной хи¬
мии, аэрозолей и молекулярной фи¬
зики.Известен своими трудами в науке о
поверхностных силах.Лауреат Ломоносовской премии Ака¬
демии наук СССР за 1958 год,
почетный доктор наук Кларксонов-
ского колледжа в Потсдаме (США),
член Фарадеевского общества.Николай Владимирович Чураевзаведует лабораторией в Отделе по¬
верхностных явлений Института фи¬
зической химии АН СССР.Основные работы выполнены в об¬
ласти физики процессов массопере-
носа в пористых средах и тонких
пленках.2 Природа, № 4
18 Физическая химияОбычно считается твердо установленным и не под¬
лежащим сомнению, что все свойства таких жидкостей,
как вода, бензол, спирт, зависят только от температуры
и давления. На этом основании и могли быть получены
таблицы констант жидкостей, в которых такие зависи¬
мости приводятся.Между тем время от времени в специальных науч¬
ных журналах начали публиковаться статьи, противоре¬
чащие этому привычному представлению. Например,
в работах пакистанского физика М. Кураши и новоси¬
бирских фиэико-химиков А. Н. Киргинцева, В. М. Соко¬
лова, Л. Н. Ефанова было показано, что вода, только
что полученная путем расплавления льда, постепенно
меняет некоторые свои свойства и только через много
часов они достигают постоянства—вода как бы «пом¬
нит» некоторое время свое прошлое. К таким свойствам
относится, например, вязкость. Аналогичные наблюде¬
ния проведены над расплавленным таллием и некото¬
рыми другими жидкостями. Правда, изменения, о кото¬
рых идет речь, очень невелики и могли быть обнару¬
жены только при помощи чрезвычайно тонкой методи¬
ки, с соблюдением многочисленных предосторожностей,
исключающих посторонние влияния и сводящих ошибки
опыта к минимуму.Чем отличается лед от воды!Вода отличается от льда главным образом наруше¬
нием правильного расположения молекул, которое ха¬
рактерно для всех кристаллов, в том числе и льда.
Нарушение это двоякое. Во-первых, исчезает так
называемый дальний порядок, заключающийся в распо¬
ложении молекул по узлам решетки, строго повторя¬
ющимся через одинаковые промежутки. Во-вторых,
уменьшается строго определенное число соседей, кото¬
рые связаны с каждой молекулой в кристалле льда си¬
лами водородной связи. Эта водородная связь по своей
энергии занимает промежуточное положение между
обычной химической связью (ковалентной связью) и си¬
лами межмолекулярного притяжения.Во льду каждая молекула связана с четырьмя сосе¬
дями. В жидкой воде часть этих связей разрушается,
что позволяет молекулам, оторвавшимся от своих со¬
седей, занять пустоты в кристаллической решетке льда.
Эти пустоты делают его столь легким, что он способен
плавать на поверхности воды. Эта точка зрения, разви¬
тая О. Я: Самойловым, объясняет, почему в результате
плавления льда плотность его, в противоположность
большинству других тел, не уменьшается, а увеличива¬
ется. Подобное же структурное представление объясня¬
ет, почему сжатие структуры продолжается и после
плавления при нагревании до 4° С. Только при дальней¬
шем нагревании вследствие усиливающегося теплового
движения взаимное расталкивание молекул берет верх
над уплотнением: разрыв водородных связей прогрес¬
сирует и вода начинает расширяться.Структурные изменения в воде протекают, однако,
значительно медленнее, чем этого требует классичес¬кая теория. Это связано, по-видимому, со сложностью
возникающих надмолекулярных структур и с участием
в перестройке не только отдельных молекул, но и бо¬
лее крупных образований, отличающихся способом свя¬
зи и взаимной ориентацией молекул, т. е. с ролью так
называемых кооперативных эффектов.Стойкое изменение свойств водыВсе проявления «памяти» жидкости, о которых мы
говорили, могут быть отнесены к разряду сравнительно
короткой «памяти», порядка суток или нескольких суток,
и вызывают незначительные изменения свойств воды
и растворов солей в воде. Куда более поразительно
явление модификации воды и ряда других жидкостей,
приводящее к огромным изменениям всех ее физичес¬
ких свойств. При этом происходит чрезвычайно стойкое
изменение свойств, которые в дальнейшем не меняют¬
ся в течение даже многих месяцев наблюдений.Впервые это явление было открыто несколько лет
назад на кафедре физики Института легкой промыш¬
ленности в Костроме доцентом Н. Н. Федякиным.Н.	Н. Федякин поставил перед собой задачу исследо¬
вать, как меняются свойства жидкостей, когда они за¬
ключены в очень узких стеклянных капиллярах, и провел
систематические научные экспериментальные исследо¬
вания в этой области. Соперничая с легендарным Лев¬
шой, Федякин освоил не только технику вытягивания
правильных цилиндрических капилляров с радиусом до
одной сотой доли микрона, но и нашел оригинальный
и в высшей степени целесообразный способ контро¬
ля их радиуса. Рамки статьи не позволяют, однако,
охватить все обнаруженные им замечательные
явления.Особо важными оказались наблюдения (сделанныеН.	Н. Федякиным попутно) над поведением воды, спир¬
та и уксусной кислоты в капиллярах сравнительно широ¬
ких, с радиусом порядка 1—2 мк. Жидкости, набранные
в эти капилляры, обнаруживают совершенно нормаль¬
ные свойства, такие же, как и в больших объемах: их
вязкость, поверхностное натяжение, плотность, давление
насыщенных паров ничем не отличаются от значений,
которые можно найти в сборнике физических констант.
Однако, Н. Н. Федякин заметил, что при длительном
пребывании в запаянном капилляре одного такого стол¬
бика нормальной жидкости, не заполняющего всю дли¬
ну капилляра, рядом с ним, на свободных участках вбли¬
зи его концов, появляются и растут дочерние столбики,
свойства которых, как заключил Н. Н. Федякин, не мо¬
гут быть тождественны свойствам породившего их
материнского столбика (рис. 2). Прежде всего, перегон¬
ка жидкости от нормального столбика к дочерним ука¬
зывала, что над последними давление насыщенного па¬
ра сажено.В дальнейшем для продолжения этой работыН.	Н. Федякин приехал в Москву и в Отделе поверх¬
ностных явлений Института физической химии АН СССР
началась совместная с Б. В. Дерягиным широкая раэрл-
Физическая химия 1®Рис. 2.Схема открытия Н. Н. Федякина. При длительном пребывании в тонком запаянном капилляре столбика а обыч¬
ной воды, вблизи концов столбика, в свободных участках капилляра образуются дочерние столбики б жидкос¬
ти с необычными физическими свойствамиботка этого явления, которое оказалось чрезвычайно
важным и вызвало цепную реакцию дальнейших откры¬
тий. Прежде всего, выполненные Н, Н. Федякиным и
Б. В. Дерягиным измерения показали, что вязкость до¬
черних столбиков более чем в десятки раз превышает
вязкость материнских. Точные измерения, проведенные
(совместно с М. В. Талаевым) путем наблюдений за ско¬
ростью роста и испарения аномальных столбиков при
переменном давлении пара, показали, что давление
насыщенных паров над их поверхностью понижено на
несколько процентов по сравнению с обычной водой.Сообщения о всех этих наблюдениях сразу же встре¬
тили серьезное недоверие, так как не укладывались
в обычные представления. Были высказаны, в частности,
предположения, что причина явления тривиальна и за¬
ключается в том, что под действием паров воды стекло
выщелачивается, и притом более энергично, чем под
действием первоначально введенного столбика жид¬
кости. Извлекающаяся из стекла при длительном кон¬
такте с пленкой воды щелочь входит в состав дочернихстолбиков, что и ведет к понижению давления их насы¬
щенных паров.Чтобы сделать опыты безупречными, дальнейшая
работа проводилась исключительно в капиллярах из
чистейшего оптического плавленного кварца, и притом
в более широких капиллярах, радиусом до 10—30 мк.
Теперь выщелачивание уже не могло играть никакой
роли, тем более, что для ускорения образования ано¬
мальных столбиков из паров воды воздух, содержав
щийся в капиллярах, удалялся с помощью насоса. Появ¬
ление аномальных столбиков воды удавалось безотказ¬
но наблюдать уже через 10—30 мин. после начала опы¬
та. Столбики не только появлялись в таких условиях,
когда, казалось бы, они появляться не могли, но и рос¬
ли, достигая через несколько часов длины порядка не¬
скольких миллиметров. Все попытки объяснить это явле¬
ние ошибкой в опытах, влиянием кривизны менисков
и т. д. оказались безуспешными.Осознав важность явления, изучением его под на¬
шим руководством занялась большая группа исследо¬Рис. 3.Схема установки для измерения зависимости плотности воды от температуры. В толстостенной медной ванноч¬
ке помещается капилляр. Так как площадь поперечного сечения капилляра постоянна, изменение объема стол¬
бика пропорционально изменению его длины. Длина I столбика измеряется при разных температурах оптичес¬
ким компаратором2*
20 Физическая химиявателей: М. В. Талаев, Б. В. Железный, И. Г. Ершова,
Д. С. Лычников, Я. И. Рабинович, 3. М. Зорин, Н. Н. За-
хаваева, В. В. Карасев, Ю. М. Лужнов и другие. Каковы
же итоги работы, выполненной за последние два года
нашим отделом?Свойства аномальной водыБыло показано, что вода с особыми свойствами об¬
разуется при конденсации паров не только внутри ка¬
пилляров, но на плоской и даже выпуклой поверхности
кварца. Для возникновения структурно-модифицирован¬
ного состояния необходимо, однако, кратковременное
пересыщение, сменяющееся затем стабильно поддер¬
живаемым недосыщением, позволяющим отобрать и
сохранить в этих условиях только аномальные столбики
иги капли, испарив «нормальные» с большим давлени¬
ем пара. Для получения аномальной воды разработаны
конструкции вакуумированных камер или ампул, в ко¬
торые теперь закладываются одновременно несколько
десятков капилляров. Особенно важно, что аномальные
столбики были получены даже после тщательной очист¬
ки воды и поверхности капилляров (длительным про¬
гревом и откачкой), что подтвердило невозможность
объяснения эффекта влиянием загрязнений.Оказалось далее, что при испарении таких столби¬
ков, степень аномальности может резко увеличиваться.
Это указывает на то, что причиной аномального поведе¬
ния воды являются какие-то молекулы воды, менее
летучие, чем ее нормальные молекулы НгО. Таким об¬
разом, аномальная вода представляет собой двухкомпо¬
нентную систему, состоящую из двух сортов молекул.Пока мы еще не располагаем анализом молекуляр¬
ного состава аномальной воды и вынуждены поэтому
ограничиться рабочей гипотезой. Можно предположи го,
что в аномальной воде, в отличие от обычной, имеются
помимо нормальных молекул молекулы-двойняшки или
еще более сложные комплексы обычных молекул во¬
ды, тесно связанных силами, близкими по характеру
к силам химической связи. Суждение о прочности свя¬
зи молекул воды в этом комплексе можно было вы¬
вести из такого факта: для превращения модифици¬
рованной воды в нормальную необходимо и достаточ¬
но нагреть ее в запаянном капилляре до температу¬
ры 650—700° С.Наиболее наглядно различие поведения модифици¬
рованной и нормальной воды проявляется в изменении
закона теплового расширения или сжатия воды, в осо¬
бенности при отрицательных температурах (рис. 3 и
рис. 4). Нормальная вода, хотя и обладает способностью
переохлаждаться, в то же время может быть легко пе¬
реведена в кристаллическое состояние — в лед, кото¬
рый плавится точно при нуле градусов. В модифициро¬
ванном же состоянии вода ведет себя по-другому.
После охлаждения до —40 -г- —50° она также затвер¬
девает, однако расширяется при этом значительно
меньше, чем обычная вода при превращении ее в лед.На рис. 5 показаны сделанные при разных темпера¬
турах микрофотографии одного из участков столбикаРис. 4.Кривые зависимости плотности or температуры. Пунк¬
тиром дана зависимость для обычной воды. Гориэонта-
льный пунктир — обычный лед. 1 — смесь обычной и
аномальной воды. Переход из жидкого состояния в
твердое представлен не точкой, а областью. Наибольшая
плотность — уже не при 4° С, как у воды, а при более
низкой температуре. 2 — предельно аномальная вода.
Плотность плавно увеличивается до определенной тем¬
пературы, при которой осуществляется переход в твер¬
дое, но не кристаллическое, а стекловидное состояниеаномальной воды в кварцевом капилляре диаметром
25 мк. Запаянный капилляр помещался в горизонталь¬
ном положении на подставке в заполненной спиртом
ванне термостата. Как видно из снимков, при медлен¬
ном повышении температуры после замораживания
столбик аномальной воды оказывается состоящим из
капелек одного сорта воды, взвешенных в воде другого
сорта. Оба сорта отличны от обычной воды и в то же
время различаются по плотности приблизительно на
Физическая химия 21чтшшхт^' -^тш^ттттп тдндуинтшРис. 5.Микрофотографии одного из участков столбика аномальной воды в кварцевом капилляре при нагревании после
ее затвердевания при температуре —48° С. После повышения температуры до —19,8° С столбик воды оказыва¬
ется состоящим из капелек одного сорта воды, взвешенных в воде другого сорта (вверх/). При дальнейшем на¬
гревании (t = —13,8° С) число и размеры капель постепенно уменьшаются (посередине). Полное исчезновение
капель наступает при температуре —12,1е С, вода становится однофазной (внизу)10%. Более легкие капли всплывают, собираясь в верх¬
ней части канала капилляра. Одна из фаз, а именно
более тяжелая, обогащена аномальными молекулами,
а вторая — обычными молекулами воды.При продолжающемся нагревании число и размеры
капель постепенно уменьшаются. Их полное исчезнове¬
ние наблюдается еще задолго до достижения нуля гра¬
дусов. Так, для нижнего столбика на рис. 5 однофазное
состояние наступило при температуре выше —12,1° С.
Таким образом, аномальная вода может сколько угодно
долго оставаться однофазной и жидкой при температу¬
ре ниже 0° С.Как измерялась плотностьОсобенно интересные результаты дали измерения
плотности воды в ее структурно-модифицированном
состоянии. Так как масса столбиков мала (10-5—10_6 г),
для измерения плотности мы применили метод гидро¬
статического взвешивания капелек аномальной воды
диаметром 100—300 мк (рис. 6). Капли выдавливались из
капилляров в колонку, заполненную смесью тяжелой и
легкой жидкости, так, что плотность ее плавно меня¬
лась по вертикали от 1,6 г/см3 в нижней части колонки
до 0,9 г/см3 — в верхней. Наблюдая за тем, где оста¬
новится капля аномальной воды, находили плотность,
считая ее равной плотности жидкости в этом слое колон¬
ки. Для воды различной степени аномальности были
получены значения плотности, лежащие в пределах
от 1,01 до 1,4 г/см3. Это показывает, что структура ано¬
мальной воды действительно резко отлична от обычной.В Настоящее время исчерпывающего, однозначно
доказанного -объяснения свойств и превращений ано¬
мальной воды мы не имеем. Интенсивная работа в
этом направлении продолжается. Можно, однако, счи¬
тать несомненно установленными два факта.Во-первых, в модифицированном состоянии молеку¬лы воды расположены более компактно, чем в обыч¬
ной воде, причем эта большая компактность достигает
величины, которая на первый взгляд поражает. Оказа¬
лось, что если концентрировать аномальные молекулы
воды путем испарения или экстракции нормальных
молекул, то плотность получившегося остатка доходит
до 1,35—1,40 г/см3, т. е. аномальная воде на одну треть
плотней обычной. Впрочем, то, что мы говорили об
ажурности структуры льда и близкой к нему структуре!
обычной воды, показывает, что здесь никакого чуда нет.Во-вторых, в модифицированном состоянии вода
состоит из молекул по крайней мере двух сортов. Само
изменение структуры воды, более компактное располо¬
жение молекул, несомненно является следствием иного
ее молекулярного состава.В заключение приведем одно высказывание, которое
было сделано в США, в связи с докладом одного из
авторов (Б. В. Дерягина) на Гордоновской конференции
по химии поверхностей в июле 1967 г. Известный специ¬
алист в области структуры воды профессор Г. Франк
напомнил, что некоторое время назад в Англии была
опубликована фантастическая повесть об открытии льда
№ 9 (фактически известно восемь модификаций льда,
существующих при различных давлениях и температу¬
рах). Лед № 9—продукт фантазии автора повести —
имел точку плавления +50° при атмосферном давлении.
Возникла опасность, что кто-то похитит этот уникальный
образчик льда и, бросив его в океан, вызовет цепную
реакцию замерзания воды всех океанов, подобно тому
как замерзает переохлажденная ниже нуля вода, если
а нее попадает хотя бы одна снежинка. Были приняты
меры для предотвращения такой страшной катастрофы.
Напомнив об этом, Франк спросил:— Не представляет ли Ваша модифицированная вода
что-то похожее на этот фантастический лед?В ответ было замечено, что тут можно скорее гово¬
рить о полной противоположности, чем о сходстве. Во-
22 , Физическая химияо_ :::
_о __о_ :Q - 7 -"гРис. 6.Схема измерения плотности аномальной воды методом
гидростатического взвешивания капелек. В колонку зали¬
ваются две жидкости — тетрахлорэтилен с плотностью1,6	г/см3 и вазелиновое масло плотностью 0,9 г/смэ.
В течение длительного времени (недели и месяцы) про¬
исходит взаимная диффузия жидкостей, и в результате
плотность смеси плавно меняется по вертикали, как это
показано на кривой левого рисунка. Вначале опускают
капли-репера известной плотности (крупные кружки), а
затем осторожно выдавливают из шприца капельки
аномальной воды. По уровню, на котором она окажет¬
ся в взвешенном состоянии, определяют ее плотность.
Для воды различной степени аномальности были полу¬
чены значения плотности от f ,01 до 1,4 г/смэпервых, мы имеем в нашем случае не лед, который
плавится при повышенной температуре, а воду, которая
либо расслаивается по достижении температуры много
ниже нуля, либо при достаточной концентрации ано¬
мального компонента не замерзает вовсе. Во-вторых,
если вылить стакан такой воды в океан, то присутству¬
ющие в ней аномальные молекулы разбавятся до столь
малой концентрации, что произойдет исчезновение вся¬
ких следов, говорящих о различии свойств. Таким обра¬
зом, никакой опасности, с точки зрения каких-топревращений воды в новое состояние в мировом мас¬
штабе, нет.В связи с тем что в гидросфере Земли, несмотря на
длительное ее существование, до сих пор не обнару¬
жено присутствия модифицированной воды в заметных
количествах, возможно, что эта вода термодинамически
менее устойчива, чем обычная вода. Однако оконча¬
тельное решение этого вопроса должно быть отложено
до получения точных термодинамических характеристик
модифицированной воды.Но говоря это, мы отнюдь не хотим утверждать, что
модифицированное состояние воды не имеет уже сей¬
час какого-то распространения или какой-то роли в
природе. Наоборот, очень возможно, что эта вода в
каких-то специфических условиях образуется в природе,
но имеющиеся в этом отношении предположительные
данные пока преждевременно выносить на широкое
публичное обсуждение. Для того чтобы получить научно
обоснованный ответ на этот чрезвычайно интересный
вопрос, должны быть проведены исчерпывающие иссле¬
дования.С другой стороны, уже сейчас несомненно, что по¬
лучение и исследование воды в новом состоянии, неза¬
висимо от того, существуют или нет природные ресур¬
сы модифицированной воды, должно сыграть большую
роль как для развития представлений о свойствах и
структуре воды и жидкого состояния вещества вооб¬
ще, так и для ряда'смежных наук и технических дис¬
циплин.Трудно допустить, что получение стойкой разновид¬
ности воды с особыми свойствами не было бы в даль¬
нейшем использовано в биологических или физических
исследованиях. По-видимому, эта вода, столь сильно
отличающаяся по своим физическим свойствам от обыч¬
ной и в то же время имеющая тот же химический со¬
став, найдет и техническое применение. Еще грандиоз¬
нее могут быть перспективы практического примене¬
ния модифицированного состояния воды, хотя говоритьо	том, каковы конкретные пути ее использования, сей¬
час преждевременно.Добавление при корректуре. Существование молеку¬
лярных комплексов подтверждено нами в последнее
время измерением молекулярного веса модифициро¬
ванной воды. Кроме того, по измерениям 3. М. Зорина,
показатель преломления предельно модифицированной
воды равен 1,48.УДК 546.212
Съезды, конференции 23Водоемам—чистую водуВ Москве с 30 января по 2 фев¬
раля 1968 г. проходила Всесоюзная
научная конференция по водной ток¬
сикологии. Она была организована
Комиссией по водной токсикологии
при Научном совете по проблемам
гидробиологии, ихтиологии и ис¬
пользования биологических ресур¬
сов водоемов АН СССР, криологи¬
ческой комиссией Министерства рыб¬
ного хозяйства СССР и Биолого-поч-
венным факультетом МГУ. На обсуж¬
дение этого важного народнохозяй¬
ственного вопроса собрались ученые,
сотрудники научно-исследовательских
и учебных заведений, представители
партийных, советских и хозяйственных
организаций. Всего в конференции
участвовало 350 человек из различ¬
ных городов Советского Союза.На пленарных заседаниях было за¬
слушано 15 докладов. Кроме того,
работали три секции: влияния токси¬
ческих веществ и сточных вод на
разные функции гидробионтов; не¬
которые методические вопросы вод¬
ной токсикологии; влияние токси¬
ческих веществ и сточных вод на
биологические процессы водоемов.
На секциях было сделано около
70 докладов и сообщений, имевших
как общетеоретический, так и при¬
кладной характер. В них были подня¬
ты актуальные проблемы по пред¬
отвращению загрязнения водоемов
промышленными и сточными водами.Проф. Н. С. Строганов (биолого¬
почвенный факультет МГУ) в своем
докладе отметил, что основная прак¬
тическая задача водной токсиколо¬
гии — установление максимально до¬
пустимых концентраций токсических
веществ в водоемах. С этой целью
необходимо провести исследования
на всех уровнях: молекулярном, фи¬
зиологическом и экологическом.О	состоянии и перспективах
научно-исследовательских работ по
проблеме защиты рыбохозяйствен¬ных водоемов от загрязнения рас¬
сказал А. Г. Гусев (ГосНИОРХ). По
ориентировочным подсчетам, рыб¬
ная промышленность СССР ежегод¬
но теряет от загрязнения около1,7	млн ц рыбы на сумму более
350 млн рублей. Отрицательное воз¬
действие на водные организмы сточ¬
ных вод зависит не только от их кон¬
центрации и токсичности, но также от
видового состава водной среды. Что¬
бы установить влияние сточных вод
на флору, фауну и биоценозы водо¬
емов, необходимы комплексные ис¬
следования — гидрологические, гид¬
рохимические, гидробиологические,
микробиологические и ихтиологи¬
ческие. Важно определить экспери¬
ментальным путем степень и харак¬
тер воздействия загрязнителей на
водную среду, на развитие и вос¬
производство водных организмов.О. Г. Миронов (Институт биологии
южных морей АН УССР) в своем до¬
кладе «Токсико-биологические аспек¬
ты углеводородного загрязнения мо¬
рей» отметил, что в связи с ростом
морских перевозок можно ожидать
дальнейшего увеличения нефтяно¬
го загрязнения. Углеводороды воз¬
действуют как на организмы, насе¬
ляющие толщу воды, так и на мор¬
скую фауну, начиная от водорослей
и бактерий и кончая млекопитающи¬
ми и птицами. Только в Великобри¬
тании от загрязнения нефтью еже¬
годно гибнет 50—250 тыс. морских
птиц.На пленарных заседаниях были
также сделаны доклады: «Основные
фазы действия токсических веществ
на организмы» (Е. А. Веселова, Пе¬
трозаводский университет), «Совре¬
менное состояние и ближайшие зада¬
чи токсикологии рыб» (В. И. Лукь¬
яненко, ЦНИОРХ), «Изучение ми¬
кробиологических процессов, проте¬
кающих в водоемах Северо-Запада
Европейской части СССР, и воз¬действие на них вносимых загряз¬
нений» (М. В. Мосевича, ГосНИОРХ)
и ДР-Выступавшие на конференции под¬
черкивали, что несмотря на появле¬
ние новых и улучшение старых спо¬
собов очистки сточных вод, зача¬
стую водная среда остается токсич¬
ной, нарушаются процессы биоло¬
гического самоочищения. Все это на¬
носит ущерб рыбным запасам и
другим биологическим ресурсам
морских и внутренних водоемов.
В результате зарегулирования стоков
многих рек возрастает угроза нако¬
пления в них токсических веществ.
Кроме того, было обращено внима¬
ние, что некоторые меры защиты от
обрастаний и биологической корро¬
зии водного транспорта, гидротехни¬
ческих сооружений и приборов
вместе с тем могут оказать вред¬
ное влияние на полезные организмы.Конференция отметила несоот¬
ветствие существующих предельно
допустимых концентраций требовани¬
ям охраны чистоты вод, рыбохо¬
зяйственным целям и сохранению
процессов биологического самоочи¬
щения водоемов.В целом выступления показали,
что советские ученые ведут серьез¬
ную разработку проблем водной ток¬
сикологии. Однако размах этих ра¬
бот пока не соответствует резко воз¬
росшим потребностям в них.Перед советскими учеными стоит
большая и ответственная задача —
обеспечить чистоту наших водоемов.
В связи с этим конференция обрати¬
ла серьезное внимание на необходи¬
мость развития и координацию в мас¬
штабах всей страны теоретических и
прикладных исследований по вопро¬
сам водной токсикологии, наметила
конкретные меры защиты водоемов
и рыбных богатств от воздействия
сточных вод.С. П. ДрамбянцМоскве
2^ АстрономияГлобальные исследования
ЛуныЮ. П. Псковский
Кандидат физико-математических наукБогатая необыкновенными событиями эпоха штурма
космоса, начавшаяся запуском первого советского ис¬
кусственного спутника Земли, произвела в астрономи¬
ческой науке подлинную революцию. Неисчислимы но¬
вые сведения, полученные при помощи искусственных
спутников и автоматических космических станций. Од¬
ним из объектов, буквально «открытых заново» в сов¬
ременную космическую эру, является ближайшее к
нем небесное тело, сравнительно небольшая планета,
спутник Земли — Луна. Ныне Луна стала местом важ¬
нейших космических экспериментов. Вспомним, чтб и
первая жесткая, и первая мягкая посадки на другие не¬
бесные тела были отработаны и осуществлены именно
на этой планете.Целый каскад космических экспериментов с прямым
или косвенным участием Луны совпадает с резким изме¬
нением отношения к проблемам Луны в научной среде.
К лунным проблемам обратились крупные астрономи¬
ческие коллективы в СССР, США, Англии и Франции.
На службу всесторонним исследованиям Луны поставле¬
на самая новейшая техника физического эксперимен¬
та — от космических аппаратов и лазеров до совер¬
шенных оптических и радиотелескопов. Такой новый
подход к Луне не случаен: Луна несомненно стала
ключом к исследованию других небесных тел солнеч¬
ной системы.Огромное впечатление, которое произвели фотогра¬
фии участков Луны, сделанные космическими аппарата¬
ми с близкого к Луне расстояния и особенно панорамы,
переданные с лунной поверхности, затмили, пожалуй,
другие успехи в исследовании нашего спутника. Между
тем мы часто забываем, что последние годы были го¬
дами гигантских достижений в исследовании Луны как
планеты в целом и что именно такое ее всестороннее
изучение и создает предпосылки к успешному решению
комплексов очередных задач космонавтики и планетной
астрономии.В этой статье мы познакомимся с результатами ис¬
следования лунной поверхности в глобальном масшта¬
бе, с успехами селенографии и селенодезии, селеноло¬
гии и селенофизики и других направлений в изучении
Луны, как типичной планеты солнечной системы.Глобальный обзор лунной поверхностиНаблюдениям с Земли в телескопы доступно около
56% поверхности лунного шара, так как благодаря явле¬нию либрации (видимого периодического колебания
Луны) нам удается немного заглядывать за тот или
иной край обращенного к Земле полушария Луны. Но
остальная часть лунной поверхности стала известной
лишь после успешных экспериментов, проведенных
советскими космическими аппаратами «Луна-3» (1959 г.)
и «Зонд-З» (1965 г.), а также американскими искусствен¬
ными спутниками луны «Лунар Орбитер-1-V» (1966
и 1967 гг.).Что же показали фотографии обратного полушария
Луны?Выяснилось довольно неожиданное обстоятельство:
на обратной стороне Луны почти не оказалось темных
морских поверхностей. Были обнаружены только три
новых «моря»: Море Москвы, Море Мечты (1959 г.) и
Море Мирное (1965 г.). Характер дна этих морей, по-ви-
димому, значительно более неровный, чем у обычных
лунных морей на видимой стороне. Таким образом,
основная форма лунной поверхности — единый светлый
сильно изрезанный материк. Темные же пятна лунных
морей — лишь вкрапления в толстом материковом пан¬
цире планеты.До исследования обратного полушария Луны была
популярна гипотеза Г. Юри о происхождении лунных
морей в результате падения на Луну планетезималей '.
Но в таком случае бомбардировка ими лунного шара
носила бы беспорядочный характер. Теперь же, когда
мы знаем рельеф почти всей поверхности Луны, уста¬
новлено, что морские области концентрируются на
одном полушарии.Эту загадку попытался объяснить известный астро¬
ном Зд. Копал (Ашлия). Предположим, говорит он, что
Луна когда-то оторвалась от Земли (существует такая
в известной мере детально разработанная в фрагмен¬
тах, гипотеза возникновения Луны, основоположником
которой был сын великого Дарвина Дж. Дарвин — сам
крупный геофизик и астроном). Если уж в то далекое
время Луна не имела собственного осевого вращения,
а совершала движение вокруг оси за период, равный1 Планетезималями называются крупные протопла-
нетные тела, из которых сложились современные пла¬
неты солнечной системы и крупные астероиды и спут¬
ники; малые же спутники и астероиды, возможно, явля¬
ются планетеэимальными остатками, сохранившимися
доныне.
Астрономия 2ftпериоду обращения по орбите вокруг Земли, то и в
те времена к Земле было повернуто всегда одно и то
же полушарие. Когда Луна еще была близка к Земле,
сторона, обращенная к ней, подвергалась большим воз¬
мущениям, которые сильно нарушили целостность этого
полушария.Следует сказать, что гипотеза Копала небезуп¬
речна. Ведь в ту далекую эпоху, когда Луна находилась
ближе к Земле, она должна была иметь под влиянием
возмущений Земли некоторую вытянутость в направле¬
нии к ней. Однако этой вытянутости, по последним ис¬
следованиям, у лунной фигуры не обнаружено. Между
прочим, серьезным противником гипотезы о вытяну¬
тости лунной поверхности в сторону Земли оказался
сам Копал, который обосновывает свою точку зрения
анализом имеющихся сейчас наиболее точных измере¬
ний фигуры Луны. Нет сомнений, что рабочая гипотеза
Копала о происхождении лунных морей — обычный
поиск приемлемых новых идей, которые могли бы за¬
полнить «вакуум гипотез», объясняющих факт неравно¬
мерного распределения лунных морей по ее поверх¬
ности.Талассоиды на ЛунеНа снимках, полученных «Зондом-З», были впервые
четко отмечены большие впадины, дно которых имеет
светлый, материковый характер и большую, чем у мо¬
рей, изрытость. Эти новые по характеру образования
получили название талассоидов (т. е. «мореподобных»).Что4 же собою представляют талассоиды? Это гигант¬
ские опускания круглой или овальной формы. Гористые
обрывы, окружающие их, носят несомненно сбросовый
характер, как и у большинства (если не у всех) горных
цепей, известных на видимом полушарии Луны. Инте¬
ресно, что в центральной части талассоида можно заме¬
тить еще одну кольцевую форму—центральную «пли¬
ту» светлого, иногда морского или полуморского ха¬
рактера.Первоначально на снимках, полученных «Зондом-З»,
были найдены два талассоида: талассоид Королев и
талассоид Кибальчич, Кроме того, самый крупный кра¬
тер близ края видимого полушария Луны — кратер Байи
также показал сходство с этими талассоидами. Обра¬
ботка снимков обратной стороны Луны, полученных
еще в 1959 г. автоматической станцией «Луна-3», тоже
свидетельствует о существовании талассоидов на ма¬
териковой части обратной стороны Луны (Море Моск¬
вы, часть Моря Мечты).После выявления талассоидов возник естественный
вопрос: какое место среди других крупных деталей
Луны занимают эти образования? Мы знаем, что самы¬
ми крупными образованиями являются овальные моря;
талассоиды же по размерам занимают промежуточное
место между морями и крупнейшими кратерами. Еще
в 1962 г. американские астрономы В. Гартман и Дж. Кой-
пер, изучавшие кольцевые структуры на видимом полу¬
шарии Луны, насчитали 12 кольцевых образований, ко¬
торым они дали общее наименование бассейнов. Среди
них есть и овальные моря, окруженные кольцами гор.Юрий Павлович Псковский —
старший научный сотрудник Отдела
физики Луны и планет Государствен¬
ного астрономического института им.
П. К. Штернберга.Участник работы по составлению
«Атласа обратной стороны Луны, ч. II».
Опубликовал ряд работ в области
планетной, звездной и внегалактиче¬
ской астрономии.
Астрономия 27Три гипотезы образования лунных морей. 1. Гипотеза
Г. Юри: море образуется при падении планетеэимали.2.	Гипотеэа Зд. Копала: моря — это «раны» на видимом
полушарии, подвергавшемся сильному возмущению со
стороны Земли. 3. Новая гипотеза: изменение в скорости
вращения Луны в какой-то момент привело к резкому
ее торможению, в результате экваториальная зона, где
лунная кора наименее прочна, опустилась, образовав
впадины. С момента этой катастрофы Луна постоянно
обращена к Земле одной и той же сторонойБлиз вытянутого кратера Шиллер Гартман и Койпер
нашли типичную материковую впадину, которую теперь
принято называть талассоидом.Чрезвычайно интересной разновидностью бассейнов
являются талассоиды с внутренним морем. Первый та¬
кой бассейн был обнаружен на видимом полушарии
два десятилетия назад X. Мак-Юэном и детально опи¬
сан нашим советским селенологом А. В. Хабаковым.
Это Море Нектара. Недалеко от его берегов, с запада
и востока, расположены горная цепь Алтай и горная
страна Пиренеи. Они составляют гигантскую материко¬
вую котловину, середину которой и занимает Море Нек¬
тара. А. В. Хабакоа назвал эту котловину «древним Мо¬
рем Нектара» и обосновал последовательность образо¬
вания этого района: сначала возникло древнее море,
затем оно покрылось кратерами и посветлело, и, нако¬
нец, в центре его образовалось современное море.
Основываясь на существовании в этом море и в других
морскчх районах кратеров-призраков образование
древнего и нового морей относили к разным эпохам.
Но вполне возможно, что этот процесс происходил
единовременно.Из сказанного следует, что и талассоиды, и круглые
моря Луны — аналогичные образования, которым впол¬
не подходит общее название бассейнов. Различие меж¬
ду ними заключается в том, что дно морей было зали¬
то когда-то магмой или лавой, а у талассоидов либо
сохранилось материковое дно, либо лава залила лишь
центральную плиту талассоида. В соответствии с долей
заполнения бассейнов темным морским веществом
(лавами) их можно подразделить на три разновидности:Т — талассоид с материковым дном (кратер Коро¬
лев);ТМ — талассоид с морской плитой (Море Нектара);М — круглое (овальное) море (Море Дождей).В графике (стр. 28) приводятся сведения о крупных
лунных образованиях. Из 31 бассейна 12 — талассоиды,
10—-талассоиды с внутренним морем и 9 — моря.
С левой стороны графика дана логарифмическая шкала
диаметров (в км) темного «зеркала» морей и централь¬
ных плит талассоидов, справа — такая же шкала диамет¬
ров для'главного (наружного) кольца талассоидов. Не¬
трудно обнаружить явную тенденцию: крупнейшие бас¬
сейны имеют морскую поверхность, меньшие — матери¬
ковую, (талассоиды).Наряду с крупными образованиями правильной фор¬
мы лунный рельеф имеет большую серию неправильных1 Кратеры, погрузившиеся в морскую субстанцию.Три типа лунных бассейнов: 1 — талассоид с материко¬
вым дном; 2 — талассоид с внутренним морем; 3 — мо¬
ре правильной формы
(Фрагменты полного глобуса Луны)
28 АстрономияДиаметр
морского зеркала(в нм) МОРЯ
1200 т	М. Дождей1000800600400300200-100--	М. Изобилия-	М. Слокойстви•	М. Ясности
- М. Облаков•	М. Кризисов• М. Влажности
М. Познанное- М. ПаровМОРЯ В ТАЛАССОИДАХМ. Нектара
М. Восточное-- М.Гумбольдта-•	М. Смита•	М. МосквыM.F
М. Краевое-Таласоид В-Г ригчальди
Талассоид СТАЛАССОИДЫ-600Размеры и типы лунных бассейновформ. Это моря неправильной формы (крупнейшее —
Море Холода), материковые долины, а также образо¬
вания, наполовину заполненные морским веществом
(Болото Эпидемий). Последовательность — заполненная
темным веществом форма, полузаполненная форма,незаполненная форма — встре¬
чается также и среди крупных
кратеров, но в значительно бо¬
лее редких случаях.Пояс гигантских
лунных депрессийОбратим теперь внимание
на то, как располагаются все
лунные бассейны по поверх¬
ности Луны. Мы уже говорили,
что моря преобладают на ви¬
димой стороне. Ранее предпо¬
лагали, что вследствие симмет¬
рии моря должны быть в зна¬
чительном числе и на обрат¬
ной стороне. Еще в начале на¬
шего века немецкий астроном
Ю. Франц отметил, что моря
на видимом полушарии имеют
не случайное расположение, а
образуют пояс, идущий от Оке¬
ана Бурь и морей Влажности,
Холода, Паров и Облаков че¬
рез моря Дождей, Ясности,
Спокойствия, Нектара до Мо¬
ря Изобилия. Эти моря соеди¬
нены друг с другом «пролива¬
ми» равнинного характера. Да¬
лее цепь морей разрывна:
отдельно расположены Море
Кризисов, Море Смита, Кра¬
евое, Южное и Море Гум¬
больдта, а на другом краю —
Море Восточное. Если рассчи¬
тать положение большого кру¬
га, от которого моря в сред¬
нем удалены наименьшим об¬
разом (такой круг Франц на¬
звал «экватором лунных мо¬
рей»), то один ее полюс будет
находиться в районе кратера
Курций, а другой — в обратном
полушарии.Франц полагал, что пояс
морей в той или иной форме
продолжается и на обратном
полушарии. Но первые фото¬
графии невидимой стороны
Луны, как известно, развеяли
эту гипотезу: пояс морей на
обратной стороне не был об¬
наружен.Теперь, когда на обратном полушарии найдены впа¬
дины ййого типа, чем моря,— талассоиды, можно вновь
вернуться к этому вопросу и рассмотреть расположе¬
ние всех бассейнов — и морей и талассоидов. Оказыва¬
ется, Франц в конечном счете был прав. БольшинствоКоролев
Кибальчич -D.Лагранж -
Байи
Пингре -G-Н-Деландр -Янсен-400-300200100
Астрономия 29Пояс лунных депрессий на нарте полушарий: 1 — Океан Бурь; 2 — Море Дождей; 3 — Море Облаков; 4 — Море
Паров;* 5 — Море Влажности; 6 — Море Нектара; 7 — Море Спокойствия; 8 — Море Плодородия; 9 — Море Кризи¬
сов; 10 — Море Холода; ft—Море Гумбольдта; 12 — Море Ясности; 13 — Море Краевое; 14 — Море Смита;
15 — Море Южное; 16—Талассоид А; 17 — Талассоид В; 18—Море Москвы; 19 — Талассоид С; 20 — Талассоид D;
21—Кратер Байи; 22—Талассоид Е (возле кратера Шиллер); 23—Талассоид Пентре; 24 — Море Мирное; 25 — Мо¬
ре Восточное; 26 — Талассоид Кибальчич; 27 — Талассоид Королев; 28 — Талассоид F; 29—Талассоид G; 30 — Талас¬
соид Н; 31—Талассоид К. Жирная черта — современный экватор Луны; пунктирная—экватор пояса депрессийбассейнов, в первую очередь крупнейшие, концентри¬
руются к поясу, который правильнее называть поясом
гигантских лунных опусканий. Только бассейны малых
и умеренных размеров «отскакивают» от пояса на зна¬
чительное расстояние.Совершенно очевидно, что существование пояса
опусканий связано с важным процессом, происходившим
на лунной поверхности в прошлом. Ни гипотеза Юри,
ни гипотеза Копала не могут объяснить возникновения
пояса больших опусканий. Гипотезу образования пояса
лунных депрессий предложил Отдел физики Луны Го¬
сударственного астрономического института им. П. К.
Штернберга. Сущность ее заключается в следующем.Каким бы путем ни образовалась Луна в прошлом,
можно допустить, что ранее она имела более быстрое,
чем теперь, вращение вокруг оси. Изменение скорости
вращения'и могло привести к сильным опусканиям по
экватору вращения Луны.Как известно, под влиянием тяготения к центру не¬
бесные'тела стремятся принять устойчивую (равновес¬
ную) форму. Такой формой для невращающегося газо¬
вого, жидкого или пластического тела является сфера.
Но если тело имеет осевое вращение, то на его части¬
цы действует кроме силы тяжести еще центробежнаясила с наибольшим значением на экваторе вращения.
В результате совместного действия силы тяжести и
центробежной фигура равновесия представляет собою
несколько сплюснутый по оси вращения сфероид. Как
известно, Земля имеет форму сфероида со сжатием
1/293. Динамическое сжатие Луны в современную эпо¬
ху— 1/4000. Но если раньше она имела более быстрое
вращение, сжатие могло быть значительнее.Луна находится вблизи Земли, и ее притяжение вы¬
зывает на земной поверхности приливы и отливы мо¬
рей и океанов, а также суши. Притяжением Луны вызы¬
ваются и другие явления: установлено, что приливы в
суше иногда служат теми импульсами, которые, подтал¬
кивая неустойчивые участки в земной коре, ускоряют
начало землетрясений; приливы и отливы сказываются
на неравномерности вращения Земли вокруг оси. И во
всем этом повинна Луна, которая в 81 раз меньше Зем¬
ли по своей массе! Можно себе представить, как вели¬
ко в свою очередь воздействие Земли на Луну. Земные
приливы в твердой коре Луны, по некоторым оценкам,
достигают десяти и более метров! Еще сильнее было
тормозящее влияние Земли на осевое вращение Луны.Поскольку Луна быстро теряла скорость своего осе¬
вого вращения, падала величина центробежной силы,
80 Астрономияособенно на ее экваторе вращения. Это привело к не¬
соответствию менаду старой фигурой равновесия, сло¬
мившейся когда Луна вращалась быстрее и конфигура¬
цию которой приняла лунная кора, и новыми условиями
устойчивости. Так как лунная кора неупруга, она «не
поспевала» перестраиваться в более равновесную кон¬
фигурацию по мере торможения вращения Луны. И вот
наступил момент, когда противоречия между прежним
сжатием лунного сфероида и ослабевшей центробежной
силой привели к катастрофе: лунная кора осела в поясе
экватора вращения.Конечно, лунная кора, как и кора любой планеты,
имеет неоднородное строение. Напряжения в коре вы¬
звали оседания там, где она была менее прочна. Так
образовались впадины. Это разгрузило опасные пере¬
напряжения в соседних, не подвергшихся опусканиям
участках коры. Так создался пояс больших лунных впа¬
дин. Его средняя линия и есть след бывшего экватора
вращения Луны. Он имеет наклон к плоскости орбиты
20—30°. Если мы вспомним, что из шести больших пла¬
нет, у которых определено положение экватора вра¬
щения, четыре имеют аналогичный наклон (Земля,
Марс, Сатурн, Нептун), то выдвинутое предположениео	быстром вращении Луны в прошлом выглядит правдо¬
подобным.Но почему же, спрашивается, одни депрессии были
залиты лавой, а другие нет? Мы уже говорили о неодно¬
родности лунной литосферы, как и литосфер других
планет, и отмечали явную тенденцию: крупные депрес¬
сии, как правило, оказались залиты целиком, а неболь¬
шие — мало.Нетрудно представить себе, что в том полушарии,
где были сильные излияния лавы, притяжение Земли
вызывало сильные приливы. Это, с одной стороны, уси¬
ливало разливы лавы, а, с другой стороны, приливы
жидкой лавы резче тормозили обращение Луны, чем
приливы в твердой коре. И вот в какой-то момент при¬
тяжение Земли остановило проворачивание Луны во¬
круг оси, не совпадавшее с обращением ее вокруг Зем¬
ли. Представим себе на миг, как происходило это со¬
бытие. Луна обращалась по часовой стрелке, если смот¬
реть с ее северного полюса, т. е. Океаном Бурь впе¬
ред. Это обширное лавовое море приближалось к краю
обращенного к Земле полушария, но Луна уже «не
имела сил» провернуться... Так и остались крупнейшие
морские образования — Океан Бурь, Море Дождей и
Море Облаков — в западной части видимого полуша¬
рия, а менее крупные — расчлененной цепью в восточ¬
ной части *.1 Следует обратить внимание, что в книгах и картах,
изданных до 1961 г., направления «запад» и «восток»
на Луне были противоположны тем, какие установлены
теперь. Раньше, когда Луну изучали астрономы в теле¬
скопы, они называли западным тот край Луны, который
был обращен к западному краю небосвода. Но теперь
времена изменились: Луна сама стала местом научных
исследований. Однако при старой ориентировке стран
света Солнце на Луне восходило... с запада! Теперь на¬
правления «восток» и «запад» приведены в соответствие
с земными.Излагаемая здесь гипотеза не требует предвари¬
тельного решения вопроса о том, каким образом Луна
стала спутником Земли. Как мы уже упоминали, по
Юри, Луна, очевидно, была захвачена Землею в ре¬
зультате какого-то редкого счастливого случая. По
Дж. Дарвину, она родилась из недр Земли. По некото¬
рым современным космогоническим гипотезам, и Зем¬
ля и Луна, возможно, образовались совместно из мате¬
риалов газо-пылевого облака, располагавшегося в райо¬
не будущей орбиты Земли. Для нас же достаточно,
чтобы в прошлом Луна имела быстрое вращение.Новые лунные картыВажным этапом в изучении лунной поверхности бы¬
ло издание в США в 1961 г. «Фотографического Атласа
Луны» под редакцией Дж. Койпера. В этом атласе соб¬
рано много фотографий Луны, полученных сильнейши¬
ми телескопами мира. На лучших снимках вышли даже
кратеры диаметрами до 0,7 км. Эти же снимки были
положены в основу «Ректифицированного Атласа Луны»,
фотокарты которого изготовлялись путем проецирова¬
ния снимков Луны на белый шар и фотографирования
получающегося сферического изображения. Масштаб
ректифицированного атласа— 1:3 500 000, фотографи¬
ческого—1:1 400 000. Атлас видимого полушария Лу¬
ны пополнен каталогом лунных кратеров, насчитываю¬
щим около 17 тыс. деталей.Кроме фотографических атласов в США создаются
карты в масштабе 1 : 1 000 000 с изображением рельефа
Луны приемами наземной картографии, с отметками вы¬
сот и горизонталями. Уже вышло около 30 карт (из
общего числа 72). Многочисленные определения высот
и уклонов для них проводятся новым оригинальным спо¬
собом — киносъемкой лунной поверхности около тер¬
минатора (границы ночной и дневной частей Луны).
Эти наблюдения систематически ведутся на станции
Пик-дю-Миди во Франции, а их машинная обработка и
анализ снимков — в Манчестере (Англия).В результате обработки 14 кадров обратной стороны
Луны, полученных станцией «З'онд-З», в СССР составле¬
ны детальные фотокарты заснятой части невидимого
полушария («Атлас обратной стороны Луны», часть- II,
научный руководитель работ Ю. Н. Липский), а также
обычные карты и каталог деталей. Эти новые данные
вместе с каталогами деталей видимого полушария и-►Фигура гравитационного потенциала Луны, определен¬
ная по данным «Луны-10». Слева приводятся радиальные
отклонения от окружности гравитационного потенциала,
увеличенные в 1000 раз; приведены сечения: А — по эк¬
ватору; Б — по центральному меридиану; В — по краю
видимого полушария; справа — вид Луны в соответству¬
ющем ракурсе. Отмечены моря и кратеры с лучевыми
системами
32 Астрономия1ИСТО Н'ПЬ(ристарх]Капср;ник/КеплерЛангрснфсофиг-■Тихо«Горячив точки» Луныматериалами, полученными американскими аппаратами
•серии «Лунар Орбитер», позволяют считать, что теперь
весь лунный шар обследован до деталей размерами
3—5 км.На материале советских фотографирований 1959—
1965 гг. впервые представилась возможность создать
полную карту и наиболее полный глобус Луны. Эти кар¬
тографические материалы документально фиксировали,
таким образом, представление о Луне на рубеже
1966—1967 гг., т. е. до начал* нового этапа лунных ис¬
следований, характерного мягкими посадками а. с. и
запусками искусственных спутников Луны. Полная карта
Луны была исполнена в меркаторской проекции в мас¬
штабе 1 : 5 ООО ООО, а новый глобус — в масштабе
1 : 10 000 000. Для наблюдений в телескоп создана удоб¬
ная фотокарта видимого полушария Луны (масштаб
1 : 5 000 000). Наша отечественная астрономия и широ¬
кие круги любителей-астрономов обеспечены теперь
■прекрасным набором современных карт Луны разно-
-обраэного назначения.На XIII съезде Международного астрономического
союза в Праге в августе 1967 г. корты и Атлас были
представлены советской делегацией и получили высо¬
кую оценку у специалистов. На съезде была также по¬
казана и роздана карта обратной стороны Луны, издан¬
ная а США по материалам американских аппаратов
«Лунар Орбитер-1 — IV» и советского «Зонда-З». Масш¬
таб карты 1 : 10 000 000 (есть и увеличенный вариант
"1 : 5 000 000). Зона, сфотографированная в 1959 г. «Лу¬ной-3», была воспроизведена по многочисленным фото¬
графиям, полученным американскими лунными спутни¬
ками. На карте появились на своих местах важнейшие
образования, вышедшие на первых фотографиях обрат¬
ной стороны Луны в 1959 г.: Море Москвы, кратеры
Циолковский, Жюль Верн, Жолио-Кюри и др. Сопостав¬
ление точности координат на картах советского и аме¬
риканского производства показывает преимущество со¬
ветской карты, базирующейся на снимках, захватываю¬
щих также объекты видимой стороны и использующей
большее число опорных точек.Селенодезия — «геодезия» ЛуныВажная практическая наука геодезия, изучающая по¬
ложение пунктов на земной поверхности, размеры и
форму Земли в целом, имеет теперь вполне «взрос¬
лую», можно сказать совершеннолетнюю, дочь—селе¬
нодезию. Определение координат пунктов на Луне, так
называемых селенографических координат, проводилось
много раз еще в прошлом веке. Но создание сети
опорных пунктов на лунной поверхности относится уже
к началу XX века. Опорными пунктами служили, естест¬
венно, четко видимые кратеры или центральные горки
в крупнейших из них. Тщательные измерения координат
этих пунктов позволили развить триангуляционную сеть,
подобную такой сети на Земле. Но была и существен¬
ная разница. Во-первых, эта система не могла служить
для определения размеров Луны, наоборот, линейные
Астрономияразмеры Луны, определенные астрономическими ме¬
тодами, и были базисом, или, проще, масштабной ли¬
нейкой для измерения расстояний между пунктами.
Во-вторых, наблюдения с Земли за положениями точек
на Луне, естественно, были недостаточно точными.Итогом работ немецкого астронома Ю. Франца, при¬
ступившего к созданию опорной сети на Луне в начале
XX века, было установление более полутора тысяч
спорны* точек. Лишь много времени спустя, в 1956 г.
австрийский селенодезист Г. Шрутка-Рехтенштамм внес
улучшения в опорную сеть Франца. Его исправления
повысили точность определений координат ста пяти¬
десяти важнейших пунктов на Луне. Следующий, очень
важный в принципе, шаг к совершенствованию лунной
триангуляционной сети сделал американский астроном
Р. Болдуин, известный больше как упорный искатель
метеорных кратеров на земной поверхности. Его ката¬
лог превышает 600 пунктов. В 1966 г. на астрономиче¬
ской обсерватории Академии наук УССР в Киеве был
составлен каталог опорных точек видимого полушария
Луны на 700 пунктов, который лежит в основе карт,
созданных в СССР. Опорные пункты Шрутки-Рехтен-
штамма служат для этих каталогов лишь ориентирами
для привязывания к селенографической сетке коорди¬
нат, или, проще говоря, своеобразным началом отсче¬
та координат. При помощи каталога, изготовленного
ГАО АН УССР, было также проведено определение
координат сотен деталей на обратной стороне Луны.Обратимся теперь к фигуре Луны. Мы уже отмеча¬
ли, что наиболее точное определение координат на
поверхности Луны открывает возможность изучения
лунной фигуры. Дело в том, что определения коорди¬
нат лунных пунктов из-за либрации немного различа¬
ются в каждый наблюдаемый момент (ведь при расче¬
тах координат Луна считается шаром). Анализ различий
позволяет определить возвышение того или иного пунк¬
та над средним радиусом Луны (т. е. радиусом сред¬
ней лунной сферы).Реальную фигуру Луны впервые стал изучать в на¬
чале этого века Франц. Широкие исследования провели
также австрийский селенодезист Й. Хопман и Шрутка-
Рехтенштамм, а затем Болдуин. В 1967 г. Хопман издал
общий каталог 1052 абсолютных высот опорных точек
на видимой стороне Луны. В этом каталоге объединены
измерения высот, проводившиеся при получении опор¬
ных точек Шруткой-Рехтенштаммом, Болдуином, Шоф-
флем, американскими Астронавтическим центром кар¬
тографии и Топографической службой армии. По расче¬
там Хопмана, Луна не сжата: это просто шар с углуб¬
лениями и возвышениями, не искажающими общей фор¬
мы. Не найдено приливного выступа в направлении Зем¬
ли. Средняя глубина морских областей оценивается в
1 км, средняя высота материков — около километра.
Максимальные перепады между соседними возвышен¬
ностями и впадинами—9 км (на Земле перепад гора —
океанская впадина, достигающий 10,5 км — это вулкан
Мауна-Лоа и находящаяся по соседству гавайская впа¬
дина).Классический путь решения проблемы о фигуре Лу-<Лунная активность». На снимке Луны отмечены
места, где наблюдались различного рода свечения, по¬
мутнения и измененияны —- стереоскопическое исследование лунного тела. Но
оптическая либрация Луны дает слишком малую базу
для стереоскопических исследований с Земли. Естест¬
венно, значительно большие возможности открывают
космические аппараты, которые фотографируют Луну в
разных ракурсах, недоступных земным наблюдателям.
Но, с другой стороны, существуют особые требования
к космической фотографии: не должно быть геометри¬
ческих искажений и низкой разрешающей способно:!»,
а главное, необходимо точное знание положения кос¬
мического аппарата в момент фотографирования.Наблюдения с Земли подтверждали, казалось бы,
что Луна имеет вытянутую по направлению к Земле
форму. По мнению А. Сондера, такая «добавка» к сфе¬
ре возвышалась на полтора километра над сферой.
Но впоследствии анализ степени точности показал, что
погрешности измерений больше этой оценки. Затем,
уже в нашем десятилетии, английский астроном К. Гу-
дас исследовал фигуру Луны, анализируя системы опор¬
ных точек, определенных Шруткой-Рехтенштаммом, Бол¬
дуином и другими исследователями, методом разложе¬
ния по гармоническим функциям. Поскольку точных
данных об обратном полушарии Луны не было, Гудас
считал, что в деталях оно центрально-симметрично ви¬
димому, и пришел к выводу, что Луна не имеет вытя-
нутости к Земле.3 Пргрода. Л"; 4
Я* АстрономияВажный вклад в решение этой проблемы внесен ис¬
кусственными спутниками Луны («Луна-10», «Луна-11»,
«Луна-12» и «Лунар Орбитер-1 — V»), Анализ движе¬
ния «Луны-10» в поле тяготения Луны позволил изучить
уровенную поверхность Луны (поверхность одинакового
гравитационного потенциала). Аналогичные исследова¬
ния были проведены по движению «Лунар Орбитер-1».
И та и другая серии исследований в полном согласии
показали, что уровенная поверхность Луны имеет фор¬
му, довольно сходную с геометрической фигурой Луны.
Что касается Земли, то ее уровенная поверхность и гео¬
метрическая форма (геоид) несходны. Причина несход¬
ства заключается в значительной неоднородности тепа
нашей планеты. Аналогия же уровенной и геометриче¬
ской фигуры (селеноида) Луны говорит о большой одно¬
родности внутреннего строения нашего спутника. Иссле¬
дование полярных районов Луны показало небольшое
сжатие, которое вполне объяснимо современным сла¬
бым осевым вращением Луны, синхронным орбитально¬
му ее движению вокруг Земли.«Горячие точки» ЛуныМного нового принесли в последнее время исследо¬
вания основного рельефа (так сказать, мезорельефа)
Луны, каковым являются кратеры. Снимки «Зонда-З»
обнаружили на обратной стороне Луны необычные по
протяженности цепочки кратеров средних размеров.
Они тянутся на сотни километров от гористой области,
расположенной северо-западнее Моря Восточного.
В радианте, из которого они исходят, никакого уникаль¬
ного образования не замечено, впрочем, эта область
была сфотографирована «Зондом-З» при высоком по¬
ложении Солнца, когда детали рельефа видны плохо.
Кратеры цепочек имеют диаметры 15—20 км.В изучении лунного рельефа основную роль играет
фотография, но сейчас особое значение приобретают
инфракрасные методы исследования ее поверхности.
В СССР, США и других странах созданы приборы, ска¬
нирующие диск Луны, т. е. построчно пробегающие его.
Это как бы телевизионная развертка изображения Луны
в инфракрасных лучах. С помощью таких приборов
можно изучать температурные условия при разных фа¬
зах Луны по всей освещенной части ее диска. Уже пер¬
вые исследования показали, что на Луне имеются «го¬
рячие пятна», где температура на десятки градусов вы¬
ше, чем у окружающей местности. Такими «теплыми
местечками» оказались кратеры с большими лучевыми
системами: Аристарх, Тихо, Кеплер, Коперник, Прокл.Особенно интересные результаты были получены
американскими исследователями Дж. Саари и Р. Шорт-
хиллом при наблюдении полного лунного затмения на
обсерватории Хелуан (ОАР) 19 декабря 1964 года. Как
известно, в течение лунного «дня», длящегося более 14
земных суток, лунная поверхность нагревается до 400°
по шкале Кельвина, а за три часа лунного затмения,
когда раскаленная за лунный день поверхность оказы¬
вается в тени Земли, она успевает остыть до 175° К (по
шкале Цельсия эти оценки соответственно будут +127°	►Оптическая локация Луны на 125-см рефлекторе ГАИШ:1	— главное зеркало; 2 — вторичное зеркало; 3 — источ¬
ник питания; 4 — посылаемые световые сигналы; 5 — ла¬
зер; 6 — фотоумножитель; 7 — принимаемые световые
сигналыи —100°)Таким образом, во время лунного затмения
на несколько часов создаются очень удобные условия
для инфракрасного просмотра всего лунного диска в
довольно однородном режиме поверхности Луны. Нз
инфракрасном изображении, полученном во время лун¬
ного затмения, были обнаружены сотни ярких пятен —
«горячих точек» (на более высокую температуру этих
точек указывает их повышенная по сравнению с окру¬
жающей поверхностью яркость в инфракрасной области
спектра). Около 400 таких точек удалось опознать на
обычных фотографиях. Ими оказались небольшие кра¬
теры и просто светлые пятна; и те и другие на снимках
Луны в полнолуние выходили как светлые точки. Ярки¬
ми они были и в инфракрасных лучах. Но многие точ¬
ки не удалось однозначно сопоставить с деталями лун¬
ной поверхности на обычных фотографиях. Дело, в
частности, в том, что ширина строчек инфракрасного
сканирования составляла (если перейти к размерам на
лунной поверхности) около 20 км, а размеры кратеров
часто были меньшими. Использование космических ап¬
паратов, как мы знаем, помогло установить, что сущест¬
вует огромное количество неразличимых в земные те¬
лескопы кратеров с диаметрами меньше 700 м. Однако
разница в теплоотдаче у этих кратеров и соседних
участков до некоторой степени помогает выявить их
присутствие с помощью инфракрасной техники.Конечно, инфракрасное изображение Луны в период
лунного затмения, полученное с более узкими и часты¬
ми строчками, даст много сведений о распределении
по Луне мелких кратеров, невидимых в телескопы. Но
в каждом случае, увы, нельзя будет все же сказать,
что собою представляет то или иное пятнышко, не име¬
ющее соответствующей детали на обычных снимках:
один кратер или группу кратеров. Американские иссле¬
дователи придают большое значение этому способу
«проникновения» за пределы возможностей оптическо¬
го наблюдения лунных деталей и обычно приводят ре¬
зультаты Саари и Шортхилла в отчетах по лунным кос¬
мическим экспериментам, например в отчете о про¬
грамме «Рейнджер». Действительно, три удачных экспе¬
римента с «Рейнджерами», а также самые детальные
фотографии,' получаемые искусственными спутниками
Луны, дали сведения о небольших участках лунной по¬
верхности с подробностью, превышающей возможности
наблюдений с Земли. Инфракрасные исследования поз¬
воляют расширить эти сведения.1	Астрономы привыкли многосторонне использовать
такие оптические явления, как затмения, покрытия звезд
Луной и т. д. В частности, анализ изменения темпера¬
туры лунной поверхности во время лунного затмения
позволил оценить теплопроводные свойства поверх¬
ностного слоя Луны; изучение изменения цвета и спект¬
ра света, отражаемого Луной, является средством опре¬
деления оптических и физических свойств земной атмо¬
сферы; к этому теперь прибавились радиоисследования
и исследование «горячих точек» на Луне.
..-..iiag
36 Астрономия«Лунная активность», или «лунный вулканизм»Возможно, что существование «горячих точек» на
Луне связано и с явлением «лунной активности», как
теперь стали называть различные проявления плутони¬
ческой (т. е. внутренней) деятельности лунной коры.
Прежнее название — «лунный вулканизм» — не соот¬
ветствовало масштабам и содержанию наблюдавшихся
явлений. Действительно, на Луне ни разу в современ¬
ную эпоху не было замечено обычных вулканических
явлений земного типа. Не установлено случаев появле¬
ния новых кратеров размером в 1 км и более, вулка¬
нических образований типа куполов, новых вершинных
кратеров и т. д. (кстати, в разных районах Луны на
хороших фотографиях удалось обнаружить эти необыч¬
ные детали — вершинные кратеры, являющиеся полны¬
ми аналогами земных вулканов по форме и размерам!
Но ни самого образования таких кратеров, ни изверже¬
ния из них пока не наблюдалось).Самым известным и достоверным проявлением лун¬
ной активности было кратковременное извержение га¬
зов в центре кратера Альфонс. Советские астрофизикиН.	А. Козырев и В. И. Езерский наблюдали это явление
в 1958 году спектрально. В 1959 г. Н. А. Козырев снова
дважды, также спектрально, наблюдал проявление лун¬
ной активности дна этого кратера. Оно состояло в силь¬
ной люминесценции. В 1961 г. им же была замечена по¬
вышенная люминесценция вблизи кратера Аристарх.
Люминесценция в областях вокруг этого кратера отме¬
чалась неоднократно и ранее.Как известно, люминесценцией называется холодное
свечение, возбуждаемое или облучением холодных тел,
или химическими реакциями, или электрическими раз¬
рядами. В условиях лунной поверхности свечение пород
возбуждается ультрафиолетовым и рентгеновским излу¬
чением Солнца, его корпускулярным излучением («сол¬
нечным ветром») и радиоактивностью лунных пород.
Анализ по длительности свечения показал, однако, что
преобладает кратковременное свечение (флуоресцен¬
ция), связанное с упомянутыми прямыми излучениями
Солнца. Постоянное же свечение (фосфоресценция),
связанное с радиоактивностью Луны, настолько слабо,
что неразличимо на ночной стороне, в частности из-за
яркого «пепельного света», создаваемого отраженным
Землей солнечным светом. Изучение люминесценции
может многое прояснить в вопросе о составе лунных
пород. Однако анализ люминесценции лунных пород
только начинается.Интерес к лунной активности побудил группу амери¬
канских астрономов собрать сведения о всех когда-либо
наблюдавшихся световых явлениях на Луне. В каталоге,
опубликованном американским астрономом Барбарой
Миддельхерст, собрано около 300 фактов проявления
лунной активности. Первое наблюдение относится к
1587 году, когда на неосвещенной части видимого полу¬
шария Луны была видна яркая точка невооруженным
глазом. Проявления лунной активности очень разнооб¬
разны и порою с трудом могут быть классифицированы
как явления одного порядка. Это и свечение точек нанеосвещенной стороне Луны, и помутнения видимости
малых деталей лунной поверхности в лучах восходящего
Солнца, и явления флуоресценции, о которых мы гово¬
рили выше, и многое другое.Около одной трети всех явлений лунной активности
приходится на район треугольника Аристарх — Геро¬
дот— Долина Шретера. Затем по частоте явлений сле¬
дуют кратеры Платон и Альфонс с залитым лавой дном,
молодые кратеры Тихо, Эратосфен, Феофил и дно
Моря Кризисов. Одиночные проявления лунной актив¬
ности отмечены в горных районах, окаймляющих Море
Дождей, Океан Бурь и др.Сведения о наблюдениях лунной активности продол¬
жают поступать отовсюду. В 1964 г. московский астро¬
ном М. М. Поспергелис на рефлекторе диаметром
70 см наблюдал с электронным поляриметром район
Аристарха. Во время одного из наблюдений он обна¬
ружил кратковременное систематическое вращение
плоскости поляризации света, отраженного поверхно¬
стью. Анализ явления, проведенный Ю. Н. Липским и
М. М. Поспергелисом, показал, что вращение плоскости
поляризации можно в данном случае истолковать как
оптический эффект, вызываемый выделявшимися из
недр газами. В конце 1966 г. пулковский астрономН.	Н. Петрова наблюдала повышенную люминесцен¬
цию в двух местах — близ кратера Кеплер и в заливе
Радуги.По сути дела, лунная активность еще ждет своего
объяснения. Нет сомнения, что под этим названием мо¬
жет скрываться несколько различных явлений; основ¬
ным, очевидно, является люминесценция, причины кото¬
рой могут быть в каждом случае разными: в одном —
свечение газов, в другом — свечение пород, в треть¬
ем — она может быть даже вызвана лавовыми
процессами, тепловое свечение которых поддержано
флуоресценцией, и т. д.Исследования лунной активности спектральными и
поляризационными методами, инфракрасной техникой
и гамма-рентгено-спектроскопией (эти последние методы
применяются на борту искусственных спутников Луны и
могут быть использованы на прилунившихся космиче¬
ских аппаратах) позволят в недалеком будущем рас¬
крыть тайны минералогического, химического и струк¬
турного механического состава Луны, происхождение ее
поверхностного слоя, коры и недр.Астрофизические исследования лунной
поверхностиДо сих пор мы говорили главным образом о дета¬
лях Луны километрового и многокилометрового раз¬
меров. Что же касается деталей лунного рельефа, име¬
ющих масштабы, соизмеримые с привычными человеку
размерами — от сотен метров до сантиметров, — то
этот рельеф недоступен прямому наблюдению в теле-
ско?Г с поверхности Земли. Увидеть детали лунного
рельефа таких размеров удалось лишь на фотографиях,
полученных с космических аппаратов. Но было бы не¬
верным думать, что до начала космических исследова-
ЮРИЙ АЛЕКСЕЕВИЧ ГАГАРИНТяжелая утрата постигла нашу страну, наш народ,
советскую науку. В расцвете сил трагически погибли
первый летчик-космонавт, Герой Советского Союза
Юрий Алексеевич Гагарин и инженер-полковник, Герой
Советского 'Союза Владимир Сергеевич Серегин.Юрий Алексеевич Гагарин совершил беспримерный
в истории человечества подвиг, осуществив 12 апреля
1961 года-на корабле-спутнике «Восток» первый полет в
космическое пространство. Этот полет открыл новую
страницу в освоении космического пространства, пре¬творил в жизнь заветную мечту человечества. Мы были
и будем свидетелями еще многих замечательных до¬
стижений в освоении космоса, но полет Гагарина был
шагом в неизведанное, первым шагом, который всегда
самый трудный. И требовался истинный героизм и бес¬
страшие, чтобы его совершить. Выход человека в про¬
сторы космоса — это величайший вклад советского на¬
рода в развитие мировой цивилизации.Вся яркая жизнь Юрия Алексеевича Гагарина явля¬
ется примером служения делу Партии и народа, нашей“Природа», № 4. 1968 г,
ВЛАДИМИР СЕРГЕЕВИЧ СЕРЕГИНсоциалистической Родине. Он всегда отличался безза¬
ветным мужеством, исключительным трудолюбием,
упорством в достижении поставленной цели, неустанным
стремлением к знаниям. И эти его качества дали ему
возможность овладеть совершенно новой, не существо¬
вавшей до этого профессией летчика-космонавта, позво¬
лили ему успешно пройти большой и сложный путь под¬
готовки к первому космическому полету и с честью вы¬
полнить труднейшее и ответственнейшее задание Ком¬
мунистической партии и Советского правительства.Подвиг Гагарина явился громадным вкладом в науку,
он открыл новую эпоху в истории человечества —нача¬
ло полетов человека в космос, дорогу к межпланетным
сообщениям. Весь мир оценил этот исторический под¬
виг как новый грандиозный вклад советского народа в
дело мира и прогресса...С семьей советских космонавтов был тесно связан
Владимир Сергеевич Серегин, бесстрашный летчик,
совершивший героические подвиги в период Великой
Отечественной войны. В последнее время Владимир
Сергеевич отдавал все свои знания и опыт работе с
летчиками-космонавтами, совершенствованию их лет¬
ного мастерства.Советские ученые вместе со всем советским наро¬
дом глубоко скорбят о безвременной кончине славных
сынов Коммунистической партии, нашей Советской Ро¬
дины Юрия Алексеевича Гагарина и Владимира Сер¬
геевича Серегина...Из речи Президента Академии наук СССР акаде¬
мик#- М. 8. Келдыш а на траурном митинге 30 марта
1968 г. на Красной площади
Астрономияний астрономы не имели возможности оценить характе¬
ра поверхностных свойств Луны. Это уже давно позво¬
ляли делать оптико-физические исследования поверх¬
ности Луны с помощью фотометрии и радиофизики.Общеизвестно, что чем шероховатее поверхность,
тем более серой она выглядит. Мелкие шероховатости
создают невидимые простому глазу тени, больше по¬
глощают падающего света по сравнению с полирован¬
ными поверхностями того же цвета и материала. Это
свойство отражающих поверхностей имеет прямое от¬
ношение к изучению оптических особенностей мате¬
риалов, устилающих Луну. Но поверхность Луны, оче¬
видно, покрыта своеобразным «космическим лаком»,
подобно тому как каменистые пустыни Земли покры¬
ты «лаком пустыни». Это, естественно, сглаживает опти¬
ческие свойства лунных пород, и они могут быть иссле¬
дованы лишь специальными методами спектроскопии,
поляриметрии и т. д.Наиболее широко проведены исследования оптиче¬
ских свойств лунных деталей Харьковской астрономи¬
ческой обсерваторией. Каталог 170 деталей, составлен¬
ный В. А. Федорец (Езерской), в настоящее время яв¬
ляется самым большим каталогом, который пока не
превзойден никакими фотоэлектрическими каталогами.
Теоретические работы американского исследователя
Б. Хапке дали естественное обоснование оптическим
свойствам наружного слоя поверхности Луны. По пред¬
положениям этого исследователя, солнечный свет, дости¬
гая поверхности Луны, пропадает в глубоких «колод¬
цах», где полностью поглощается их «стенками». Только
около десяти процентов солнечного света, отразивше¬
гося от лунной поверхности между этими «колодцами»,
и создает яркость Луны или ее отдельных деталей.Гипотеза Хапке приводит к представлению о «мши¬
стой» или кораллоподобной структуре отражающего
слоя поверхности Луны. Хапке и Т. Голд в связи с
этим развивают представление о лунной поверхности
как о поверхности, слагающейся из раздробленных час¬
тиц, спекаемых в вакууме. Однако их представлениям
противоречат данные прилунившихся автоматических
станций «Луна-9» и «Луна-13». Но эти разногласия, вооб¬
ще говоря, примиримы. Оба космических аппарата на¬
ходились в кратерах (лунках), где структура лунной
поверхности несомненно имеет свои особенности, свя¬
занные с более молодым возрастом лунок. Естествен¬
но, что «мшистость» этих каверн, видных сбоку, дол¬
жна быть небольшой. Так, может быть, Хапке прав?
Пока сказать об этом определенно нельзя. Что помо¬
жет решить эту проблему: земные наблюдения или
космические исследования? Практика вакуумных иссле¬
дований говорит о слипании частиц (это называется
адгезией). Должно ли слипание быть сплошным? Для
ответа на этот вопрос нужны всесторонние лаборатор¬
ные анализы. Но здесь мы вплотную уже подходим к
проблеме исследования структуры лунной поверхности
автоматическими станциями. Эта проблема — предмет
другой статьи. Отдельного рассмотрения заслуживают и
радиоастрономические исследования лунной поверхно¬
сти, проведенные Горьковским научно-исследователь¬ским радиофизическим институтом под руководством
В. С. Троицкого и Физическим институтом им. П. Н. Ле¬
бедева АН СССР, группой под руководством А. Е. Со¬
ломоновичаОптическая локация деталей ЛуныМы коснемся еще одного, не связанного с отдель¬
ными лунными образованиями вопроса. Речь идет о
первых опытах оптической локации Луны. Они были
произведены в США и в СССР в 1962—1963 гг. Экспери¬
ментальные установки во всех случаях представляли
собою рубиновые лазеры, помещенные в фокусе круп¬
ных рефлекторов. Лазеры посылали в точных направле¬
ниях оптические импульсы с частотой мигания по 1000 и
более раз в секунду. В фокусе рефлекторов находи¬
лись и приемники (фотоумножители), чувствительные к
отраженному от Луны и вернувшемуся в телескоп сиг¬
налу от лазера. Длина волны излучения, посылавшегося
рубиновым лазером, —0,69 мк. Американские исследо¬
ватели получили отраженный от лунных деталей сиг¬
нал в мае 1962 г. Они лоцировали кратеры Альбатений,
Кеплер, Тихо и Лонгомонтан. Советские исследования
проводились на крымских обсерваториях в сентябре
1963 г. Так, 12 сентября на Южной станции ГАИШ при
помощи телескопа с зеркалом диаметром 125 см была
проведена оптическая локация кратера Прокл, который
находился на неосвещенной стороне Луны. На следую¬
щий день на соседней Крымской астрофизической об¬
серватории АН СССР была проведена оптическая лока-
ция кратера Альбатений телескопом 3TLU, имеющим
диаметр зеркала 2,6 м. Мощность посылаемых при ло¬
кации лучей составляла 50—70 дж., а длительность им¬
пульса— 0,002 сек. В ответном сигнале на площадь
диафрагмы приходило всего несколько фотонов. После
учета рассеяния света и пепельного света Луны на долю
отраженного ею излучения лазера оставалось лишь2	фотона.Эти первые эксперименты открывают новые возмож¬
ности изучения рельефа Луны. Нет сомнения, что та¬
ким путем в недалеком будущем будут решаться весь¬
ма сложные задачи в этой области.В самое последнее время появилось еще одно,
сказочное по своим возможностям, направление —
гамма-локация Луны с использованием эффекта Мёсс-
беуэра 2. Точность измерения рельефа и расстояний до
Луны с его помощью будет феноменальной. Но пока
это лишь та далекая перспектива, какой для прошлых
поколений была, например, оптическая локация (осно¬
вы ее — посылка луча к Луне — были предсказаны в од¬
ном из рассказов А. Н. Толстого).Вряд ли удалось в одной статье охватить все сторо¬
ны исследования нашей соседки — Луны. Несомненно,
многие проблемы еще не стали актуальными. Многое
еще нужно начинать заново. Но первые важнейшие
шаги в изучении Луны уже позади.УДК 523.38! «Природа», 1960 г., № 5; 1966 г., № 6; 1967 г., № 6.2	В. В. Миллер. С точностью до одной миллион мил¬
лиардной. «Природа», I960, № 7.
88 ХимияКаучуки
высокорегулярной
структурыСТЕРЕОСПЕЦИФИЧЕСКАЯ ПОЛИМЕРИЗАЦИЯ
СОПРЯЖЕННЫХ ДИОЛЕФИНОВ
Профессор Дж. Натта
Профессор Л. ПорриВ предлагаемой статье итальян¬
ских химиков Дж. Натты и Л. Порри
сообщается о работах, выполненных
миланской школой. Статья не явля¬
ется обзором и не освещает со¬
стояния всей проблемы, в ней не
нашли отражения многочисленные
исследования в этой области, про¬
веденные в различных странах мира.
Важный вклад в химию полимеров
внесли, в частности, советские ученые
А. А. Коротков и Б. А. Долгоплоск
разработавшие процессы синтеза по-
лиизопренового и полибутадиено-
вого каучуков, аналогичных по своим
свойствам натуральному и обла¬
дающих исключительно высокими
жсплуатационными качествами.На путях к синтезуЕще полтора десятка лет назад
наука не знала синтетических поли¬
меров с высокорегулярной простран¬
ственной структурой. Этим замеча¬
тельным качеством обладали только
природные полимеры — белки, цел¬
люлоза и такие углеводородные ве¬
щества, как натуральный каучук и гу-
таперча. В течение последних 13 лет
главным образом трудами миланской
школы химиков была развита новая
важная область химии высокомоле¬
кулярных соединений — так называе¬
мая стереоспецифическая полимери¬
зация. Нам представляется интерес¬
ным осветить в этой статье некого-1 См. статью Б. А. Долгоплоска
«Новые пути синтеза каучуков».
«Природа», 1963, № 5, стр. 30—35.рые аспекты работы итальянской
школы.К 1954 г. химия высокомолекуляр¬
ных соединений уже достигла до¬
вольно больших успехов. Удалось
найти процессы полимеризации, с по¬
мощью которых можно было полу¬
чить линейные полимеры из моно¬
меров различных типов. Более того,
стали известны методы регулирова¬
ния величины и распределения моле¬
кулярного веса продуктов полимери¬
зации.К тому же времени научились
получать и полимеры регулярного
строения, обладающие способностью
к кристаллизации, но только из сим-Рис. 1.Этантиоморфные мономерйые звенья,
получающиеся из мономера аиниль-
ного типа СНо = CHR. Одно звено —
зеркальное отражение другогометричных молекул, например, эти¬
лена и изобутилена. Из несимметрич¬
ных мономеров, например из моно¬
меров винильного типа (CH2 = CHR),
хотя и получались полимеры с регу¬
лярной, «голова к хвосту» последова¬
тельностью звеньев—СИ,—СН—СН,-СН—СН-, —СН—,А 1 1R	R	Rно оказалось, что эти полимеры во¬
обще не способны к кристаллизации.
Чтобы лучше понять причины этого,
надо иметь в виду, что при полиме¬
ризации несимметричных мономеров
винильного типа в каждом мономер¬
ном звене образующейся полимер¬
ной цепи появляется асимметрический
атом углерода, т. е. атом углерода,
связанный с четырьмя различными
заместителями К Следовательно, каж¬
дое мономерное звено, как это пока¬
зано на рис. 1, может существовать
в одной из двух возможных энантио-
морфных конфигураций, зеркальных
друг другу.В макромолекулах, полученных из
мономера винильного типа с по¬
мощью прежних методов полимери¬
зации, мономерные звенья различ¬
ной конфигурации беспорядочно рас¬
пределены вдоль каждой полимер-1	В длинных цепях правильнее
считать такие атомы псевдоасиммет-
рическими; этот вопрос подробно
рассматривается в курсах стереохи¬
мии. (Прим. перев.).
Химияной цепи. На рис. 2 (внизу) представ¬
лена макромолекула этого типа, ус¬
ловно распростертая на плоскости.
Можно видеть, что группы R, в от¬
личие от макромолекул, показанных
вверху и посередине, беспорядочно
расположены как над, так и под пло¬
скостью, в которой лежит главная по¬
лимерная цепь. Макромолекулу та¬
кого типа мы теперь называем атак¬
тической, подчеркивая этим терми¬
ном отсутствие какой-либо закономер¬
ности в относительной конфигурации
следующих друг за другом звеньев
полимерной цепи.Прежними методами можно было
попимеризоввть не только мономеры
еинильного типа, но и различные со¬
пряженные диолефины, например бу¬
тадиен, изопрен, пентадиен (пипери-
лен). Однако, их полимеры, получен¬
ные таким путем, также оказывались
неспособными к кристаллизации.
Почему? Для диолефинов ответ наэтот вопрос найти труднее, чем для
винильных мономеров, в силу мно¬
жественности способов, которыми
могут полимермзоваться диолефины.В качестве примера рассмотрим
бутадиен — простейший сопряженный
диолефин. Этот мономер может в
процессе полимеризации образовать
звено 1,4, содержащее «внутреннюю»
двойную связь в цепи полимера, или
звено 1,2 с «внешней» винильной
группой в боковой цепи полимера:-СН2 -СН=СН-СНо-
звено 1,4—СНо—СН-Iсн=сн2звено 1,2
Внутренняя двойная связь может,
в первом случае, иметь цис- и транс¬
конфигурации, вследствие чего воз¬
можны два типа 1,4-полимеров бута¬
диена — цис и тране:Джулио Натта,директор факультета промышленной
химии Миланского политехнического
института.Первые научные работы были посвя¬
щены изучению структур твердых
тел.В 1938 г. начал исследования в об¬
ласти синтетического каучука
и в последующие годы разработал
теоретические основы стереоспеци-
фической полимеризации,
за что в 1963 г. удостоен Нобелев¬
ской премии.Имеет около 400 научных работ,
из которых 250 посвящены полиме¬
рам.Проф. Дж. Натта почетный член мно¬
гих иностранных академий и научных
обществ,с 1966 г.— иностранный член Акаде¬
мии наук СССР.Рис. 2,Модели цепей винильного полимера, построенных по типу «голова к хвосту».
Цепи условно распростерты на плоскости: 1 — изотактический, 2 — синдио-
гакгический и 3 — атактический полимеры. Регулярно построенные цепи мо¬
гут плотно упаковываться в молекулярные кристаллы, что улучшает эксплу¬
атационные свойства полимераЛидо Порри,ближайший сотрудник проф. Дж. Нат¬
ты по научной работе в Миланском
политехническом институте.Автор многих оригинальных работ в
области стереоспецифической поли¬
меризации,а также работ, выполненных з соав¬
торстве с Дж. Наттой.
40 ХимияНн>с=с<—	СП: С1Ь —цисII1СПо	С' \ / \ /
С	СП,IитрансС другой стороны, в звеньях типа
1,2 имеется асимметрический атом
углерода, и они могут поэтому су¬
ществовать в двух энэнтиоморфных
конфигурациях подобно тому, как это
получается при полимеризации моно¬
меров винильного типа.Методы полимеризации бутадие¬
на, известные до 1954 г., приводили,
в общем, к макромолекулам, содер¬
жавшим все три типа мономерных
звеньев: транс-1,4-цис-1,4 и 1,2. Толь¬
ко в особых условиях удавалось по¬
лучить полибутадиен, содержащий
преимущественно один тип мономер¬
ных звеньев. Так, полимеры, получен¬
ные с помощью свободнорадикальных
инициаторов и при очень низкой
(около —20° С) температуре, содер¬
жали преимущественно (около 80%)
транс-1,4 звенья. Рентгеноструктурный
анализ этих полимеров выявил очень
низкую степень кристалличности, что
обусловлено наличием в полимерных
цепях 'относительно коротких отрез¬
ков, состоящих только из транс-1,4
звеньев. Эту кристалличность, одна¬
ко, можно было наблюдать толькопри низких температурах и при рас¬
тягивании исследуемых образцов.С помощью катализаторов Олфи-
на (смесь аллилнатрия и изопропила-
та натрия) получался полибутадиен
с содержанием около 75% транс-1,4	звеньев; остальные 25% распре¬
делялись между звеньями 1,2 и цис-
1,4. Этот полимер обнаруживал
кристалличность, обусловленную по-!
следовательностью звеньев транс-1,4
даже при комнатной температуре.
Степень кристалличности была до¬
вольно низкой.Открытие новых процессов поли¬
меризации ознаменовало собой но¬
вую большую ступень в развитии син¬
тетической химии высокомолекуляр¬
ных соединений. Был открыт и осоз¬
нан важнейший научный факт — ка¬
талитическая способность некоторых
органических соединений переход¬
ных металлов стереоспецифически
направлять процесс полимеризации.
Катализаторы обычно получали взаи¬
модействием какого-либо алкилалю-
миния с одним из соединений пере¬
ходных металлов, например, титана,
ванадия, хрома, железа, кобальта, ни¬
келя и т. п. Интенсивная исследова¬
тельская работа, проведенная в Ми¬
лане, начиная с 1954 г., привела к
созданию новых классов полимеров
как из моно-, так и из диолефинов.Полученные результаты позволили
выявить принципиальную важность
стереохимических аспектов, а также
показать зависимость между прост¬
ранственной структурой молекул и
свойствами полимерного вещества.
Говоря о пространственной структу¬ре, мы имеем в виду последователь¬
ность и относительную ориентацию,
в которых находятся асимметриче¬
ские мономерные звенья в полимер¬
ной цепи.Стереорегулярные полимеры
бутадиена, изопрена и
пентадиенаОдин из наиболее важных разде¬
лов стереоспецифической полимери¬
зации—полимеризация сопряженных
диолефинов, так как последние — мы
уже говорили об этом — могут поли-
меризоваться несколькими различны¬
ми способами. На рис. 3 и 4 показа¬
ны конформации цепей транс-1,4 и
цис-1,4-полибутадиена в кристаллах,
а на рис. 5 и 6 конформации цепой1,2-синдиотактического и 1,2-изотак-
тического полибутадиенов.Известные в настоящее время ка¬
тализаторы позволяют получить из
бутадиена продукты полимеризации,
состоящие почти целиком из моно¬
мерных звеньев одного типа. Напри¬
мер, на катализаторе триэтилалюми-
ний — треххлористый ванадий обра¬
зуются продукты полимеризации, на
99—100% состоящие из макромоле¬
кул типа транс-1,4 при полном отсут¬
ствии аморфной фазы. Зато на ката¬
литической системе диэтилалюминий-
хлорид— соединение кобальта полу¬
чаются продукты, примерно на 99%
состоящие из макромолекул типа
цис-1,4.На других каталитических системах
из бутадиена получаются полимер-Рис. 3.Конформация полимерной цепи транс-1,4-полибутадиена в кристаллах низкотемпературной модифи¬
кации: I — вид сбоку: II — вид с конца цепи. Здесь и^далее на рис. 4 и 5 показано, как уклады¬
ваются в молекулярных кристаллах регулярные полимерные цепи. Нерегулярная цепь не может
принять правильно чередующиеся положения, и поэтому такой полимер неспособен к кристалли¬
зации
Рис. 4.Конформация полимерной цепи цис-1,4-полибутадиена в кристаллическом состоянии: I — вид сбоку; II — вид
с конца цепи. При комнатной температуре свойства цис-1,4-полибута диена такие же как у натурального
каучука. Как и последний, он может кристаллизоваться при растяжении в условиях более высоких темпера¬
тур, чем его температура плавления (+ 2° С)ныв продукты, состоящие из макро¬
молекул различных типов. Например,
продукты полимеризации, образую¬
щиеся на каталитической системе
триэтилалюминий — триацетилацето-
нат ванадия, состоят только из мак¬
ромолекул типа 1,2, но с различной
степенью стереорегулярности. В таких
случаях, оказывается, можно фрак¬
ционировать продукты полимериза¬
ции, выделяя аморфную фракцию,
фракцию с минимальной кристаллич¬
ностью и различные фракции с по¬
степенно повышающейся кристаллич¬
ностью. Эта неоднородность продук¬
тов полимеризации связана с тем,
что при синтезе катализатора взаимо¬
действие между органическим соеди¬
нением алюминия и соединением пе¬
реходного металла «е ведет к образо¬
ванию одного единственного катали¬
тического комплекса, а к различным
комплексам, которые дают начало
макромолекулам с различной сте¬
пенью стереорегулярности. Очевид¬
но, что катализаторы, приводящие к
неоднородным продуктам полимери¬
зации, в практическом отношении
менее интересны, так как для выде¬
ления стереорегулярного полимера
требуемся дополнительное фракцио¬
нирование первичного продукта по¬
лимеризации. Интересно, однако, что
таким образом удается получить, хо¬
тя и в качестве фракций, 1,4-полибу-
тадиены с различным соотношением
звеньев цис и транс или 1,2-полибута-
диены с различной степенью стерео¬регулярности, или, наконец, полибу-
тадиены, содержащие звенья типа1,4	и 1,2 в различных соотноше¬
ниях.Мы видим теперь, какие широкие
возможности открывают новые ме¬
таллоорганические катализаторы. Есть
основания полагать, что вскоре ока¬
жется возможным получагть из бута¬
диена полимеры любой желаемой
структуры не только в лабораторном,
но и в промышленном масштабе.У гомологов бутадиена явления
стереоизомерии в полимерах значи¬
тельно сложнее. Так, изопрен:СНз\сн2=с-сн=сн2может образовать звенья типа 1,4
(цис и транс), типа 1,2 и типа 3,4СНЭ	СН3I	IС=СН	С	СН,/ \ \/ V / \—СН2 СНз— СН2 СН
цис-1,4	транс-1,4СНзI-СН2—С——СНз —сн-
k-CH.СН=СНз1,2СНз3,4Таким образом, для полимеров
изопрена можно предвидеть сущест¬
вование шести стереоизомерных ти¬
пов: два типа 1,4-полимеров (цис и
транс), а также два типа 1,2 и два
типа 3,4 полимеров (изотактический исиндиотактическии для каждого слу¬
чая).Два стереоизомерных 1,4-полиме¬
ра изопрена уже давно известны, так
как они существуют в природе. Это
гуттаперча (транс-1,4) и натуральный
каучук (цис-1,4). Эти полимеры те¬
перь синтезированы в лаборатории
с помощью новых методов полиме¬
ризации.Синтез транс-1,4-полиизопрена
был впервые осуществлен милански¬
ми химиками в 1955 г. Были исполь¬
зованы различные катализаторы, из
которых наиболее специфичными
оказались катализаторы на основе
треххлористого ванадия, например,
гетерогенная бинарная каталитическая
система триэтилалюминий — трех¬
хлористый ванадий. Впоследствии вы¬
сокорегулярный транс-1,4-полиизо¬
прен был также получен с помощью
тройной гомогенной каталитической
системы: триэтилалюминий — трех¬
хлористый ванадий — тетраалкоксити-
тан.Цис-1,4-полиизопрен был впервые
синтезирован химиками фирмы Гуд¬
рич (США) на катализаторах, полу¬
чающихся взаимодействием триалкил-
алюминия с четыреххлористым ти¬
таном при молярном отношении алю¬
миний : титан, близком к единице.Синтетический транс-1,4-полиизо¬
прен по своим свойствам совершен¬
но подобен природному продукту,
их инфракрасные и рентгеновские
спектры и спектры ядерного магнит-
42 ХимияОО	нРис. 5.Конформация полимерной цепи стереорегулярного синдиотактического 1,2-
полибутадиена в кристаллическом состоянии. Вид в трех проекциях. Этот тип
полимера при готовлен на различных катализаторах, полученных взаимо¬
действием триэтилалюминия с соединениями титана, ванадия, хрома, кобальтаного резонанса идентичны. Содержа¬
ние транс-1,4 звеньев в этих полиме¬
рах практически 100%-мое. Однако,
синтетическим путем можно получить
полимерные продукты с заданным
средним молекулярным весом, кото¬рый может быть даже большим, чем
у природного полимера.Синтетический цис-1,4^долииэо-
прен, полученный в 1954—1955 годах,
содержит цис-1,4 звеньев несколько
меньше, чем натуральный каучук(около 94% против 97—98%), а пото¬
му его свойства несколько хуже. Бла¬
годаря недавним успехам в области
стереоспецифического синтеза, в на¬
стоящее время удалось получить син¬
тетический цис-1,4-полии.зопрен прак¬
тически идентичный натуральному
каучуку. На рис. 7 и 8 представлены
конформации цепей цис-1,4 и транс-1.4-полииэопренов.Еще сложнее явления стереохи¬
мии в полимерах 4-замещенного бу¬
тадиена, например в пентадиене-1,3
(пиперилене)СН2=СН—СН=СН-СН3.Здесь в каждом эвене пентадие-
нового полимера любого возможно¬
го типа (1,4 или 1,2 или 3,4) прояв¬
ляются два типа изомерии. Так, в зве¬
не 1,4—СН, -СН=СН-СН-
Iсн3имеется внутренняя двойная связь,
обусловливающая существование
двух (цис и транс) геометрических
изомеров; в нем имеется также асим¬
метрический атом углерода, обуслов¬
ливающий существование различных
изомеров за счет двух возможных
конфигураций. Таким образом, в от¬
личие от полибутадиена и полиизо-
прена, для которых известны по од¬
ному типу транс-1,4 и цис-1,4, для1.4-полимеров	пентадиена возможны
четыре типа: транс-1,4 и цис-1,4 —
каждый изотактический и синдиотак-
тический.В звене типа 1,2—СНо —СН—Iсн=сн—сн3также имеются асимметрический атом
углерода и внутренняя двойная связь
в боковой цепи. Таким образом, и
для 1,2-полимера возможны четыре
пространственных структуры: транс-
изотактический, транс-синдиотэктиче-
ский, цис-изотактический и цис-син-
диотактический.Если полимеризацию 1,3-пентадие¬
на осуществить раскрытием не кон¬
цевой, а внутренней двойной связи,
то получаются звенья типа 3,4, каж¬
дое из которых содержит два асим¬
метрических атома углерода:
ХимияСН3I—GH -CH—Iсн=сн2.Из всех возможных регулярных
стереоиэомеров полимерного пента¬
диена-1,3 до сих пор синтезированы
только четыре: изотвктический транс-1,4	(рис. 9); иэотактический цис-1,4
(рис. 10), синдиотактический цис-1,4
*i синдиотактический транс-1,2.Рис. 6. ^Конформация полимерной цепи иэо-
тактического 1,2-полибутадиена в
кристаллическом состоянии. Видно,
что полимерная цепь принимает не
плоскую, а более выгодную спираль¬
ную форму. Получен пока что только
с помощью хромовых катализаторов
«э триэтилалюминия с соотношением
AI : Сг > 6Оба цис-1,4-полипентадиена были
получены с помощью гомогенных ка¬
тализаторов. Для синтеза изотакти-
ческого полимера использовали ка¬
талитическую систему триалкилалю-
миний — тетраалкоксититан в алифа¬
тических или ароматических раство¬
рителях; синдиотактический полимер
синтезирован в бензольном раство¬
ре с помощью каталитической систе¬
мы этилалюминийдихлорид — тио-
фен — соединение кобальта. Свойстваэтих двух полимеров близки свой¬
ствам натурального каучука и гутта¬
перчи.Синдиотактический транс-1,2-поли¬
пентадиен был получен в алифати¬
ческом растворителе с помощью ка¬
талитической системы диэтилалюми-
нийхлорид — соединение кобальта.
Этот полимер оказался, по данным
рентгеновского исследования, при
комнатной температуре аморфным,
но он кристаллизуется при растяже-В A	DC	0	АРис. 7.Модель кристаллической структуры цис-1,4-полиизопрена. В молекулярной
кристаллической структуре элементарная кристаллическая ячейка формиру¬
ется из нескольких молекул. Видна их укладка в разных проекциях кри¬
сталла. Прописными буквами обозначены молекулы, имеющие одинаковое
положение в кристалле, строчными — а и 6 — расстояния между одинаково
расположенными молекулами, ас — расстояние между структурно равно¬
ценными атомами в одной молекуле, занимающими равноценное положение
а кристаллической структуре (молекулярный период идентичности)
44 ХимияCt	р	ГРис. 8.Модели цепей транс-1,4-полииэопрена: а, |3 и у-формы с разными периода¬
ми идентичности. Для простоты обозначены только атомы углерода. Даже
на глаз видно, что отрезки, состоящие из пяти атомов, имеют различнуюдлину в каждой цепинии, давая полосатый спектр, из ко¬
торого вычислен период идентич¬
ности около 5,2А. Эта величина от¬
вечает плоской структуре синдиотак-
тического типа.Несколько позже была изучена
также полимеризация ряда гомоло¬
гов пентадиена-1,3 общей формулы
СН3= СН — СН = СН — R, где R —
этил, пропил, бутил, изопропил, изо¬
бутил, вторичный бутил. Из этих мо¬
номеров до сих пор были получены
только изотактические полимеры со
структурой транс-1,4. Иначе ведет се¬
бя 4-метилпентадиен-1,3:СН8
СН2=СН—СН=С<^CIISЭтот мономер, по-видимому, благо¬
даря пространственным препятствиям,
обусловленным метильной группой
в четвертом положении, при действии
всех применявшихся до сих пор ко¬
ординационных катализаторов поли-меризуется только по типу 1,2. При
действии гетерогенных катализаторов
на основе TiCI3, TiCU, VCl3 образу¬
ется высококристалличный 1,2-изо-
тактический полимер; при действии
гомогенных катализаторов на основе
Ti(OR)4f VO(OR)3 и т. п. образуется
аморфный 1,2-полимер.В настоящее время продолжается
изучение полимеризации других дио-
лефиновых мономеров. Оно возмож¬
но приведет к получению новых ве¬
ществ, среди которых найдутся по¬
лимеры, представляющие практиче¬
ский интерес, и, во всяком случае,
расширит наши знания в области сте-
реоспецифической полимеризации
этого интересного класса мономеров.Механизм полимеризацииНесмотря на интенсивные иссле¬
дования последних 13 лйт, некото¬
рые аспекты механизма стереоспеци-
фической полимеризации пока не ус¬тановлены. Тем не менее, нам ясны
многие основные положения, кото¬
рые мы рассмотрим ниже.Как уже говорилось, наиболее
важные катализаторы стереоспеци-
фической полимеризации углеводо¬
родных мономеров, в частности ди-
олефинов, получаются взаимодей¬
ствием алкилалюминия с соединения-Рис. 9. Конформация полимерной це¬
пи иэотактического транс- 1,4-полипен¬
тадиена- 1,3 в кристаллическом состо¬
янии: I — вид сбоку; II — вид с конца
цепи; С — период идентичности. Вы¬
сококристаллическое соединение с
температурой плавления около 96° С.
Получен с помощью гетерогенной ка¬
талитической системы триэтилалюми-
ний — треххлористый титан (фиолето¬
вая модификация) и системы триэтил-
алюминий — треххлористый ванадий
Химия 45ми переходных металлов, большей
частью титана, ванадия, хрома, ко¬
бальта, никеля. Теперь мы знаем, что
в большинстве случаев действенно
активные образования, получающиеся
при таком взаимодействии,— это би¬
металлические комплексы, содержа¬
щие и алюминий и переходный ме¬
талл. Однако, простые Металлоорга¬
нические соединения переходных ме¬
таллов, например я-аллильные про¬
изводные кобальта или никеля, не¬
давно испытанные в качестве катали¬
заторов полимеризации диолефинов,
оказались высоко активными и сте-
реоспецифичными и в отсутствие ка-
ких-либо соединений алюминия '.Имеются различные доказатель¬
ства, что в обоих случаях — ив мо-
но- и в биметаллических катализато¬
рах — растущая полимерная цепь
связана с переходным металлом по¬
средством связи металл — углерод.
В частном случае полимеризации со¬
пряженных диолефинов мы имеем
дело со связью л-аллильного типа,
которая может быть представлена
следующей схемой (см. ниже).«Большое число эксперименталь¬
ных доказательств, на которых мы
здесь подробно не останавливаемся,
свидетельствует, что рост полимер¬
ной цепи реализуется следующими
стадиями: 1) координация мономера
около атома переходного металла ка¬
тализатора с образованием коорди¬
национной связи между ними; 2) вне¬
дрение координированной молекулыкаталитическии
з комплекс2Амономера по связи между переход-1	Б. Д. Бабицкий, Б. А. Долго-
плоск, В. А. Корнер и др. Доклады
АН СССР, т. 161, 1965, стр. 583; «Вы¬
сокомолекулярные соединения», т. 6,
1964, стр. 2202; В. А. Корнер, Б. Д. Ба¬
бицкий и др. Доклад на Международ¬
ном симпозиуме по макромолекуляр-
«ой химии, Прага, сентябрь 1965 г.Рис. 10.Конформация полимерных цепей полипентадиенов-1,3 (вид сбоку и с кон¬
ца цепи). Слева — изотактический цис-1,4-полипентадиен; справа—синдио-
тактический цис-1,2-полипентадиен. По своим свойствам эти полимеры напо¬
минают натуральный каучук и гуттаперчузаключается в удалении от переход¬
ного металла некоторых связанных
с ним групп, что обеспечивает спо¬
собность переходного металла к ко¬
ординации мономера, подлежащего
полимеризации.Перед прибавлением мономера
каталитический комплекс может как
содержать, так и не содержать связь
переходный металл — атом углерода.
В случае биметаллического катализа¬
тора подобная связь образуется при
действии ал кил алюминия на соедине¬
ние переходного металла за счет об'
менной реакции, которую можно
представить следующей схемой;AIR3 “|- МеХ^(R — алкил, Me — переходный металл,
X — галоген, алкоксильная и т. п.
группы).растущая
полимерная цепьным металлом и последним звеном
растущей полимерной цепи.Координация мономера — необхо¬
димое условие полимеризации, но она
имеет место лишь в случаях, когда
атом переходного металла каким-ли¬
бо образом обеднен электронами.
Одна из возможных ролей ал кил алю¬
миния в приготовлении катализатораA1R2X ■МзХ„_1й
4« ХимияЧасто оказывается, однако, что
связь между переходным металлом и
алкильной группой в этом комплексе в
условиях реакции неустойчива, вслед¬
ствие чего она подвергается гемоли¬
тическому расщеплению с освобож¬
дением радикала R’ и образованием
нового комплекса, в котором пере¬
ходный металл находится в более
низкой степени окисления. Так про¬
исходит, нагтример, при взаимодей¬
ствии диэтилалюминийхлорида с со¬
единениями кобальта, в результате
чего образуется комплекс, в кото¬
ром нет связи кобальт—этил. Такой
комплекс может быть схематически
представлен формулой:[А1 (С.Н5ЬС1]П-С»С1Если каталитический комплекс еще
до прибавления мономера содержит
связь переходный металл — углерод,
то первое мономерное звено вклю¬
чается по этой связи.Если комплекс не содержит свя¬
зи такого типа, например, как в ука¬
занной только что системе алкилалю-
миний — кобальт, то связь кобальт —
углерод образуется при взаимодей¬
ствии мономера с комплексом, в ко¬
тором переходный металл находится
в низшей степени окисления. Как ука¬
зывалось выше в случае диолефино-
вых мономеров, эта связь относится
к Л-аллильному типу, а связи та¬
кого типа вообще более устойчивы,
чем связи между переходным метал¬
лом и алкильной группой.Хотя общепринято, что рост поли¬
мера осуществляется путем внедре¬
ния мономера по связи металл — уг¬
лерод между переходным металлом
и растущей полимерной цепью, фак¬
торы, определяющие тип присоеди¬
нения мономерного эвена и стерео¬
специфичность в полимеризации ди¬
олефинов, менее яскы.Способ координации мономера с
атомов переходного металла опре¬
деленно влияет на структуру обра¬
зующегося мономерного звена. На¬
пример, в случае полимеризации бу¬
тадиена в цис-1,4-полимер, мономер,
до его внедрения в растущую цепь
в виде эвена 1,4, по-видимому, коор¬
динируется с катализатором обеими
двойными связями:Ак*кСН,СН2СН2X /н сн снкг'тСН ,СН, снснгсн2сн снснснСН, СН'С другой стороны, образование
звеньев типа 1,2, по-видимому, обус¬
ловлено координацией мономера с
катализатором только одной виниль-
ной группой:звеньев типа транс-1,4 под действием
гомогенных катализаторов обуслов¬
лено координацией мономера к пе¬
реходному металлу только одном
двойной связью. До сих пор, однако.Способ координации мономера,
т. е. одной или обеими двойными
связями, существенно определяется
типом координации и пространствен¬
ной структурой вокруг переходно¬
го металла или каталитического
центра.Наиболее правдоподобная гипоте¬
за, подкрепленная разнообразными
экспериментальными данными, за¬
ключается в том, что образованиенеизвестно, почему координация бу¬
тадиена только одной винильной
группой может в одних случаях обес¬
печить полимеризацию по типу 1,2,
а в других — по типу 1,4. Правдопо¬
добным кажется предположение о
том, что промежуточный аллильный
комплекс, в зависимости от природы
групп, связанных с переходным ме¬
таллом, может реагировать в одной
из двух крайних форм:
ХимияИз формы I образуется звено
транс-1,4, а из формы II — звено 1,2.В случае гетерогенных катализа¬
торов на структуру образующегося
мономерного эвене может влиять
физическая адсорбция мономера на
поверхности катализатора.Вообще же, при данном катали¬
заторе бутадиен и его гомологи ве¬
дут себя аналогично. Например, на
каталитической системе AICI3 — VCIa
большинство исследованных диено¬
вых мономеров образует преимуще¬
ственно транс-1,4-полимеры, тогда как
на катализаторе А1(С2Н5)2С1 — соеди¬
нение кобальта образуются преиму¬
щественно цис-1,4-полимеры.Не все диолефиновые мономеры
одинаково полимеризуются на одних
и тех же катализаторах. Это можно
объяснить влиянием пространствен¬
ных конформационных или индуктив¬
ных факторов в зависимости от спе¬
цифической природы самого моно¬
мера. Так, склонность 4-метилпента-
диена-1,3 к образованию звеньев ти¬
па 1,2 даже на катализаторах, кото¬
рые в случае бутадиена и других
диолес|>инов приводят к 1,4-полиме¬
рам, можно обоснованно приписать
пространственному препятствию, со¬
здаваемому второй метильной груп¬
пой в четвертом положении. Тот
факт, что каталитическая система
А1(С2Нб)з—Ti(OR)4, вызывающая обра¬
зование 1,2-полибутадиена или 3,4-
полиизопрена, способствует 1,4-поли¬
меризации пентадиена, можно объяс¬
нить иным характером поляризации
пентадиена, по сравнению с бутадие¬
ном или изопреном, что обусловле¬
но наличием метильной группы в чет¬
вертом положении пентадиена.В других случаях на характер при¬
соединения мономера влияют кон-
формационные факторы. Так, напри¬
мер, обстоит дело в случае особен¬
ного поведения цис- и транс-изоме¬
ров пентадиена-1,3 в полимеризации
под влиянием каталитической систе¬
мы А1(С2Н5)з—TiCI< или бутиллития.Сказанное выше наглядно иллюст¬
рирует то обстоятельство, что причи¬
ны, определяющие или оказывающие
влияние на тип присоединения оле-
фина, многообразны и связаны как с
химической природой и простран¬
ственной структурой каталитического
комплекса, так и с природой диоле-
финового мономера.В последние годы существенно
углубилось наше понимание причин,
определяющих пространственную
конфигурацию полимеров. Даже в
области диолефиновых полимеров
стали известны изотактические и син-
диотактические структуры, например,
два кристаллических 1,2-полибутадие¬
на и два цис-1,4-полипентадиена, по¬
лученные авторами настоящего об¬
зора.Миланские химики изучили обра¬
зование двух цис-1,4-полипентадие¬
нов и выдвинули весьма правдопо¬
добную гипотезу о механизме обра¬
зования иэотактическопо и смндио-
тактического полимеров.Различную стереоспецифичность
можно объяснить: во-первых, различ¬
ными способами координации мо¬
номера на катализаторе и, во-вторых,
наличием только одного участка ко¬
ординации у катализаторов, дающих
изотактические полимеры, и несколь¬
ких участков у катализаторов, обра¬
зующих синдиотактические полиме¬ры. Тем не менее, мы еще не знаем
механизма образования двух — изо-
тактического и синдиотактического —
полимеров бутадиена.♦Новые методы полимеризации,
разработанные за последние 13 лет,
позволяют получить из одного и то¬
го же диолефиноеого мономера раз¬
личные и большей частью ранее не¬
известные полимеры, характеризую¬
щиеся особенной пространственной
структурой с высокой регулярностью.
Некоторые из этих полимеров, в част¬
ности полибутадиен и цис-1,4-поли¬
изопрен представляют большой прак¬
тический интерес в связи с их элас¬
тическими свойствами и уже произ¬
водятся в промышленном масштабе
для применения в качестве эласто¬
меров. Мы умеем теперь получать
не только полимеры, состоящие из
мономерных звеньев одного типа,
но, в определенной степени, также и-
полимеры, обладающие структурой,
желательной для их дальнейшего
технологического применения.В изучении и объяснении законо¬
мерностей, регулирующих стереоспе-
цифическую полимеризацию, достиг¬
нуты большие успехи. В этой области
следует, однако, ожидать новых от¬
крытий, которые безусловно будут
сделаны учеными, работающими над
этими проблемами во многих иссле¬
довательских лабораториях мира.Перевод с английского
А. М. ЦукерманаУДК 541.63
48 ГеологияПроисхождение
Байкальской впадиныВ. В. ЛамакинДоктор геолого-ми.чералогических наук
МоскваСообщения о Байкале появляются
на страницах газет и журналов до¬
вольно часто. Судьба необыкновен¬
ного озера в связи с его хозяйствен¬
ным освоением волнует всех. А для
ученых Байкал с его впадиной — пре¬
красная лаборатория, созданная са¬
мой природой, где разнообразные ее
проявления особенно выразительны.
Изучение самого озера, населяющих
его организмов, местного климата,
воды обогащает науку. Не менее ин¬
тересно узнать происхождение и гео¬
логическую историю Байкала, точнее
впадины, в которой он расположен.
Для этого необходимо изучить и окру¬
жающие горы.Байкал глубок, длинен и сравни¬
тельно узок. Находится он в еще бо¬
лее длинной впадине, в состав кото¬
рой входят также Верхне-Ангарская
долина на севере, Тункинская доли¬
на и озеро Косогол на юге. Кроме
того, к северо-востоку от Байкала от¬
ветвляется большая Баргузинская до¬
лина.Байкал, с его продолжением в ви¬
де Тункинской долины, вытянут ду¬
гой, вогнутая сторона которой обра¬
щена на северо-запад, а Верхне-Ан¬
гарская и Косогольская котловины
-образуют симметрично расположен¬
ные концевые отвороты этой дуги.
Общая длина всей Байкальской впа¬
дины 1500 км при наибольшей шири¬
не в середине около 100 км. Длина
Баргузинской ветви — 200 км. Сам
Байкал в современных очертаниях
протянулся более чем на 600 км,
а ширина его равна 80 км. К оконеч¬
ностям озеро сильно сужается.Байкал расположен между обшир¬ной Сибирской платформой на севе¬
ро-западе и полосой менее древней
каледонской складчатости, образо¬
вавшейся в первые периоды палео¬
зойской эры.Характернейшая морфологическая
черта Байкальской впадины — это по¬
перечная асимметрия, резко выра¬
женная на всем протяжении. Севе¬
ро-западный обрывистый борт впади¬
ны, ближайший к платформе, обра¬
зован огромным так называемым
Обручевским сбросом в земной ко¬
ре с вертикальным размахом смеще¬
ний до 2,5 км, а противоположный,
юго-еосточный пологий борт — болееили менее плавным тектоническим
прогибом, который только местами
осложняется горизонтальными сдви¬
гами и второстепенными сбросовы¬
ми обрывами.Байкальская впадина с находя¬
щимся в ней озером возникла в сере¬
дине третичного периода геологиче¬
ской истории, приблизительно 25—
30 млн лет назад. До этого почти в
течение 100 млн лет происходило
разрушение еще более древних гор,
которые сгладились и превратились
в равнину с мощной корой выветри¬
вания. Древняя равнина, существовав¬
шая на месте современного При-Фото автораРасположение Байкальской впадины: 1 — Средне-Сибирское плоскогорье;2	— горные хребты; 3 — обеЬхшие котловины, входящие в состав Байкальской
впадины и выполненные отложениями преимущественно озерного проис¬
хождения
Геология 4®байкалья, кое-где сохранилась до сих
пор.Развитие Байкальской структуры,
т. е. впадины и обрамляющих ее гор,
происходит до настоящего времени,
причем темп его не только не за¬
медляется, а даже усиливается. На
это указывает большая скорость тек¬
тонических движений в четвертичном
периоде по сравнению с неогеном
(вторая половина третичного време¬
ни). Но, разумеется, суммарный раз¬
мах движений за неоген намного
превышает размах за сравнительно
очень короткий четвертичный период
(около 1 млн лет). А поскольку впа¬
дина быстро углубляется (глубина
озера 1620 м), рыхлые осадки не ус¬
певают скопиться на дне озера.Раэдвижение и провал земной
корыВыдающиеся натуралисты Паллас
и Георги, побывавшие на Байкале в
1772 г., объяснили в самой общей
форме его происхождение щелью и
провалом в земной коре. В конце
прошлого века провальное происхож¬дение Байкальской впадины в усло¬
виях раздвижения геологически обос¬
новал знаменитый ученый В. А. Обру¬
чев. Затем это мнение поддержива¬
ли многие геологи. В настоящее вре¬
мя объяснение раздвиго-провального
происхождения Байкальской впадины
следует уточнить и дополнить, вос¬
пользовавшись последними научными
достижениями.Прежде всего огромный сброс,
протянувшийся только с северо-за¬
падной стороны впадины, указывает
на ее раздвижение в одну сторону —
на северо-запад. Одностороннее раз-
движение и расщеление земной ко¬
ры в Прибайкалье связано с неболь¬
шим отодвиганием Сибирской плат¬
формы. Признаками горизонтальных
смещений платформы на северо-
запад служат многочисленные текто¬
нические обрывы плоскогорного
рельефа по разрывам земной коры.
Для них характерно дугообразное
протяжение. Хотя обрывы сравни¬
тельно невелики, но по расположе¬
нию подобны дуге Обручевского
сброса. Они также смотрят на юго-
восток, а вогнутости их протяжений
обращены на северо-запад. ВдольВасилий Васильевич Ламакин,
геолог, старший научный сотрудник
Геологического института Академии
наук СССР,исследователь многих районов СССР.
Изучает Прибайкалье с 1927 года.Им опубликовано более 140 научных
работпреимущественно по четвертичной
геологии,а также популярные книги «Загадки
Байкала» (1963) и «По берегам и ост¬
ровам Байкала» (1965).В итоге многолетнего изучения Бай¬
кальской впадины В. В. Ламакиным
разработана раздвиго-провальная
теория ее происхождения,
изложенная в книге «Неотектоника
Байкальской впадины» (1968).j№"-Глубокая долина а Хамар-Дабансном хребте. Она отличается малой изви¬
листостью вследствие обработки ее древним ледником. По обеим сторонам
над Долиной хорошо сохранилась древняя равнина, образовавшаяся в ме¬
ловое и палеогеновое время на месте размытых еще более старых гор.
В связи с углублением Байкальской впадины равнина высоко поднялась в
конце неогена и четвертичном периоде, образовав вершинную поверхностьХамар-ДабанаПрирода, М» 4
50 Геологияподножий обрывов текут многие ре¬
ки, принадлежащие бассейнам Анга¬
ры и Лены. Расположенные над об¬
рывами верховины возвышенностей
полого наклонены на северо-запад.Еще более ярко одностороннее
расщеление земной коры проявляется
с юго-восточной стороны Байкала.
Косые грабены небольших продоль¬
ных впадин на юго-восточном побе¬
режье озера, известные под назва¬
нием сквозных долин Черского, об¬
разовались по односторонним сбро¬
сам, которые обращены на юго-вос¬
ток, как и главные сбросы во всей
Байкальской впадине. А это указы¬
вает на то, что одностороннее севе¬
ро-западное раздвижение земной ко-
ры в ослабленном виде захватывает
и юго-восточное побережье Байкала.Больше того, признаки северо-
западного тектонического раз движе¬
ния прослеживаются и далее от Бай¬
кала, через все Селенгинское За¬
байкалье, вплоть до Яблонового
хребта, за которым Чикой-Ингодин-
ский шсв разграничивает области
каледонской и верхнепалеозойской
складчатости.Таким образом, Байкальская впа¬
дина находится среди очень большого
пространства, подверженного северо-
западному раздвижению земной ко¬
ры на современном (неотектоничес-
ком) этапе ее развития. Но по грани¬
це между Сибирской платформой и
каледонской складчатой зоной раз-
движение резко усиливается. Это и
вызвало здесь провал глубочайшего
озера.Смещение на северо-западСеверо-западное расщеление Бай¬
кальской впадины сопровождается
смещением самого Байкала в том же
направлении. Неогеновые и четвер¬
тичные байкальские отложения на
большей части его юго-восточного
берега высоко подняты над уровнем
озера. В то же время на северо-за-
падном берегу совершенно отсутст¬
вуют третичные отложения Байкала,
а его четвертичные террасы сущест¬
вуют только на коротких участках.
Этот берег почти на всем протяже¬
нии опускается по сбросам, и на дне
озера местами можно обнаружить
затопленную сушу.Следовательно, Байкальская впа¬
дина одновременно с расширениемСтроение Байкальской впадины: 1 — толща байкальской водь?; 2 — толща осадков; 3 — коренные породыкристаллического фундамента; 4 — разломы
Мыс Халтыгей на северо-западном сбросовом берегу
Байкала (вверху). На поднимающихся берегах Бай¬
кала расположены озерные древние террасы, высокоподнятые над озером. У мыса Урбикан на восточном
берегу Байкала террасы сложены галечником (вниз у).
Байкал у Ольхона (2-я и 3-я стр. вклейки)•«Природа», № 4, 1968 г.
lf м
Солонцовая губа Байкала, над которой возвышается
Байкальский хребет с вершиной Епбыр. Он образован
тектоническим противоподнятием. Со сбросового обрывак озеру спускается шлейф речных выносов (вверху).
На западной стороне мыса Хобой особенно много тек¬
тонических щелей (внизу)
Геология 51подвергается тектоническому пере¬
косу, и расположенное в ней озеро
как бы выплескивается на северо-
запад. По ширине выступивших из
воды участков и затопленных побе¬
режий с разных сторон озера видно,
что смещение Байкала в северо-за¬
падном направлении за четвертичное
время равно в среднем 6 км. Места¬
ми оно превышает 10 км. Косвенно
эта величина свидетельствует о том,
что и горизонтальное раздвижение
Байкальской впадины довольно зна¬
чительно.Землетрясения в раздвигаю¬
щейся земной кореВследствие развития сбросов в
Байкальской впадине именно к ней, а
не к горам приурочены эпицентры
всех сильных землетрясений (силой
от 6 баллов и выше). Плоскости по¬
рождающих их разломов уходят в
глубь земной коры под впадину, а
не под соседние горные хребты. Эта
сейсмическая особенность Прибай¬
калья— исключительное явление на
территории СССР.Другая особенность байкальских
землетрясений — это горизонтальное
расположение растягивающих напря¬
жений, направленных поперек впади¬
ны в большинстве очагов, что соот¬
ветствует поперечному раздвижению
Байкальской структуры.Не менее важная особенность
байкальских землетрясений заклю¬
чается в преимущественном их рас¬
пространении за пределами впадины
в северо-западном и юго-восточном
направлениях. Иэосейсты всех силь¬
ных байкальских землетрясений име¬
ют очертания эллипсов, большие оси
которых вытянуты поперек впадины
с юго-востока на северо-запад. Это
свойство байкальских землетрясений
отражено на карте землетрясений в
России, изданной в 1893 г. И. В. Муш-
кетовым и А. П. Орловым. Наблюде¬
ния последующих землетрясений по¬
казали то же самое. По-видимому,
сейсмические волны легче распро¬
страняются из байкальских очагов,
пересекая поперек, т. е. по кратчай¬
шему пути, полосу тектонического
расщеления, которая составляет для
этих волн препятствие. В то же время
внутри самой впадины на короткихрасстояниях землетрясения нередко
распространяются и по простиранию
элементов продольных структур, об¬
разующих берега озера.Еще более важно, что сильные
землетрясения, возникающие по
северо-западному борту впадины, —
периодически чередуются с земле¬
трясениями, которые происходят по
изгибовому юго-восточному борту и
в осевой полосе впадины. При этом
повторяемость землетрясений соот¬
ветствует периодическому неравен¬
ству лунно-солнечных приливов. Про¬
должительность этих периодов зави¬
сит от колебаний склонения Луны при
прохождении ее через местный ме¬
ридиан и составляет 16,6 лет.Разумеется, приливы сами по се¬
бе не могут быть причиной земле¬
трясений. Приливные напряжения в
земной коре в сотни раз слабее та¬
ких, которые могли бы вызвать зем¬
летрясения. Однако, приливы имеютзначение как дополнительные «спус¬
ковые» силы, влияющие на сроки
землетрясений в сильно щелеватой и
расшатанной земной коре. Периодич¬
ность байкальских землетрясений и
ее зависимость от неравенства прили¬
вов в земной коре подмечена совсем
недавно '. Она позволяет предсказы¬
вать годы, когда землетрясения мо¬
гут произойти то на одной, то на дру¬
гой стороне Байкальской впадины.
Прогноз, сделанный в 1966 г., уже
подтвердился.Усть-Селенгинский раздвигКроме основного поперечного
раздвижения Прибайкалье подверга¬
ется сравнительно слабому продоль¬
ному двустороннему раздвижению.
Оно направлено в северо-восточной
части — на север, а в южной — наСм. «Природа», 1966, № 9.ВБайкальский
хребетОбручевский сброс образует северо-западный берег Байкала. Побочная линия
сброса, проходящая вдоль горного склона Байкальского хребта, пересекаегСолонцовую падь4*
в2 ГеологияВ четвертичном периоде Байкал сме¬
стился к северо-западу в среднем не6	км: 1 — современный берег Байка¬
ла; 2 — берег Байкала а неогене; 3 —
обсохшие котловины а ответвлениях
Байкальской впадины, заключающие
озерные отложения неогенового и
четвертичного возрастазапад. Продольное раздвижение, уси¬
ливающееся к оконечностям Байкаль¬
ской дуги, вызвало образование ее
концевых отворотов.Продольное раздвижение выявля¬
ется по характерным различиям в об¬
ращенности поперечных и диагональ¬
ных сбросов, рассекающих оба борта
впадины. Сбросы в северной части
Прибайкалья обращены навстречу
сбросам южной части Прибайкалья с
отклонениями, которые соответству¬
ют дугообразному протяжению Бай¬
кальской впадины.Хамар-Дабан на юге Прибайкалья,
кроме раздвижения к западу, одно¬
временно немного смещается (с раз¬
рывами) и в южном направлении, к
широкому пониженному пространству
в Северной Монголии. По-видимому,
смещение здесь связано с изостати-
ческим выравниванием земной по¬
верхности.На юго-восточной стороне Бай¬
кальской впадины продольное раз-
движение ее бортов сказывается
сильнее, чем на северо-западной. На
юго-восточной выпуклости Байкаль¬
ской дуги оно привело к образова¬
нию Усть-Селенгинского раздвига, от
которого горизонтальные смещения
направлены в обе стороны.Усть-Селенгинский раздвиг об¬
условил опускание особенно глубокой
котловины, пересекающей юго-во¬
сточный борт Байкальской впадины.
Котловина заполнена третичными и
четвертичными отложениями — пре¬
имущественно наносами Селенги, ко¬
торая впадает в Байкал по раздвигу.
Отложения пробурены здесь наТектоническая глыба, отколовшаяся от Байкальского хребта и осевшая в
озеро, расположена на дне Богучанской губы. Только ее вершина находится
над водой, образуя Богучанский остров высотой 40 м, в северной части Бай¬
кала. Он вздыблен с востока над озером и полого запрокинут на запад к
соседнему берегу, что вообще характерно для горных глыб, оседающих по
Обручевскому сбросу. Поднятие острова со дна Богучанской губы происхо¬
дит с перерывами. Поэтому на нем образовались террасы, выбитые волнами
и усеянные озерной галькой
Г еология **то W35 то 19Ы >sso W5b то ш тоУслоИньи- обозначенияJnuцентры землетрясений
на сев.-за п. стороне Байка ль
ской. впадины по Пвручевскопу
сБраеи28%0Эпии1ентры в осевой
полосе и на юго '-вост.
стороне Байкальской
ВпадиныКолебании склонении
Луны В кульминацияз!8 10Оправдавшийся прогноз байкаль¬
ских землетрясений, данный в нача¬
ле 1966 г. (см. «Природа», 1966, № 9,
стр. 34). Оба последующих сильных
землетрясения в период высоких
склонений Луны произошли, как и
предсказывалось, по северо-запад¬
ному борту Байкальской впадины,
который образован Обручевским
сбросом. Одно из них, силой в 7 бал¬
лов, случилось 30 августа 1966 г. у
северо-западного берега Байкала
(эпицентр на дне озера) близ посел¬
ков Коты и Маритуй. Другое —
15 января 1967 г. в подножье Верх-
не-Ангарского хребта, в 50 км от
северной оконечности Байкала.На чертеже высокие столбики обо¬
значают землетрясения II группы
интенсивности (магнит уда 61/2—7 '/2,
8—10 баллов); низкие столбики —
землетрясения III группы интен¬
сивности (магнитуда 5—б'/г» 6—
8 баллов)3100 м. По геофизическим данным,
их мощность достигает 5000 м.Район устья Селенги выделяется
особенно сильной сейсмичностью
среди всей Байкальской впадины.
Очевидно, это связано с тем, что онявляется как бы фокусом тектоничес¬
кого раздвижения. З'десь действует
поперечное раздвижение Байкальской
впадины и сильно проявляется про¬
дольное раздвижение ее юго-восточ¬
ного борта. Обращает на себя вни-Раздвижение земной коры в районе
Байкальской впадины: 1 — горные
глыбы, подвергающиеся фронталь¬
ному смещению и раэдвиженик» ■
северо-западном направлении; 2 —
Ольхонская горная глыба, отогнутая
вправо от фронта тектонического
смещения; 3 — подводный Ушканий
порог, тоже отогнутый вправо от
фронта тектонического смещения;
4 — горные глыбы не только с фрон¬
тальным, но и со значительным бо¬
ковым смещением и раэдвижением
(к северу и северо-западу); 5 — гор¬
ные глыбы с меньшим боковым
смещением и раздвижением ■ том
же направлении; 6 — подводные
оконечности горных отрогов, отстав¬
шие от боковых смещений берего¬
вых гор, 7 — горные глыбы с фрон¬
тальным и боковым смещением и
раздвижением (к западу и юго-эапа-
ду); 8 — Обручевский сброс; 9 —
направление фронтального (попе¬
речного) смещения и раздвижения,
вызывающего развитие Обручев-
ского сброса; 10 — направления бо¬
кового и частью фронтального сме¬
щения горных глыб (в обход угла
Сибирской платформы); 11 — направ¬
ления обратного смещения (к югу)
от Байкальской впадинымание, что Усть-Селангинский раэдвиг
находится как раз против заострения
юго-восточного выступа Сибирской
платформы, в обход которого на¬
правлено в обе стороны продольное
раздвижение Прибайкалья.
5* ГеологияГлавные неотектонические разломы в Прибайкалье: 1 —Обручевский сброс;2	— горизонтальные сдвиги; 3 — сдвиг со значительным сбросом; 4 — пред¬
полагаемые сдвиги; 5 — границы Сибирской платформы; 6 — Средне-Сибирское плоскогорьеЮжно-Байкальский сдвиг, по которому Хамар-Дабан смещаетея^на запад
относительно южной котловины Байкала. Сдвиг сопровождается довольно
значительным сбросом горного склона на дно озера. 1 — горные хребты и
их отроги; 2 — сдвиги; 3 — подводные выступы горного склона; 4 — третич¬
ные и четвертичные отложения; 5 — сдвиг со сбросомГоризонтальные сдвиги в
земной кореЕстественно, что тектоническое
раздвижение происходит в разных
местах неравномерно, и это вызыва¬
ет разломы с горизонтальными сдви¬
гами. Они выявляются по разнооб¬
разным признакам, из которых наи¬
более важные: горизонтальные сме¬
щения по разрывам в третичных и
четвертичных отложениях; серии со¬
гласных зигзагов параллельно распо¬
ложенных речных долин при пересе¬
чении ими тектонических разломов;
смещения по разрывам горных хреб¬
тов, их отрогов., а местами и впадин.
Изученность разных сдвигов не оди¬
накова.Большой Поперечно-Байкальский
левосторонний сдвиг пересекает впа¬
дину озера в самом широком месте,
придавая S-образную изогнутость ее
протяжению. Сдвиг начинается на
восточной стороне впадины, где его
размах невелик, и прослеживается
на запад через Поперечно-Байкаль¬
ский пояс разломов, в котором
участвуют и многочисленные сбро¬
сы.По этим разломам образовались
внутрибайкальские структуры — Оль-
хон, Ушканий подводный порог и по¬
луостров Святой Нос, а также и бе¬
реговые горы. На западном берегу
Байкала размах сдвига увеличивается
до 10 км. По Поперечно-Байкальско¬
му поясу разломов все северное При¬
байкалье вместе с северной котлови¬
ной самого Байкала сдвинуто к севе¬
ро-западу и приподнято относительно
их южных продолжений.Продольные сдвиги происходят по
древним краевым разломам платфор¬
мы, где наблюдается продольное
раздвижение складчатой каледонской
зоны.Лучше всего изучен Южно-Бай¬
кальский продольный сдвиг длиной
200 км, по которому горы Хамар-
Дабана смещаются к западу относи¬
тельно южной котловины Байкала.
Этот сдвиг начинается от Усть-Селен-
гинского раздвига и протягивается
рядом с южным берегом Байкала по
дну озера. Он сопровождается сбро¬
сами. По Южно-Байкальскому сдвигу
резко смещены все подводные высту¬
пы горного склона относительно их
ГеологияДовольно быстрое опускание берега во многих местах на северо-западной стороне Байкала приводит к тому,
что прибрежные деревья погружаются комлями в воду и погибают. Пень одной из погибших лиственниц тор¬
чит из воды у берега в Большой Солонцовой губе (26 июня 1953 г.)береговых оснований — поперечных
отрогов Хамар-Дабэна. Кроме того,
сдвиг проявляется в согласных сме¬
щениях речных долин относительно
их затопленных окончаний на тех
участках байкальского берега, где он
опускается. О сдвиге свидетельству¬
ют и горизонтальные срывы неоге¬
новой толщи, которые хорошо замет¬
ны по соответствующим смещениям
слоев. Размах сдвига близ юго-запад¬
ной оконечности Байкала достига¬
ет 10 км.Сопоставляя отдельные сдвиги с
шириной и глубиной Байкальской
впадины, можно приблизительно рас¬
считать величину раздвижения впади¬
ны. В среднем она, по-видимому, рав¬
на 5—6 км, но в поперечном поясе
разломов увеличивается, вероятно, до
15—1£ км. Такая величина раздииже-
ния при всей ее солидности все нее
составляет только восьмую часть
ширины образовавшейся впадины.Горы, порожденные
впадинойИзучение мощной толщи отложе¬
ний в Байкальской впадине показало,
что на протяжении неогена и четвер¬
тичного периода происходило укруп¬
нение их от глин и песков до галеч¬
ников и валунников. Это указывает
на запоздалое поднятие гор, обрамля¬
ющих Байкальскую впадину.Размыв береговой полосы вокруг
озера зависит не от его глубины, а
от высоты побережий над уровнем
воды. Вместе с тем преемственное
развитие в Байкале эндемичной прес¬
новодной фауны и флоры из древних
третичных корней свидетельствует,
что Байкал за всю свою длительную
историю никогда не осолонялся и
всегда оставался проточным. Следо¬
вательно, его уровень сохранял устой¬
чивое положение. Поэтому можно
утверждать, что Байкальская впадинавозникла и долгое время, в миоцене,
углублялась среди невысокой и до¬
вольно плоской равнины. Только пос¬
ле этого над Байкалом стали подни¬
маться горные хребты.Запоздалое образование байкаль¬
ских гор объясняется в основном тем,
что их поднятие обусловлено речным
размывом прибрежной полосы древ¬
ней равнины вокруг возникшего озе¬
ра, а также оседанием впадины по бе¬
реговым сбросам, снижавшим давле¬
ние на плоскости сбрасывателей. И
то и другое приводило к тому, что
побережья озера, особенно водораз¬
делы, изостатически поднимались.
Образовались горные гребни. По
мере поднятия гор с них стали смы¬
ваться во ападину не только глина и
песок, но и крупные гальки, а затем
даже валуны.Таким образом, горные хребты у
Байкала являются тектоническими
противоподнятиями. Их возникновение
56 ГеологияРаздвижение земной коры сказыва¬
ется в образовании тектонических
щелей. Вертикальные щели (слева —
широкая, справа — сравнительно уз¬
кие) хорошо видны а береговом об¬
рыве на восточной стороне Ольхона
близ его северной оконечностисвязано с ранее начавшимся углубле¬
нием озерной впадины. Этому соот¬
ветствует и соотношение высоты при¬
байкальских гор с глубиной впадины.
Горы с сохранившимися клочками
древней равнины поднимаются над
Сибирской платформой не более чем
на 1500—1800 м, в то время как ко¬
ренное ложе впадины под Селенгин-
ской дельтой опущено от уровня
платформы до 5500 м.С сильными тектоническими дви¬
жениями, которые привели к обра¬
зованию Байкала, связаны излияния
базальтовой лавы по разломам о
земной коре. Базальты распростра¬
нены в Южном Прибайкалье. Однако
прибайкальские горы поднялись поз¬
же главных излияний базальтов. Об
этом свидетельствуют деформиро¬
ванные лавовые покровы. На верши¬
нах Хамар-Дабана они лежат гори¬
зонтально, но изогнуты и круто на¬
клонены (без разрывов) по его скло¬
ну к Тункинской долине. С северной
стороны долины базальтовые покро¬
вы сброшаны с высоких гор ма ее
дно. В четвертичном периоде осла¬бевшая вулканическая деятельность
проявилась на дне глубокой Тун-
кинской долины, где известны не¬
большие потухшие вулканы.Следует отметить еще одну инте¬
ресную особенность Прибайкалья:
здесь нет следов древнечетвертич¬
ного оледенения, тогда как морены
максимального и последующих мень¬
ших оледенений широко распро¬
странены а горах и на берегах
самого Байкала. Это могло зависеть
от запоздалого роста тектонических
противоподнятий. А так как в чет¬
вертичном периоде горы продолжа¬
ли особенно быстро расти на юге
Прибайкалья, то здесь второе оле¬
денение местами развивалось боль¬
ше, чем максимальное.В последние десятилетия распро¬
странилось представление, что Бай¬
кальская впадина образовалась в
виде провала на вершине так назы¬
ваемого байкальского свода, трес¬
нувшего при выпячивании. Однако
простой геометрический расчет по¬
казывает, что приращеиние ширины
поверхности «свода» при дугообраз¬
ном выгибании составило бы нич¬
тожно малую величину, которая не
могла бы обеспечить освобождение
объема, необходимого для образо¬
вания огромного провала.Общая ширина Байкальской впа¬
дины и соседних горных хребтов рав¬
на 200 км. Высота поднятых хребтов
над Сибирской платформой составля¬
ет в среднем 1 км. Приращение по¬
верхности «свода» при такой ширине
и таком выпячивании составило бы
всего 10 м по поперечнику. Соответ¬
ствующее раздвижение «свода» явно
недостаточно для опускания впади¬
ны, поперечное сечение которой в
среднем равно 120 км2.Вторичное происхождение при¬
байкальских гор по сравнению с
озерной впадиной также не позволя¬
ет ставить ее образование в зависи¬
мость от выпячивания и проваливания
«свода». Не горы породили впадину,
а впадина породила горы. Кроме то¬
го, почти полное отсутствие третич¬
ных отложений с периферической
стороны прибайкальских горных
хребтов, как поблизости, три и в уда¬
лении от них, не допускает возмож¬
ности поднятия «свода» в третичное
время. Если бы в это время высокиеСеверная оконечность Ольхона, вы¬
ступающая в Байкал мысом Хобой.
Береговой утес пронизан множеством
вертикальных трещин и щелей. Вда¬
ли — Байкальский хребет над мысом
Шартлагоры существовали в Прибайкалье,
то они подвергались бы размыванию
с двух сторон. Соответственно, про¬
дукты размывания должны были на¬
копиться не только в Байкальской впа¬
дине^ но и с внешней стороны гор¬
ных Хребтов.Глубинный разрыв земных недр
под БайкаломК Байкальской впадине приуро¬
чены большие отрицательные анома¬
лии силы тяжести. Байкальская впа¬
дина проваливается, несмотря на мень¬
шую тяжесть земных недр под ней
по сравнению с прилегающими про¬
странствами. Это можно объяснить
раздвижением не только земной ко¬
ры, но и более глубоких недр. В са¬
мом деле, уменьшенная сила тяжести
в Байкальской впадине свидетельству¬
ет об увеличении под нею мощнос¬
ти земной коры, которая легче глу¬
бинной оболочки Земли — мантии.
Для большого увеличения мощности
коры в узком пространстве приходит¬
ся допустить глубокий разрыв ман¬
тии, в которую внедрилась кора.
ГеологияСЭкмОWго30W506070воп. ЛистВеничныйХамар-ДабанГцих ойЮВУЧЛАЛ.-44-I !	4 *\J\s ,5Байкальская впадина является слабым отражением на поверхности глубинного разрыва земных
недр. Это видно по соотношению поперечного разрезе впадины и подземного рельефа мантии:
1 — толща байкальской воды; 2 — неогеновые и четвертичные, преимущественно озерные отло¬
жения; 3 — палеозойский осадочный чехол Сибирской платформы; 4 — приблизительная грани¬
ца базальтового и гранитного слоев; 5 — зона преимущественного расположения очагов и силь¬
ных землетрясений; 6 — мантияОнгуренское озеро заливает тектоническую котловину среди невысокой горной перемычки, отделяющей Ко-
чериковский грабен от его южного продолжения — Онгуренской прибрежной низменности на северо-западном берегу Байкала
S8 ГеологияК северу от прибрежной Онгуренской низменности вдоль Байкала возвышаются глыбовые горы, образовавшиеся
между тектонически ми разломами. В озеро нруто обрывается по Обручевскому сбросу Кочериковская гряда ха¬
рактерной асимметричной формы. Она полого склоняется в противоположную сторону, к Кочериковскому грабену,
протянувшемуся параллельно берегу. С запада к грабену спускается склон Чанчурских гор. Вдали южная оконеч¬
ность высокого Байкальского хребта над мысом Шартла, оборванная сбросом поперек протяжения берега. Спереди
озерко, отделенное ст Байкала аолноприбойным галечным валом (1953 г.). Оно разлилось по низменному берегу
поверх речного наноса вследствие медленного тектонического олускзния широкой полосы побережья, которое про¬
должается и в настоящее время. Озеро наступает в северо-западном направлении. В течение длительного гео¬
логического времени смещение Байкала достигает значительного размахаСледовательно, раздвижение При¬
байкалья отличается вообще необык¬
новенным размахом. И особенности
в прохождении сейсмических волн по¬
казывают, что под Байкальской впа¬
диной в поверхности мантии сущест¬
вует глубокий ров, заполненный ве¬
ществом земной коры. Подкоровый
ров проникает в глубину на 70—90 км
от поверхности Земли, а может быть
и больше. Его ширина поверху, меж¬
ду бровками, превышает 100—120 км.
Подкоровый ров, по-видимому, мно¬
го древнее Байкала. Возможно, ров
возник еще в допалеозойское время.
В третичном периоде он вступил в
новый этап развития.Поверхностная Байкальская впа¬
дина по морфологическим чертам по¬
добна глубинному рву и отличается
от него только меньшими размерами.Она является как бы ослабленным
отражением на земной поверхности
глубинных движений в верхней сфе¬
ре мантии.Вместе с тем Байкальская впади¬
на смещена к северо-западу относи¬
тельно линии наибольших глубин под-
корового рва и располагается над
его более крутым северо-западным
бортом. Асимметричное строение глу¬
бинного рва позволяет думать, что
разрыв мантии вызван односторон¬
ним ее растяжением к северо-западу,
подобно раздвижению земной коры.
Одностороннее расширение глубин¬
ного разрыва объясняет смещенность
поверхностной впадины от осевой ли¬
нии подкорового рва.В Байкальской впадине сосредо¬
точено много источников с целебной
минеральной водой. Чаще всего онигорячие (до 75°), а по химическому
составу хлоридно-сульфатные и гид-
рокарбонатные, выделяют азот с при¬
месью редких газов. Считается, что
эти воды ювенильны: вода выливается
на поверхность с больших глубин по
разломам в земной коре. В Тункин-
ской долине существует широко из¬
вестный курорт Аршан с источником
углекислой гидрокарбонатной холод¬
ной воды (по-бурятски «аршан» —
целебный минеральный источник).
Целебная вода этого курорта выте¬
кает по сбросу в подножье Тункинс-
ких гольцов, вероятно, с меньшей
глубины по сравнению с большинст¬
вом других минеральных источников
Прибайкалья.На юго-восточном берегу Байка¬
ла между дельтой Селенги и Баргу-
зинским заливом в нескольких мес-
Геология ®®Пролив Оль донские ворота между Байкалом и его обособленной частью — Малым морем. Он образовался по тек¬
тоническому поперечному разлому северо-западного побережья Байкала. Спереди скалы на острове Ольхоне.
Внизу губа и длинный мыс Кобылья голова, образовавшиеся вследствие опускания Ольхоне: губа — на месте за¬
топленной древней речной пади, а мыс — на месте водораздельной гряды между бывшими падями. За мысом вид¬
но Малое море, над которым возвышается сбросовый обрыв Приморского хребта с широкой тектонической сту¬
пенью вдоль подножья. На вершине хребта сохраняется древняя равнина, образовавшаяся до появления Байкала
и поднятия хребта. Речки разрезают только ее край над сбросовым обрывомтах из древнейших гнейсов по тре¬
щинам просачивается в ничтожных ко¬
личествах нефть. Полоса нефтяных
выходов строго совмещается с осе¬
вой линией глубинного разрыва в
мантии, откуда нефть, очевидно, и
происходит.Байкальская впадина и лунно¬
солнечные приливыПятнадцать лет назад в Байкаль¬
ской впадине открыты и с тех пор
изучаются современные микропуль¬
сации земной коры Они выража¬
ются в периодических колебаниях бе¬
регов и -островов Байкала. Эти коле¬
бания волнообразно пересекают впа¬
дину озера в поперечном направле¬
нии, с юго-востока на северо-запад.
На севере и юге Байкала волны за¬
гибаются к Сибирской платформе,1 «Природа», 1962, № 7, стр. 53;1966, № 9, стр. 23.как бы охватывая ее юго-восточный
выступ.Высота волн обычно достигает 4—6	см, но, периодически увеличиваясь,
может иногда превышать 10 см. Сей¬
час для нас особенно важно, что ско¬
рость распространения волн на юго-
восточной стороне Байкала равна 4—7	км, а на северо-западной — 8—
10 км в год. Двигаясь на северо-за¬
паде быстрее в течение длительно¬
го времени, волны микропульсаций
могут способствовать отрыву в севе¬
ро-западном направлении фронталь¬
ного борта Байкальской впадины.Увеличение размаха микропульса-
ций, с которыми складываются на¬
правленные тектонические подвижки в
Байкальской впадине, происходит че¬
рез 9—10 лет и приурочено к совпа¬
дениям полнолуний и особенно но¬
волуний с положениями Луны в пери¬
геях, т. е. к периодам усиления при-ливообраэующих сил. Таким образом,
эти силы отчетливо сказываются в ми¬
кропульсациях земной коры.Целесообразно задаться вопросомо	влиянии приливов как одного из су¬
щественных факторов и на глубин¬
ный разлом под Байкалом. Сибирская
платформа Со сравнительно неглубо¬
ко залегающей мантией обладает
большей инерцией в волновых коле¬
баниях, возбуждаемых приливами в
Земле, чем складчатая зона на вос¬
токе, где мантия расположена глубже.
Это, по-видимому, и вызывает раз¬
рыв коры и мантии в пограничной
полосе между разными структурами.
Сибирская платформа отодвигается
при этом от складчатой зоны. При¬
ливные волны раздвигают верхние
сферы Земли, и в освобождающееся
пространство проваливается Байкаль¬
ская впадина.УДК 551.24
вО ЭмбриологияРегуляция
процессов обмена
в развивающемся
зародышеЛ. С. Мильман, Ю. Г. ЮровицкийКандидаты биологических наук
Москваосуществляется в развивающемся зародыше регуляция
обмена? Или, говоря иначе, какие молекулярные меха¬
низмы обеспечивают скорость химических реакций оп¬
тимальную для нормального развития зародыша?На ранних стадиях эмбрионального развития проис¬
ходит чрезвычайно сложный процесс преобразования
оплодотворенной яйцеклетки в многослойный зародыш,
состоящий из сотен и тысяч специализированных кле¬
ток. Масса зародыша при этом практически не увели¬
чивается, обмен же в зародыше значительно возраста¬
ет. Непрерывное увеличение процессов дыхания, рас¬
хода запасных питательных веществ (углеводов), уско¬
рение биосинтеза белка и т. д. отличает обмен заро¬
дыша от обмена взрослого организма. Скорость про¬
цессов обмена в значительной степени зависит от
свойств энзимов (ферментов) клеток зародыша. Имен¬
но поэтому изучение энзиматического аппарата заро¬
дыша и «сопряжения» его работы с основными меха¬
низмами эмбрионального развития представляет значи¬
тельный интерес. Возникает вопрос: используют ли клет¬
ки развивающегося зародыша те же механизмы контро¬
ля процессов обмена, что и клетки взрослого организма,
или в эмбриональном развитии это управление обме¬
ном дополняется иными механизмами, присущими толь¬
ко зародышевым тканям?Эмбриональное развитие можно представить, как
реализацию тенетической информации, записанной в
виде последовательности оснований ДНК в хромосомах
зародышевых клеток. Реализация информации осущест¬
вляется через синтез белков в клетках зародыша. В чи¬
сле многих белков синтезируются и энзимы, что обус¬
ловливает прямую зависимость энзиматического аппа¬
рата клетки от ее генетического аппарата. Однако ко¬
личество энзима нельзя рассматривать как единствен¬
ный фактор, определяющий скорость того или иного
процесса обмена. Скорость энзиматической реакции
обес7?ечивается использованием только части молекул
фермента в клетке. Другая часть молекул не использу¬
ется и составляет потенциальный энзиматический ре-' Исследование процессов, определяющих ход эм¬
брионального развития, издавна привлекало широкий
круг биологов разных специальностей. Проблема раз¬
вития зародыша оказалась тем фокусом, в котором со¬
единились интересы и усилия генетиков, эмбриологов,
физиологов и биохимиков. Из многочисленного кру¬
га вопросов, составляющих эту проблему, в настоящей
статье мы подвергнем обсуждению только один: какСИСТЕМА
j БИОСИНТЕЗА I—,|_ энзимов _|[IСКРЫТАЯ ФОРМА
ЭНЗИМАНЕАКТИВНАЯ
{форма ЭНЗИМАконтрольметоболито"СУБСТРАТЫнзим| ЧАКТИВНЫЙ ЭНЗИМ! 1 ИНГИБИРОВАННАЯ
ФОРМА ЭНЗИМАконтрольметаболитом*ПРОДУКТЫРис. 1.Принципиальная схема контроля активности энзима в
клетке. В результата биосинтеза энзима образуется
либо непосредственно активная форма, либо латентная
(неактивная) форма. Активация последней происходит
под действием ряда факторов. Регулирование скорос¬
ти ферментативной реакции связано со скоростью по¬
ступления субстратов, потребления продуктов реакции
последующими реакциями и с действием различных ме¬
таболитов на активность фермента
Эмбриология 01зерв клетки. Этим, в частности, объясняется хорошо
известный факт, что максимальная активность энзима
всегда значительно превосходит скорость энзиматиче¬
ской реакции в неповрежденной клетке.Успехи биологической химии за последнее деся¬
тилетие позволяют составить следующую общую схе¬
му контроля внутриклеточной активности энзима
(рис. 1).Внутриклеточная активность энзима определяется
в некоторых случаях соотношением его активной и не¬
активной форм. Переход неактивной формы в актив¬
ную и обратно — процесс, как правило, не связанный
непосредственно с белковым синтезом. Примером та¬
кого рода служит расщепление запасного углевода,
(гликогена) фосфорилаэой (рис. 2). Подробнее о зна¬
чении этого процесса для зародыша мы расскажем не¬
сколько ниже.Не менее существенную роль в регуляции энзима¬
тической активности играет и взаимодействие молеку¬
лы энзима с различными метаболитами. Результат это¬
го взаимодействия — изменение каталитической актив¬
ности энзима. При этом регулятором активности энзи¬
ма может быть метаболит, образующийся в какой-либо
другой реакции, иногда весьма отдаленной от реакции,
скорость которой он регулирует. Пример такой регуля¬
ции — зависимость между концентрацией в клетке АТФ
(аденозинтрифосфата) и скоростью анаэробного (про¬
исходящего при отсутствии кислорода) превращения уг¬
леводов, т. е. гликолиза.Как известно, АТФ служит универсальным аккумуля¬
тором и переносчиком энергии биологического окис¬
ления. Отщепление одного фосфорного остатка от АТФ
в физиологических условиях сопровождается освобож¬
дением энергии порядка 7 ккал/моль. Оказалось, что
нормальное содержание АТФ в клетке при обычном
доступе кислорода поддерживает фосфофруктокиназу
(рис. 3, реакция 2)— контролирующий регуляторный
энзим гликолиза — в угнетенном состоянии. Угнетение
этого фермента ограничивает скорость превращения
гексозомонофосфатов (фруктоэо-6-фосфата) во фрук-
тозодисфосфат. Иначе говоря, оптимальное содержание
АТФ в клетке, уменьшая скорость гликолиза, ограни¬
чивает поступление промежуточных продуктов расщеп¬
ления углеводов в систему дыхания. Если клетки лишить
доступа кислорода и тем самым приостановить дыхание,
то выработка АТФ клеткой резко уменьшится. С умень¬
шением концентрации АТФ снимается ее ингибирующее
(сдерживающее) действие на фосфофруктокиназу и тем
самым увеличивается скорость превращения гексоэомо-
нофосфатов во фруктозодифосфат. Иными словами,
увеличивается скорость гликолиза. Такая быстрая ав¬
томатическая перестройка энергетического обмена поз¬
воляет клетке компенсировать недостаток АТФ при
недостатке кислорода '.1	Аэробное и анаэробное превращение глюкозы об¬
разуют различное количество АТФ, При анаэробном пре¬
вращении на 1 моль глюкозы образуется только 2 моля
АТФ, т. е. в 7—8 раз меньше, чем при полном окисле¬
ний глюкозы до углекислоты и воды.Лев Семенович Мильман
окончил Московский государственный
университет им. М. В. Ломоносова.
С 1957 г. работает е Институте био¬
логии развития АН СССР.С 1961 г. занимается вопросами об¬
мена веществ в эмбриогенезе.Юрий Герцевич Юровицкий
окончил Московский государственный
университет им. М. В. Ломоносова.
С 1956 г. работает в Институте био¬
логии развития АН СССР.С 1963 г. занимается исследованием
регуляции углеводного обмена в раз¬
вивающемся зародыше.
®2 ЭмбриологияIГЛИКО! изРис. 2.Контроль внутриклеточной активности фосфорилазы.
Расщепление гликогена возрастает при увеличении до¬
ли активной фосфорилазы. Активация фосфорилазы —
многоступенчатый процесс, происходящий при участии
особого фермента фосфорилазокиназы. Последняя ак¬
тивируется в свою очередь особым нуклеотидом —
3,5-циклической АМФ. Образование циклической АМФ
усиливается адреналиномВ приведенном примере АТФ, продукт конечных ре¬
акций окислительного обмена, угнетает одну из началь¬
ных реакций анаэробного превращения углеводов (гли¬
колиза) и, таким образом, уменьшает скорость процес¬
са. Можно привести еще целый ряд примеров регуля¬
ций подобного типа '.В настоящее время торможение начальных реакций
какого-либо процесса продуктом конечных реакций на¬
зывают регуляцией по типу обратной связи. Как прави¬
ло, физико-химической основой описанной регуляции
служит особый тип взаимодействия молекулы энзима
с метаболитами. Регуляция активности энзима метабо¬
литами, не сходными по химическому строению с участ¬
никами ферментативной реакции — субстратом и про¬
дуктом,— получила название аллостерической (по тер¬
минологии, предложенной Жакобом и Моно в 1963 г.).
Считается, что молекула регуляторного (аллостериче-
ского) энзима помимо активного центра, непосредствен¬
но реагирующего с веществами — участниками реак¬
ции, обладает дополнительным регуляторным центром.
Присоединение к последнему вещества-регулятора, да¬
же если оно и не участвует в реакции, обеспечивает
изменение каталитической активности молекулы энзи¬
ма. Роль веществ-регуляторов могут также выполнять
некоторые гормоны.Говоря о сложных механизмах авторегуляции энзи¬
матической активности, нельзя упускать из виду и такой
относительно простой способ контроля над системой1	Подробнее об этом см. в статье К. А. Кафиани.
Сб. «Ферменты», изд-во «Наука», 1964.реакций, как поступление в них субстрата. Приведенный
выше пример с фосфофруктокиназой показывает, что
реакция, скорость которой ограничена АТФ, контроли¬
рует снабжение субстратами всех последующих реак¬
ций (на рис. 3 — промежуточные реакции 2 и 3).Итак, контрольные механизмы управления процес¬
сами обмена весьма многообразны. Они включают ре¬
гуляцию на уровне биосинтеза энзимов и регуляцию
внутриклеточной активности на уровне молекулы энзи¬
ма. Эти же типы регуляции использует зародыш во вре¬
мя развития. В этой связи мы рассмотрим сочетание
различных типов регуляторных механизмов на примере
углеводного обмена развивающегося зародыша, осно¬
вываясь на результатах исследований, проводимых на¬
ми в Институте биологии развития АН СССР.Система углеводного обмена объединяет энзимы
гликолиза, т. е. анаэробного превращения углеводов, и
энзимы, превращающие гексозомонофосфаты в пенто-
зы. Что же является характерным для этой системы в
процессе эмбриогенеза?Во-первых, «пусковая реакция» углеводного обме¬
на — расщепление запасного углевода (гликогена) фос-
форилаэой — непосредственно не связана с процессами
оплодотворения и развития. Для зародышей рыб, ам¬
фибий, рептилий и т. д. гликоген — единственный источ¬
ник углеводов. Под действием фосфорилазы из глико¬
гена образуется гексозомонофосфат (глюкоза-1-фасфат),
который затем подвергается дальнейшим превращени¬
ям (рис. 2; рис. 3, реакция 1). Некоторая часть фосфо¬
рилазы в яйце неактивна. Но неоплодотворенное яйцо
уже содержит систему активации этого энзима, не
связанную непосредственно с системой белкового син¬
теза. Переход неактивной фосфорилазы в активную
форму осуществляется особым ферментом — фосфо-
рилазокиназой (рис. 2). Активность этой киназы зави¬
сит от присутствия циклической адениловой кислоты.
Последняя образуется из АТФ под действием фермен¬
та циклазы, активность которой возрастает при нали¬
чии гормона адреналина. В конечном счете, скорость
процесса фосфоролиза гликогена определяется соотно¬
шением активной и неактивной форм фосфорилазы, а
не количеством энзима, не меняющимся в процессе
развития зародыша. Механизм расщепления гликогена
в зародыше в принципе не отличается от такового в
печени взрослого животного.Во-вторых, активность большинства энзимов гликоли¬
за в раннем эмбриогенезе постоянна. Это справедливо
и для контрольных энзимов гликолиза — фосфофрук-
токинаэы (рис. 3, реакция 2), пируваткиназы (рис. 3,
реакция 3) и др. Регуляция внутриклеточной активнос¬
ти этих ферментов осуществляется изменениями уров¬
ня метаболитов и не связана с изменениями количест¬
ва энзимов.В-третьих. В противоположность энзимам гликолиза,
количество и активность энзимов, превращающих гексо-
зомондафосфаты в пентозы, в ходе эмбрионального раз¬
вития значительно уменьшается. Так, превращение глю-
козо-6-фосфата в рибозо-5-фосфат (рис. 3, реакция 4) в
раннем эмбриогенезе уменьшается, что связано с умень¬
Эмбриологияшением количества энзима (дегидрогеназы глюкозо-
6-фосфата), катализирующего эту реакцию. Уменьше¬
ние расхода глюкоэо-6-фосфата в свою очередь повы¬
шает его содержание в клетках зародыша. Увеличение
же содержания гексозомонофосфатов (глюкозо-6-фос-
фата) последовательно увеличивает скорость их преоб¬
разования во фруктозодифосфат (рис. 3, реакция 2).
Увеличение внутриклеточного уровня фруктозодифос-
фата приводит к увеличению уровня гликолиза. Дру¬
гая причина увеличения внутриклеточного содержания
фруктозодифосфата — уменьшение в процессе разви¬
тия зародыша количества и активности фруктозоди-
фосфатазы (рис. 3, реакция 5). Этот фермент катализи¬
рует расщепление фруктозодифосфата, т. е. обратную
реакцию.В целом систему гликолиза в эмбриональном разви¬
тии можно назвать авторегулирующейся. Возрастанию
гликолиза в 2,5—3 раза соответствует равное увеличе¬
ние потока промежуточных продуктов (интермедиатов)
через цепь гликолитических реакций. Примерно в тех
же пределах за время эмбрионального развития воз¬
растает внутриклеточное содержание фруктозодифос¬
фата. Повышение содержания фруктозодифосфата не
только обеспечивает субстратом те реакции, посредст¬
вом которых фруктозодифосфат превращается в пи-
ровиноградную кислоту (рис. 3). Фруктозодифосфат яв¬
ляется также веществом-регулятором других энзимов
гликолиза. Оказалось, что фруктозодифосфат может
увеличивать «пропускную способность» тех реакций,
скорость которых несколько меньше соседних в цепи
превращений. Так, фруктозодифосфат контролирует
свой собственный синтез, активируя фосфофруктокина-
зу (рис. 3, реакция 2). Далее фруктозодифосфат «от¬
крывает» себе путь, активируя пируваткиназу (рис. 3, ре¬
акция 3).Однако ускорение этих реакций не может быть без¬
граничным. Как только скорость превращения углеводов
превысит оптимальную величину для клеток зародыша,
избыток образующейся АТФ начнет блокировать конт¬
рольные реакции гликолиза. Говоря точнее, избыток
АТФ блокирует в основном те реакции, которые активи¬
руются фруктозодифосфатом. В описываемой системе
АТФ выполняет не только роль универсального аккуму¬
лятора энергии биологического окисления, но и служит
веществом-регулятором, контролирующим предельную
скорость реакций гликолиза (на рис. 3 ингибирующее
действие АТФ показано пунктиром). Поэтому увеличе¬
ние расхода АТФ на другие реакции, и в частности на
биологические синтезы, вызывает ускорение превраще¬
ния углеводов до пировиноградной кислоты и ускорение
образования АТФ.Мы нврисовали здесь весьма упрощенную схему ис¬
следованной нами взаимосвязи энзиматических реакций,
контроль которых осуществляется через систему био¬
синтезу белка и путем регуляции активности молеку¬
лы фермента метаболитами в ходе развития зародыша.Все сказанное выше справедливо лишь для ранне¬
го эмбриогенеза. По мере развития зародыша, в про¬
цессе органогенеза, вместе со специализацией тканейГЛИКОГЕН0одениг.овая
КИСЛОТСтГЛЮКОЗО 1 • ФОСФАТ0	■♦‘Ингибирование				■‘■—активацияРис. 3.Регуляция углеводного обмена развивающегося заро-
дыша. Нормальное содержание АТФ в клетке при обыч¬
ном доступе кислорода поддерживает фосфофруктоки-
наэу — контролирующий регуляторный энзим гликоли¬
за — в угнетенном состоянии. Угнетение этого фермента
ограничивает скорость превращения гексозомонофосфа¬
тов (фруктозо-6-фосфата) во фруктозодифосфат. Ина¬
че говоря, оптимальное содержание АТФ в клетке, уме¬
ньшая скорость гликолиза, ограничивает поступление
промежуточных продуктов расщепления углеводов в
систему дыхания. Если клетки лишить доступа кислорода
и тем самым приостановить дыхание, то выработка АТФ
клеткой резко уменьшится. На схеме: 1 — фосфорилаза
гликогена; 2 — фосфофруктокиназа; 3 — пируваткиназа;
4 — дегидрогеназа глюкозо-6-фосфата; 5 — фруктозо-
дифосфатаза
64 Эмбриологияпроисходят также процессы дифференцировки энзимов.
Образование у зародыша мышц, сердца, печени и раз¬
личных структур нервной системы сопровождается не
только изменениями количества энзимов, но и появле¬
нием энзимов, специфичных по своим свойствам для
тканей того или иного органа.Насколько существенны различия в свойствах энзи¬
мов, выделенных из разных тканей различного возрас¬
та, видно из следующих примеров. Фосфорилаза мышц
характерна тем, что ее неактивная форма (фосфорила-
за В) активируется адениловой кислотой и донаторами 1
сульфгидрильных групп. Для активной формы (фосфо-
рилазы А) присутствие адениловой кислоты не является
необходимым. Фосфорилаза печени отличается тем, что
ее неактивная форма не активируется ни адениловой
кислотой, ни донаторами сульфгидрильных групп и
не участвует в метаболизме клетки. Активная форма
этого энзима активируется адениловой кислотой. Раз¬
вивающийся зародыш рыбы, независимо от того, иссле¬
дуется ли он вместе с желтком или отделен от него, со¬
держит фосфорилазу, близкую по свойствам фосфори-
лазе печени. Сегментация туловищной и хвостовой ме¬
зодермы (среднего слоя) зародыша, закладка мышеч¬
ных волокон еще не означают появления фосфорилазы
мышечного типа. Она появляется значительно позднее,
после начала мышечных сокращений.Неоплодотворенное яйцо и зародыш в раннем эмб¬
риогенезе содержат энзимы глюконеогенеэа. Глюконе-
огенеэом обычно называют процесс превращения неуг¬
леводных предшественников в гликоген, т. е. процесс,
обратный гликолизу. Однако хорошо установлено, что
органы и ткани зародыша млекопитающих в пренаталь¬
ном (внутриутробном) периоде развития лишены энзи¬1	Донаторы — вещества, отдающие электроны, про¬
тоны или группы атомое в реакциях окисления—вос¬
становления или межмолекулярного переноса атомных
групп.мов глюконеогенеза. В печени плода полностью отсут¬
ствует глюкозо-6-фосфатаза, один из контрольных энзи¬
мов глюконеогенеза. Лишь в постнатальном развитии,
т. е. после рождения, с появлением этого энзима, печень
приобретает способность к глюконеогенеэу.Эти примеры можно рассматривать как доказатель¬
ство предположения о том, что функционирование ге¬
нов, ответственных за определенные ферменты, начи¬
нается позднее, чем появление тех или иных эмбрио¬
нальных закладок.С другой стороны, некоторые контрольные энзимы
неоплодотворенного яйца не отличаются от соответст¬
вующих энзимов взрослых тканей. Например, чувстви¬
тельность этих энзимов к аллостерическим регуляторам
на протяжении онтогенеза, по-видимому, постоянна.
По нашим данным, дегидрогеназа глюкозо-6-фосфата
(рис. 3, реакция 4), выделенная из неоплодотворенных
яиц или яиц на стадии дробления, ингибируется стеро¬
идными гормонами так же, как и фермент, выделенный
из тканей взрослой рыбы. Тем не менее известно, что
синтез стероидных гормонов в зародыше начинается
только по завершении органогенеза.Система активации фосфорилазы гликогена в неоп-
лодотворенном яйце или яйце на стадиях дробления
активируется адреналином, так же как и система конт¬
роля фосфорилазы во взрослых тканях (рис. 2). Обла¬
дают ли другие системы контроля чувствительностью к
гормонам в раннем эмбриогенезе? На этот вопрос отве¬
тить сейчас трудно.Наши представления о механизмах регуляции про¬
цессов обмена в зародыше еще очень неполны. Втор¬
жение в эту малоизученную область позволит исследо¬
вать взаимосвязи между механизмами регуляции на
уровне энзимов и механизмами реализации генетиче¬
ской информации в ходе эмбрионального развития.УДК 612.015.3
Археология вфАрхеология
и магнетизмЛ. С. Клейн
ЛенинградЖелтые магнитыНовое родится на стыках наук. Из сближения архео¬
логии и одного из разделов геофизики — магнетизма
родилась новая наука—археомагнетиэм. Это оказа¬
лось полезным и для археологов, и для геофизиков. Ос¬
новоположником новой науки был французский ученыйЭ.	М. Телье, а ее теоретической базой — накопленные
к XX веку сведения о магнитных свойствах разных ве¬
ществ.В быту мы не замечаем магнитного разнообразия
мира: все заслоняет сильный и старый магнит — железо.Если убрать из нашего городского дома все желез¬
ное, останутся голые стены. Вот уж была бы гарантия от
помех, отклоняющих магнитную стрелку! Но оказывает¬
ся, стены наших домов сложены из прочных желтых
магнитов, называемых в просторечии кирпичами!Вообще говоря, все предметы способны намагничи¬
ваться, но большинство — только в ничтожной степени,
так что это обнаруживается лишь особо чувствительны¬
ми приборами. И лишь некоторые природные вещест¬
ва— железо, никель, кобальт и другие — проявляют яр¬
ко выраженные способности становиться сильными
магнитами. Такие вещества называют ферромагнитными
(от латинского ferrum— железо). Так вот, кирпичи со¬
держат ферромагнитные вещества, хотя и в очень не¬
большом количестве. Весь секрет в том, что в глине, из
которой они сделаны, обычно содержится незначитель¬
ная примесь природных минералов, в состав которых
входит железо.Однако чтобы дойти до открытия магнитных свойств
кирпичей, а главное — научиться измерять эти свойст¬
ва, нужно было довести измерительную аппаратуру и
методику до достаточно высокой степени совершенства.
Это стало возможным совсем недавно.Кирпичи в руках археологовАрхеологи ничего не ожидали от этого открытия.
Они уже давно изучали кирпичи прошлых времен — не
как магниты, конечно, а как строительный материал
древности, как один из видов столь любимой археоло¬
гами керамики. Как и прочие виды керамики, этот ее
вид менялся из века в век по внешнему облику, составу
и способам применения, что позволяет хорошо датиро¬
вать древние постройки, взглянув только на их стены.Лев Самуилович Клейн —
ассистент кафедры археологии Ле¬
нинградского государственного уни¬
верситета,читает курс лекций по методам и
истории археологических исследова¬
нийи руководит проблемным семинаром
по бронзовому веку.Предмет собственных исследований
автора—	генетические связи культур брон¬
зового века европейских степей,
а также хронология энеолита и про¬
исхождение скифов.Л. С. Клейн участвовал в раскопках
степных курганов и славянских горо¬
дов.Ранее печатался в «Природе» (в 1962
и 1966 гг.).5 Природа, М 4
вб АрхеологияВ овожженной керамике остается след, как бы «отпечаток» направления магнитного поля Земли, существовавшего в
момент обжига. Изучая разные керамические образцы, можно устанавливать, в какие эпохи как изменялись на¬
правление и величина магнитного поля Земли
Археология 97Археологи легко распознают кирпичи разного време¬
ни: плоско-выпуклый кирпич шумерских городов Ме¬
сопотамии, толстый квадратный кирпич древних греков
(со сторонами в 31—39 см, толщиной в 10 см), огром¬
ный длинный эллинистический кирпич (55 см длины,
13—19 см ширины), тонкий плиточный византийский и
древнерусский кирпич —- «плинфа», со сторонами по
38—40 см и толщиной в 2—3 см. По типам кирпича ар¬
хеологи могут датировать древние постройки с точ¬
ностью иной раз до полувека.Полвека, конечно, не бог весть какая точность. Но,
к сожалению, типы кирпича и кладки быстрее не изме¬
нялись.Амфоры датируют векаЕсть другая категория керамики, даже более рас¬
пространенная, чем кирпичи, и несколько быстрее изме¬
нявшаяся. Это глиняная посуда. Значение ее для нашей
науки столь велико, что археологию еще полтора ве¬
ка тому назад прозвали «наукой о битых горшках». Ген¬
рих Шлиман говорил, что керамика — это «рог изоби¬
лия археологической премудрости». Флиндерс Петри
называл ее «Археологическим алфавитом в каждой
стране».Какие же достоинства глиняной посуды так притяги¬
вают к ней археологов?Во-первых, это массовость. С самого начала сущест¬
вования керамики — с неолита — горшки имелись в
каждом доме. И в каждом доме их били. «Век горшка
недолог»,— гласит народная пословица. Поэтому гли¬
няная посуда часто обновлялась, а возле дома накапли¬
вались горы черепков. Они удивительно хорошо сохра¬
няются и во всем своем обилии дожили до наших дней.Во-вторых, поражает наличие стандартов в изготов¬
лении керамической посуды с самого раннего времени,
часто весьма строгих. Все горшки из одной могилы
выдержаны в одинаковых пропорциях и украшены в
едином стиле. Амфоры из одного слоя античного горо¬
да обычно схожи, как близнецы. У древних греков были
даже специальные чиновники — астиномы, которые сле¬
дили за тем, чтобы гончары придерживались традиций ,
и не отступали of принятых стандартов. Амфора, соот¬
ветствующая стандарту (древнегреческому ГОСТу), по¬
лучала клеймо астинома на ручку (своего рода штамп
ОТК). Амфору, отошедшую от стандарта, астином тот-
чат безжалостно разбивал в дребезги (наши ОТК куда
либеральнее!). Значит, если в разных памятниках мы
встретим одинаковые горшки, можно со спокойной
уверенностью сказать: они одного времени.В-трет^их, никакие астиномы не могли остановить
прогресса гончарного ремесла, поэтому стандарты все
же постепенно изменялись, иной раз незаметно для са¬
мих древних людей. Гончаров подталкивали соображе¬
ния рационализации производства, стремление приспо¬
собить свою продукцию к изменяющемуся быту и....
мода. Да, была у древних хозяек мода на горшки, так
же как в более поздние времена—на шляпки.Клеймо на ручке амфоры — древний знак ОТК. Так ас¬
тиномы (чиновники-контролеры) удостоверяли соответ¬
ствие стандарту. Орел, терзающий дельфина,— герб го¬
рода СинопаФото И. В. БрашинскогоУ каждого века свои идеи и свои горшки. Изменя¬
лась техника формовки сосудов. Лепная керамика нео¬
лита — асимметричная, мятая — сменялась более тон¬
кой и ровной керамикой медного века, а та уступала
свое место гончарной (или кружальной) керамике —
изготовленной не вручную, а на гончарном круге.Изменяется обжиг и состав керамической массы, ме¬
няются формы сосудов.	,Особенно тщательно прослежены археологами из¬
менения форм остродонных греческих амфор — боль¬
ших высоких сосудов с узкими шейками я двумя руч¬
ками. Это была тара для перевозки жидких и сыпучих
продуктов. Амфоры обычно не стояли, а лежали на бо¬
ку. По находкам монет удалось разные типы амфор
сразнительно точно датировать, и теперь стоит найти че¬
репок амфоры того или иного типа, как уже можно оп¬
ределить возраст памятника.Не менее красноречив для археолога орнамент.
Очень детально изучена история стилей росписи антич¬
ных ваз — парадной столовой посуды для вина и оливко¬
вого масла. Специалисты по античной керамике умуд¬
ряются различать периоды начала, расцвета и упадка
каждого стиля, распознавать характерные признаки от¬
дельных школ и даже индивидуальный почерк того или
иного мастера. Впрочем, мастера иногда подписывали
свои произведения. Хранящийся в Эрмитаже сосуд с
изображением людей и ласточки подписан мастером
Евфронием. На другом сосуде его соперник Евфимид на¬
писал: «Евфимид, сын Полия, расписал, как Евфроний
никогда бы не мог». То ли нескромность и завистливость
у художников в старину были сильнее, чем теперь, то
ли откровеннее... Так или иначе, но их искусство и
стремление увековечить свои имена помогает археоло-
лога*л перейти от счета на века к счету на десятилетия
и даже годы. К сожалению, это удается лишь в неко¬
торых разделах археологии (античность) и лишь в изу¬
чении некоторых категорий древней глиняной посуды
(расписные вазы), и то не всегда.5*
68 Археология«Путешествия» городов на сетке магнитных координат
отражают вековые вариации магнитного поля Земли по
результатам непосредственных измерений за последние
четыре века (по М. Дж. Эйткину)Керамику изучают геофизикиАрхеологи поначалу и не подозревали, что в кирпи¬
чах и амфорах есть нечто, изменяющееся гораздо бы¬
стрее— из года в год, изо дня в день. Это нечто — маг¬
нитные свойства керамики.Бывают постоянные магниты — куски магнитного же¬
лезняка или стальные подковы и стрелки компасов, а
бывают временные. Так, куски химически чистого (мяг¬
кого) железа, внесенные в магнитное поле, начинают и
сами притягивать железные опилки, но лишь до тех пор,
пока действует это поле. Так вот, кирпичи, амфоры и
т. п. — не постоянные магниты; их магнетизм вторично¬
го характера. Он возникает под действием магнитного
поля Земли. Строго говоря, многие вещества имеют
способность временно намагничиваться, только в боль¬
шинстве случаев такая способность ничтожна. У глины
она проявляется гораздо заметнее, чем у многих других
пород, потому что в глине всегда есть примесь окислов
железа. А что более податливо к намагничиванию, чем
железо?Магнитные свойства Земли по-разному проявляются
в разных точках земного шара — соответственно по-раз¬
ному намагничиваются в этих местах и керамические из¬
делия. Это сказывается в том, как в каждом кирпиче
располагается магнитная ось с северным и южным по¬
люсами, под каким наклоном, в каком направлении и
насколько сильно намагнитится кирпич. В каждом кир¬
пиче, в каждой амфоре отражается магнитное склоне¬
ние, наклонение и напряжение Земли в данной точке
земного шара1.Но поскольку магнитные полюса не остаются на ме¬сте, а путешествуют, и так как магнитное склонение, на¬
клонение и напряжение в каждом месте Земли непре¬
рывно изменяются, то и магнитные свойства кирпичей и
амфор не остаются постоянными — они тоже изменя¬
ются, повторяя изменения магнитного поля Земли в
этом месте.Итак, все течет, все изменяется. Что здесь интерес¬
ного для археологов и геофизиков, пока непонятно. Ес¬
ли магнитные характеристики кирпичей и амфор непре¬
рывно меняются, то как бы мы ни ухищрялись, как бы
ни измеряли магнитные свойства даже очень древнего
кирпича, мы можем извлечь из него только данные о
сегодняшнем состоянии магнитного поля Земли — а мы
их и так знаем, без исследования кирпича.Так и было бы, если бы не...Вот здесь-то мы и приближаемся к основам новой
науки —‘ археомагнетизма.... Если бы не точка Кюри. Что же это за точка?В числе окислов железа, содержащихся в глине, есть
и магнитный железняк — магнетит. В магнетите, как и во
всяком ферромагнитном веществе, различимы участки
с постоянной намагниченностью — физики называют их
доменами. В каждом домене магнитные свойства обус¬
ловлены тем, что атомы — это как бы миниатюрные
электромагниты (из-за кругового движения электро¬
нов), а магнитные поля атомов ориентированы в одну
сторону — общую для всего домена. Правда, в обычном
состоянии домены не согласуют свою ориентировку
друг с другом, и в результате вещество в целом как
магнит бессильно. Но достаточно даже легкого нажима%тhoi*I ьо
1гоIо'Размагничивание х /
domcynicdue внеш. -4 /него поля \ /	\/М(б75*500°)/\/ N	Намагничиваний \\М(б75°500°)■ 1	1	1—1—1	1—1—1 чь..1 1 J	1—WO ZOO 300 400 500 600 700в 800 900
Температура обжига °С1	Склонение характеризует направление магнитной
оси, наклонение — ее наклон, а напряжение—силу маг¬
нитного поля.Приобретение термоостаточной намагниченности (ТОН) —
идеализированная кривая для обожженной глины.
Сплошная кривая описывает намагничивание (измеренное
при температуре 20°), которое получит образец при ос¬
тывании в магнитном поле от значения температуры,
указанного на горизонтальной шкале, до 20Первый
раз образец охлаждается от температуры, превышаю¬
щей 675°, до 20° при наличии магнитного поля. Пунк¬
тирная кривая описывает процесс вторичного охлажде¬
ния в отсутствие магнитного поля от последовательно
увеличивающихся значений температуры до 20°. Вели¬
чина ТОН (измеренная при 20°) дается ординатой в со¬
ответствующей точке кривой. Форма кривых зависит от
состава образца. Но в любом случае кривая размагничи¬
вания является зеркальным отражением кривой намаг¬
ничивания — в этом основа «метода последовательных
нагревов», предложенного Телье (по М. Дж. Эйткину)
Археология вввнешней магнитной силы, как домены слаженно и по¬
слушно перемагничиваются в нужном направлении: их
атомы сгруппированы и дисциплинированы. Лишь в не¬
которых веществах (их называют высококоэрцитивными,
«жесткими») домены твердо и надолго сохраняют задан¬
ную намагниченность. Но то — уже постоянные магниты.
А магнит глины — не постоянный. Намагниченность в
его доменах обусловливается и определяется магнит¬
ным полем Земли. Так как оно не остается стабильным,
то меняется и намагниченность доменов.Что же будет происходить в доменах с миниатюрны¬
ми магнитиками — атомами и молекулами — по мере ос¬
лабления сил сцепления и трения при нагревании? Один
за другим они во все возрастающем количестве начнут
высвобождаться из-под сил сцепления. Физики подмети¬
ли, что чем выше температура, тем живее и самостоя¬
тельнее движение частиц и тем меньше они подчиняют¬
ся магнитному воздействию. Есть какой-то предел тем¬
пературы, выше которого движение частиц становится
настолько активным, что они уже совершенно не реаги¬
руют на магнитное поле любой силы. Для каждого фер¬
ромагнитного вещества существует такая критическая
температура. Ее-то и называют «точкой Кюри» в честь
известного французского ученого. Для железа точка
Кюри — это 768°, для магнитного железняка — 525°, кра¬
сного железняка — 545°, кобальта—1150°, никеля — 365°.Но что происходит при остывании после нагрева?
Домены, успокаиваясь, попадают под воздействие ок¬
ружающего магнитного поля — теперь уже, будучи не
в связанном состоянии, а возвращаясь из состояния сво¬
боды.Остывая после нагревания, достигшего точки Кюри,
всякий ферромагнитный предмет снова слегка намаг¬
ничивается— очень слабо. Намагничивается и керамика.
По силе напряжения — это жалкие остатки первоначаль¬
ного общего магнетизма предмета. Этот слабый магне¬
тизм так и называют остаточным. Остаточный магне¬
тизм керамики, хоть и слаб, имеет важное преимуще¬
ство— он устойчив. Намагнитившись под определенным
склонением, наклонением и напряжением в зависимости
от характера магнетизма в этом месте, остывший пред¬
мет в дальнейшем уже не меняет этих своих магнитных
свойств, превращается в очень слабый, но постоянный
магнит, такой же постоянный, как магнитная стрелка.
Чем же это все объясняется?Мельчайшие крупинки окислов железа, вкрапленные
в глину, являются в большинстве случаев «однодомён-
ными», т. е. они состоят из одного единственного домё-
на. При остывании после нагрева выше температуры Кю¬
ри они обязательно должны намагнититься, причем ве¬
личина намагниченности будет определяться исключи¬
тельно окончательной температурой. Она не будет зави¬
сеть от величины магнитного поля, существовавшего во
время охлаждения. Но направление возникшей остаточ¬
ной намагниченности будет определяться, во-первых, на¬
правлением внешнего поля и, во-вторых, ориентацией
осей кристаллической крупинки по отношению к напра¬
влению поля. Если крупинок много и они ориентированы
совершенно беспорядочно, то в среднем намагничен-Для того чтобы зеркальное
отражение (3) кривой на¬
магничивания (2) совпало с
кривой размагничивания (1),
пришлось умножить цифро¬
вые выражения кривой на¬
магничивания (2) на коэффи¬
циент К, отражающий изме¬
нение первоначального маг¬
нитного поля за время меж¬
ду намагничиванием и раз¬
магничиванием. Образец из
районе Дманиси, Грузин¬
ская ССР (по С. П. Бур¬
лацкой)ность образца глины должна совпадать с направлением
существовавшего в момент охлаждения геомагнитного
поля. Однако если при изготовлении глиняного изделия
возникла даже небольшая преимущественная ориента¬
ция крупинок, то направление остаточной намагничен¬
ности не должно совпадать с направлением внешнего по¬
ля. Например, при выдавливании глины в процессе изго¬
товления изделия удлиненные крупинки могли устано¬
виться преимущественно вдоль направления выдавлива¬
ния. В этом случае направление остаточной намагничен¬
ности не будет совпадать с направлением существовав¬
шего ранее геомагнитного поля. И тогда описываемый
метод может привести к ошибочным заключениям.Все, что говорилось о непрерывном изменении маг¬
нитных свойств кирпичей под действием изменений зем¬
ного магнетизма, относилось только к сырцовым кирпи¬
чам. Обожженный кирпич — другое дело. Он побывал
за точкой Кюри. Он сохраняет, словно в законсервиро¬
ванном, «вмороженном», «затвердевшем» виде, те маг¬
нитные характеристики Земли, которые действовали в
день его обжига и остывания, хотя бы этот день и был
отделен от нас тысячелетиями. В кирпиче заключен как
бы отпечаток магнитного поля Земли. Особо чувстви¬
тельными приборами можно измерить характеристики
«ископаемого» магнитного поля. Это и использовали гео¬
физики.Уже в последнем десятилетии прошлого века Г. Фоль-
герайтер измерял намагниченность этрусских ваз, пы¬
таясь определить, каким было магнитное наклонение
в Италии во времена этрусков. Угол магнитного накло¬
нения во всех вазах одной эпохи оказался одинаковым,
хотя вазы были сложены в беспорядке. Теоретические
надежды подтвердились.• I » 2 о 3
ГО АрхеологияМагнитная ось Земли совершает равно мерные вековые колебания, в результате чего магнитные полюса описывают неправ»
иые петли, которые постепенно смещаются. В Северном полушарии, например, магнитный полюс находился когда-то *
где сейчас помещается Колорадо. Но более полумиллиарда лет тому назад он уже был расположен в другом месте — по
редине Тихого океана. А около 300 млн лет назад полюс находился в южной части Японии...
Археология 71И уже тогда высказывалась смелая идея — сначала
составить по «отпечаткам» историю магнитного поля
Земли, а затем, сравнивая с нею новые «отпечатки», оп¬
ределять возраст находок. Но техника измерений нап¬
равленности магнитного поля (склонения, наклонения)
таких трудных образцов тогда еще была очень неточ¬
ной и ненадежной, а напряженность в таких случаях оп¬
ределять и вовсе не умели. Поэтому, хоть идея опре¬
деления возраста находок и приходила в голову гео¬
физикам, реально •существить ее они не могли.Необходимые для этого методы были найдены толь¬
ко в XX в. Их разработал французский геофизик Э. М.
Телье. Вот мы и подошли вплотную к моменту рожде¬
ния археомагнетизма.Рождение археомагнетизмаДодторская диссертация Телье, опубликованная в
Париже в 1938 г., называется «Намагничивание обож¬
женных глин и его геофизические применения».Телье исходил из установленных наблюдениями за¬
кономерностей: остаточная намагниченность прямо зави¬
сит or величины (напряженности) магнитного поля, а
при повторном нагревании при каждой новой темпе¬
ратуре теряется та доля намагниченности, которая ког¬
да-то была приобретена при той же температуре во
время остывания. Значит, если нагревать образец до
все более высоких температур, двигаясь к точке Кюри,
то образец будет терять прежнюю остаточную намаг¬
ниченность постепенно —соответственно тому, как он
ее когда-то приобретал. Если, однако, нагревать его не¬
однократно, все повышая температуру, но давая каж¬
дый раз остыть, то при каждом остывании должна
возникнуть остаточная намагниченность — той же вели¬
чины, на которую убыла при этом нагреве прежняя на¬
магниченность. Кривая убывания прежней намагничен¬
ности должна быть зеркальным отражением кривой рос¬
та новой остаточной намагниченности. Но, конечно, при
одном условии: магнитное поле со времени приобрете¬
ния первой намагниченности не изменилось. А если из¬
менилось, например ослабело? Тогда прежняя остаточ¬
ная намагниченность будет убывать круче, чем новая
возрастать. «Зеркального отражения» не получится.
А поскольку зависимость прямая, легко рассчитать, на¬
сколько прежнее лоле было слабее нынешнего.На этом основан предложенный Телье «метод после¬
довательных нагревов» для выявления древней напря¬
женности.Телье предложил и ряд усовершенствований в из¬
мерении направления магнитного поля по «отпечат¬
кам»— по остаточному магнетизму керамики — и ото¬
брал наилучшие объекты для исследования.Собственно, всякий кусочек обожженной глины,
всякий черепок от разбитого горшка обладает таким
остаточным магнетизмом, но не всякий кусочек глины
или черепок пригоден для исследований. Ведь нужно,
чтобы он не изменил своего первоначального положен
ния с момента обжига и остывания: если он чуть
сдвинется сторону, нам уже не определить пер¬
воначального склонения, а если он накренится, перво-Наиболее пригодны для археомагнетических исследова¬
ний очаги с глиняной обмазкой, в которых была высо¬
кая температура, гончарные горны, брошенные почему-
либо в момент обжига посуды или кирпичей. На снимке:
две римско-британские гончарные печи — Уотер Нью¬
тон, Хантингтонширначальное наклонение будет сбито. А без склонения
или наклонения нельзя узнать и напряжение магнит¬
ного поля, ибо степень намагниченности зависит не
только от силы воздействующего магнита, но и от его
положения в магнитном поле — хотя бы одна из коор¬
динат должна быть известна.Следовательно, наиболее пригодны для археомагне-
тических исследований очаги с глиняной обмазкой и
печи, в которых была высокая температура, гончарные
горны, брошенные почему-либо в момент обжига по¬
суды или кирпичей. Но подобные находки попадаются
археологам куда реже, чем обычная керамика — мас¬
совый археологический материал.Однако кирпичи все же лучше других видов керами¬
ки позволяют установить хотя бы наклонение и напряже¬
ние: при обжиге кирпич, конечно, лежал на одной из
своих ровных сторон, а так как наклонение его должно
все же не очень отличаться от современного, то, исхо¬
дя из самих измерений, легко сообразить, на какой
именно стороне лежал кирпич. Конечно, точность будет
уже не та: кирпич не представляет собой идеального
параллелограмма, да и поверхность, на которой он ле¬
жал при обжиге, не была, конечно, идеально ровной и
абсолютно горизонтальной.Еще менее пригодны для этих целей керамические
сосуды, так как еще труднее угадать их первоначаль¬
ное положение в момент обжига и остывания. Из них
могут пригодиться, пожалуй, лишь вазы с ручками, ибо
их нельзя было задвигать в печь, сложив стопкой (одна
в другую), и некоторые другие предметы.Чтобы геофизики могли использовать данные архео¬
магнетизма, от археологов требуется в каждом случае
гарантия, что предмет не сдвинут с места обжига или
что по крайней мере с большой вероятностью можно
восстановить его первоначальное положение. И, конеч¬
но, нужна как можно более точная дата обжига.Иногда археологи могут сообщить такую дату с аб¬
солютной точностью — до года и дня. Это в тех случаях,
72 АрхеологияТак выглядела римско-британская гончарная печь —
колосник, поддерживаемый центральным основаниемкогда они могут сопоставить археологические находки
с событиями, описанными в летописях (постройкой хра¬
мов и крепостей, разрушением городов в войнах и т. п.).
или когда на самих находках есть соответствующие над¬
писи.Так, например, в Карфагене были откопаны гончар¬
ные печи с горшками, погибшие при обжиге в дни из¬
вестных сражений Пунических войн. И вот измерения
магнитных свойств горшков, обожженных в 146 г. до
н. з. (год падения Карфагена под натиском римлян),
позволили установить, что в Карфагене западное скло¬
нение было тогда равно 0° 30', а наклонение 58е.
В 300 г. н. э. западное склонение Карфагена равнялось
1е 15', а наклонение 51°. Современные магнитные изме¬
рения в этом месте дают 3° западного склонения и
51° 45' наклонения.Но такие точные датировки находок археологи мо¬
гут дать геофизикам только в тех случаях, когда мож¬
но опереться на сообщения летописей, то есть для по¬
следних нескольких тысяч лет. А геофизикам хотелось
бы проникнуть еще глубже в прошлое и пользоваться
при этом точными датировками. Но откуда их взять?От археомагнетизма к палеомагнетизмуИ тут вспомнили о варвах — ленточных глинах, обра¬
зовавшихся при отступлении ледников. Варва — слово
шведское (по-русски означает: лента). Шведское обо¬
значение вошло во все языки не случайно. Именно в
Швеции родился метод определения возраста подсче¬
том ленточных глин — геохронология. Основатель гео¬
хронологии барон Герард де Геер с 1905 г. начал широ¬
кие исследования этих интересных отложений, завершив
их в 1940 г. основополагающим трудом «Принципы швед¬
ской геохронологии»; в настоящее время одним из вид¬
нейших геохронологов стала дочь барона — Ева де Геер.Почему эти глины полосатые? Почему в них чере¬
дуются темные и светлые прослойки? Почему каждая
лента (варва) двухцветная? Оказалось, что темные про¬
слойки состоят иэ грубых тяжелых частиц (песка), а свет¬
лые— иэ тонких. Именно такую тонко измельченнуюсветлую муть («глетчерное молочко») вместе с песко»*
несут потоки от современных ледников при их таянии.
Но если тяжелые частицы песка быстро опускаются на
дно еще летом, то «глетчерное молочко» остается во
взвешенном состоянии до глубокой осени и только тог¬
да, когда воды успокаиваются и сильно замедляют свое
течение, постепенно оседает и покрывает прослойку
темного песка нежной светлой пеленой глины. Прохо¬
дит лето, зима — появляется двухцветная варва. Лето,
зима — другая. Еще год — третья. Каждая варва — год.В чистых и холодных озерах Скандинавии, образо¬
вавшихся при отступлении ледников, накопились мощ¬
ные толщи варв — под прозрачной водой лежат слое¬
ные тысячелетия. Можно подсчитать эти годы. Но что
это даст? Озера лежат далеко одно от другого, пачки
вара разделены сушей. В каждом случае, подсчитав
варвы, мы можем выяснить лишь одно: сколько време¬
ни ледниковый поток мутил воду этого озера, сколько
лет отделяло момент, когда впервые в освободившийся
из-подо льда бассейн потекли талые воды с отступаю¬
щего языка льда, от момента, когда ледник ушел так
далеко, а суша поднялась так высоко, что потоку та¬
лых вод был отрезан путь в озеро и его поверхность
впервые\ стала зеркальной гладью. Задолго до этого
ледниковые воды уже текли в другие, более северные,
озера и теперь продолжали снабжать их песком и
«глетчерным молочком», отлагая там варвы. Одно за
другим все новые озера получали покой, а одновремен¬
но из-под ледника высвобождались под озера все но¬
вые бассейны...В каждом из них мы можем подсчитать варвы, но
как установить, сколько лет отделяет каждую такую
пачку от нашего времени? А ведь это для нас — самое
главное. Тогда мы могли бы, привязав к озерам и вар-
вам конечные, оставленные ледниками, морены, протя¬
нувшиеся по Скандинавии, установить, когда ледник от¬
ступил от каждой из этих границ.Но как соединить пачку варв? Ведь их отложение
не шло в строгой очередности: кончится одна пачка —
начнется другая. Нет, одна пачка еще не завершена, »
уже другие отлагаются!Один английский археолог сказал о вэрвах: будто
бросил кто колоду карт на стол, и она, скользя, рас¬
ползлась в длинную полосу. В этой полосе где-то кар¬
ты лежат гуще, где-то реже, в одних местах — толстой
пачкой, в других — тонкой, в третьи — карты и вовсе не
попали. А теперь проткните в разных местах эту рас¬
тянувшуюся по столу колоду булавками — вы получите
картину исследования варв. Отдельные пачки карт —
это озера. Каждое булавочное отверстие — это тот
шурф (разведочный колодец), в разрезе которого мы
подсчитали слои. Мы воткнули много таких булавок.
Как теперь подсчитать количество карт в колоде? Сло¬
жить карты, нанизанные на каждую булавку? Но ведь
одни и те же карты могут быть проткнуты несколько
раз, з^цр другие могут вовсе не угодить под булавку,..Задача с картами невыполнима. С варвами — иное-
дело: варвы различны по толщине. Их толщина зависе¬
ла от теплоты и длительности лета. Год .на год не при-
Археология 7*SМаршруты движения полюса должны были всегда точно совпадать. Если ветвь, восстановленная по американской ба¬
зе расчетов, оказалась отодвинутой от евразийской, то это может означать только одно — разъехались в разные
стороны сами материки. Сдвиньте их снова на карте и вы получите один и тот же маршрут полюса. Гипотеза о том,
что все материки некогда составляли один единственный материк на Земле — Гондвану, вполне оправдывает такоепредположение
“+ Археологияходится. Есть варвы потолще, есть потоньше, есть очень
толстые и очень тонкие, последовательность толстых
и тонких очень прихотлива, разнообразна; комбинации,
по сути, неповторимы. И если определенная сложная
комбинация толстых и тонких варв из одной пачки пов¬
торена в другой, то значит, там не случайное повторе¬
ние, а просто нам удалось уловить ту же самую группу
варв (наслоение тех же лет) в другом месте. Мы опо¬
знали карты под разными булавками. Колода перевер¬
нулась, мы смотрим не на «рубашки», а на «лица»;
эта булавка проткнула тройку, семерку, туз; та — се-,
мерку, туз, даму. Значит, там та же семерка и тот же
туз.В этом и состояло открытие барона де Геера. Тол¬
щину варв он отмечал на бумажной полоске, а затем
сопоставлял такие полоски из разных мест. Так было
подсчитано, что отступление ледников закончилось в
7912 г. до н. э. Были найдены очень точные даты и для
разных стадий отступания ледников. Тем самым были
датированы слои, в которых залегают морены.Легко понять значение этого для археомагнетизма.
Правда, ни кирпичей, ни гончарных горнов в каменном
веке не было; ожидать, пока обожженная глиняная об¬
мазка пола попадется в хорошем залегании в датиро¬
ванном слое, пришлось бы, вероятно, довольно долго,
а непосредственно между варвами археологических на¬
ходок обычно и вовсе не бывает. Впрочем, чего только
не оседало в этих слоях глины — мелкие песчинки и
«рупинки всех сортов, среди которых нередко попада¬
ются и микроскопические постоянные магнитики, отор¬
вавшиеся от прибрежных выходов руд. Мы не можем
узнать, где и как они размещались в момент приобре¬
тения этой постоянной намагниченности, но в данном
случае это и не важно. Важно другое: медленно осе¬
дая в спокойной воде, эти мелкие частицы, конечно,
располагаются соответственно склонению и наклонению
земного магнетизма в данном месте, и в этом положе¬
нии застывают на дне. Год за годом оседают эти части¬
цы вместе с другими, образуя слои ленточных глин, и
в каждом новом слое они располагаются чуть-чуть.
иначе, чем в предшествующем,— соответственно изме¬
нившимся за год магнитным координатам этого места.Отступание ледников после последнего этапа вели¬
кого оледенения, а вместе с тем и отложение ленточ¬
ных глин, началось около двух десятков тысячелетий
тому назад. Изучение магнитных свойств этих осадоч¬
ных образований Северной Европы и Северной Амери¬
ки позволило ученым, работающим в области архео¬
магнетизма, проникнуть уже в весьма отдаленное прош¬
лое— примерно до 15 тысячелетия до н. э.В настоящее время методом археомагнетизма уже
доставлены графики изменений магнитных координат
для многих мест Франции, Германии, Бельгии, Англии.Палеомагнетизм, блуждание полюсов
и дрейф континентовЧто же дало геофизике содружество с археологией?Оказалось, что вековые изменения магнитных коор¬
динат цикличны, причем период их составляет около600 лет. Магнитная ось Земли совершает равномерные
вековые колебания, в результате чего магнитные полю¬
са описывают довольно широкие круги. Впрочем не1,
не совсем круги. Оказалось, что кривая этих путешест¬
вий не замыкается в круг, она сворачивается в непра¬
вильные петли, которые постепенно смещаются, сви¬
детельствуя о каком-то еще более медлительном и ве¬
личественном движении магнитных полюсов по поверх¬
ности земного шара. Но о каком? Это археомагнетизм
бессилен нам поведать, так как для прослеживания та¬
кого движения слишком коротко время существования
человечества, слишком узки пределы эпохи, которой
занимается археология.Здесь на подмогу археомагнетиэму выступает па¬
леомагнетизм. Его сфера применения — еще более
дрёвние времена, его объекты изучения — ферромаг¬
нитные вещества, обожженные до точки Кюри уже не
человеком, а самой природой, например лавы, изверг¬
нутые в раскаленном состоянии вулканами в прежние
геологические эпохи и погребенные под более поздни*
ми слоями. Датировать их помогает геофизикам уже не
археология, а палеонтология — наука об окаменелостях,
об ископаемых животных и растениях, населявших Зем¬
лю задолго до появления человека.Данные этих исследований, подытоженные проф.
Телье в докладе, прочитанном во французском Асцэо-
номическом обществе в марте 1957 г., оказались совер¬
шенно сногсшибательными. Измерения показали, что
если, углубляясь в прошлое, перевести отсчет времени
на миллионы лет, магнитные полюса окажутся в самых
неожиданных местах. В Северном полушарии, например,
магнитный полюс находился когда-то там, где сейчас по¬
мещается Колорадо. Но более полумиллиарда лет тому
назад он уже был расположен в другом месте — посре¬
дине нынешнего Тихого океана. Около 300 млн лет то¬
му назад полюс оказался там, где в наше время рас¬
полагается южная часть Японии. Еще через несколько
десятков миллионов лет он переместился туда, где те¬
перь остров Сахалин. Далее, 150—180 млн лет тому
назад полюс был в районе нынешнего города Владивос¬
тока. Наконец, 50 млн. лет тому назад полюс вступил в
пределы Ледовитого океана. Таким образом, он описал
гигантский круг и ныне опять приближается к берегам
Северной Америки. Скорость этого движения в сред¬
нем 2 см в год...Согласовать эти данные с нашими знаниями о про¬
исхождении и природе земного магнетизма нелегко.В настоящее время из гипотез, объясняющих про¬
исхождение и природу земного магнетизма, наиболь¬
шим признанием в науке пользуются электромагнитные
гипотезы, по которым наша планета признается не по¬
стоянным магнитом вроде шара из магнитного желез¬
няка, а электромагнитом вроде тех катушек, которые
широко используются в наших электроприборах—их
магнитное поле создается круговым электрическим то¬
ком, «дуговым движением электронов.Откуда же берется движение электронов внутри
Земли? И почему у этого гигантского магнита блуждают
полюса?
Археология 75Блуждание полюсов... Но на полюсах керамики нет,
вулканические лавы не Найдены, непосредственных из¬
мерений ничтожно мало. Круговые движения полю¬
сов — мелкие петли и крупные круги — восстановлены
косвенным путем: по движению других точек на маг¬
нитном глобусе. Если одновременно в одном и том же
направлении перемещались магнитные координаты Па¬
рижа, Карфагена, Рио-де-Жанейро, районов Японии и
Кавказа, то, следовательно, перемещалась по земному
шару вся сеть магнитных координат, а значит, и полюс j.
Движения полюсов получены расчетом, исходя из
движения определенных точек на магнитных картах
Америки, Европы, Азии и Австралии.Не вот неожиданность! Точки эти, скажем, в Амери¬
ке и Евразии двигались одновременно и в одном нап¬
равлении на протяжении сотен миллионов лет, они сиг¬
нализируют о перемещении всей сети магнитных коор¬
динат; расчеты должны дать маршрут полюса.
И дают — но не маршрут, а два маршрута! Исходя из
американских измерений, получаем один маршрут, из
европейских и азиатских — другой. Оба маршрута па¬
раллельны. Но они должны были бы совпасть, а... не
совпадают! Только в самом конце путешествия, несколь¬
ко десятков миллионов лет тому назад, «американский»
маршрут сделал рывок в сторону «евразийского» и они
объединились, совпали.Однако у Земли не могло быть двух магнитных осей,
двух пар полюсов — это исключено. Маршруты движе¬
ния полюса неизбежно, неминуемо, непременно должны
были совпадать всегда точно, так же как они совпадают
для последних нескольких десятков миллионов лет.
Они, конечно, совпадали до «рывка» так же, как совпа¬
дают после него. И если более древняя часть маршру¬
та оказалась разделенной надвое и ветвь, восстановлен¬
ная по американской базе расчетов, оказалась отодви¬
нутой от евразийской ветви, то это может означать толь¬
ко одно: разошлись в разные стороны сами базы ра¬
счетов, то есть разъехались в разные стороны сами ма¬
терики — Америка отодвинулась от Евразии. Сдвиньте
их снова на карте — и вы получите один и тот же марш¬
рут полюса.Давно уже возникла гипотеза, что все материки не¬
когда составляли единственный на Земле материк —
Гондвану и лишь впоследствии постепенно разделились.
Основанием для этой гипотезы служило совпадение
береговых линий материков: уж очень точно совпадают
берега Южной Америки и Африки, Австралия велико¬
лепно укладывается в выемку Южной Америки, если
эти материки сомкнуть, и т. д. По геологическому строе¬
нию Антарктида очень схожа с Южной Америкой. Не¬
мало удивления вызывали совпадения в составе расти¬
тельного- и животного мира Старого и Нового Света,
разделенных громадами океанов. Но полагали, что раз¬
двигание материков происходит постепенно и гораздо
медленнее, а страшный толчок, расколовший Гондва¬
ну, был получен сотни миллионов лет назад. Магнитные
измерения говорят о другом...Но это еще что! Недавно советские геофизики полу¬
чили еще более удивительные и непонятные результа¬ты. Ленинградец Л. Д. Берсудский обнаружил недалеко
от Ангары «отрицательную» магнитную аномалию. Поз¬
же другой ленинградец А. Н. Храмов, измеряя намагни¬
ченность осадочных пород западной Туркмении, полу¬
чил следующие результаты: что ни слой — то противо¬
положное направление на Северный полюс. Не просто
другое, новое, а именно противоположное!Такие же сведения стали приходить и из зарубеж¬
ных стран.Полюса не только медленно блуждали, но и по вре¬
менам быстро менялись местами. Если магнитные по¬
люса не отрывались от географических, то это значит,
что Земля словно бы кувыркалась. Полмиллиона лет
Северный полюс пребывает в одном полушарии, по¬
том— сальто—и полюс оказывается в другом полуша¬
рии, на месте Южного. Время перехода занимает не
более нескольких десятков тысяч лет. На полмиллиона
лет устанавливается относительное спокойствие (полюс,
конечно, движется, но медленно), затем — новое сальто.
Вот что говорят палеомагнитные данные.У этой теории много противников, особенно среди
палеоботаников. Была ли Гондвана? Достоверен ли
дрейф континентов? Блуждали ли по всему земному
шару географические полюса? Кувыркалась ли Земля,
подобно цирковому акробату?Нередко остатки растительности того или иного слоя
говорят об ином климате, чем тот, который бы должен
был соответствовать восстанавливаемым древним коор¬
динатам этого места. Недавно Г. В. Голубков из Ураль¬
ского геологического управления изучил торцовые сре¬
зы окаменелых хвойных деревьев в Коркинском карье¬
ре, недалеко от Челябинска. Даже школьникам млад¬
ших классов известно, как по торцам пней в лесу опре¬
делить направление на север: к югу деревья растут ин¬
тенсивнее, и годичные кольца с южной стороны толще,
сдвинутая к северу сердцевина ствола указывает, как
стрелка компаса, на северный полюс.В Коркинском карьере были исследованы деревья
тех отдаленных эпох (триасовый период), когда север¬
ный полюс должен был находиться в районе современ¬
ного Владивостока. Сдвинутые сердцевины стволов
должны были указать на юго-восток. Но... они указали
на современный Северный полюс! Значит, геофизиче¬
ский полюс и тогда был примерно там, где и сейчасРезультат ли это какой-то местной аномалии роста
деревьев в триасовых лесах на Урале или картина об¬
щая, могут показать лишь аналогичные исследования
других ископаемых лесов. А если коркинские и другие
подобные данные подтвердятся, что тогда? Профессор
Телье готов к худшему: «Быть может,— пишет он,—
мы, к сожалению, идем к полному краху теории палео¬
магнетизма, построенной несколько поспешно с бес¬
спорным энтузиазмом, но недостаточно продуманно».Иначе обстоит дело с археомагнетизмом. Его вы¬
воды прочнее. Они не столь далеко идут в глубь веков,
но зато находят все новые подтверждения.УДК 930.26(Окончание в следующем номере)1 «Природа», 1965, № 9, стр. 122—123.
76 Научные сообщенияО прочности стеклаО. А. ТроицкийКандидат физико-математических наук
Институт физики твердого тела АН СССРНеправо о вещал те думают, Шувалов,Которые стекло чтут ниже минералов,
Приманчивым лучом блистающих в глаза:Не меньше пользы в нем, не меньше в нем
xpaia.М. В. Ломоносов. Письмо о пользе стекла..,Стекла, как ни один другой мате¬
риал, чувствительны к малейшим пов¬
реждениям поверхности. Забота о за¬
щите поверхности стекла не только от
микроскопических механических пов¬
реждений, но и от влаги вознаграж¬
дается повышением прочности этого
замечательного материала до уров¬
ня прочности специальных сталей.
В предлагаемой статье рассказано об
опытах, подтверждающих это поло¬
жение, и о некоторых методах защи¬
ты поверхности стекол.Стекло сочетает в себе многие
ценные свойства, поэтому оно издав¬
на находит самое широкое примене¬
ние. По своим физическим свойствам
стекла весьма разнообразны: одни,
например, пропускают свет в широ¬
ком интервале длин волн, другие ис¬
пользуются как фильтры. Близкие по
химическому составу стекла ведут се¬
бя по отношению к одной и той же
агрессивной среде самым различным
образом: интенсивно растворяются в
ней или могут очень долго безболез¬
ненно находиться в контакте с этой
средой. В последнее время появи¬
лись лазерные стекла, способные
преобразовывать рассеянные элект¬
ромагнитные волны в концентриро¬
ванные сгустки энергии. Можно про¬
должить перечень замечательных ка¬
честв стекла и примеров поразитель¬
ных отклонений в физических свойст¬
вах этого, казалось бы, однообразно¬
го материала. Но мы будем гово¬
рить о том свойстве, которое всегда
необходимо стеклу как материалу
конструкционному—о его проч¬
ности.Какая польза от лазерных стекол,
если они не будут в состоянии вы¬
держать тепловые удары и связан¬
ные с этим местные перенапряженияв структуре? А ведь эти перенапря¬
жения не уступают тем, что возника¬
ют в стали при выстреле пушки! Ка¬
кая польза от непрочных оптических
фильтров или от стеклянных сосудов,
стойких к кислотам, но нестойких к
легкой нагрузке? Таким образом, вы¬
сокая прочность, твердость и воз¬
можно меньшая хрупкость — вот то
желаемое, что стремится получить
человек от всех без исключения
стекол.Теоретическая и реальная
прочность стеклаТеоретическая прочность стекла,
по некоторым оценкам, составляет
2500 кг/мм2. Было бы чрезвычайно
важно приблизиться к этой огромной
величине. Однако на практике, в луч¬
шем случае, получают в 100 раз
меньшую прочность — примерно 25
кг/мм2. Только в лабораторных усло¬
виях, при тщательном оберегании по¬
верхности образцов и создании вок¬
руг них вакуума, можно получить
прочность 200—300 кг/мм2, но и это
все еще в десять раз ниже теорети¬
чески возможного значения. В чем
же причина столь сильного расхож¬
дения между свойствами реального
стекла и их теоретическими оценка¬
ми? Дело, оказывается, в том, что во
время деформации стекла, как и
всякого другого твердого тела, про¬
исходит активизация неизбежно при¬
сутствующих в реальном материале
дефектов, которые в свою очередь
приводят к преждевременному по¬
явлению трещин и разрушению. Ины¬
ми словами, дело не в самом мате¬
риале, а в тех большей частью неви¬
димых глазу внешних и внутренних
повреждениях, которые не дают стек¬лу проявить свою высокую природ¬
ную прочность.Таким образом, механическая
прочность реальных стекол косвенно
выявляет силы, действующие между
основными структурными элемента¬
ми, и в основном характеризует раз¬
личные несовершенства структуры.
Изучать прочность стекла и пытаться
ее регулировать можно, лишь воздей¬
ствуя на эти несовершенства.Дефекты в стеклахПрежде чем говорить о дефектах
в стеклах, необходимо детально и яс¬
но представить себе его структуру.
Лучше всего это сделать на примере
кварцевого стекла, поскольку стекло¬
образный Si02 содержит в себе все
виды дефектов, свойственных стек¬
лам вообще. Кристаллические формы
БЮг строятся из тетраэдров, в верши¬
нах которых находятся кислородные
ионы, а центр тяжести приходится на
четырехзарядный ион Si4+. В стекло¬
образном кварце тетраэдры Si04 сое¬
диняются своими углами, образуя
сетку из неправильных многоуголь¬
ников, имеющих 5—12 сторон, тогда
как в кристаллической структуре
кварца, например в кристобалите, со¬
держатся многоугольники только с
шестью сторонами. Часть тетраэдров
SiO* в кварцевом стекле нарушена, и
кольца не замыкаются друг на дру¬
га, т. е. происходит остановка начав¬
шейся при охлаждении стекла (в про¬
цессе его производства) полимериза¬
ции. Идея неполностью замкнутых ко¬
лец в стеклах встречает часто серь¬
езное возражение при рассмотрении
вопроса о распределении электронов
в разорванном участке кольца. Каза¬
лось бы, что в разрывах могут соби-
НАУЧНЫЕ СООБЩЕНИЯраться нескомпенсированные поло¬
жительными зарядами электроны. Од¬
нако в качестве нейтрализатора сво¬
бодного заряда могут выступить при¬
сутствующие в стекле примеси. Наи¬
более часто из них встречаются AI,
Се, Nd, Li и Н. Первые два элемен¬
та входят нередко как заменители
атома кремния; последние три боль¬
шей частью находятся в разрывах
сетки стекла из БЮг групп.Разрывы сетки стекла можно от¬
нести к тому классу дефектов, коли¬
чество которых существенно зави*
сит от состава и природы примесей.
На рис. 1 приведены случаи, когда в
местах разрыва колец возникают за¬
мещения Si на AI и О — на ОН. Си¬
туация, показанная на рис. 1, в,— наи¬
более частое явление и может харак¬
теризоваться как способ вхождения
воды в силикатную сетку. На рис. 2
дополнительно приведены еще неко¬
торые дефекты сетки кварцевого
стекла. Они появляются при
удалении или замещении носителя
заряда.Стеклу свойственны структурные
«пустотыо в центре колец из законо¬
мерно замкнутых цепочек атомов.
Комбинация структурных пустот с ме¬
стами разрывов сетки стекла может
привести к появлению структурных ка¬
налов. Длина таких каналов в усло¬
виях неравномерного распределения
примесей в стекле может быть зна¬
чительной. В кристаллическом квар¬
це также существуют структурные ка¬
налы, но их природа иная. Структур¬
ные каналы в кварце появляются
вследствие периодического располо¬
жения атомов и имеют диаметр 2А
на каждые 20А сечения. Оба типа
структурных каналов в кристалличес¬
ком и стеклообразном кварце объе¬
диняет то свойство, что они могутбыть местом скопления примесей и
«лишних» атомов.Радиация увеличивает
пластичность стеклаПроцесс деформации стекла, как
и других твердых тел, характеризует¬
ся неодновременностью сдвигов в
структуре, локализацией на неболь¬
шом участке большого количества де¬
формаций и напряжений, взаимодей-AIР -центрствием отдельных участков остаточ¬
ных деформаций и напряжений меж¬
ду собой, т. е. в общем той же сово¬
купностью факторов, которые опре¬
деляют процесс деформации и раз¬
рушения кристаллов.Основные процессы зарождения,
формирования и движения дефектов,
вызывающих концентрацию дефор¬
маций и разрушений, происходят
именно на поверхности или близко от2 AIВ - центрвРис. I. Дефекты структуры в кварцевом стекле, вызванные присутствием при¬
месных атомов: а — замещение Si4+ и 02_-ионов соответственно на А13+-
и ОН1 “-ионы (ц' Р — центр); б — замещение Si4+-*0H0e на А13+-ионы (2АВ —
центр); в — замещение Оа-ионов на ОН'-ионы (гн D — центр) (черные точ¬
ки — ионы кремния, светлые — ионы кислорода)
78 Научные сообщенияNaР-центрВ-центр
©А-центр
©Р-центр
Na ©Рис. 2. Дефекты структуры в кварце, вызванное устранением или замещением
носителя заряда (черные кружки — ионы кремния, светлые — ионы кислорода)нее. Если каким-то способом увели¬
чить концентрацию дефектов на по¬
верхности, то стекло может повести
себя как пластичный материал. В на-щей лаборатории для этого было
использовано облучение стекла быст¬
рыми частицами.В последнее время стало известно,
что радиация сильно влияет на проч¬
ность твердых тел1. Удивительно, что
облучение различными частицами по-
разному действует на один и тот же
материал. Оно может выбивать со
своих мест атомы одного сорта и не
затрагивать атомы другого, застав¬
лять атомы менять свои «квартиры»
на чужие и т. д. Было сделано пред¬
положение, что облучение поверхно¬
сти стекла быстрыми частицами во
время деформации увеличит число
мест разрыва в сетке стекла и тем са¬
мым облегчит его пластическую де¬1 «Природа», 1966, № 5, стр. 33.формацию. Для доказательства этого
предположения был поставлен опыт.
Над поверхностью стеклянной плас¬
тины поместили диск с отверстием в
центре. Нижняя сторона диска пред¬
варительно была покрыта препара¬
том, содержащим изотоп Ри239, излу¬
чающий энергичные а-частицы.Через центральное отверстие в
диске поверхность стекла укалывали
алмазной иглой при одновременном
действии радиации. Затем с помощью,
микроскопа производились тщатель¬
ные замеры диаметра получающихся
лунок-отпечатков и высоты валиков в
районе лунки. Для сравнения брались
параметры лунок, образующихся пос¬
ле укалывания стекла без одновре¬
менного облучения. Без труда можно
было отметить увеличение диаметра
лунок и высоты валиков вокруг них
под влиянием облучения стекла, что
свидетельствует о возрастании его
пластичности.Не здесь ли заложен резерв улуч¬
шения прочностных свойств стекла?
Оказывается, увеличение пластично¬
сти стекла хотя бы на ничтожно ма¬
лую долю отодвигает зарождение
трещин хрупкого разрушения на бо¬
лее поздние стадии деформации, а
следовательно, дает возможность
стеклу показать свою природную вы¬
сокую прочность. Дефекты в стекле
распределяются как бы по разным
эшелонам, по степени их опасности
для прочности стекла. Твердое тело
обладает в некоторой мере свойст¬
вом жидкости: оно способно затяги¬
вать свои «раны» за счет перераспре¬
деления напряжений и масс. Поэтому
в процессе нарастания нагрузки не¬
которые дефекты за счет микроплас¬
тичности способны «самозалечиться»,
а срыв прочности произойдет уже
при более высоких нагрузках, когда
начнут играть роль дефекты в дру¬
гих эшелонах, до начала деформации
бывшие менее опасными. От одного
из таких дефектных мест мгновенно
прорастет трещина, и стекло разру¬
шится. Таким образом, повышение в
стекле микропластичности приводит к
тому, что ответственными за уровень
его прочности становятся дефекты не
первого эшелона, а второго и треть¬
его, которые «срабатывают» при зна¬
чительно больших внешних воздейст¬
виях. ЕсЛи говорить весьма упрощен¬
но, то преждевременное лоявление
трещин в стекле под нагрузкой явля¬
ется причиной низкой прочности тех¬
нических стекол.Характер развития трещин, а сле¬
довательно прочность, зависит и от
химического состава стекла (рис. 3),
и от скорости разрушающего воздей¬
ствия. Основную роль при этом игра¬
ют прочные (О — Si — О) и слабые
(Si — О — Si) связи. Относительное
уменьшение числа прочных связей в
кремний-кислородном каркасе созда¬
ет благоприятные условия для под¬
вижных дефектов, ведет к частичному
уменьшению концентрации напряже¬
ний, отодвигая появление трещин раз¬
рушения на более поздние стадии
деформации, — в итоге прочность
стекла возрастает. На стадии медлен¬
ного развития трещинь. прочность оп¬
ределяется слабыми связами Si —О —
Si, а при увеличении скорости раз-
Научные сообщения ”•рушения процесс начинает зависеть
от «узких» мест, которыми являются
прочные связи О — Si — О, т. е. про¬
исходит разрушение тетраэдра. По¬
этому с возрастанием скорости при¬
ложения нагрузки стекло способно
выдерживать все большие усилия. Ес¬
ли удалось бы измерить прочность
стекла при ударе в .него пули, она
была бы близка к теоретической
прочности.Принято считать, что стекла не
обладают пластичностью. Однако
только что описанные опыты свиде¬
тельствуют о том, что в стекле все
же имеются деформации, помимо
упругих, которые приводят к сдвигам
в структуре стекла. Где же может
проявиться пластичность в макси¬
мальной мере? Связь внутри тетра¬
эдров прочна, и для изменения ва¬
лентных расстояний и углов нужно
затратить большую энергию. Разру¬
шить или деформировать стеклооб-
разующую ячейку, таким образом,
очень трудно. Напротив, связь меж¬
ду тетраэдрами — более слабая и
подвижная за счет малой энергии де¬
формации валентных углов (шарнир¬
ная связь). ' Следовательно, микро-
пластическая деформация стекла про¬
текает без участия основной Стекло¬
образующей ячейки, на границах
между тетраэдрами.Прочность стекла «лежит»
на его поверхностиСовременные представления •физике прочности стекла включаютположение о том, что высокая проч¬
ность стекла заложена в нем как в
аморфном материале, а прочность
реального стекла определяется со¬
стоянием его поверхности. В связи с
этим разумно предположить, что на¬
ряду с поиском новых путей упроч¬
нения стекла необходимо разраба¬
тывать и способы реализации высо¬
кой природной прочности стекол за
счет уменьшения роли поверхности
и защиты стекла от воздействия внеш¬
ней среды.В нашей лаборатории проводились
специальные исследования по влия¬
нию ка прочность стекла искусствен¬
ных повреждений поверхности. Что¬
бы понять поистине фантастическую
чувствительность стекла к поврежде¬
ниям поверхности, проведем следу¬ющий опыт. Возьмем пластинку стек¬
ла и снимем при помощи плавиковой
кислоты поверхностный слой толщи¬
ной примерно 100 мк. Это необхо¬
димо сделать для того, чтобы быть
уверенным в отсутствии на поверх¬
ности образца повреждений, внесен¬
ных извне (при этом, конечно, оста¬
ются еще повреждения, вновь от¬
крывшиеся изнутри, но их мало).
Испытаем подготовленную таким об¬
разом пластинку на прочность, поло¬
жив ее на круглую кольцевую опору
и надавив сверху пуансоном. Проч¬
ность стекла будет высокой — около
100 кг/мм2. Теперь повторим опыт,
однако непосредственно перед испы¬
танием стеклянной пластинки внесем
на ее поверхность одно невидимое
глазом микроскопическое поврежде¬
ние — дотронемся острой иглой до
поверхности стекла. При таком в од¬
но касание уколе на стекле появля¬
ется маленькая лунка, заметная толь¬
ко при большом увеличении в мик¬
роскоп. Она имеет размеры не более4—5 мк. Положим теперь «испорчен¬
ное» стекло на опору и испытаем его
на прочность. Оказывается, прочность
моментально упадет в десять раз по
сравнению с образцом, прошедшим
сильное травление, но не поврежден¬
ное уколом (пои условии, что укол
был нанесен в середине и образец
положен на опору поврежденной по¬
верхностью вниз, чтобы действовали
наибольшие растягивающие напря¬
жения).Продолжим эксперименты, повто¬
ряя испытания пластин с двумя, тре¬
мя и т. д. уколами (рис. 4). Как видно
из графика, один укол при данной сте¬
пени опасности дефекта не во всех
случаях вызывает существенное из¬
менение прочности стекла. Следова¬
тельно, прочность отдельных стекол
была понижена каким-то более гру¬
бым естественным дефектом или по
крайней мере таким же по степени
опасности, как дефект, введенный
искусственно. Плотность дефектов,
равная примерно одному дефекту
на 1 мм2, является достаточной для
потери стеклом исходной высокой
прочности. Прочность образцов с 10
и 100 уколами на площади 1 мм2
оказалась несколько большей, чем э
случае 100 уколов на площади
100 мм2, хотя плотность дефектовРис. 3.Резкое увеличение скорости ползу¬
чести литийалюмосиликатного стекла
в связи с выпариванием в нем мелких
кристалликов размером 150—20# Д.
Кристаллики таких размеров, высту¬
пая в роли структурных неоднород¬
ностей или дефектов, понижают проч¬
ность стеклавозросла соответственно в 10 и 100
раз. Таким образом, количество де¬
фектов не является достаточным кри¬
терием для оценки влияния дефектов
на прочность стекла. Обнаруженное
увеличение прочности стекла при воз¬
растании плотности дефектной струк¬
туры свидетельствует о блокирую¬
щем действии дефектов друг на дру¬
га. Специальные измерения показали,
что при кучном распределении уко¬
лов прочность оказывается примерно
на 30% выше, чем при линейном рас¬
положении уколов-отпечатков. Опыт
показывает, что при увеличении чис¬
ла уколов эффект разупрочнения по¬
степенно ослабевает, и в какой-то
момент уже безразлично, сколько
уколов находится на поверхности
образца— сто или в тысячу раз боль¬
ше. Именно в этот момент стекло
превращается в хронически больной
материал с малой технической проч¬
ностью.
80 Научные сообщенияРис. 4. Зависимость прочности образцов стекла от количества уколов на
его поверхности. Темные точки —значения прочности при 1, 10 и 100 уко¬
лах, нанесенных в центре образцов на площади 1 мм2; светлые точки —
значения прочности при соответствующих уколах на площади 100 мм2.
Кривые, проведенные по пяти минимальным показаниям прочности, ука¬
зывают на действие наиболее опасных дефектовПроделаем еще несколько опытов.
Если в описанных экспериментах не¬
посредственно перед испытанием
стекла в место расположения уколов
ввести каплю воды или раствора жид¬
кого силикатного стекла, то произой¬
дет дополнительное понижение проч¬
ности образцов на 25—30%. Вода
может разрушить прочные связи в
структуре стекла (см. рис. 1, в) и
понизить его способность противо¬
стоять нагрузкам в условиях, когда
она плотной пленкой закрывает всю
поверхность стекла и снижает его
свободную поверхностную энергию,
являющуюся в определенном смысле
мерой прочности связи поверхност¬
ных атомов вещества. Следовательно,
низкая прочность технических стекол
может быть объяснена не только
тем, что их поверхность испещрена
зачастую невидимыми повреждения¬ми, но также присутствием на ней
влаги или других агрессивных сред.Для уточнения механизма дейст¬
вия искусственных дефектов на проч¬
ность стекла возьмем еще несколько
образцов, содержащих одинаковое
количество стандартно внесенных де¬
фектов, и перед испытанием на проч¬
ность подвергнем их повторному
травлению (первое было произведе¬
но до нанесения искусственных де¬
фектов). В процессе повторного трав¬
ления часть образцов лишь едва
смочим раствором с тем, чтобы акти¬
визировать внесенные дефекты. Дру¬
гую же часть образцов будем тра¬
вить до тех пор, пока не удалим слой
стекла с внесенными уколами. Испы¬
тания показывают, что прочесть пер¬
вой группы образцов дополнительно
понижается на 30—40%, а во второй
группе, наоборот, прочность увеличи¬вается на 250—300%- Последнее не
вызывает удивления, поскольку про¬
исходит лишь восстановление проч¬
ности после удаления факторов, по¬
давлявших это природное свойство
стекла. Первый же результат более
интересен с точки зрения физики
прочности стекла. Легкое растравли¬
вание уколов без удаления дефект¬
ного слоя приводит, таким образом,
к уменьшению прочности стекла (что
можно объяснить усилением взаимо¬
действия дефектов между собой), к
активизации действия каждого укола
в отдельности. То же получается и
при внесении на поверхность стекла
вместе с уколами капли воды.Пути сохранения прочности
стеклаКаковы же пути сохранения высо¬
кой природной прочности стекол?
Самое лучшее — снабдить стекло по¬
кровным слоем, надежно защищаю¬
щим его от возможных механических
повреждений. Уже начаты работы по
покрытию стекла полимерной или по¬
лимерно-стеклянной поверхностной
пленкой. Это защищает стекло от ме¬
ханических повреждений и предохра¬
няет его от действия влаги.Одним из возможных способов
снижения количества влаги на стекле
может быть химическая модифика¬
ция его поверхности и придание ей
водоотталкивающих (гидрофобных)
свойств, например гидрофобиэация
поверхности за счет кремнийоргани-
ческих соединений. С той же целью
применяют обработку поверхности
стекла различными эмульсиями или
растворами. Если, например, для гид-
рофобиэации использовать метил-
хлорсиланы, способные энергично
взаимодействовать с влагой и сила-
нольными гидроксилами стекла, то на
материале образуется полиметилси-
локсановая пленка, защищающая о
дальнейшем стекло от действия
влаги.Итак, прочность стекла лежит на
его поверхности. Управлять прочно¬
стью стекла можно в известной ме¬
ре, модифицируя его поверхность
посредством химического и физиче¬
ского воздействий.УДК 6(1.683
Научные сообщения ОДЭкспериментальное определение
идеальной прочности вольфрамаПрофессор Р. И. ГарберФизико-технический институт АН УССР
(Харьков)С тех пор, как стало ясно, что
кристаллы состоят из частиц, распо¬
ложенных в определенном порядке
а пространстве, возник вопрос, каки¬
ми силами эти частицы удерживаются
все вместе и чем определяется проч¬
ность кристаллов и твердых тел во¬
обще. В настоящее время считается,
что кристалл — это квантовомехани¬
ческая система взаимодействующих ^
электронов и атомных ядер. При
очень грубом ориентировочном рас- .
чете удается оценить возможные зна- *
чения прочности сцепления этих час¬
тиц, несущих разноименные электри¬
ческие заряды. Все эти оценки при¬
водят к очень высоким значениям,
превышающим прочность реальных
кристаллов в сотни и тысячи раз.Причина расхождения между
прочностью, оцененной по силам
сцепления, и прочностью, получаю¬
щейся на опыте, состоит в том, что
в кристаллах всегда имеются дефек¬
ты, неправильности строения.Бездефектные кристаллы можно
получать в виде очень тонких нитей
или пленок, при специальных мето¬
дах их выращивания. Прочность та¬
ких кристаллов оказывается действи¬
тельно очень высокой. В единствен¬
ном случае, в 1956 году, на одном из
огромного числа изученных нитевид¬
ных кристаллов железа удалось обна¬
ружить прочность, по уровню прибли¬
жающуюся к силам сцепления. Абсо¬
лютное ее значение составляло
1430 кГ/мм2, что в пять раз превыша¬
ет прочность самой лучшей стали. Та¬
ким образом появилась возможность
экспериментального определения
идеальной прочности кристаллов.Диаметры нитевидных кристаллов,
которые используются обычно для
этих целей, составляют от одного до
нескольких десятков микрон. Как
правило, прочность таких кристаллов
весьма далека от идеальной. Это сра¬6 Природа, Ni 4зу становится ясным из того, что она
сильно изменяется по мере измене¬
ния толщины нити. Идеальная проч¬
ность не должна зависеть от разме¬
ров кристалла; зависимость от раз¬
меров может возникнуть только в
дефектных кристаллах.Очевидно, идеальную прочность
нужно было искать у наиболее тон¬
ких кристаллов. Поэтому сотрудники
нашей лаборатории И. Михайловский
и Ж. Дранова отказались от выращи¬
вания нитевидных кристаллов и ис¬
пользовали разработанный ими ме¬
тод приготовления тончайших метал¬
лических нитей из обычных проволок.
Диаметр этих нитей в 10—100 раз
меньше микрона. Для деформации
таких нитей и определения их проч¬
ности оказались непригодными обыч¬
ные способы навешивания груза и
определения площади поперечного
сечения. При таких малых диаметрах
ошибки были бы столь значительны¬
ми, что даже грубая оценка прочно¬
сти стала бы невозможной. Михай¬
ловский и Дранова использовали ме¬
ханические (пондеромоторные) силы,
которые возникают на поверхности
металла в электростатическом поле.
Напряженность поля в этих опытах
гриближалась к миллиарду вольт на
сантиметр. Пользуясь методом авто-ионнои микроскопии, можно изучать
строение этих нитей, выясняя при
этом расположение каждого отдель¬
ного атома. Оказалось, что прочность
бездефектных кристаллов вольфрама
действительно не зависит от разме¬
ров и составляет рекордную для ме-Зависимость прочности
нитевидных кристаллов
железа и вольфрама от
их толщины: I — Л. Н.
Александров. Нитевид¬
ные кристаллы вольфра¬
ма, выращенные из па¬
ров; II — С. С. Бренер.
Нитевидные кристаллы
железа; III — Вольфра¬
мовые нити, полученные
по методу, разрабо¬
танному Р. Г арбером,
Ж. Драновой и И. Ми¬
хайлов» им (1967 г.)таллов величину в 2000 с лишним
к Г/мм2. Общее количество образцов,
исследованных при первоначальных
опытах, достигало нескольких десят¬
ков, и только некоторые из них ока¬
зались дефектными и менее прочны¬
ми (см. рис.).Как бы ни были тонки получен¬
ные нити, их диаметр все же оста¬
ется больше, чем характерные раз¬
меры микродефектов и ядра дисло¬
каций. Чем же объяснить то, что,
судя по прочности, столь близкой к
идеальной, внутри вольфрамовых ни¬
тей, диаметром меньше 0,05 м к,
практически не остается дефектов?
Существует предположение, что в до¬
статочно тонких нитях или пленках
из монокристаллов дефекты как бы
«всплывают» на поверхность и поки¬
дают кристалл. В дальнейших иссле¬
дованиях нашей лаборатории мы по¬
пытаемся выяснить, в частности, пра¬
вильность такого предположения/УДК 344.78
82 Научные сообщенияАридность и мерзлотаВ. А. Фриш, Э. В. ФришИркутскСоветская Барга, расположенная
на крайнем юго-востоке Читинской
области,— по-видимому, единствен¬
ный в мире район, где мерзлые тол¬
щи мощностью 10—25 м подстилают
участки не только степей, но и полу¬
пустыни. Этот ландшафтный парадокс
возможен только в аридном, экстра-
континентальном климате. В то же
время сама мерзлота — как вечная,
так и сезонная, сохраняющаяся до 10
месяцев в году,— играет важнейшую
положительную роль в водном пита¬
нии растений. Средние январские
температуры воздуха опускаются
здесь до — 26, — 30°. Поверхность
почвы, едва прикрытая снегом, ох¬
лаждается до — 40, — 50°. А летом
она нагревается до +40°, на солон¬
чаках и каменистых участках — до
+ 60°. Однако уже на глубине 100 см
температура почвы даже в июле —
августе не превышает + 15°, чаще со¬
ставляет + 10°. Лишь сильные ливни,
случающиеся далеко не каждое ле¬
то, заметно ускоряют сезонную дег¬радацию мерзлоты. В днищах падей
и межгорных котловин вечномерзлые
толщи, погребенные под отложения¬
ми временных потоков, во многих
случаях «пассивны» — не участвуют в
развитии современных ландшафтов.Иная картина наблюдается там, где
по тектоническим разломам к днев¬
ной поверхности поднимаются под¬
земные воды. Они «проплавляют» та¬
лики в толще вечной мерзлоты. Тем¬
пература на выходе воды в родни¬
ках + 0,3, +2,0°. Отдельные родники
(с большим напором воды) питают
ручьи, которые всю зиму не замер¬
зают на протяжении нескольких де¬
сятков метров. Родниковые воды
вблизи дневной поверхности много¬
кратно переходят из жидкой фазы э
твердую и обратно. Вследствие этого
возникают механические напряжения
в грунтах, образуются сезонные и
многолетние бугры пучения, в том
числе с ледяным ядром (гидролак¬
колиты), сезонные натечные наледи и
напорные ледяные куполы над род¬никовыми термокарстовыми просад¬
ками в мерзлоте.Сверхкрупные гидролакколиты вы¬
сотой 10—20 м сохранились, очевид¬
но, от эпохи максимального похоло¬
дания в плейстоцене. Ныне такие ги¬
гантские бугры пучения не возника¬
ют— налицо разнообразнейшие фор¬
мы их разрушения. Как правило,
они сосредоточены по берегам соле¬
ных озер. Ложа озер подстилаются
отдельными линзами вечной мерзло¬
ты, в которой постоянно или эпизо¬
дически действует родник.Большинство озер, «стандартных»
по форме и проявлениям термокар¬
ста, расположено на 60-метровой
террасе Торейского водоема. На 40-
и 30-метровых террасах термокарст
активизируется лишь в современную
эпоху: в блюдцеобразных, еще слабо
намеченных западинах среди степей
распространены сырые луговины, ив¬
няковые рощицы и озерки.На поверхности низких террас
господствуют урочища полупустыни
с обширными солончаками. По раз¬
ломам, обрамляющим современную
впадину Торейских озер, выходят вы-
сокоминералиэованные (хлоридные)'
источники. Можно встретить сезон¬
ные и многолетние бугры пучения, »
также термокарстовые водоемы глу¬
биной до 3 м.Контрасты аридности и мерзлоты-
выступают здесь в наиболее обна¬
женной форме. Щебнистая поверх¬
ность солончаков уже в начале июня
бывает нагрета так, что не ступишь
босой ногой. Ветер поднимает и кру¬
тит «солевые смерчи». А в буграх пу¬
чения в это время под слоем мине¬
ральной жижи уже с глубины 30 см
обнаруживаются мерзлота или ледя¬
ные ядра. Рядом с ними растет ти¬
пичный для монгольских пустынь мно¬
гокорешковый лук, реомюрия, оби¬
тают тушканчик-прыгун, монгольская
песчанка, тарантул. Термокарстовые
озера служат водопоем для верблю¬
дов и антилоп-дзеренов.Абсолютная высота полупустын¬
ных торейских прибрежий — 600 м.
А на высотах 800—1100 м в горах.Разрушающийся сезонный гидролакколит, включавший в центральной части на¬
порный ледяной купол. Отдельные блоки вспученной минеральной кровли на
ледяных «пнях» аналогичны формам «кающихся грешников» в горных ледни¬
ках. Начало мая
Научные сообщения 88встречаются многолетние бугры пу¬
чения в узких днищах каньонообраз-
ных падей с участками лугов и болот.
Это зоны разгрузки пресных подзем¬
ных вод из гранитных массивов (Адун-
Челон, Большая Селинда и др.).
Скальные склоны в результате нео-
гектонических деформаций обрыва¬
ются к днищам ладей под углом 40—
60°; по южным экспозициям на них
произрастают сибирский абрикос и
приземистый ильм с зонтиковидной
кроной—теплолюбивый реликт тре¬
тичного времени.Аридный режим нарушается в
барге редкими, но катастрофически¬
ми дождевыми паводками, которые
связаны с заходом циклонов из тихо¬
океанских субтропиков. В падях, по¬
добных Цуратую, возникают необы¬
чайно сложные ландшафты. Полоса¬
ми чередуются: преобладающая по
площади разнотравно-луговая степь с
ивняком (мерзлота как водоупор
обеспечивает ивам благоприятный ре¬
жим влаги); обсыхающие русла с
тростником и рогозом, родниковые
воронки и моховины на приповерх¬
ностном залегании вечной мерзлоты;
наконец пятна солончаков, на кото¬
рые наступает луговой травостой во-
стреца. Тектонические пади типа Цу-
ратуй чаще ориентированы на юг,
что облегчает деградацию в них веч¬
ной мерзлоты при паводках.Как видно, вечная мерзлота и
подземные воды в отрицательных
формах рельефа в редкие влажные
годы регулируют расход избыточной
влаги. На степных водоразделах ана¬
логичную роль выполняет мерзлота
сезонная. 80% годовой нормы осад¬
ков выпадает в Барге 15 июля—15
сентября, т. е. когда у основных
степных растений цикл вегетации за¬
вершен (пижма, типчак, прострел) или
завершается (вострец, ковыль). Но
замечательно, что запас влаги в поч¬
ве в мае-июне, в разгар засухи, мо¬
жет быть выше, чем в период дож¬
дей. Это позволяет растениям, хотя
и замедленно, начинать вегетацию в
основном с начала мая.Еще около 20 лет назад А. Ф. Цы¬
ганенке высказал мнение, что сезон¬
ная мерзлота играет в этом положи¬
тельную роль. Действительно, в раз¬
личных степных местоположениях и вПроточная термокарстовая просадка, на месте которой зимой был напорный ле¬
дяной бугор. Его «крылья» в бортах просадки сохраняются до конца июняЕстественный разрез рушащегося напорного ледяного бугра с водой внут¬
ри. Начало мая (влажный год)6*
84 Научные сообщенияДтмий.' ** * «1вд1-■^Мкразличные по весеннему увлажнению
годы обнаруживаются устойчивые за¬
кономерности отступания верхней
границы сезонной мерзлоты.За три года наших наблюдений
положение верхней границы мерзло¬
ты ка 30 мая на противоположных
экспозициях — в ковыльной и в пиж-
мовой степи — различалось по глу¬
бине всего на 10% (86—95 см). Соот¬
ветственно постоянна и температур*
почвы на глубине 100 см: 30 мая она
составляла от 0 до +1,1“. Более
того, прогревание почвы в мае за¬
медляется по сравнению не только
с июнем, но и с апрелем. Это объ¬
ясняется термоизолирующим дейст¬
вием ветоши прошлогодних степных
травостоев. К концу мая она состав¬
ляет по весу 70—95% травостоев.
Температура почвы под ветошью ни¬
же, чем на оголенных участках, на7—15°. Получается «замкнутая цепь»:
ветошь тормозит разрушение сезон¬
ной мерзлоты — мерзлота в критиче¬
ский период засухи поставляет кор¬
ням растений минимум влаги, необхо¬
димый для развития новых траво¬
стоев.Таким образом, не будет преуве¬
личением сказать, что именно мерз¬
лота в конечном счете обеспечивает
кормами пастбищное овцеводство •
советской Барге.УДК 551.52Вверху:«Дурные земли» мерзлотного гене¬
зиса — результат проникновения лив¬
невых вод в морозобойные трещины
на низкой террасе соленого озера,
почти лишенной растительности.
АвгустВ середин о:Уникальная остаточная форма древ*
него гидролакколита на одном из
озер в верховьях сухой плейстоцено-
вой гидросети. В верхней части скло¬
нов столообразного «мерзлотного»
останца наблюдается горизонтально
ориентированная эоловая скульптура.
Склоны бронированы слоем солей —.
твердым панцирем толщиной в не¬
сколько миллиметров, на котором не
оставляет отпечатка нога человека.
Подобные формы образуют целый
«город руин». АвгустВнизу:Многолетние бугры пучения среди
солончаков (участки полупустыни на
низких террасах Торейского водоема).
Июнь
Научные сообщения 88Метеорит Северный КолчимИ. А. ЮдинКандидат геолого-минералогических наук
СвердловскЛетом 1965 г. на западном силоне
Урала, в Красновишерском районе
Пермской области, геологом В. А. Си¬
говым был найден каменный метео-
эит, получивший название Северный
Молчим. Он лежал в покровных су*
глинках на глубине 10—15 см в кор¬
нях вывороченной недавно ели. Упал
«метеорит, вероятно, около сотни лет
назад. Можно предполагать, что во
взрыхленной падением метеорита
почве были созданы благоприятные
условия для всхода попавших туда
семян ели. Возраст вывороченного
дерева 80—100 лет.Форма метеорита овальная, вес
около 2 кг. Он относится к хондритам
эливино-бронзитового состава. Среди
обычных структур силикатных хондр
(колосниковых, эксцентрически-лучи-
стых, микропорфировых и зернистых)
встречаются своеобразные хондриты
зесьма тонкоскелетной структуры.
Толщина скелетных кристаллов, вклю¬
ченных в стекловатое вещество хонд-
ры (рис. 1), не превышает 1—2 мк.
Есть также хромито-силикатные хонд-
ры, в которых зерна хромита — чер¬
веобразной формы и размером я не¬
сколько микрон — включены в стек¬
ловатое вещество.Главные минералы метеорита —
оливин, пироксен, стекловатое ве¬
щество, троилит, камасит, тенит, в не¬
большом количестве содержится хро¬
мит, редко встречаются ильменит и
самородная медь.В результате воздействия внеш¬
них факторов метеорит Северный
Колчим подвергся значительным из¬
менениям с образованием вторичных
минералов. Многие зерна троилита с
краев замещены пиритом, образую¬
щим оболочку толщиной в несколь¬
ко микрон. Некоторые выделения
камасита перешли в гидроксилы же¬
леза — гетит, а тенит местами заме,
щен бравоитом. Встречается халько¬
зин с ковеллином, образовавшийся за
счет самородной меди, находившей¬
ся в троилите.Силикатные минералы оливин и
пироксен подверглись а значитель¬
ной степени лимонитизации. Следует
отметить, что в некоторых колосни¬
ковых хондрах зерна скелетного
кристалла оливина частично замеще¬
ны лимонитом, а стекло, находяще¬
еся между ними, осталось без изме¬
нения (рис. 2). Интересно сравнить
этот метеорит с обломками из ме¬
теоритного кратера Каали (Эстония).
Там были найдены такие же релик¬
товые структуры скелетных кристал¬
лов оливина. В них зерна оливина
полностью замещены гетитом, а стек¬
ло перешло а глинистый материал
(рис. 3), Время падения метеорита
Каали — 4—5 тысяч лет назад. Та¬
кие реликтовые структуры колосни¬
ковых хондр могут иметь важное
значение при определении ископае¬
мых метеоритов. Как известно, в
осадочных толщах горных пород,
более древних, чем третичные, мете¬
ориты не встречены. Вероятно, давно
упавшие метеориты подверглись глу¬
боким изменениям с переходом пер¬
вичных минералов во вторичные. Во
всяком случае, в древних породах
метеориты плохо сохраняются в рас¬
познаваемых формах.Аналогичные реликтовые струк¬
туры скелетных кристаллов оливи¬
на были встречены в железистом бок¬
сите, взятом из древней — мезозой¬
ской •— коры выветривания Режев-
ского района на Среднем Урале.
Этот боксит состоит из обломков маг-
гемито-гетитового состава размером
до 5 мм и охристого красно-бурого
материала. При исследовании в желе¬
зистом боксите встречены реликто¬
вые структуры скелетных кристаллов
оливина эллипсовидной и угловатой
формы размером до 1—1,5 мм а по¬
перечнике (рис. 4). В них зерна оли¬
вина замещены гетитом, а глинистое
вещество, находящееся между ни¬
ми, вероятно, образовалось при вы¬
ветривании плагиоклазового стекла,
выполнявшего промежутки скелетно--чМ \и		IРис. 1. Метеорит Северный Колчим.
Силикатная хондра, состоящая из тон¬
коскелетных кристаллов оливина и
стекла. Увеличено в 220 разРис. 2. Метеорит Северный Колчим.
Структура замещения скелетных кри¬
сталлов оливина (серое) в колосни¬
ковой хонд ре лимонитом (белое),
Черное между зернами оливина —
стекловатое веществок-.ЗШшшеРис. 3. Метеорит Наели. Зерна скелет*
ного кристалла оливина, замещенные
гетитом (белое), между которыми
глинистый материал (серое). Увеличе¬
но в 300 раз
8в Научные сообщенияРис. 4. Мезозойский боксит. Гетитс
реликтами структуры скелетного кри¬
сталла оливина. Увеличено в 35 разРис. 5. Мезозойский боксит. Деталь
реликтовой структуры скелетного кри¬
сталла оливина. Белое — гетит, чер¬
ное — глинистый материал. Увеличено
в 150 разго кристалла в хондре (рис. 5). Бок¬
сит содержит в небольшом количе¬
стве никель и следы кобальта, что
также характерно для метеоритов.
В этом же боксите встречено выделе¬ние хромита эллипсовидной формы
размером 0,1Х0,2 мм с мирмекито-
вой структурой, аналогичной струк¬
турам в метеорите Северный Кол-
чим. Можно предполагать, что най¬денные в железистом боксите облом¬
ки представляют собой остатки ка-
менного метеорита, упавшего в ме¬
зозое.УДК 523.5)Роща эндемичной эльдарской сосныАреал эльдарской сосны (Pinus
eldarica Medue) расширяется с каж¬
дым годом. В мире растений это не
столь уж частое явление. Ее роди¬
на—Закавказье, но ныне она разво¬
дится и в Средней Азии, где первые
экземпляры были высажены на ку¬
рорте Фирюза, близ Ашхабада, еще
в конце прошлого века. В Вахшской
и Гиссарской долинах растут 25—30-
летние деревья крупных размеров.
Эльдарская сосна там прекрасно раз¬
вивается на бесплодных горных скло¬
нах, например на Варзобской горно¬
ботанической станции Академии наук
Таджикистана. Более того, в послед¬
нее время эльдарскую сосну стали
разводить во Франции, Болгарии,
в арабских странах. Число стран, же¬
лающих получить семена этой краса¬
вицы, увеличивается с каждым го¬
дом.Столь большой интерес к этому
виду сосны объясняется тем, что
среди более ста видов рода Pinus
трудно найти такой, который мог бы
заменить нашу эльдарику в трудных
климатических и почвенных усло¬
виях.Эльдарская сосна проявляет
большую засухоустойчивость, жаро-, И. С. СафаровДоктор сельскохозяйственных наук
Бакуи ветростойкость, устойчивость про¬
тив соленых морских бризов: поэто¬
му ее успешно разводят непосредст¬
венно у берегов моря, на пляжах.
Эта сосна незаменима при противо-
эрозионном лесоразведении в засуш¬
ливых районах — она закрепляет дви¬
жущиеся пески, склоны оврагов и
балок. Эльдарская сосна ценна высо¬
ким иммунитетом к различным бо¬
лезням, мало поражается вредителя¬
ми. Благодаря газоустойчивости она
широко культивируется при озелене¬
нии территории металлургических,
химических, нефтеперерабатывающих
и других заводов, загрязняющих воз¬
душное пространство.В естественном состоянии эльдар;
ская сосна сохранилась только в од¬
ном месте земного шара — на хреб¬
те Эйляр-оуги, расположенном в се¬
веро-западной части Азербайджана.
В геоморфологическом отношении
этот хребет представляет собой не¬
большой горный кряж, идущий с
северо-запада на юго-восток; наи¬
высшая отметка—710 м над ур. м.
Южная сторона хребте очень кру¬
тая, обрывистая; северные склоны,
где находится сосновая роща, относи¬
тельно пологие, с крутизной 35—45°.В климатическом отношении этот
район характеризуется большой су¬
хостью: годовое количество осадков
не превышает 130—140 мм, а в иные
годы их бывает в два раза меньше.
Выпадают они в основном осенью и
зимой, период вегетации приходится
на самое засушливое время. Мини¬
мальная температура (январь) опус¬
кается до 20° ниже нуля, а макси¬
мальная (июль) достигает 40° и более.Почвы маломощные, скелетные,
глинистые, бедные гумусом; они зна¬
чительно засолены, особенно в ниж¬
ней половине хребта, где поперек
склона расположены многочисленные
белые ленты солей. В результате
длительной эрозии повсеместно на¬
блюдается выход на дневную по¬
верхность материнской породы. Боль¬
шая часть поверхности склона по¬
крыта крупными плитами сарматско¬
го глинистого песчаника, которые и
служат основным субстратом для
эльдарской сосны.Площадь сосновой рощи составля¬
ет примерно 400 га; общее количе¬
ство эльдарских сосен в роще не пре¬
вышает 1800—2000 деревьев. Пре¬
обладает эльдарская сосна лишь на
170 га; на остальной площади растут
Научные сообщения 87Посадки эльдарской сосны на территории нефтепромыслов на Апшероне
8S Научные сообщенияРоща эльдарской сосны на хребте Эйляр-оугиглавным образом можжевельники
{длиннолистный и восточный), сосна
же играет второстепенную роль, не
создавая сомкнутого полога.Роща эльдарской сосны — это
сосново-можжевеловое аридное ред¬
колесье с примесью различных за¬
сухоустойчивых деревьев и кустар¬
ников: туполистной фисташки, дикой
груши, восточного барбариса, круши¬
ны палласа, эфедры высокой, жимо¬
лости грузинской, держи-дерева, ку¬
старникового жасмина, кизильников
кистецветного, многоцветного и др.Естественное возобновление сос¬
ны происходит крайне медленно. Это
объясняется сильной эродирован-
ностью почвы, скатыванием семян
по крутым склонам и т. д. Только
на отдельных участках и в расщели¬
нах скал изредка встречаются под¬
рост и всходы сосны.В процессе приспособления к тя¬
желым природным условиям хребта
Эйляр-оуги эльдарская сосна и при¬
обрела те ценные свойства, о кото¬
рых говорилось вначале и которые
делают ее незаменимой для широко¬го разведения в сухих, жарких рай¬
онах юга страны, где другие виды
сосен произрастать не могут.В роще сосна растет очень мед¬
ленно: среднегодовой прирост со¬
ставляет всего 5—7 см, а на более
подходящих для нее участках —8—10 см. 200—250-летние сосны едва
достигают 10—12 м в высоту и
40—60 см в диаметре. Однако, как
показали наши наблюдения, такой
медленный рост вызван неблагопри¬
ятными для сосны условиями хребта
Эйляр-оуги. В более благоприятных
условиях эльдарская сосна в возрасте
25—30 лет достигает высоты 20—25 м,
причем среднегодовой ее прирост
бывает в 10—15 раз больше, чем
в роще.На большую ценность эльдарской
сосны для озеленения городов,
населенных пунктов и облесения за¬
сушливых районов впервые обратил
внимание проф. И. О. Рощин, кото¬
рый еще в 1924 г. начал чеэеленять
этой сосной склоны горы Давида в
Тбилиси.Широкое разведение эльдарскойсосны в Азербайджане начинается с
1930 г. С тех пор эльдарская сосна со
все возрастающим успехом исполь¬
зуется в широком масштабе при озе¬
ленении и облесении засушливы»
районов Закавказья, где ныне насчи¬
тывается уже несколько миллионов
взрослых деревьев. Только в Баку
на Апшероне их более 1,5 млн эк¬
земпляров. Здесь эльдарская сосна —
ведущая порода; крупные массивь-
ее преобразуют полупустынный ланд¬
шафт окрестностей Баку, Сумгаита >-
других районов полуострова. Боль
шое место отводится эльдарской сос
не и в плане создания зеленого поя¬
са в пригородной зоне Баку на пло
щади 12—15 тыс. га.Безусловно, что этот ценный вид
сосны следует культивировать в за¬
сушливых районах нашей страны, гд»
многие другие древесные породы но
могут развиваться из-за тяжелых пр»*-
родных условий.УДК «34.954
ОХРАНА ПРИРОДЫОт заповедника до природного паркаПрофессор А. Г. БанниковВ последнее время природным заповедникам нашей
страны вновь уделяется большое внимание, и они при¬
обрели огромную популярность. Так, в 1966 г. восста¬
новлены Жигулевский и Наурэумский заповедники, а в
1967 г.— Кроноцкий и Алтайский и создан ряд новых —
Северо-Осетинский, Алгетыский (Грузия) и Куршский
(Литва). Обсуждается вопрос об организации еще не¬
скольких новых заповедников и разрабатывается пер¬
спективный план развития сети заповедников в нашей
стране. Сейчас в СССР существует 83 заповедника об¬
щей площадью 7416 тыс. га.С недавних пор в широкой печати обсуждается во¬прос о создании в Советском Союзе национальных пар¬
ков как особой формы заповедности, основная цель
которой—рекреационная, т. е. направленная на восста¬
новление здоровья людей, на предоставление им наи¬
лучших возможностей отдыха и туризма на лоне при¬
роды.К истории заповедниковЗаповедник — очень давнее и точное понятие, обо¬
значающее длительный извечный запрет на хозяйствен¬
ное пользование угодьями, т. е. «заповедь» их.Беловежская пуща. Реке ЛеснаФото автор*
вО Охрана природыСделать снимок токующего глухаря — дело весьма
сложноеФото С. Кирпичева«Священные», или «заповедные», места не были свя¬
заны с религиозными, культовыми отправлениями, как
иногда думают; они возникли из тысячелетнего опыта
ведения на Руси охотничьего хозяйства. Создание за¬
поведных урочищ, как наиболее удобных для воспроиз¬
водства рыб, птиц и зверей участков, диктовалось необ¬
ходимостью той эпохи, когда охота и рыбная ловля бы¬
ли важнейшей отраслью хозяйства общин: они опреде¬
ляли благополучие, а иногда и саму возможность су¬
ществования человека.Позже многие заповедные урочища перешли в мо¬
настырское или удельное владение и во многом утра¬
тили свое первоначальное значение. В эпоху феодализ¬
ма и капитализма, служа интересам землевладельцев,
заповедные земли все же в какой-то мере способство¬
вали сбережению полезных зверей, птиц, рыб, леса и
других природных богатств. Нельзя не вспомнить один
из древнейших заповедников на Соловецких островах,
где птицы и звери совершенно не боялись человека.
Еще раньше возник заповедник в верховьях рек Конды
и Сосьвы на Урале, где сохранился бобр и соболь.В средние века, а может быть и раньше, возникла Бе-
ловежская пуща, где обитали зубры, затем были отне- /
сены к заповедным «Семь островов» на Мурмане, со¬
хранявшие гнездовья соколов.Элементы охраны природы в древности существова¬
ли и в другой форме: ограничение в сроках отлова
бобров в Киевской Руси, объявление «заказов» на оп¬
ределенный срок в тех или иных промысловых участках.
Однако при немногочисленном населении необходи¬
мости в охране природы в целом еще не было. В фео¬
дальном обществе государство было заинтересовано
главным образом в охране охотничьих зверей как источ¬
ника дани (ясыка), а также в связи с поставкой ловчих
птиц для соколиной охоты. Охранять зубров в интере¬
сах охоты великих князей литовских стали уже с 1541 г,;
в XVI в. учреждались также «засеки» — заповедные ле¬
са военного значения (с тех пор сохранилось, например,
название «Тульские засеки»), В это же время были из¬
даны указы об ограничении добычи соболя и бобра.В XVIII в. появилось несколько указов, связанных с
охраной тех или иных территорий и животных. Так, во
времена Петра I строго охранялись дубравы и сосно¬
вые боры; был учрежден Измайловский лесной запо¬
ведник под Москвой; издан указ «О нестрелянии лосей
в Санкт-Петербургской губернии». Инструкция 1722 г.
делила леса на «заповедные» и «незаповедные», уста¬
навливала водоохранные зоны по берегам рек. В 1763 г.
был издан закон, запрещающий охоту между 1 марта
и 29 июля, а в 1835 г.— закон об охране и заповедании
рыбных нерестилищ.Указы Петра по охране природы были необычайно
обширны, особенно в области лесного хозяйства. Одна¬
ко с этими мудрыми законами в ту эпоху мало кто счи¬
тался, несмотря на самые жестокие санкции, которые
применялись к нарушителям.РаспаУ феодализма и развитие капитализма в России
повлекли за собой в погоне за наживой почти ничем не
ограниченное, беспорядочное и массовое истреблениеПечоро-Илычский заповедникФото автора
Охрана природы Of«есов, зверей, птиц и рыб. З'акон об охоте 1892 г. защи¬
щал права землевладельцев, но был крайне несовер¬
шенным с точки зрения охраны природы, в частности
зверей и птиц.Катастрофическое уменьшение численности многих
зидов животных, так же как и резкое сокращение пло¬
щади лесов, обнаружилось в России к началу XX в. с
полной ясностью. Бобры, соболи, каланы, лоси и многие
другие пушные и промысловые звери становились ред¬
костью. Все меньше и меньше оставалось водоплаваю¬
щей и особенно степной дичи.К этому времени заповедников в России почти уже
не сохранилось, и она заметно отстала в деле охраны
природы от многих стран Западной Европы и Америки.Создавшееся положение вызвало движение за охра¬
ну природы, необходимость которой стала очевидной
для ученых, многих просвещенных людей и наиболее
прогрессивных общественных и государственных деяте-
яей. Так, в 1886 г. постоянная охрана угодий была орга¬
низована на территории современного Воронежского
заповедника. На юге Украины, в Аскании-Нова, Ф. Э.
Фальц-Фейном был создан в 1898 г. частный заповед¬
ник. В 1903 г. в районе г. Лагодехи, на Кавказе, купив¬
ший обширные земли Е. Демидов организовал также
нечто вроде заповедника, полностью запрете здесь
охоту, рубку леса, пастьбу скота и сенокошение. Но все
•то не решало проблемы в целом.Широкое движение за охрану природы началось в
^осси^в 1905—1906 гг. по инициативе Московского об¬
щества испытателей природы.В 1910 г. в Екатеринославской губернии возникло
первое в стране Общество охранителей природы. Дву¬
мя годами позже Русское географическое общество
организовало Постоянную природоохранительную ко¬
миссию, член которой С. В. Завадский подготовил в
1915 г. проект кПоложения о заповедниках». На Украи¬
не большую работу по охране природы проводило
Харьковское общество любителей природы.Академия наук в 1909 г. .подняла вопрос об органи-
<ации Кавказского заповеднику на территории «Кубан¬
ских охот», но царское правительство так и не нашло
времени им заняться. Однако в 1912 г. по настоянию
Академии наук все же создали Лагодехский заповедник
в Восточной Грузии. За год до этого был открыт неболь¬
шой Супутинский заповедник на Дальнем Востоке.В 1914 г. а связи с катастрофическим уменьшением
поголовья соболя министерство земледелия направило
в Восточную Сибирь две экспедиции: в Забайкалье
под руководством Г. Г. Доппельмаера и в Восточные
Саяны под руководством Д. К. Соловьева. После докла¬
дов этих крупнейших специалистов охотничьего хозяй¬
ства в 1916 г. состоялось решение об учреждении двух
соболиных заповедников — Баргузинского и Саянского.
Однако практически организовали только Баргузинский,
который широко развернул свою работу лишь при Со¬
ветской власти.Перед самой Октябрьской революцией, 2 октября
1917 г., В. П. Семенов-Тян-Шанский представил в прави¬
тельство записку «О типах местностей, в которых необ-8	заповеднике «Столбы» можно встретить рысьФото автореНа склонах гор зимующие в Кавказском заповеднике
кабаны находят для себя достаточно кормаФото В. Котоваходимо учредить заповедники типа американских нацио¬
нальных парков». В этой записке говорилось о важ¬
ности сохранения «для потомства на вечные времена»
образцов физических ландшафтов с конкретным ука¬
занием на шесть таких заповедников в различных гео¬
графических зонах России.
"•36 Охрено природыИскусственный солонец в Сихотэ-Алинсном заповеднике.грудники заповеднике могут наблюдатьПоскольку организация заповедников затрагивала
право частной собственности ка землю, она при царском
правительстве не находила поддержки. Напротив, лю¬
бые такие попытки встречали резкое сопротивление со
стороны владельцев земель, в том числе и членов цар¬
ской фамилии.Основная задача, которая ставилась перед заповед¬
никами того периода,— спасти то, что еще можно спасти
эт истребления, особенно редкие виды животных и рас¬
тений, находящиеся на грани полного исчезновения.В создании заповедников усматривали едва ли не един¬
ственную форму охраны природы и тем самым охрана
природы противопоставлялась использованию природ¬
ных богатств. Современное представление об охране
природы еще не сложилось даже у передовых ученых
того времени.Уничтожение права частной собственности на землю
и величайшие социальные преобразования, которые
принесла Октябрьская социалистическая революция,
коренным образом изменили положение. Создались
самые благоприятные условия для организации сети за¬
поведников, ставших частью народного достояния.Уже в 1919 г. по проекту, одобренному В. И. Лени¬
ным, в дельте Волги был создан Астраханский заповед¬
ник. В 1920 г. В. И. Ленин подписал декрет об органи¬
зации Ильменского минералогического заповедника наНа дереве поблизости устроена засидка, из которой со
за приходящими к солонцу копытнымиФото Г. БромлеиЮжном Урале. В 1921 г. был принят декрет «Об охран*
памятников природы, садов и парков».В первых же постановлениях и декретах, подписан¬
ных В. И. Лениным, говорится, что заповедники являют¬
ся национальным достоянием, предназначенным исклю
чительно для решения научных и научно-технически»
задач страны.Заповедники и охрана природыЗаповедники Советского Союза в наше время аыпол
няют большую и полезную работу в области разработка
научных основ рационального использования, обогащв
ния и охраны природных ресурсов страны.Рационально, разумно использовать — это значи’
давать возможность природе восстанавливаться, вос¬
полнять взятое человеком. Лес обладает замечательно?
способностью расти; рыбы, птицы, звери — размно
жаться. Основная задача состоит в охране этих воспро
изводительных возможностей природы. А это подразу¬
мевает разумное использование природных богатств.Если мы будем охранять неполовозрелую мелкую
рыбу, мы сможем резко повысить вылов полноценной
крупной рыбы. Собирая пух из гнезд гаги с яйцами ь
птенцами, можно быстро уничтожить ее гнездовья
Напротив, намного больше мы соберем пуха, если
Охрана природы >8будем оберегать гнезда до вывода птенцов и брать пух
из гнезд, уже оставленных птицей. Охрана антилопы-
сайгака в период размножения приводит к быстрому
росту ее поголовья, обеспечивает нам много тысяч ки¬
лограммов хорошего мяса, мягкой кожи и лекарствен¬
ного сырья.Наши потребности растут, и от природы мы берем
все больше и больше. Поэтому необходимо заботитьсяо	восполнении природных ресурсов по принципу рас¬
ширенного воспроизводства. В этом — главная задача
охраны природы сегодня.Таким образом, охрана природы с экономической
точки зрения есть управление природными ресурсами,
обеспечивающее их расширенное воспроизводство.Природа — это сложный комплекс, в котором все
явления необычайно тесно переплелись и обусловли¬
вают друг друга. Поэтому охрана природы требует
комплексного подхода, учитывающего эти взаимосвязи.
Любое изменение, происходящее в природном комп¬
лексе, влечет за собой цепь изменений в разнообраз¬
ных элементах этого комплекса.Всеобщая связь явлений природы чрезвычайно
осложняет предвидение изменений, которые могут
произойти при усиленном использовании того илииного вида животных или растений. Это наиболее слож-
но, когда человек преобразует целые районы, меняет
водный режим рек, создает водохранилища, распахи¬
вает целину, истребляет хищников и вредителей.
Печальную известность получили примеры, когда чело¬
век, истребляя вредных грызунов на полях, вынудил
мелких хищников переместиться в леса, где они резко
снизили численность тех полезных животных, которые
до того были «прессом», препятствующим вспышке чи¬
сленности насекомых — вредителей леса. В результате
лесам, хотя их непосредственно и не затронуло вмеша¬
тельство человека, был нанесен огромный урон. Еще
более печальную известность получили многие случаи
применения ядохимикатов в лесах, повлекшие за собой
неожиданные изменения не только в лесных биоцено¬
зах, но и в биоценозах прилегающих к ним полей и
даже рек: замолкли певчие птицы, исчезли полезные
звери, в реках погибла вся рыба...Для того чтобы избежать вредных последствий
использования природных богатств, мы должны очень
хорошо знать взаимосвязи природных процессов во
всех естественных местообитаниях. Только действитель¬
но научное познание закономерностей этих процессов
позволяет нам управлять природными ресурсами. ВотНоворожденный туренок. Кавказский заповедникФото В. Котова
• + Охрана природыпочему разработка научных основ сохранения и вос¬
производства природных ресурсов выдвигается нашей
Партией и Правительством э числе важнейших проблем
советской биологической науки.Кроме важнейшего — экономического, проблема
охраны природы имеет огромное здравоохранительное
и эстетическое значение.В самом деле, лес — это не только определенное ко¬
личество кубометров древесины, источник пушнины, гри¬
бов, ягод и т. д., но и основной источник кислорода.
Чистые реки нужны нам не только для судоходства и
получения электроэнергии, но и как среда для обитания
рыб, как поставщики питьевой воды. Курорты, санатории,
дома отдыха используют природу как неиссякаемый
источник здоровья человека.Невозможно переоценить эстетическое значение при¬
роды. Тысячелетиями вдохновляет она творчество вели¬
чайших мыслителей, поэтов, музыкантов, художников.
Любовь к родной природе — предмет национальной
гордости народа. Мы охраняем природу для народа,
для человека сегодняшнего дня и грядущих поколений.
Природа — та среда, где живет и всегда будет жить
человек.Заповедники в СССР — это те научные учреждения,
размещенные в важнейших географических зонах и
ландшафтах, которые призваны проводить постоянные
комплексные исследования природных ресурсов в их
естественном состоянии.Закон «Об охране природы РСФСР» (как и законы
других союзных республик) предусматривает изъятие
территорий заповедников иэ хозяйственного обращения
в научно-исследовательских и культурно-просветитель¬
ных целях.В государственном положении о заповедниках под¬
черкивается, что территория заповедников со всеми на¬
ходящимися в ней природными объектами, историче¬
скими памятниками и памятниками культуры составляет
государственный заповедный фонд.Основные задачи научной работы заповедников со-Серна в Кавказском заповедникеФото В. Котовастоят в изучении естественного хода природных про¬
цессов и выявлении взаимосвязей между отдельными
элементами природного комплекса с целью использова¬
ния полученных данных для разработки путей управле¬
ния природными ресурсами.Управление природными ресурсами означает и>
учет, расширенное воспроизводство, сбережение и ра¬
циональное использование в народном хозяйстве раз¬
личных географических зон и ландшафтов. Поскольку
это и есть охрана природы а современном научном
смысле, заповедники представляют собой научные
учреждения по охране природы. Следует подчеркнуть,
что ни в одной стране мира, кроме нашей, заповедники
не имеют статуса научных учреждений с постоянным
штатом ученых и своим перспективным планом научных
исследований.	'Заповедники должны разрабатывать методы учета
различных животных, определять эффективность и вы¬
являть последствия хозяйственного использования при¬
родных ресурсов на смежных с заповедниками терри¬
ториях: разрабатывать биологические методы борьбы
с вредителями лесного и сельского хозяйства; изучать с
целью прогнозирования факторы, определяющие коле¬
бание численности диких животных, а также экологи¬
ческие особенности отдельных видов животных и расте¬
ний; обеспечивать сохранение природных комплексов
заповедных территорий; восстанавливать редкие и исче¬
зающие виды животных и растений и т. п.Отсюда видно, сколь сложны и многообразны на¬
учные задачи, стоящие перед заповедниками, как вели¬
ко их теоретическое и практическое значение.Специфическая особенность научных исследований,
проводимых в заповедниках, заключается в том, что
они осуществляются круглогодично, в течение многи»
лет, и притом комплексно.В связи в этим нельзя не упомянуть о «Летописях
природы», которые ведутся в заповедниках. Регистри¬
руемые в них из года в год даты вскрытия рек, срок»
цветения растений, прилета птиц, сведения о числен¬
ности основных видов животных, урожайности семян,
ягод, грибов позволяют судить о степени постоянства
этих явлений, понять закономерности их изменения, да¬
вать прогнозы и разрабатывать пути повышения биоло¬
гической продуктивности естественных экосистем.
В этом аспекте заповедники прямо выполняют задали,
стоящие перед Международной биологической про¬
граммой.Другие научно-исследовательские учреждения в со¬
ответствии со своим профилем и задачами, как прави¬
ло, проводят работы лишь над некоторыми объектами
и при условии их эксплуатации. Разрабатывая комплекс¬
но основную проблему на заповедной территории и
сопоставляя полученные данные с данными из смежных
районов, где ведутся хозяйственные работы по исполь¬
зованию природных ресурсов, заповедники, получают
исключительно ценный материал для рекомендаций по
наиболее рациональным методам и формам комплекс¬
ного использования природных богатств.Следует также подчеркнуть, что изучение биологии
Охрана природы 8&отдельных видов в естественных, не измененных чело¬
веком условиях есть познание нормы. Изучение био¬
логии тех же видов в условиях культурного ландшаф¬
те — это до известной степени познание патологии.
Очевидно, что патологию нельзя понять без хорошего
знания нормы. В этом плене изучение биологии живот¬
ных и растений в заповеднике приобретает исключитель¬
но большое значение. Очевидная задача заповедников
состоит в строжайшей охране таких эталонов дикэй
природы соответствующей зоны и ландшафтов для
сравнения и анализа тех изменений, которые вносит в
природу человек.Надо помнить, что сбережение всех видов животных
и растений, обитающих на Земле, имеет важнейшее
научное и практическое значение. Это тот драгоценный
генетический фонд, который может оказаться крайне
необходимым человечеству. Мы еще недавно говорили
об истреблении ядовитых змей, а сейчас яд, получае¬
мый от них, исцеляет человека от многих недугов и
страданий. Как известно, даже плесени стали мощным
орудием современной медицины, давая нам антибиоти¬
ки. Кто возьмется предсказать, какие еще организмы,
кажущиеся сейчас вредными, не будут в дальнейшем
служить источйиком здоровья или благосостояния че¬
ловека?Оберегая лесные массивы, имеющие водоохранное,
почвозащитное или климатическое значение, восстанав¬
ливая и увеличивая численность ценных зверей, птиц и
рыб,,® также охраняя места линьки и зимовки водопла-
веющих и нерестилища рыб, заповедники выполняют
большие народнохозяйственные задачи.Заповедники стали резерватами редких животных и
растений. Только благодаря заповедникам удалось сбе¬
речь такие эндемичные и реликтовые растения, как тис,
самшит, бархат, лотос, и таких животных, как фламинго,
белая цапля, турач, зубр, кулан, пятнистый олень, горал,
бобр, выхухоль, калан, котик и многие другие.Заповедниками уже достигнуты значительные успе¬
хи в деле восстановления численности и расширения
ареала многих животных, в недавнем прошлом стояв¬
ших на грани полного уничтожения. В первые годы
организации заповедников их задачи и направление ра¬
боты часто суживались. Так, Воронежский заповедник
назывался бобровым, Хоперский — выхухолевым, Баргу-
зинский — соболиным, Кандалакшский — гагачьим и т. д.
Позднее все они стали комплексными.На охраняемых территориях заповедников числен¬
ность ценных животных за время их существования воз¬
росла в десятки и сотни раз. Из заповедников началось
естественное расселение животных и обогащение при¬
лежащих угодий. Достигнув определенной численности
в заповедниках, животные выходят за его предела!.
В итоге смежные с заповедником участки оказываются
основными местами заготовки пушнины, пернатой дичи
и дцких копытных.В тех случаях, когда процесс естественного расселе¬
ния идет медленно или из-за особенностей окружаю¬
щих условий он не может охватить необходимую терри¬
торию, заповедники искусственно расселяют животных.В заповеднике Прибалтики гнездится много белых
аистовФото автораТак, из Воронежского заповедника уже расселили по
всей стране более 2 тыс. бобров. Из Хоперского запо¬
ведника расселяют выхухоль, из Баргузинского — собо¬
ля, из Кавказского — тура, из Балхызского — кулана
и т. д.Таким образом, практическая деятельность заповед¬
ников в деле охраны природы также исключительно ве¬
лика.Велико и культурно-просветительное значение запо¬
ведников. В последние годы заповедники СССР посе¬
щают сотни тысяч туристов. Общение с природой, столь,
необходимое людям, лекции и беседы, проводимые со¬
трудниками заповедников, издаваемые ими популярные-
книги и брошюры — все это способствует пропаганде
общих биологических знаний и идей охраны природы.
Необходимо подчеркнуть, что в заповедниках следует
развивать только научно-познавательный туризм, а не
спортивный.Заповедники уже аыполнили многочисленные и раз¬
носторонние научные исследования, имеющие большое-
теоретическое и практическое значение. Научные тру-
«ы заповедников явились ценным вкладом в фонд оте¬
чественной и мировой биологической науки. Материалы-
их исследований широко используются в монографиях,
учебниках и различных руководствах. Общая печатна»
продукция заповедников превысила 3000 печатных лис¬
тов; некоторые уже выпустили по 10—13 томов «Тру¬
дов».Особенно много сделано заповедниками в изучении-
биологии бобра, соболя, белки, сайгака, лося, водопла¬
вающих и куриных птиц и большинства других промыс¬
ловых животных. Разработаны методы учета и опреде¬
ления запасов промысловых животных, условия содер¬
жания и разведения глухарей в вольерах, проведены
основные работы по кольцеванию птиц, выявлены спо¬
собы восстановления кедровых лесов, разведения тиса-
черенкованием, в результате чего удалось сократить
сроки воспроизводства этого ценного дерева на 50 лет,.
вв Охрана природыПосетители Национальных парков будут иметь возможность сделать интересные снимки — напри¬
мер перебегающего дорогу зайцаФото Д. ЪКитеневаметоды посева дуба, способы борьбы с луговыми сор¬
няками и многое, многое другое. Можно утверждать,
-что работы такого размаха, объема, научного уровня и
практического значения не осуществлены за прошед¬
шие 50 лет ни одним отраслевым научным учрежде¬
нием и не ведутся в заповедниках ни одной из зару¬
бежных стран.Однако наши заповедники переживали и трудные
времена. Многим памятна печальная история распашки
целины в Аскании-Нова, ликвидация Алтайского, Крэ-
ноцкого и ряда других заповедников, большинство ко¬
торых теперь восстановлено. Были люди, которые смот¬
рели на заповедники лишь как на неиспользованные
резервы леса и степи. Им было невдомек, что эти ре¬
зервы— 0,2% заповедной территории страны — ничтож¬
но малы, тем более что у нас еще есть неосвоенные
просторы а лесах Сибири и степях Казахстана. Что со¬
ставляет заповедная территория в экономике страны по
сравнению с тем, что она дает науке — мощной произ¬
водительной силе, создающей основу для подлинно
рационального использования богатств природы? Умест¬
но вспомнить, что в таких странах, как Чехословакия
или Канада, заповедано около 1,5%, а в Англии и Япо¬
нии— более 4% территории, т. е. во много раз боль¬
ше, чем у нас. Наши потомки не простят нам расхище¬
ния и разрушения богатств природы.Перед нашими заповедниками стоят еще очень боль¬
шие задачи по дальнейшей разработке научных основ
управления природными ресурсами и сбережению не¬
повторимых памятников природы. Это особенно важно
сейчас, в период развернутого строительства комму¬
низма, когда важнейшая задача состоит в повышении
интенсивности вовлечения в хозяйственный оборот бо¬
гатейших природных ресурсов для блага человека.О	национальных паркахПонятие «национальный парк» возникло, когда был
учрежден первый национальный (общегосударствен¬
ный) «общественный парк на благо и радость народа»
как записано в законе США от 1 марта 1672 г. о созда¬
нии Йеллоустонского парка. Вслед за первым законом
последовала организация многих других национальных
парков в Америке, Европе и Африке. Понятие «нацио¬
нальный» как общегосударственный, в отличие от част¬
ного или принадлежащего штату, провинции, графству
и т. д., приобрело до некоторой степени смысл «запо¬
ведный». Однако эти понятия не следует путать. По ко¬
дификации, подготовленной Международным комите¬
том по охраняемым территориям, «Национальный пари
есть общегосударственное учреждение, занимающее
относительно большую территорию, на которой задача
охраны природы сочетается с задачами просвещения и
организации отдыха для посетителей. Последние до¬
пускаются на территорию только при условии беспре¬
кословного подчинения установленным правилам. Адми¬
нистрация национальных парков должна проводить ме¬
роприятия, содействующие повышению научного и ту¬
ристического интереса посетителей».Поскольку в нашей социалистической стране земля
с ее богатствами уже 50 лет как национализирована и
принадлежит народу, правильнее было бы наши буду¬
щие парки, имеющие сходные задачи с зарубежными
национальными, именовать «природными парками».Следует подчеркнуть, что природные (националь¬
ные) парки — это не ботанические сады, где человек
создает коллекции всевозможных растений, подобно то¬
му как это делают с животными в зоопарках. Тем бо-
Охрана природы 97гее, это не образцовый лесхоз, как ошибочно думают
некоторые. Нельзя приравнивать к природным (нацио¬
нальным) паркам также заповедники или пытаться
превращать их в таковые, что в некоторых случаях сти¬
хийно возникает. Подобное произошло с заповедником
«Столбы», Кавказским и др. Основная задача заповед¬
ников— сохранение эталонов природы в научных це¬
лях, и этого не следует забывать. Лишь в некоторых
случаях, опираясь на заповедники, будет целесообраз¬
но на соседних, незаповедных, территориях создавать
природные парки.Наши заповедники по международной кодификации
адекватны понятию «абсолютный резерват», и не слу¬
чайно все настойчивее раздаются голоса с призывом
внести в международную терминологию русское слово
«заповедник», подобно тому как вошло в международ¬
ный лексикон слово «спутник».Проблема отдыха в свободное от работы время как
социологическая проблема приобрела невиданное зна¬
чение, особенно в нашей стране. Влечение к природе
неуклонно растет, особенно у городских жителей. Чтобы
убедиться в этом, достаточно посмотреть в любом го¬
роде на толпы людей с рюкзаками в субботний и вос¬
кресный дни. Число туристов, проводящих свой отпуск
на лоне природы, достигло у нас нескольких миллио¬
нов, а число международных туристов во всем мире
в прошлом году превысило 200 млн. Национальные
пгрки США в 1966 г. посетило свыше 80 млн. чело¬
век.Сейчас уже не возникает сомнения в том, что наши
природные парки будут иметь исключительно большое
рекреационное* значение. Очевидна также и несостоя¬
тельность мнения, будто отведение территорий под при¬
родные парки есть нерациональное использование зе¬
мель. Какими рублями можно оценить то огромное
наслаждение, которое испытывает отдыхающий человек,
любуясь величественными ландшафтами своей Родины,
наблюдая разгуливающих на свободе зубров, оленей,
медведей, тысячные колонии птиц, совершенно не пу¬
гающихся человека? Впрочем, по опыту других стран,
в природных парках может быть с успехом решена и
экономическая сторона вопроса. Так, в США только
косвенные доходы от национальных парков (продажа
сувениров и пр.) составляют более 80 млн долларов
ежегодно.При организации природных парков нам следует пе¬
ренять все то лучшее, что. имеется в зарубежных на¬
циональных парках и отказаться от всего вредного и
неудачного. Прежде всего следует помнить о необхо¬
димости сохранения природных богатств парка, а сле¬
довательно, нельзя допускать строительства на их тер¬ритории большого числа гостиниц, кемпингов, а также
всяких аттракционов. Число шоссейных дорог, проре¬
зающих парк, должно быть резко ограничено, так же
как и пешеходных троп, площадок для костров и пала¬
ток. Вместе с тем в природном парке могут быть созда¬
ны краеведческие музеи, небольшие зоопарки и бота¬
нические сады. Очевидна необходимость в экскурсово-
дах-проводниках, которые не только будут смотреть
за порядком, но и рассказывать посетителям о досто¬
примечательностях парка и задачах охраны природы.Во всех случаях большая территория для природно¬
го парка необходима потому, что она, в отличие от за¬
поведника, предназначена для массового посещения,
а следовательно, неизбежно будет подвержена «чело¬
веческой эрозии», проявления которой крайне много¬
образны и служат сейчас предметом исследования в
национальных парках всего мира. Так, известно, что
«фактор беспокойства» определяет отход птенцов в вы¬
водках, ведет к уплотнению почвы, влечет за собой
суховершинность многих деревьев и т. д.Характер и организационные формы природных пар¬
ков нашей страны неизбежно будут отличаться от тако¬
вых в национальных парках за рубежом. Конечно, при¬
родные парки у нас, в зависимости от их площади и
местоположения, будут неоднотипны. Например, среди
проектируемых парков огромный Байкальский, помимо
зон полного покоя, т. е. абсолютной заповедности, дол¬
жен иметь большую территорию, открытую для посе¬
тителей с кемпингами, гостиницами и музеями, посколь¬
ку он далек от крупных населенных пунктов. В таком
парке допустима ограниченная спортивная рыбная лов¬
ля, водный и зимний спорт. Сходную структуру может
иметь и Селигерский природный парк. Однако в проек¬
тируемых парках «Русский лес» и «Северомосковский»
не следует строить спортивных сооружений. В «Северо¬
московском» парке не должно быть гостиниц и кемпин¬
гов, а количество посетителей придется ограничивать,
потому что территория его, не слишком-то большая,
примыкает непосредственно к городской черте и уже в
связи с этим будет испытывать очень большую
нагрузку.Сейчас важнейшие задачи состоят в комплексной
научной разработке положения о природных парках,
разработке перспективного плана их размещения по
стране и в изучении их емкости.Природные парки должны стать местами массового
отдыха советских людей, где человек сможет не
только восстанавливать и укреплять свое здоровье,
но и обогащаться знаниями о природе Родины, получая
огромное эстетическое наслаждение.УДК 502.727 Природа, М> 4
88 Охрана природыОхрана природы и туризм за рубежомВ. И. Гуцаленко, Л. Е. Розенберг
МоскваВ наше время все большее вни-
мвнме уделяется выбору рациональ¬
ных форм охраны природы на тех
территориях, где плотность населе¬
ния высока. Одна из таких форм, вы¬
державшая испытание временем и
весьма распространенная за рубе¬
жом,— это организация националь¬
ных парков.Первые национальные парки в
США возникли в начале прошлого
столетия. За долгие годы существо¬
вания в них выработана своя система
охраны природы и ведения довольно
сложного хозяйства, а поэтому не¬
безынтересно ознакомиться с этим
опытом.Название «национальный парк»
имеет двоякий смысл. С одной сто¬
роны,— это территория, принадлежа¬
щая государству, что » американской
терминологии выражается понятием
«национальный». С другой стороны,
национальный парк — это либо уни¬
кальное явление природы, либо мес¬
та с привлекательными и наиболее
характерными чертами того геогра¬
фического района, й котором они
расположены. Территории националь¬
ных парков США изъяты из хозяй¬
ственного пользования. Но их режим
существенно отличается от режима
наших заповедников. Главная отличи¬
тельная черта — массовый туризм,
в связи с чем на территориях парков
создаются необходимые сооружения
и организуется транспортная связь.Первоначально национальные пар¬
ки предназначались лишь для охраны
исключительных по своим природным
особенностям и красоте ландшафтов.Но с развитием туризма, и в частно¬
сти автотуризма, парки стели попу¬
лярными местами прогулок и отдыха.Поэтому первостепенное значение
приобрела проблема создания для
посетителей различных удобств, что,
я свою очередь, повлекло за собой
особую организацию территории.S связи е постоянным ростом поев- Общий вид Кратерного озера с островом Визард (национальный
*цаемости национальных парков	парк Кратерного озера)
Охрана природы 99(90 млн в год) некоторые, наиболее
популярные из них, столкнулись с
проблемой «перенаселения». Так, в
очень популярном Йосемитском на¬
циональном парке в 1960 г. ка
760 тыс. акров 1 приходилось 1,2 млн
посетителей, или 1,5 посещения на
акр. В районе необычайно красивой
Йосемитской долины в том же году
на каждом акре побывало 15 тыс. по¬
сетителей. Несмотря на то, что до¬
лина хорошо приспособлена для при¬
ема большого числа туристов, она
была перегружена до предела. Чтобы
не увеличивать насыщенность терри¬
тории сооружениями, пришлось при¬
нять меры по перемещению турис¬
тов в другие районы парка. С этой
целью было намечено благоустроить
ряд туристских маршрутов, которые
могли бы заинтересовать посетите¬
лей, а время пребывания каждого
посетителя в Йосемитской долине ог¬
раничили одними сутками.При установлении границ некото¬
рых национальных парков США (Лед¬
никового, «Гранд Каньона» и др).
сохранили проходившие по их терри¬
тории ^железные дороги и связанные
с ними мелкие предприятия и посел¬
ки, которые теперь разрослись и все
больше нарушают целостность ланд¬
шафта. Поэтому, несмотря на боль¬
шие материальные затраты, было
решено вынести эти объекты за пре¬
делы национальных парков.Многие уникальные явления при¬
роды, такие, как Кратерное озеро,
образовавшееся после взрыва вулка¬
на, или причудливые формы, создан¬
ные ветровой эрозией, привлекают
многих туристов и поэтому тщатель¬
но охраняются. Туристские маршру¬
ты проложены так, чтобы не нару¬
шать целостности картин природы,
а какая-либо порча этих уголков при¬
роды посетителями подлежит штра¬
фу. Особенно тщательно охраняются
леса. Основные хозяйственные меры
в этом направлении — охрана леса от
пожаров и вырубка больных деревь¬
ев. В некоторых национальных парках
объявлен особый режим охраны цен¬
ных пород деревьев или уникальных
рощ. -На особом месте стоит националь¬
ный парк «Секвойя» — лес гигантскихдеревьев; некоторые из них дости¬
гают 11 м а диаметре и 85 м в вы*
соту при весьма почтенном возрас¬
те— 4 тыс. лет. Все деревья взяты на
учет (их около 1500), а некоторым из
них присвоены даже имена.Охота и рыбная ловля в нацио¬
нальных парках, как правило, запре¬щена. Лишь в отдельных случаях слу¬
жащие парков отстреливают вред¬
ных, хищных или больных животных.
В отношении же рыбной ловли есть
исключения. В нескольких парках,
в частности в Йеллоустоне, рыбная
ловля допускается. Зато строго ого¬
вариваются сезоны лова, виды и ко-1 Акр равен 4047 м3.Парк «Секвойя»7*
100 Охрана природыВетровая эрозия в национальном
парке Кратерного озера (один из
объектов охраны)личество рыб, которых разрешено
ловить, а также тип снасти. В те годы,
когда ощущается недостаток естест¬
венных кормов, проводится массовая
подкормка животных. Иногда, на вре¬
мя сезонных миграций некоторых ви¬
дов животных, в границы националь¬
ных парков вводятся водопои и
естественные кормовые угодья, ко¬
торые временно объявляются частя¬
ми парка, с соответствующим режи¬
мом охраны.Следующим важным звеном в ох¬
ране природы служит перенесение
ряда «центров развлечений» за пре¬делы парков. Дело в том, что в пер¬
вые послевоенные годы для больше¬
го притока туристов в некоторых пар¬
ках были созданы шумные развлече¬
ния: аквапланы и моторные лодки,
лифты для лыжников и пр. Напри¬
мер, на оз. Джексон в парке «Гранд
Титон» несколько лет подряд устраи¬
вались гонки аквапланов, а покой
Йеллоустонского озера нарушали
6 тыс. моторных лодок. Сейчас в на¬
циональных парках США строитель¬
ство подобных аттракционов сокра¬
щено, многие же из старых подле¬
жат коренному переустройству или
выносу за пределы парков.Серьезной помехой для охраны
природы в национальных парках слу¬
жат земельные участки, которые на¬
ходятся внутри парков, но принадле¬
жат частным лицам. Их владельцы в
погоне за прибылью не только выру¬
бают леса и истребляют животных,
но и стремятся застроить участки
различными объектами для обслужи¬
вания посетителей. Это приводит к
чрезмерной посещаемости парков и
в конечном счете к ущербу природе.
Например, в Йеллоустонском парке
в результате постройки «центра раз¬
влечений», подъездной дороги к не¬
му и автостоянки прекратилась дея¬
тельность одного из гейзеров. Ана¬
логичная перегрузка национального
парка «Г рейт-Смокл-Маунтинз» выз¬
вала широкий протест представителей
обществ охраны природы, которые
предложили во избежание наруше¬
ний природного комплекса сделать
48%''его территории абсолютно запо¬
ведной и исключить постройку новых
дорог. Но правительство США до
сих пор не удосужилось скупить эти
частные владения. Их общая площадь
составляет около 700 тыс. акров.Сохранность национальных парков
США ставится под удар еще и по
РЯДУ других причин. С одной сторо¬
ны— экспансия промышленного и
дорожного строительства в районах
этих территорий, с другой — нехват¬
ка специалистов по охране природы
и ландшафтных архитекторов, а так¬
же их значительно меньший вес по
сравнению с организациями, заинте¬
ресованными в строительстве авто¬
страд, плотин и других сооружений.
Например, при строительстве авто¬
страд, спроектированных без учетатребований охраны природы, уже по¬
страдал парк «Прери-Крик-Редвуд».
Но наиболее показателен в этом от¬
ношении «Гранд Каньон», где в угоду
мнимой дешевизне и увеличению до¬
ходов частных лиц поставлено под
угрозу само существование нацио¬
нального парка, наиболее посеща¬
емого и наименее затронутого воз¬
действием человека. Первоначально в
его границах была запрещена какая-
либо хозяйственная деятельность;
обслуживание туристов, в отличие от
Йеллоустона, сосредоточивалось в
одном населенном пункте, а тщатель¬
но продуманное дорожное строи¬
тельство позволило сохранить при¬
родную ценность парка. Но в послед¬
ние годы был разработан проект об¬
воднения и электроснабжения штата
Аризона, по которому предлагается
построить две плотины. Ьосле созда¬
ния одной иэ них — Бридж Каньон,
высотой 200 м — будет заилена боль¬
шая часть р. Колорадо, а строитель¬
ство второй — Марбл-Гордж — не
только испортит наиболее ценную по
природным качествам часть каньона,
но и погубит самую высокую пещеру
западного полушария — Лоуэр-Гра-
нит.Дешевизна строительства—вот
главный аргумент, парализующий
борьбу сторонников сохранения пар¬
ка, которые настаивают на поиске,
возможно, и более дорогих, но зато
и более грамотных технических ре¬
шений.Территории внутри национальных
парков по режиму охраны природы
весьма неоднородны. Так, в Йеллоус-
тоне строгий режим распространен
на большую часть территории, где
предполагается сохранение природ¬
ного комплекса в неприкосновенном
виде. Здесь запрещено какое-либо
строительство, а туристские тропы
строго контролируются. Другая груп¬
па территорий парка используется
более интенсивно. Здесь сооружена
сеть автодорог, небольших туристских
поселков и т. п. Появление этих объ¬
ектов мало влияет на развитие це¬
лостного природного комплекса. Хо¬
зяйственное использование третьей
.группы территорий связано с обслу¬
живанием посетителей национального
парка. Здесь строятся музеи, адми¬
нистративные и жилые помещения,
Охрана природы Ю1Вулканический водопад «Королевского ручья» (Лассенский вулканическийнациональный парк;склады для туристского инвентаря и
т. п. Как правило, это небольшие по¬
селки, связанные автомобильными
дорогами, проходящими по террито¬
рии парков и вне их. Локализация об¬
служивания в подобных поселках, по
площади обычно не превышающих
10% территории парка, позволяет
оградить от активного использования
человеком его остальную часть.Один вид дорог предназначен для
автотуристов. Они обычно проходят
по периферии парков или пересе¬
кают их территорию из конца в ко¬
нец. Возле этих дорог расположены
стоянки, кемпинги, мотели, бензоза¬
правочные станции и т. п., а также по¬
селки административного и хозяй¬
ственного обслуживания. В связи с
сильным ростом автотуризма в пос¬
ледние 5—10 лет пропускная спо¬
собность автотрасс оказывается явно
недостаточной. Так, 99% посетите¬
лей— автотуристы, причем они по¬
сещают парк главным образом в
июне — июле, в . то время как парк
открыт с конца апреля по ноябрь.
Административные меры, направлен¬
ные на сокращение потока посетите¬
лей —^ограничение времени пребыва¬
ния или повышение платы за въезд
(до 5 долларов) — часто не приводят
к нужным результатам. Более рацио¬
нален проект создания дорог-дубле-
ров, связанных с основными дорога¬
ми для автотуристов соединительны¬
ми ветками. Прокладываться они бу¬
дут с учетом сохранения раститель¬
ности и рельефа.Другой вид дорог приспособлен
только для верховых прогулок, вело¬
сипедистов и пеших туристов. Осо¬
бое внимание уделяется тропам для
пеших туристов, которые проходят
по тем частям парка, где природа
строго охраняется. Вдоль этих дорог
созданы пункты «самодеятельного
приготовления пищи», стоянки для
ночлега, места для привалов и т. п.
Служащие парка в таких местах за¬
ранее заготовляют дрова для кост¬
ров, крторые могут разводиться
только а специально подготовленных
местах. Путешествующих по этим тро¬
пам, как правило, сопровождает про¬
водник.Система движения и обслужива¬
ния посетителей в том или ином пар¬
ке зависит от характера и величины
его территории, от разнообразия ин-
ересных объектов (памятники приро¬
ды, археологические раскопки, при¬
влекательные ландшафты и пр.) и от
наиболее характерных для данной
местности видов туризма (зимний,
пеший или верховой туризм, авто¬
туризм и пр.). Туристам повсеместно
запрещено рвать цветы, рубить де¬
ревья, охотиться, бросать разные
предметы в водоемы, водить в парк
домашних животных, а также вылав¬
ливать и вывозить зверей, обитаю¬
щих в парке, и т. д. Если в парке
разрешен какой-либо вид спорта, то
в правилах указывается время и ме¬
сто занятий им.В каждом парке есть музеи, зна¬
комящие посетителей с историей,
геологическим строением территории,
ландшафтом, характерным для парка,
животным и растительным мм ром
и т. п. Музеи организуют циклы лек¬ций для туристов на самые разнооб¬
разные темы. Лекции завершаются
путешествиями, где живой иллюстра¬
цией служит сама природа.♦Наша страна обладает громадными
возможностями в организации терри¬
торий с режимом использования, по¬
добным режиму национальных пар¬
ков, а общественная собственность на
землю позволяет беспрепятственно
осуществлять это дело на практике.Сохранить в неприкосновенном
виде для будущих поколений совет¬
ских людей характерные ландшафты
разных районов страны с их фауной,
памятниками природы и материаль¬
ной культуры — важная задача. Ее
решение послужит не только делу
охраны природы, но и будет способ¬
ствовать воспитанию советской моло¬
дежи в духе гордости за свою стра¬
ну, воспитанию чувства патриотизма.УДИ 502.7
ЭКСПЕДИЦИИОзеро Шива в АфганистанеА. А. НиконовКандидат географических наук
Институт физики Земли АН СССР
(Москва)На некоторых картах Средней
Азии в горной северо-восточной час¬
ти Афганистана можно заметить ма¬
ленькое голубое пятнышко. Это —
озеро Шиаа. Но вот что странно: на
разных картах оно изображено то
круглым, то продолговатым, то у са¬
мой границы с СССР, то в отдалении
от нее, то с речкой, текущей в
Пяндж, то бессточным. А есть карты,
в том числе и карта Афганистана (вто¬
рично изданная в 1966 г. Главным
управлением геодезии и картогра¬
фии), на которых его вообще нет. Су¬ществует ли оно? Почему столь раз¬
норечивы данные о нем? Кто и когда
его видел? Давно заинтересовали
нас эти вопросы, и вот что удалось
выяснить.Первым европейцем, посетившим
озеро в 1882 г., был русский ботаникА.	Э. Регель, поднявшийся к озеру
и: долины р. Пяндж. Его сообщение
об озере состоит всего из несколь¬
ких строчек: «Я предпринял поездку
на Шиву и имел счастье видеть там
первым из европейцев громадное,
диаметром более 40 верст и находя¬щееся на высоте 11 ООО футов Ши-
винское озеро». Сведения А. Э. Ре¬
геля о величине озера в конце прош¬
лого века подверг сомнению Б. Л.
Громбчевский. Сам он не видел озе¬
ра, но, расспросив своих проводчи¬
ков, пундитов, пришел к выводу, что
его длина «около 3—4 верст при ши¬
рине в одну версту».Доктор Регель так и остался един¬
ственным русским, видевшим озеро
до 1966 г. Сведения об озере незна¬
чительны и противоречивы. В послед¬
нем издании БСЭ только в статье•Г- -‘Т.-- ' 7 .7 7- Ж':.- ” :Спуск с морены к северо-западному концу озера Шива
Экспедиции 103i	Схематическая карта окрестностей озера Шива:I — троговые долины; 2 — кары верхнечетвертичного возраста; 3 — конечные морены верхнечетвертичного возрастал4	— стенка отрыва крупного обвала; 5 — тело обвала; б — гребни гор«Бадахшан» находим единственную
фразу: «В одной из котловин —
оз. Шива». Упоминание об озере в
переводной книге Мухаммеда Али
«Афганистан, новый путеводитель»
ничего не проясняет: «Шева [Шива],
озеро с голубой пресной водой, рас¬
положено на западной границе Бадах-
шана, близ Аму-Дарьи. Вода в нем
такая же холодная, как и в Сырыкуле
(Зоркуле). Девять месяцев в году
озеро покрыто льдом». В «Калейдо¬
скопе» журнала «Техника — молоде¬
жи» несколько лет назад промельк¬
нуло сообщение, что специалисты
считают, будто афганское озеро Ши-
еа имеет подземный сток в р. Пяндж.Озеро в горном, резко расчле¬
ненном рельефе Бадахшана—явле¬
ние само по себе необычное. Что
заставило воду, стремительно несу¬
щуюся в других долинах к Пянджу,
остановиться и скопиться здесь?
По-видимому, запруда, но какая:
ледниковая, обвальная? Когда
и каким образом возникло это
озеро?В 1960 г. там побывали итальян¬
ские геологи группы Дезио. Их за¬
метка 'в итальянском геологическом
журнале сопровождается небольшой
картой, из которой следует, что озерозамкнуто в горной ледниковой доли¬
не крупной мореной. Но к этому вре¬
мени мы уже знали, что, например,
в долине р. Вардудж итальянцы, ин¬
тересовавшиеся в основном корен¬
ными породами, спутали морену с
обвалом. А вдруг и на Шиве обвал?
Что если это обвал, подобный тому,
который в 1911 г. при землетрясении
запрудил реку Бартанг, образовав
Сарезское озеро? Если так, то не
грозит ли озеро прорваться и ката¬
строфическим паводком пройти по
всему Пянджу и Аму-Дарье?Говорили, что в районе озера бы¬
ли крупные землетрясения. Оставили
ли они следы, с какой геологичес¬
кой и тектонической обстановкой они
связаны? Что за плоские широкие
долины видны на карте среди Бадах-
шанских горных цепей по пути к озе¬
ру? Все эти вопросы оставались без
ответа. Голубой глаз озера загадоч¬
но смотрел на нас с карты... Вот по¬
чему мы, два советских специалис¬
та — геолог-тектонист И. В. Архипов
и автор этих строк — отправились по
заманчивому, но неблизкому марш¬
руту.Озеро находится всего в 8 км от
советской границы, вдоль которой
идет Памирский тракт, но границаделает его с этой стороны недоступ¬
ным. Поэтому для нас был возможен
только один путь: из Файэабада на
машине до Бехарака, а оттуда
верхом на высокогорное плато и
затем по долинам дренирующих его
рек.Наем лошадей и снаряжение ка¬
равана заняли всего полдня, и вско¬
ре на пяти лошадях, двух вьючных и
трех верховых, мы двинулись в путь.
Расторопный афганец Мамат Закир,
рабочий нашей экспедиции, как и мы,
восседал на коне, осуществляя функ¬
ции караван-баши. Кроме того, с на¬
ми отправились трое местных жите¬
лей, хозяева лошадей, один из кото¬
рых уверял, что хорошо знает до¬
рогу.Мы расстались с машиной в цве¬
тущей зеленой Бехаракской котлови¬
не, которая находится при слиянии
рек Джерм (Кокча), Вардудж и Зар¬
дев к востоку от Файзабада. Здесь,
на высоте 1500—1600 м в конце июня
удивительно тепло, глаз радует проз¬
рачная талая вода ручьев, зелень
обширных садов.Первые наблюдения делаем в ши¬
рокой корытообразной (троговой)
долине р. Зардев. В устье она пере¬
горожена свежей мореной — навалом
104 ЭкспедицииУстьевая часть притока Шивы — река Шах-и-Дара (вид к восток у). На переднем плане — поверхность террасы, при¬
нятой итальянцами за конечную моренукрупных глыб и остроугольных об¬
ломков высотой до 100—150 м. Это
следы недавнего (позднечетвертично¬
го) оледенения. Они интересны тем,
что восточнее, в Советском Бадах-
шане, ка такой низкой абсолютной
высоте столь значительные размеры
оледенения неизвестны.Полдня непрерывного утомитель¬
ного подъема — и к вечеру мы на
перевале, на слабо заболоченном
плато высотой более 3000 м, которое
только что освободилось от снега и
покрыто зеленым бархатом травы.
Какой разительный контраст с кру¬
тым скалистым склоном, изрезанным
оврагами и заваленным осыпями!
Это равнинное пространство оказа¬
лось древней широкой меридиональ¬
ной долиной, заполненной рыхлыми
отложениями и задернованной. Одна¬
ко она не имеет здесь водосбора,
один конец ее как бы оборван, об¬
резан. Эта долина обращена к Бе-
харакской котловине (несомненно
более молодой) тысячеметровым об¬
рывом.Весь следующий день мы едем к
северу, вниз по древней долине,
вдоль верховьев Шивы — небольшой
извилистой и совсем не врезанной
речки, необычно спокойной для гор¬
ного Бадахшана. Долина постепенно
снижается, а врез реки увеличива¬
ется, появляются галечные отложе¬
ния, оставленные талыми ледниковы¬
ми водами. Следы оледенения от¬
сутствуют, и мы все больше удивля¬
емся, почему у итальянцев в устье
правого притока, р. Шах-и-Дары, по¬
казана молодая конечная морена.
Подходим к этому месту, осматри¬ваем обнажения и убеждаемся, что
здесь вовсе не конечная морена, а
просто останец высоких террас меж¬
ду долинами.В долине Шах-и-Дары, более уз¬
кой и террасированной, также нет
никаких следов оледенения. Кажет¬
ся парадоксальным, что внизу, у Бе-
харака, на 1500—1600 м есть следы
оледенения, а наверху, на высотах
2800—3000 м и выше, они отсутству¬
ют. Все дело, видимо, в разнице сне-
го- и ледосборов. Здесь вдоль наше¬
го пути лишь сравнительно невысо¬
кие горные гребни высотой до
3500 м, тогда как долины рек Зар¬
дев и Вардудж и их притоков начи¬
наются в высокогорных массивах
(свыше 5000 м). Горы выше, их вер¬
шины поднимаются над снеговой
границей, площади снегосборов
больше, поэтому и ледники в
позднечетвертичное время не только
достигали долин, но и спускались по
ним на десятки километров.Очень интересной оказалась пог¬
ребенная речная сеть в верховья*
системы Шивы. Чем дальше мы шли,
тем больше убеждались, что под
современными верхнечетвертичными
долинами (или параллельно им) на¬
ходятся остатки погребенных более
ранних долин. Врезы их местами
глубже современных, местами сла¬
бее, но везде они заполнены аллюви¬
альными отложениями талых ледни¬
ковых вод. Среднечетвертичный этап
врезания и последующего заполнения
осадками хорошо иэвестен-д долинах
основных рек Бадахшана (р. Кончи и
др.), а также в северных предгорьях
Гиндукуша и западных предгорьяхДарваза. Но на такой высоте следы
погребенных долин встречены впер¬
вые.При впадении Шах-и-Дары в Ши¬
ву, кроме среднечетввртичных, мы
обнаружили более древние глинистые
отложения, по всей вероятности ниж¬
нечетвертичного возраста. Все это
приводило к мысли, что древние
плоские долины первично возникли
здесь еще в плиоцене. Это вполне
согласовалось с возрастом Бадах-
шанского плато и древних высокопод-
нятых долин западнее хребта Сафед-
Хирс, где верхнеплиоценовый воз¬
раст был точно установлен.Так или .иначе, все факты свиде¬
тельствовали об отсутствии в этой
части Бадахшана заметных молодых
деформаций и дифференцированных
движений земной коры, разломов и
сбросов. Из этой закономерности,
конечно, выпадал район Бехаракской
котловины. Но эти выводы мы сдела¬
ли позже.В пути же внимание наше не¬
сколько рассеивалось необычными
картинами. Чем выше мы поднима¬
лись по долине Шах-и-Дары и чем
ближе подходили к заснеженным
горам, тем чаще видели у самых
снежных пятен верблюдов, ниже, на
зеленых склонах — стада овец, а на
дне долины — напоминающие кар¬
точные домики черные шатры.Вся тропа идет мимо шатров. Из
них тянется дымок (вот почему
они черные). Сквозь слегка припод¬
нятые пологи видна незнакомая уди¬
вительная жизнь. На земле или ков¬
рах сидят и лежат бородатые, в
чалмах и белых одеждах мужчины.
Экспедиции 105' '•< ....Путь к перевалу (вид к востоку). Заметен переход трогоеой ледниковой долины в эрозионнуюШатры кочевников в верховьях реки Шивы
lOO ЭкспедицииНа привале в долине реки Шах-и-
Дарыгорбоносые, сверкающие из попу-
тьмы белками глаз. Взгляды откры¬
тые, с вопросом, но без любопыт¬
ства, выжидательные, но без испуге,
взгляды уверенных в себе людей,
хозяев здешних мест.В углу женщины в красных длин¬
ных одеждах на корточках «колдуют»
над медными котлами, месят бурую
массу, качают люльку, привязанную
к столбу. Другие в стороне от шат¬
ра сидят на траве у примитивного
ткацкого станка. Мужчины пьют чай,
беседуют или спят. Множество бо¬
соногих детей, в одних рубашках,
выглядывает из шатра. Те, что по¬
старше, собирают вокруг кизяк, па¬
сут скотину или просто воаятся в
земле. Картину дополняют лежащие
у шатров собаки с обрубленными
хвостами и ушами, крупные и свире¬
пые.Живущие в шатрах кочевники
практически не приобщены к жизни
и вере страны, не подчинены ее
законам, они вольны и другой жиз¬
ни не знают. Здесь, в горах, их
присутствие кажется естественным,
они как бы составляют неотъемле¬
мую часть первозданной природы.
Вся эта известная топько по кни¬
гам жизнь далекого прошлого оказа¬
лась здесь настоящим: до двух мил¬
лионов афганцев (из 14 млн, населя¬
ющих страну) ежегодно кочует летом
на горные пастбища, зимой переко¬
чевывает на предгорные равнины
около городов и кишлаков. Весной и
осенью магистральные дороги запру¬
жены их караванами и стадами. Ко¬
чевников на нашем пути было так
много, что каждый раз было трудно
найти удобное место для ночлега,
где бы наши лошади имели хороший
выпас.Вблизи верховьев долины нача¬
лись препятствия. Сначала это была
вздувшаяся боковая река, перейти
которую ни вброд, ни верхом каза¬
лось невозможным. Мостик выгля¬
дел слишком хрупким для лошадей:
на трех жердях наложены камни и
куски дерна, между ними зияют
дыры, жерди сильно прогибаются.После долгих колебаний решили
заложить дыры плоскими камнями
и попробовать переправиться. Со
страхом беру под уздцы первую
развьюченную лошадь и вступаю
на мост. Внизу бурлит поток, Дви¬
жемся медленно, осторожно. Шаг-
другой... третий... Наконец вздыхаю
с облегчением — перешли. Караеан
продолжал путь.Между тем тропа ведет нас на
непривычно высокий и крутой для
этих мест склон, заваленный глыба¬
ми, щебнем, несортированным мел¬
коземом. Наверху становится ясно,
что это перегородившая долину
конечная морена совсем недавно
спускавшегося сюда ледника. Речка
пропилила здесь коренные породы
в борту долины и теперь течет в
небольшом узком ущелье.Далее также и в основной и в
боковых долинах прослеживается
ледниковый рельеф. Долины стано¬
вятся типичными ледниковыми,
U-оЬраэными (троговыми); древне¬
го эрозионного вреза более не
видно. В горах, на склонах северной
экспозиции, на высотах 3400—3500 м
свежие ледниковые цирки. Высокие
горы с вершинами до 4000—4500 м
подступают здесь уже близко к
долине; судя по аэрофотоснимкам,
на них есть леднички и фирновые
поля.О	близости высоких гор говорят
появившиеся снежные пятна в лож¬
бинах. Становится прохладно. Над
речкой в нескольких местах еще
сохранились снежные поля. Начина¬
ют попадаться на машем пути и
снежные мосты через боковые лож¬бины. С тревогой испытываем их
прочность...На пологом перевале снег лежит
целыми полями. В прогалинах —
развалы глыб и остроугольных об¬
ломков. Движемся по северному
склону — на нем лучше выбирать
проходы. В нескольких местах кони
идут по гладким камням, и прихо¬
дится лишь удивляться, как они
удерживаются на них, не скользят
и не ломают ноги. Выбираемся из
снежных полей до темноты, С тру¬
дом, в полутьме находим клочок
сухой земли на освободившемся от
снега склоне. Ночуем у перевала
на высоте 3300 м, по соседству со
снежниками. Утром отправляемся
дальше. До озера остается несколь¬
ко часов ходьбы по плоскодонной
долинке, со стоком к озеру. Нако¬
нец, мы подходим к крутому обры¬
ву, с него видна голубая полоска
воды. Это — один из заливов озера,
часть затопленной ледниковой доли¬
ны, по дну которой сбегает речка.
Спускаемся по моренному склону на
дно долины, переходим через речку,
и вот мы у самого озера.Перед нами овал в рамке из
серо-зеленых склонов и дальних
снежных гор, которые отражаются
более чистыми красками в зеркаль¬
ной синеве озера. На середине его
две льдины.Конечно Регель ошибся, размер
озера не более 6 км в ширину и
до 10 км з длину, но никак не 40
верст. Высота его, по новейшей
карте, 3110 м, а не 3250 и не 3065,
как указывают разные источники.
Неведомый горный мир, полное
безлюдье, тишина, холодная без¬
жизненность. Только каменистая тро¬
па, тянущаяся над северным берегом,
связывает этот уголок суровой при¬
роды с человеческим миром. Она
и повела нас вдоль озера.Первое, что мы заметили, — это
крутизна берегов (до 35°), полное
отсутствие террас и береговых усту¬
пов.Долины небольших речек, впада¬
ющих в озеро с севера, уходят под
воду, где можно проследить их
продолжение. Но они совершенно
не изменены современными берегсг-
ёыми процессами. В одном месте
даже видна затопленная свежая
ледниковая долина с мореной. Пля¬
жей нет, в воде не видно отмелей.
Все это говорит о чрезвычайной мо¬
лодости озера и большой его глу¬
бине. Судя по крутизне бортов,
можно думать, что в восточной
части глубина достигает нескольких
сот метров. Кажется, подтверждает¬
ся предположение о катастрофиче¬
ской запруде.С нарастающим волнением при¬
ближаемся к восточному краю озера,
где уже издали видна низкая
подпирающая его волнистая гряда.
Выходим на нее — и что же? Ббль-
Экспедиции 107Озеро Шиэа (вид к юго-востоку). Вдали — подлрудная гряда, образованная обвальной массой, сорвавшейся с се¬
веро-востокашая часть гряды — это развалы
^'крупных глыб, сохранившие структу¬
ру блоки гнейсов, раздробленные
куски коренной породы, между
ними — камни, остроугольные, разно¬
калиберные. Лишь в южной и
восточной частях гряды поверхность
задернована. А рельеф?! Это какой-
то хаос, нагромождение, беспоря¬дочное чередование холмов и впа¬
дин разного размера. Ну, конечно
же, это обвал. Итальянцы ошиблись,
показав в этом месте морену. На
северном борту видна и стенка от¬
рыва, откуда сорвалась часть горы.
Голый вертикальный обрыв — све¬
жий, нееыветрелый, изгибающийся
полуцирком, высотой около 500 м —прямо-таки «кричит» об этом!С верхней части завальной гряды
хороший кругозор. С одной сторо¬
ны — гладь озера (всего на 80 м
ниже гряды), с другой — пятьюстами
метрами ниже — дно долины, где
среди деревьев приютился неболь¬
шой кишлак. Далее ущелье уходит
к Пянджу, за которым видны горыПереправа через приток Шах-и-Дарт
108 ЭкспедицииСоветского Бадахшана с пиком Ма¬
яковского, открытым еще в 30-х го¬
дах писателем П. Лукницким. Дей¬
ствительно, стоишь как на плотине,
тело которой чуждо прежде единой
глубокой долине. Относительная вы¬
сота плотины почти 500 м, что дает
косвенное, но сравнительно надеж¬
ное представление о глубине озера:
рядом с плотиной она должна быть
около 400 м. Это лишь на 100 м мень¬
ше, чем глубина Сареэского заваль¬
ного озера на Памире. Но размеры
и соответственно объем воды оз. Ши¬
вы неизмеримо меньше, чем у Са-
резсного озера: площадь Шивы, по
нашим приблизительным подсчетам,
14км2, Сарезского—100 км2; объ¬
ем Шивы примерно 3000—5000 к.м э,
Сарезского — 19 000 000 км3.Тем не менее в случае прорыва
достаточно было бы и нескольких
кубических километров воды, чтобы
положение в долине Пянджа стало
катастрофическим. Насколько велика
опасность прорыва, при беглом об¬
следовании решить трудно, но неко¬
торые факты собрать удалось. Вдоль
берега озера на всем протяжении
хорошо выражена линия наивысшего
подъема воды. В конце июня она
была на 5—6 м на западе и на 6—7 м
на востоке выше уровня воды в озе¬
ре. Эта линия, вероятно, отражаетнаивысший летний уровень озера,
уровень максимума талых вод, выше
которых вода никогда не поднимает¬
ся. Но даже он более чем на 70 м
ниже перемычки, запирающей озеро.
Поверхностный сток из озера отсут¬
ствует. Подземный сток визуально
определить гораздо сложнее, для
этого нужно проводить специальные
исследования. Поэтому сказать сей¬
час, куда девается вода озера, ис¬
паряется она или уходит вглубь,
пока трудно. Однако, по-видимому,
при всех случаях нет оснований пред¬
полагать, что в ближайшем будущем
плотина будет размыта.Труднее всего для сейсмотекто¬
ниста и геоморфолога, когда он име¬
ет дело с древним горным обвалом,
решать: обязан ли обвал своим воз¬
никновением землетрясению или нет?Для нас вопрос этот был важен
потому, что на сейсмической касте
Бадахшана, где эпицентров земле¬
трясений мало, выделялось неболь¬
шое пятно в районе оз. Шивы. Мож¬
но было связать обвал с подвиж¬
ками по разлому, который по мор¬
фологическим признакам намечает¬
ся в северо-восточной части озера.
Но сейсмогенного ли они характера?При обследовании самого те¬
ла завала выяснилось необычное
обстоятельство. В дальней от озераи стенки срыва его части вместо раз¬
валов и хаоса глыб и обломков склон
завала состоял иэ насыпного холмис¬
того рельефа, сложенного сравни¬
тельно мелкоземистым отсортирован¬
ным материалом. Для такой диффе¬
ренциации только обвала явно недо¬
статочно. По-видимому, должно было
случиться и землетрясение. А если
так, то, может быть, оно и явилось
причиной самого обвала. В несколь¬
ких километрах севернее, в долине
Пянджа, был обнаружен еще один
обвал-оползень того же облика, что
и перед озером. Оба они распола¬
гаются по линии, параллельной до¬
лине Пянджа, что увеличивает воз¬
можность их связи с двйжениями по
разлому и сейсмогенной природой
обвалов....Долго, очень долго еще озеро
будет одиноко смотреть в небо, из¬
редка отражая шатер кочевников или
путника с навьюченным ишаком, спе¬
шащего в ближайший пянджский
кишлак. Однако на современных кар¬
тах оно должно быть нанесено пра¬
вильно уже теперь, и энциклопедии,
во всяком случае географическая,
могут в очередном издании привести
верные сведения об этом затерян¬
ном озере.УДК 550.8)Новейшие движения земной корыВ. А. Апродов
ПО РАВНИНАМ ПОЛЬШИ И ГОРАМ
ЧЕХОСЛОВАКИИ
Изд-во МГУ, 1967, ц. 83 к., 238 стр.В этой книге читатель найдет не
только общие впечатления от поезд¬
ки по Польше и Чехословакии.
Он увидит природу этих стран глаза¬
ми геолога, познакомится с такими
деталями, которые может заметить
лишь специалист.Польша и Чехословакия — страну
с резко различным рельефом и по¬
тому представляют особый интерес
для автора, которого давно привле¬
кают проблемы молодой тектоники
Земли.Одним из фундаментальных
открытий за последние десятилетия
в геологии явилось установление и
всеобщее признание того, что даже
самые устойчивые участки земного
шара находятся в непрерывном дви¬
жении. И хотя эти поднятия и опуска¬ния измеряются лишь 'долями мил¬
лиметра, суммарная их величина за
последние миллионы лет достигает
иногда сотен метров и даже че-
с <ольких километров. Эти движения
: апечатлены в рельефе Земли.
Автор обращает внимание прежде
jcero на те особенности рельефа,
з которых отразились новейшие под¬
нятия и опускания. Высокие террасы,
сохранившиеся на склонах гор,
река, блуждающая по обширной-
впадине, серия минеральных источ¬
ников вдоль разлома, карстовые пе¬
щеры, оставленные водой, следы
землетрясений, тектонические усту¬
пы — ничто не проходит мимо опыт¬
ного взгляда исследователя. Совер¬
шая вслед за автором увлекательное
путешествие, читатель получает не¬
мало любопытных сведений о новей¬
шей тектонике.	и*-Но автора привлекают не только
чаучные проблемы. Рассказ о реч¬ных террасах переплетается с впе¬
чатлениями о городах и древних
замках; история карстовых пещер
сменяется рассказом о трудовых
буднях сельского кооператива. Такая
форма изложения оказалась удач¬
ной. Книга читается с увлечением.Многочисленные фотографии пе¬
редают колорит увиденных автором
стран. Не совсем удачна, пожалуй,
схема новейшей тектоники, поме¬
щенная в конце книги. Она излишне
специальна и больше подходит для
научной статьи. Для широкого круга
читателей, на который рассчитана
книга, следовало бы поместить
более простую и наглядную схему
рельефа и молодых тектонических
движений.Е. Д. Сулиди-КондратьезВ.	В. Козлов
Кандидаты геолого-минералоги-
ческих наукМосква
ИСТОРИЯ НАУКИЯркая страница в науке о металлеК 100-летию открытия Д. К. Черновым фазовых превращений в сталиА. С. ФедоровКандидат технических наук
Институт истории естествознания и техники АН СССР
(Москва)В апреле-мае текущего года отме¬
чается знаменательная дата в исто¬
рии науки. Сто лет назад выдающий¬
ся русский ученый Дмитрий Констан¬
тинович Чернов доложил Русскому
техническому обществу о своих
исследованиях структуры и свойств
стали в зависимости от ее тепловой
обработки и ковки. Этими замеча¬
тельными исследованиями была впи¬
сана новая яркая страница в наукуо	металле и технику металлообра¬
ботки*Вторая половина XIX в. была озна¬
менована крупными событиями в об¬
ласти черной металлургии. Уже в
пятидесятых годах почти одновремен¬
но были изобретены новые способы
получения литой стали — бессемеров¬
ский (конверторный) и мартеновский.
Они позволили выплавлять дешевый
металл в больших количествах и срав¬
нительно быстро вытеснили из завод¬
ской практики кричный, пудлинговый
и другие методы производства стали.Быстрорасширяющееся производст¬
во и применение литой стали поста¬
вили перед наукой и практикой ряд
важных задач, связанных не просто
с получением металла и его обра¬
боткой, но и с необходимостью обес¬
печить стальному изделию максималь¬
но высокое качество. Для этого по¬
требовалось глубоко изучить внут¬
ренние процессы, происходящие в
питой- стали в ходе ее механической
(ковка, прокатка) и тепловой (терми¬
ческой) обработки. Эти исследования
эыли начаты русскими металлургами
[П. П. Аносовым, А. С. Лавровым,Дмитрий Константинович Чернов
(1839—1921)
НО История наукиН. В. Калакуцким и др.) и рядом за¬
рубежных ученых. Их деятельность
продолжил великий металлург Дмит¬
рий Константинович Чернов, с именем
которого связана целая эпоха в раз¬
витии теории и практики металлур¬
гии. Он явился основоположником
учения о строении металлов и спла¬
вов. Научные открытия, сделанные
Д. К. Черновым, легли в основу ряда
важнейших процессов получения и
последующей обработки чугуна, и
особенно стали, включая ее выплав¬
ку, ковку и термическую обработку.Д. К. Чернов родился в Петербур¬
ге 1 ноября 1839 г. Девятнадцати лет
он с отличием окончил Петербургский
практический технологический инсти¬
тут. Вскоре после этого он начинает
здесь свою педагогическую деятель¬
ность, совмещая ее с исполнением
обязанностей помощника заведующе¬
го научно-технической библиотекой
института. Приводя в порядок библи¬
отечный фонд, Чернов составляет си¬
стематический каталог литературы по
технике. Эта работа имела огромное
значение для научной деятельности
будущего ученого. Он познакомился
с новыми техническими идеями, про¬
являя при этом особый интерес к
металлургии и горному делу. Наибо¬
лее сильное впечатление произвели
на него статьи выдающегося русско¬
го металлурга первой половины XIX в.
П. П. Аносова, публиковавшиеся в
«Горном журнале».Увлекательная наука о металле
делала в то время свои первые роб¬
кие шаги. Все активнее завоевывал
право на жизнь новый металличес¬
кий сплав — качественная сталь. Од¬
но за другим спадали покрывала та¬
инственности с процессов получения
и обработки металлов. Возможно,
все это и заставило молодого инже¬
нера в марте 1866 г. покинуть инсти¬
тут и направиться в темный сталепла¬
вильный цех Обуховского завода, где
искрился расплавленный металл, где,
изнемогая от жары, рабочие и инже¬
неры отливали пушки, детали станков
и машин.Целые дни, а иногда и ночи про¬
водит Чернов в закопченных цехах
огромного завода, в механической и
химической лабораториях. Часто его
можно было встретить и на артилле¬
рийском полигоне. Там он тщательноизучал выпускаемые заводом пушки,
исследовал достоинства и пороки ме¬
талла и вскоре пришел к выводу, что
не все стволы одинаковы по качест¬
ву. Некоторые из них отличались вы¬
сокой прочностью и долговечностью,
а другие разрывались при первых же
выстрелах.Чернов внимательно исследует
места разрывов в стволах и убежда¬
ется в том, что сталь здесь имеет
крупнозернистое строение, в то вре¬
мя как орудия, показавшие продол¬
жительный срок службы, отличаются
мелкозернистой структурой металла
при одинаковом химическом составе.
Выходит, что из стали одного и того
же состава можно получить разную
по качеству продукцию. Это заставило
исследователя глубоко задуматься.
Если некоторые пушки получаются
хорошими, размышлял он, значит
можно и нужно подобрать такие ус¬
ловия производства изделий, при ко¬
торых все они будут отменного ка¬
чества.Шаг за шагом наблюдает Чернов
многочисленные звенья сложного
процесса производства стального
орудия. Особое внимание он уделяет
ковке металла. Старые, опытные куз¬
нецы научили его определять темпе¬
ратуру металла «на глаз», наблюдая
за цветом нагреваемых в печи слит¬
ков. Чернов подвергает ковке сталь,
нагретую до различных температур,
т. е. до разного «цвета каления». От¬
кованные и охлажденные образцы он
испытывает в механической лабора¬
тории. Таким образом ему удается
установить, при каком температурном
режиме ковки получается изделие с
наиболее высокими механическими
свойствами.Однако молодой инженер не
только наблюдает производственные-
процессы, не только экспериментиру¬
ет или ведет длительные беседы с
рабочими и мастерами, пытаясь глу¬
боко разобраться в сущности каждо¬
го этапа производства стального из¬
делия. Не меньше времени он уделя¬
ет изучению технической литературы
по этим вопросам. Среди многих спе¬
циальных работ его внимание при¬
влекают статьи А. С. Лаврова и
Н. В. Калакуцкого, опубликованные
а «Артиллерийском журнале» в
1866 — 1867 гг. Работы этих ученых-металлургов дали в руки Чернова
ключ к раскрытию многих явлений,
определяющих качество изделий из
стали и других сплавов....Миновали два года напряженной
работы. И вот, в апреле и мае 1868 г.
Д. К. Чернов докладывает о своих
наблюдениях и выводах на заседаниях
Русского технического общества.
Его сообщения, названные им «Кри¬
тический обзор статей Лаврова и Ка¬
лакуцкого о стали и'стальных орудиях
и собственные Д. К. Чернова иссле¬
дования по этому же предмету»,
вошли в золотой фонд научно-
технической литературы по металлур¬
гии и металловедению. Чернов ме
только дал мастерский анализ работ
Лаврова и Калакуцкого, но и удиви¬
тельно четко подчеркнул связь между
тепловыми превращениями в стали и
ее свойствами и структурой. Он уста¬
новил зависимость строения стали от
тепловой и механической обработки.
Этой своей работой молодой ученый
подвел научную базу под изучение
свойств и структуры стали в зависи¬
мости от тепловых и механических
факторов.Что же представляет собою обра¬
ботка стали в горячем состоянии?
Это либо термическая обработка в
виде закалки, отпуска, отжига и пр.,
связанная только с тепловым факто¬
ром и происходящая без участия ме¬
ханических сил внешнего воздействия.
Либо это горячая механическая обра¬
ботка, связанная с приложением к
нагретому металлу, доведенному до
пластичного состояния, внешних де¬
формирующих усилий. Либо, наконец,
это сочетание ковки, т. е. внешних
механических воздействий, с после¬
дующей тепловой обработкой, Об¬
щее для всех этих видов горячей об¬
работки стали состоит прежде всего-
в том, что они преследуют цели улуч¬
шения механических свойств металла
путем изменения его структуры.Преимущества стального изделия
с мелкокристаллической структурой в
конце 60-х годов прошлого столетия
уже ни у кого не вызывали сомнений.
Однако подавляющее большинство
ученых считало, что только горячая
механическая обработка (ковка, про¬
катка) способна обеспечить стально¬
му изделию нужную структуру.
Д. К. Чернов решительно выступил-
История науки 111против таких взглядов. «И он не толь¬
ко доказал ложность и неправиль¬
ность взглядов на значение ковки для
качества стали, — писал впоследствии
академик А. А. Байков, — но и открыл
тот новый правильный путь, по кото¬
рому должна была пойти обработка
стали с целью придания ей, по жела¬
нию, требуемых свойств и высоких
качеств. Д. К. Чернов указал, что
решающим фактором а этом вопросе
является не механическая обработка
при помощи молота или пресса, а
тепловая обработка путем нагрева и
охлаждения с различной скоростью,
и положил, таким образом, основание
термической обработке стали» ’.Д. К. Чернову удалось графически1 А. А. Байнов. Великий русский
металлург Д. К. Чернов и его науч¬
ные труды. В кн.: А. А. Байков. Соб¬
рание трудов, т. II, М.— Л., 1948,
стр. 256.представить закономерность в изме¬
нении структуры стали при нагрева¬
нии. На прямой линии — термометри¬
ческой шкале — он отметил несколь¬
ко особенных точек, соответствую¬
щих определенным температурам,
при которых в структуре стали наблю¬
дались определенные изменения,
Одна из этих точек, обозначенная
Черновым буквой а, соответствовала
темно-вишневому цвету нагретой ста¬
ли, вторая точка — b характеризова¬
лась красным цветом каления и, на¬
конец, третья точка — с соответство¬
вала температуре плавления данной
стали.Найденные Черновым точки не
являются строго постоянными для
всех сортов стали. Их положение на
шкале меняется в зависимости от
химического состава сплава. «Точки
a, b и с не имеют постоянного места
на шкале, — подчеркивал ученый всвоем знаменитом докладе, — и пе¬
ремещаются сообразно со свойства¬
ми стали (для чистой стали это пере¬
мещение прямо зависит от про¬
центного содержания г ней углеро¬
да); чем тверже сталь, тем более
эти точки придвигаются к нулю, а
чем мягче сталь, тем больше они от
него удаляются, вообще говоря, с
различными скоростями» Точки
Чернова характеризуют превраще¬
ния стали во время нагревания или
охлаждения при определенных тем¬
пературах. Эти превращения сущест¬
венно изменяют структуру и свойства
металла. Молодой ученый в своем
первом докладе дал ясное определе¬
ние значения этих точек.В чем же состоит значение точки1	Д. К. Чернов. Критический обзор
статей Лаврова и Калакуцкого... В кн.:
Д. К. Чернов и наука о металлах.
М., 1950, стр. 91.Д. К. Чернов среди членов семьи и преподавателей Михайловской артиллерийской академии, 1900-е годы. (Публи¬
куется впервые)
112 История наукиа Чернова? Сам ученый дает четкий
ответ на этот вопрос: «сталь, как бы
тверда она ни была, будучи нагрета
ниже точки а, не принимает закал¬
ки, как бы быстро ее ни охлаждали;
напротив того,она становится значи¬
тельно мягче и легче обрабатывается
пилою» ’.Таким образом, критическая точ¬
ка а практически характеризует тем¬
пературу, при которой сталь начина¬
ет закаливаться. Перед закалкой
стальное изделие требуется нагреть
несколько выше этой точки и быстро
охладить. Такое стремительное охла¬
ждение задерживает изменение
структуры стали и наделяет ее новы,
ми механическими двойствами.Операции термической обработки
стали, а также все виды горячей ме¬
ханической обработки — ковка, штам¬
повка, прокатка — связаны с крити¬
ческой точки Ь, установленной Чер¬
новым. Он указывает, что «сталь,
будучи нагрета ниже точки Ь, не из¬
меняет своей структуры — медленно
или быстро после того она охлаж¬
дается...Как только температура стали
возвысилась до точки Ь, масса стали
быстро переходит из зернистого
(или, вообще говоря, кристаллическо¬
го) в аморфное (воскообразное) со¬
стояние» 2. Таким образом, Д. К. Чер¬
нов установил, что для получения
мелкозернистой структуры (назван¬
ной им аморфной), которая обеспе¬
чивает стальному изделию наилуч¬
шие механические качества, нужно
нагреть это изделие до точки Ъ или
немного выше и затем медленно
охладить.Однако вернемся к одной из глав¬
ных операций артиллерийского про¬
изводства — ковке орудийных ство¬
лов. Задача ковки состоит в том, что¬
бы получить возможно более мелко¬
зернистую структуру стали (раздро¬
бить и вытянуть зерна металла) и,„	одновременно с этим, придать сталь-Кристаллообразные ростки в усадочных раковинах стальных слитков. „	„Эти рисунки выполнены Д. К. Черновым в 1863 г.	нои заготовке форму, близкую кформе конечного изделия. Практика
показывала, что иэ одной и той же
стали в результате ковки могут полу¬
чаться изделия как с мелким зерном,
так и с крупным. Необходимо было1	Д. К. Чернов... стр. 91.2	Там же, стр. 92.
История науки 113найти такой режим ковки, при кото¬
ром во всех случаях обеспечивалось
бы получение мелкозернистой струк¬
туры.Как известно, обработка горяче¬
го металла давлением (ковка, прокат¬
ка), с одной стороны, приводит к
раздроблению и вытягиванию зерен,
а с другой — сопровождается рекри¬
сталлизацией, т. е. ростом зерен и
восстановлением равновесной неори¬
ентированной структуры под действи¬
ем высокой температуры, при кото¬
рой находится металл во время
деформации. Поэтому, для того что¬
бы получить стальное изделие с воз¬
можно меньшим зерном, нужно кон¬
чать ковку только тогда, когда про¬
цесс рекристаллизации практически
завершился. Это соответствует кри¬
тической точке 6. Д. К. Чернов со¬
вершенно правильно определяет
нижний температурный предел ков¬
ки: «Нужно стремиться достигнуть
того, чтобы наши орудия были по
возможности мелкозернистого сло¬
жения, для этого следует, как мы
видели, после нагрева болванки до
высокой температуры ковать ее до
тех пор, пока она не остынет до тем¬
пературы, обозначенной мною точ¬
кою Ь; тогда вместе с изменением
куска в данную форму мы не дадим
ему кристаллизоваться, и по возмож¬
ности приблизим структуру его к
аморфной массе»Возвратимся еще раз к ковке
стальных изделий. Так ли необходим
этот сложный и трудоемкий процесс,
требующий дорогого оборудования —
нагревательных печей, молотов или
прессов? Внимательно изучая струк¬
туру литой и кованой стали, Чернов
пришел к выводу, что правильно по¬
добранный режим тепловой обработ¬
ки может обеспечить литому стально¬
му изделию наилучшую структуру,
т. е. мелкозернистое строение. В этом
случае ковка была бы не нужна. Одна¬
ко в реальных условиях, как это бле¬
стяще показали в своих работах Лав¬
ров и Калакуцкий, литые стальные
болванки переполнены газовыми пу¬
стотами, пузырями и раковинами. За¬
дача ковки — сжать, сдавить, по воз¬
можности сварить эти пустоты. «Не
будь этих пустот, как газовых, так1 Д. К. Чернов... стр. 103.8 Природа, № 4Собственноручные рисунки Д. К. Чернова, приложенные к письму редактору
«Журнала Русского металлургического общества». Фиг. I изображает диаграм¬
му превращений в стали и железе по данным 1868 г., на фиг. II та же диаграм¬
ма в уточненном виде
11* История наукии усадочных, — говорит Чернов, —
можно было бы прямо в данную
форму отливать орудия из стали, —
так, как отливают их из чугуна» *.В наше время разработаны новые
металлургические процессы, позво¬
ляющие хорошо раскислить сталь,
вести процесс в вакууме и т. д. Это
резко сокращает число и размеры
газовых пустот в литом металле, а
непрерывная разливка жидкой стали
позволяет получить литую болванку
без усадочных раковин. В то же вре¬
мя прогресс в области термообработ¬
ки обеспечивает возможность полу¬
чения практически любой структуры
металла. Все это значительно сокра¬
щает область применения ковки и
штамповки в современном производ¬
стве, уступающих свое место процес¬
сам отливки жидкой стали в формы,
с соблюдением необходимых усло¬
вий ее остывания.Практическое значение критичес¬
ких точек, установленных Д. К. Чер¬
новым, исключительно велико. Точка
а дала возможность правильно нахо¬
дить температуру закалки. Точка Ъ
внесла понятие об изменении струк¬
туры стали при нагревании, позволила
кузнецам и термистам получать про¬
дукцию высокого качества.Открытие критических точек, обо¬
значающих температуры, при которых
в стали происходят фазовые превра¬
щения,— одна из выдающихся работ
Д. К. Чернова. И впоследствии уче¬
ный не раз возвращался к вопросуо	критических точках, внося новые
и новые элементы в стройную систе¬
му своих взглядов. В сообщении
Русскому техническому обществу
«О приготовлении стальных броне¬
пробивающих снарядов» (10 мая
1885 г.), в лекции «О влиянии механи¬
ческой и термической обработки на
свойства стали», прочитанной в Ин¬
ституте инженеров путей сообщения
28 янвчря 1886 г., в блестящем курсе
основ сталелитейного дела, прочитан¬
ном Черновым в Михайловской ар¬
тиллерийской академии в 1898 г. и,
наконец, в замечательном письме
редактору «Журнала Русского ме¬
таллургического общества» М. А. Пав¬
лову, написанному в ноябре 1916 г.,
идеи фазовых превращений в стали,1 Д. К. Чернов... стр. 95.высказанные впервые в 1868 г., полу¬
чают свое дальнейшее развитие в
соответствии с общим прогрессом
науки о металле.В 80—90-х годах прошлого столе¬
тия видные зарубежные ученые Ос¬
монд, Робертс-Аустен, Ледебур и др.,
пользуясь точными приборами для
и:мере;ния высоких температур — тер¬
моэлектрическим пирометром Ле-
Шателье и др., полностью подтвер¬
дил^ замечательные открытия
Д. К. Чернова, а в начале 20-х годов
нашего века превращения в стали
под действием нагревания и охлаж¬
дения получили экспериментальное
подтверждение также и рентгено¬
графическими методами. Большая
заслуга в разработке всех этих воп¬
росов принадлежит советским уче¬
ным А. А. Байкову, Н. Т. Гудцову,С.	С. Штейнбергу, Г. В. Курдюмоау
и другим....Прошло десять лет со времени
знаменитого доклада о фазовых прев¬
ращениях в стали. 2 декабря 1878 г.
Д. К. Чернов снова поднимается на
трибуну Русского технического об¬
щества. Его новая работа, названная
«Исследования, относящиеся до
структуры литых стальных болва¬
нок», посвящена процессу затвер¬
девания жидкой стали и изучению
стального слитка. «Многочисленные
разносторонние	исследованияД. К. Чернова, — пишет акад.А.	М. Самарин, — связанные с вып¬
лавкой и разливкой стали, имели
исключительное значение для со¬
вершенствования методов произ¬
водства стали и повышения ее ка¬
чества. Эти исследования оставили
неизгладимый след в истории раз¬
вития научных основ металлургии.
Их результаты и поныне определя¬
ют основные направления исследо¬
ваний при решении сложных проб¬
лем, возникающих при получении
высококачественной стали» *.К периоду пребывания Д. К. Чер¬
нова на Обуховском заводе отно¬
сится также его работа по иссле¬
дованию и внедрению бессемеров¬
ского способа получения стали.
Для русской, да и для зарубежной1	А. М. Самарин. РабоТы Д. К.
Чернова в области выплавки и раз¬
ливки стали. Труды по истории тех¬
ники. Вып. II, М., 1958, стр. 20.металлургии этот процесс был
сравнительно новым и содержал
много неясных сторон. Естествен¬
но, что в этих условиях обстоятель¬
ное сообщение Д. К. Чернова («Ма¬
териалы для изучения бессемеро¬
вания»), сделанное в Русском тех¬
ническом обществе в феврале
1876 г., послужило стимулом к бо¬
лее широкому внедрению бессеме¬
ровского способа производства ста¬
ли на русских заводах.Работы замечательного русского
металлурга позволили в значительной
степени усовершенствовать конвер¬
терный прэчс.:с, расширить область
его применения. До Чернова при
бессемеровском процессе применя¬
ли только высококремнистые чугу-
ны. Чугун с содержанием относитель¬
но небольшого количества кремния
считался непригодным для бессеме-
рсзания, так как высокая температура
процесса создавалась главным обра¬
зом за счет выгорания кремния.
Д. К. Чернов на Обуховском заво¬
де (и почти одновременно с ним
К. П. Поленов на Нижне-Салдинском
заводе) еще s 1872 г. предложил
предварительно подогревать жидкий
чугун в вагранке перед его залив¬
кой в конвертер. Этот способ, полу¬
чивший название русского бессеме¬
рования, в дальнейшем широко при¬
менялся на отечественных и зару¬
бежных заводах.Всестороннее изучение теории и
практики конверторного процесса
позволило Чернову горячо поддер¬
жать мнение ряда специалистов о
целесообразности использования ки¬
слорода для интенсификации про¬
цесса выплавки стали в конвертере.
В докладе Русскому техническому
обществу в 1876 г. Чернов подчер¬
кивает исключительную эффектив¬
ность применения обогащенного кис¬
лородом воздуха для продувки жид¬
кого чугуна в конвертере. «Это
должно значительно возвысить тем¬
пературу металла, а с другой сто¬
роны,— сократить время процесса и
уменьшить расход на движущую
силу, тек как воздуходувная маши¬
на может быть тогда уменьшена
пропорционально количеству при¬
мешиваемого кислорода». 11 Д. К. Чернов... стр. 142.
История науки 11в>иднако в те далекие времена
кислород стоил дорого, а работа
металлургических агрегатов на
дутье с повышенным содержанием
кислорода совсем не была изучена.
Понадобился не один десяток лет
напряженной теоретической и экспе¬
риментальной работы, чтобы вопросо	широком использовании кислоро¬
да в металлургии стал на практи¬
ческие рельсы.В 1889 г. Д. К. Чернов был при¬
глашен на должность профессора
металлургии старейшей высшей во¬
енной школы в России — Артилле¬
рийской академии, находившейся
тогда в Петербурге. Обязанности
профессора академии он исполнял
до самой смерти. Под его руковод¬
ством прошли подготовку многие
сотни высококвалифицированных спе¬
циалистов.Д. К. Чернов — автор ряда важ¬
нейших работ в области металлур¬
гии и металлообработки вообще и
артиллерийского производства в осо¬
бенности. При его непосредствен¬
ном участии происходило перево¬
оружение русской армии трехлиней¬
ными винтовками. Он разработал
оригинальный метод термической
обработки стальных снарядов, обес¬
печивающий последним свойства
бронебойности. Чернов исследовал
весьма важный вопрос выгорания
каналов стальных орудий при стрель¬
бе, т. е., другими словами, стойкость
стали против разрушительного дей¬
ствия газов высокой температуры.Много лет назад выдающийся
металлург считал вполне возмож¬
ным промышленное получение ста¬
ли непосредственно из руд, минуя
доменный процесс. В обстоятельном
докладе, прочитанном им на засе¬дании Русского технического обще¬
ства 20 января 1899 г., Д. К. Чернов
не только обосновал новый процесс
теоретически, но и сообщил о раз¬
работанном им оригинальном про¬
екте плавильной печи, позволяющей
получать сталь прямо из железной
руды. В то время проект не встре¬
тил поддержки. Однако сейчас ге¬
ниальное предвидение ученого на¬
чинает осуществляться.♦Д. К. Чернов был выдающимся
общественным деятелем. Еще моло¬
дым инженером, в 1866 г. он при¬
нял активное участие в организации
и работе Русского технического об¬
щества, объединявшего в то время
наиболее прогрессивные слои рус¬
ской инженерно-технической интел¬
лигенции. Ученый считал своим дол¬
гом знакомить со своими работами
прежде всего техническую общест¬
венность, отзывы и критику со сто¬
роны коггорой он очень ценил. По¬
этому он систематически доклады¬
вал на собраниях Общества о всех
своих работах еще до опубликова¬
ния их в печати.Подобно многим другим выдаю¬
щимся деятелям русской науки,
Д. К. Чернов был блестящим попу¬
ляризатором и пропагандистом на¬
учных знаний. Он читал публичные
лекции, часто — с благотворитель¬
ными целями, в пользу нуждающих¬
ся студентов. Д. К. Чернов живо ин¬
тересовался работой новаторов в
области науки и техники и многим
помогал. Он не пропускал ни од¬
ного заседания Русского техниче¬
ского общества и других научных
организаций, на которых обсужда¬лись какие-нибудь научные пробле¬
мы.Научный авторитет Чернова был-
признан уже при жизни не только
в России, но и за ее пределами.
Он состоял почетным членом Ар¬
тиллерийской академии, петербург¬
ских Технологического и Политехни¬
ческого институтов, почетным пред¬
седателем Русского металлургиче¬
ского общества и ряда других орга¬
низаций. Он был избран почетным
вице-председателем английского Ин¬
ститута железа и стали, почетным
членом американского Института
горных инженеров и т. д.В 1900 г. на Всемирной париж¬
ской выставке известный француз¬
ский металлург Г. Монгольфье го¬
ворил: «Считаю своим долгом от¬
крыто и публично заявить в присут¬
ствии стольких знатоков и специа¬
листов, что наши заводы и все ста¬
лелитейное дело обязаны настоя¬
щим своим развитием и успехами в-
значительной мере трудам и иссле¬
дованиям русского инженера Черно¬
ва, и приглашаю вас выразить ему
нашу искреннюю признательность и
благодарность от имени всей метал¬
лургической промышленности».Дмитрий Константинович Чернов
умер 2 января 1921 г. в Ялте. Его
заслуги перед наукой огромны. Сде¬
ланные им научные открытия прев¬
ратили сталелитейное дело из ре¬
месла и искусства одиночек р нау¬
ку, законы которой благодаря Д. К.
Чернову стали хорошо известны и
с большим эффектом используются
в производстве. Классические труды
ученого вошли в золотой фонд ми¬
ровой науки.УДК 92 (Чернов)
НОВОСТИ НАУКИВавиловские конференции
♦Холдейновскиечтения♦Гравиметр в гондоле
♦Подводная лодка-
колокол
♦Реликтовое излучение
на волне 8,2 мм
♦Следы лунного потопа
♦Неоткрытые спутники
планет
♦Австралийскийрадиогелиограф♦Гравитационныйэксперимент♦Гигантская пузырьковая
камера
♦Атомная паровая машина
для искусственного сердца
♦Четвертый горячий очаг
в Красном море
♦Необычные нуклеотиды и
цитокинины
♦Летучие выделения
растений
♦62 дня без движения
♦Первый польский «протез
сердца»♦Разновидностьполиомиелита♦Международный симпози¬
ум по дыхательной недо¬
статочностиВавиловские конференцииКонференции и заседания, по¬
священные памяти выдающегося уче¬
ного, прошли во многих союзных
республикахЭто свидетельствуето	необычайном авторитете, много¬
гранности, широте научных идей и
огромном значении наследия Н. И.
Вавилова. Аудитории заполняли спе¬
циалисты самых различных научных
профилей — растениеводы и ботани¬
ки, селекционеры и генетики, гео¬
графы и систематики, историки нау¬
ки и археологи.Академия наук СССР, Всесоюзная
академия сельскохозяйственных наук
им. В. И. Ленина (ВАСХНИЛ) и Все¬
союзный научно-исследовательский
институт растениеводства им. Н. И.
Вавилова (ВИР) 11—15 декабря 1967 г.
провели в Ленинграде научную кон¬
ференцию, посвященную 80-летию
со дня рождения выдающегося совет¬
ского ученого — академика Николая
Ивановича Вавилова2. Конференция
привлекла свыше тысячи ученых и
научных работников, прибывших из
различных городов нашей страны.
В работе конференции приняли учас¬
тие видные ученые ряда зарубежных
стран, встречавшиеся с Н. И. Вави¬
ловым.Во вступительном слове президен¬
та ВАСХНИЛ акад. ВАСХНИЛ П. Л.
Лобанова на ленинградской конфе¬
ренции, так же как и в докладах и
выступлениях ближайших соратников,
последователей и учеников Н. И. Ва¬
вилова, ученый предстал как чело¬
век выдающихся способностей, гран--
диозных научных идей и исключи¬
тельных личных качеств.В докладах, сделанных на ленин¬1	18 декабря в Москве в Доме
ученых состоялось торжественное
заседание, также посвященное 80-ле¬
тию со дня рождения академика
Н. И. Вавилова, о котором уже сооб¬
щалось в нашем журнале («Приро¬
да», 1967, № 1, стр. 62).2	Подробнее о жизни и работах
Н. И. Вавилова см. «Природа», 1967,
№ 9, стр. 47—68.градской конференции академиком
ВАСХНИЛ Д. Д. Брежневым («Н. И.
Вавилов — организатор и руководи¬
тель Всесоюзного института растение¬
водства»), академиком ВАСХНИЛ
П. М. Жуковским («Развитие учения
Н. И. Вавилова об очагах и геоцент¬
рах происхождения растений»), ака¬
демиком Н. П. Дубининым («Н. И.
Вавилов как генетик»), академиком
ВАСХНИЛ С. М. Букасовым («Разви¬
тие учения Н. И. Вавилова о систе¬
матике культурных растений»), был
дан глубокий анализ богатейшего
научного наследия Н. И. Вавилова и
показаны связи этого наследия с раз¬
витием науки в наши дни.Много интересных воспоминанийо	Н. И. Вавилове прозвучало на этих
конференциях из уст учеников, со¬
ратников и близко знавших Вавилова
людей. В частности, выступили проф.В.	В. Суворов (Ленинград), проф.А.	Ф. Шулындин (Харьков).Интересные доклады были сдела¬
ны на ленинградской конференции
иностранными учеными: Шикком
(ГДР), Колевым (Болгария), Иличем
(Югославия), Густавсоном (Швеция).
В них говорилось об авторитете
Н. И. Вавилова в научных кругах
этих стран и о развитии там его уче¬
ния в настоящее время.5 января 1968 г. Комиссия по ис¬
тории сельского хозяйства и кре¬
стьянства СССР и Комиссия по ис¬
пользованию данных исторических
наук для практики народного хозяй¬
ства провели в Москве исключитель¬
но интересное заседание, также по¬
священное Н. И. Вавилову. В докла¬
дах «Н. И. Вавилов как историк зем¬
леделия» (кандидат исторических
наук В. М. Суриков), «Роль истори¬
ческих факторов в происхождении
культурной флоры» (доктор сель¬
скохозяйственных наук М. М. Якуб-
цинер), «К проблеме возникновения
и развития орошаемого земледелия»
(кандидат исторических наук Б. В.
Андронов), «Археология и учение
Н. И. Вавилова о центрах происхож¬
дения культурной растительности»
(кандидат географических наук Г. Н.
Лисицина) красной нитью проходила
мысль о роли Н. И. Вавилова в раз¬
работке названных проблем, в по¬
становке которых его можно счи¬
НОВОСТИ НАУКИтать новатором. Выступавшие под¬
черкивали необходимость продолже¬
ния начатых Н. И. Вавиловым иссле¬
дований и использования накоплен¬
ных им богатейших исторических,
этнографических и прочих ценных
научных материалов.В.	М. Суриков, изучив ряд
документов, в том числе протоколы
заседаний ученых советов ВИР,
отметил, что все они пронизаны
историческим подходом Н. И. Вави¬
лова к теоретическим проблемам и
решению отдельных практических
вопросов. Исследуя историю культур¬
ной флоры, Н. И. Вавилов нашел
ключи к пониманию вопросов раз¬
вития человеческого общества, в
частности к проблемам земледелия.
Всестброннее и полное раскрытие
научного наследия Н. И. Вавилова
в истории сельского хозяйства тре¬
бует специальных глубоких исследо¬
ваний.Г. Н. Лисицина рассказала, что
археологические раскопки и палео¬
ботанические исследования, выпол¬
ненные после Н. И. Вавилова, как
правило, приводят ученых к выводам,
совпадающим или очень близким к
воззрениям Н. И. Вавилова в вопро¬
сах о центрах возникновения куль¬
туры земледелия, орошения и др.После докладов с интересными
воспоминаниями о Вавилове высту¬
пили доктор биологических наук
Н. Р. Иванов (ВИР) и бывший
сотрудник селекционной станции при
Московской сельскохозяйственной
академии А. И. Ревенкова.	,Э. А. Оганова
Кандидат биологических наук
Научный совет по проблемам гене¬
тики и селекции АН СССР (Москва)Хордейновские чтенияСостоявшийся 12 января этого
года в Доме дружбы с народами
зарубежных стран вечер, посвящен¬
ный 75-летию со дня рождения
английского ученого Джона Б. С.
Холдейна (1892—1964), привлек
внимание широких кругов биологов,
историков науки и философов.Многогранная деятельность Хол¬
дейна, которая еще не нашла
достойного отражения в нашей на¬
учной и научно-популярной литера¬
туре, была всесторонне обрисована
в сообщениях видных советских
ученых. Холдейн предстал в них
как крупнейший теоретик-исследова-
тель первой половины XX столетия,
как автор более 500 научных работ
и 20 монографий, посвященных
разным областям естествознания
(генетике, биохимии, физиологии,
биометрии, проблеме происхожде¬
ния жизни и др.), как талантливей¬
ший популяризатор достижений на¬
уки, большой и неизменный друг
нашей страны, смелый, бескомпро¬
миссный человек.В своем вступительном слове
академик Б. Л. Астауров отметил,
что Холдейн, наряду с С. С. Чет¬
вериковым, Р. Фишером, С. Рай¬
том,— творец современной матема¬
тической теории микроэволюции.
Холдейн успешно работал также
в области математической и биохи¬
мической генетики, основополож¬
ником которых его считают по
праву. Им разработана теория про¬
исхождения жизни на Земле, кото¬
рая, наряду с теорией А. И. Опа¬
рина, получила широкое признание.' Доктор биологических наукВ.	П. Эфроимсон подробно остано¬
вился на анализе работ Холдейна
в области медицинской генетики.
Докладчик показал, что английский
ученый силой своего научного
предвидения, основанного на бле¬
стящем математическом анализе
генетических данных, полученных
различными учеными, смог объяс¬
нить причинность и дать количест¬
венную оценку многих наследствен¬
ных заболеваний человека в самых
различных местах земного шара.
Он подчеркнул, что по разносто¬
ронности интересов и энциклопедич¬
ное™ знаний Холдейна по праву
можно поставить в один ряд с
учеными-титанами эпохи Возрожде¬
ния.Академик Б. М. Кедров обстоя¬
тельно проанализировал творческий
подход к решению философских
вопросов в работах Холдейна. Онотметил, что ученый 'подготовил
первое издание «Диалектики приро¬
ды» Ф. Энгельса на английском
языке (в 1939 г.) и предпослал
ему блестящую вступительную ста¬
тью, которая, к сожалению, до сих
пор не появилась в русском пере¬
воде. В работах, посвященных фи¬
лософии естествознания, Холдейн,
владея всем комплексом естествен¬
ных наук, будь то физика, химия,
геология, математика, астрономия
или любая область биологии, сумел
удивительным образом обобщить
новейшие достижения естествозна¬
ния.Профессор Н. В. Тимофеев-Ре¬
совский в ярком выступлении поде¬
лился воспоминаниями о встречах
с Холдейном и охарактеризовал
его как широко мыслящего ученого
и большого, интересного человека.
В заключение выступили доктор
биологических наук А. А. Малинов¬
ский, который обратил внимание
собравшихся на то, что Холдейн —
создатель направления теоретиче¬
ской биологии. Московский коррес¬
пондент газеты «Морнинг стар»
Питер Темпест рассказал о работе
Холдейна в этой газете. В течение
10 лет он занимал в ней почетный
пост председателя редакционного
совета и написал для нее бесплатно
около 400 блестящих научно-попу-
лярных статей.К вечеру была подготовлена
экспозиция, отражающая основные
этапы научной и общественно-поли¬
тической деятельности ученого.Г. Э. Фельдман
МоскваГравиметр в гондолеВажным источником наших зна¬
ний о Земле служит изучение ее
гравитационного поля. Распределение
силы тяжести на поверхности Земли
необходимо знать для определения
фигуры нашей планеты, раскрытия
особенностей ее внутреннего стро¬
ения, для поисков полезных иско¬
паемых. Измерения ускорения силы
тяжести на суше проводятся в ши¬
роких масштабах. Однако наши
знания были бы сильно обеднены,
±18 Новости наукиСхема буксировки гондолы. 1 — аппаратура для измерения силы тяжести;2 — эаглубительСпуск гондолы в мореесли бы мы не изучали гравитаци¬
онного поля на просторах морей
и океанов.В настоящее время гравиметри¬
ческие наблюдения на море ведутся
с надводных кораблей и подводных
лодок. Однако измерения силы тя¬
жести с их помощью не лишены
недостатков из-за волнения моря и
невозможности точного определения
координат лодки в подводном по¬
ложении. Заманчиво было бы со¬единить преимущества подводной
лодки и надводного судна, и,
оставив оператора на поверхности,
опустить на глубину лишь измери¬
тельную аппаратуру. Эта идея и
осуществлена в новом методе изме¬
рения силы тяжести на море с
помощью устройства, буксируемого
на глубине надводным ''‘'судном.
Энтузиастом этого способа стал
проф. В. В. Федынский.Устройство состоит из гондолы, вкоторой располагается измеритель¬
ная аппаратура, и динамического
заглубителя. С помощью заглубите-
ля герметичная гондола, обладаю¬
щая небольшой плавучестью, опу¬
скается на глубину 100 м и в таком
положении буксируется за кораблам.
При вариациях скорости судна глу¬
бина погружения гондолы меняет¬
ся лишь незначительно и зависит от
правильного положения заглубителя.Измерение силы тяжести осуще¬
ствляется с помощью автоматизиро¬
ванного струнного гравиметра.
Чувствительный элемент струнного
гравиметра представляет собой ме¬
таллическую струну, на которой под¬
вешен груз. В струне возбуждаются
колебания с частотой около 1000 гц.
При изменении силы тяжести меня¬
ется и натяжение струны/и, следова¬
тельно, частота ее колебаний. Изме¬
нение частоты колебаний и служит
мерой изменения силы тяжести.Гравиметрические измерения в
гондоле затрудняются (хотя и в
меньшей степени, чем на надводном
судне) помехами, вызванными дви¬
жением гондолы: изменениями ее
глубины погружения, наклонами,
рысканием по курсу. Чтобы очистить
показания гравиметра от помех, не¬
обходимо ввести поправки на верти¬
кальные и горизонтальные ускорения
и наклоны. Для этого создан
комплект вспомогательной аппарату¬
ры, куда входят горизонтальные
струнные акселерометры, гироско¬
пические датчики наклона и струн¬
ный глубиномер, которые позволя¬
ют достаточно полно и точно
учитывать все возмущения, действу¬
ющие на гравиметр, и вычислять
соответствующие поправки. Принцип
действия струнных акселерометров
и глубиномера тот же, что и струн¬
ного гравиметра, т. е. изменения
ускорений или давления воды пре¬
вращаются в изменения частоты
колебаний.Глубина погружения гондолы
определяется глубиномером. Запись
вертикальных перемещений гондолы
с точностью 3—5 см позволяет вы¬
числять длиннопериодные вертикаль¬
ные ускорения, сравнимые по свое¬
му характеру с аномалиями сил'ы
тяжести. Заметим, что удельный вес
дпи«нопериодных ускорений с глу¬
биной увеличивается и неучет их
приводит к значительным ошибкам
в гравиметрических наблюдениях.Вся регистрирующая аппаратура
помещается на борту буксирующе¬
го судна и связана с гондолой
кабель-тросом, по которому от
струнных датчиков, находящихся в
гондоле, подается частотно-модули-
рованный сигнал, наименее подвер¬
женный действию помех при пере¬
даче через кабель. Оператор с
единого пульта управления осуще¬
ствляет контроль :а работой разме¬
щенных в гондоле приборов. Пока-
Новости науки 11®Продольный разрез аппарата. 1 — входной люк в отсек управления; 2 — но¬
совой поворотный электродвигатель; 3 — баллон со сжатым воздухом;
4 — герметичный отделяемый блок аккумуляторов; 5 — выходной люк водо¬
лазного отсека; 6 — электродвигатель вертикального перемещения; 7 — кор¬
мовой поворотный электродвигатель; в — сфера для размещения систем
жизнеобеспечения и другого оборудованиязамия датчиков регистрируются на
многоканальном самописце. Точное
измерение частоты гравиметра, за¬
висящей от силы тяжести, произво¬
дится электронно-счетным частото¬
мером и результат фиксируется
цифропечатающей машинкой. От-
счетная точность за 1 сек. состав¬
ляет 0,2 миллигала 1.Новый метод измерения силы
тяжести был опробован на Черном
и Балтийском морях. Вместо ред¬
ких дискретных определений силы
тяжести он дал возможность быстро
получать непрерывные профили
высокой точности.Л. А. Губаренко, А. В. Стакло
Институт физики Земли АН СССР(Москва)Подводная лодка-колоколВ 1967 г. проходили испытаний
необычного самоходного подводно¬
го аппарата «Deep Diver»2, сочета¬
ющего в себе свойства водолазного
колокола и подводной лодки. Его
появление — новый этап в проведе¬
нии различных работ под водой,
поскольку водолаз получил теперь
возможность выйти в море из ап¬
парата, находящегося на глубине.«Deep Diver» — плавучая подвод¬
ная база для водолазов — состоит из
двух отсеков. В переднем сохраняется
нормальное давление и в нем распо¬
лагается экипаж из двух человек,
причем один управляет аппаратом, а
второй наблюдает за работой водо-1	1 миллигал = 1/1000 см/сек2.2	См. «Skin Diver», 1967, № 10,
стр. 75; «Ocean Industry», т. 2, 1967,
№ 4.Общий вид аппараталазов в воде. Во втором также двух¬
местном отсеке, соединенном с пер¬
вым герметичным люком, давление
может поддерживаться нормальным
или же изменяться соответственно
давлению окружающей среды (состав
дыхательной смеси изменяется в за¬
висимости от глубины погружения).
Выравнив давление в отсеке с на¬
ружным давлением, водолазы выхо¬
дят через донный люк в воду.
Дыхательная смесь подается им по
шлангам с плавучей базы. Этот же
отсек служит и барокамерой при
подъеме базы на поверхность.Система жизнеобеспечения не¬
зависима для каждого отсека и
включает в себя кислородопадаю¬
щие устройства и поглотители угле¬
кислого газа. В водолазном отсеке
она может обеспечивать дыхатель¬
ной смесью двух человек при рабо¬
те их в воде на максимальной
глубине в течение 2 час.Расчетная глубина погружения
аппарата 600 м, предельная — 990 м.9	иллюминаторов, расположенных в
зго цилиндрической башне, и 13 —
в его корпусе обеспечивают экипа¬
жу почти круговой обзор. Длина
корпуса лодки 6,6 м, ее водоизме¬
щение 8,25 т. Толщина стенок цилин¬
дрического корпуса составляет12,5	мм при диаметре самого кор¬
пуса 1,35 м.«Deep Diver» легко управляет¬
ся при помощи трех электродвига¬
телей, которые питаются от 20
свинцовых аккумуляторов по 12 вольт,95	ампер-часов каждый. Вспомога¬
тельным источником энергии служит
батарея из 10 аккумуляторов, раз¬
мещенных в наружном герметиче¬
ском блоке.Максимальная скорость лодки на
поверхности 4 узла. Под водой она
может передвигаться со скоростью3	узла (в течение получаса), 2 узла
(6 час.) и 0,5 узла (12 час.). Скорость
всплытия и погружения—0,6 м/сек.
При необходимости скорость всплытия
может быть увеличена путем сбро¬
са наружной аккумуляторной бата¬
реи.П. А. Боровиков
Москва«Астрономический жур¬
нал», т. 44, 1967, вып. 6,
стр. 1128Реликтовое излучение
на волне 8,2 ммУже не раз отмечалось фунда¬
ментальное значение открытия ре-
ликтого (фонового) излучения с тем¬
пературой 3° К для построения кос¬
мологических теорий.После появления первого со¬
общения в июле 1965 г. о наблюде-
120 Новости наукиНесколько «русел» в районе Холмов Мариуса. Их ширина около километраДолина Шрётера. Исток этого «русла» напоминает голову кобры. Каньон ши¬
риной в 5 нм, возможно, проплавлен водой сквозь ледяную долинунии реликтового излучения 1 на
длине волны 7,3 см, радиофизикам
удалось обнаружить это излучение
также на волнах дециметрового и
сантиметрового диапазонов. Для вы¬
яснения характера спектра излуче¬
ния особый интерес представляют
измерения на более коротких (мил¬
лиметровых и субмлллиметровых)
волнах.Радиофизики Научно-исследова¬
тельского института при Горьковском
государственном университете и Фи¬
зического института им. П. И. Лебе¬
дева АН СССР В. И. Пузанов,
А. Е. Саломонович, К. С. Станкевич
провели абсолютные измерения
реликтового излучения на волне
8,2 мм. Измеряемой величиной слу¬
жила разность температур антенны
при приеме радиоизлучения из зени¬
та и эталонного черного тела. Сред¬
нее значение температуры реликто¬
вого излучения на волне 8,2 мм ока¬
зывается равным 2,9 ± 0,7° К. Таким
образом, измерения на различных
длинах волн дают практически оди¬
наковую температуру реликтового
излучения, что подтвержает его рав¬
новесную природу.Напомним, что в изученной обла¬
сти длин волн энергия реликтового
излучения в 102—105 раз больше
того, что можно было бы ожидать
от звезд и радиогалактик.1 См. «Природа», 1966, № 11,
стр. 45.«New Scientist», т. 36, 1967,
№ 576, стр. 708 (Англия)Следы лунного потопаПроф. Гарольд Юри, изучая де¬
тальные снимки лунной поверхности,
которые были получены с помощью
американских космических аппаратов
«Лунар Орбитер-4» и «Лунар Орби-
тер-5», пришел к сенсационным вы¬
водам. По его мнению, можно счи¬
тать доказанным, что в прошлом на
Луне бушевала вода.Ученые полагают, что ввиду
отсутствия на Луне атмосферы вода
с ее поверхности должна была, ис¬
паряясь, быстро улетучиться в кос¬
мическое пространство и исчезнуть.
Реки тоже не могли течь без атмос¬
феры, без дождей, без круговорота
подлунной и надлунной влаги. Одна¬
ко и в безвоздушном лунном прост¬
ранстве не исключена вогможность
катастрофического потопа.Предположим, что в недрах на¬
шего отнюдь не мертвого спутника
содержится вода в жидком или твер¬
дом состоянии. Если большой метео¬рит пробьет холодный верхний слой,
растопит подлунную «вечную мер¬
злоту» или же откроет «артезиан¬
ский» путь для водяного фонтана с
глубин, то в таком случае на Луне
заструится поток. Можно допустить,
что этот поток будет состоять и из
других жидкостей, например из неф¬
ти.Другая возможность временного
затопления отдельных областей Лу¬
ны связана с кометами. По всей ве¬
роятности, голова комет состоит изглыб льда. При падении кометы на
Луну лед превращается в воду.Вода из лунных недр может
поступать на поверхность во время
лунотрясений и вулканических извер¬
жений. Кроме того, в далеком прош¬
лом Луну мог оросить катастрофи¬
ческий «дождь» с Земли: взаимо¬
действие между Землей и ее близ¬
ким спутником когда-то было таким
сильным, что часть Мирового океана
могла выплеснуться гигантской при¬
ливной волной в космос. Наконец,
Новости науки 121Долина Принца в нагорье Возвещения. Из верхнего кратера диаметром
около 3 км с высоты 1,2 км тянется длинное «русло»отчасти могут оказаться справедли¬
выми все перечисленные предполо¬
жения.Во всяком случае, каков бы ни
был источник лунных вод, снимки
«Орбитеров» свидетельствуют о сле¬
дах лунных потоков. Извилистые
русла лунных «рек», часто со стран¬
ными большими углублениями на
месте «истоков», могли быть проло¬
жены, по-видимому, только текущей
жидкостью. Эти «русла» столь при¬
хотливы и похожи на русла земных
рек, что их едва ли допустимо счи¬
тать такими же структурными осо¬
бенностями Луны, как трещины или
ущелья. У лунных «рек» часто есть
притоки, хотя нет дельт. Их длина
достигает сотен, а ширина — не¬
скольких километров, но тем не менее
наблюдаемые отложения слишком
малы по сравнению с объемом ве¬
щества, вынесенного из «русел».
Поэтому проф. Томас Голд полагает,
что теплый поток проплавляет свое
русло сквозь ледяные поля, припо¬
рошенные лунной почвой.Более того, Г. Юри утверждает,
что и в настоящий момент по Луне
струятся ручьи. Один из них, вчастности, изливается через брешь
кратера Крюгера и попадает в дей¬
ствующее русло. Исток ручья нахо¬
дится в теплой зоне кратера, где
плавится лунный лед. Если Юри прав,
то, поскольку вода на Луне быстро
испаряется, в окрестностях кратера
Крюгера и вокруг русла ручья дол¬
жна существовать атмосфера с дав¬
лением не менее 4,6 мм ртутного
столба.Пока нельзя точно сказать, про¬
исходил ли лунный потоп один раз
или повторялся неоднократно.
Г. Юри убежден, что первобытная
вода в виде льда в значительном
количестве заключена в недрах Луны
и водными потоками вырывается
наружу при неоднократных столкно¬
вениях Луны с кометами, когда пла¬
нета прогревается не только из-за
кинетической энергии удара, но и
благодаря образованию временной
атмосферы. На Луне, заявляет
Г. Юри, есть явные следы не только
промерзших рек, но и бывших озор.
Что касается знаменитых лунных
«морей», то они, по его словам,
когда-то былм полными, а ныне или
высохли или замерзли.«Science News», т. 92, 1967,
№ 24, стр. 561 (США)Неоткрытые спутники
планетПосле недавнего открытия деся¬
того спутника Сатурна, названного
Янусом и обладающего периодом
обращения 18 час. и диаметром
около 340 км, оживился интерес к
анализу слабых возмущений, которые
испытывают орбиты известных спут¬
ников Юпитера, Урана и того же
Сатурна.	Шведский	ученыйГ. Альфвен на основании изучения
«тонкой» структуры сатурновых
колец сделал вывод о существова¬
нии одиннадцатого спутника, кото¬
рый по величине еще меньше Януса
и обращается вокруг Сатурна за19,5	час. Английские астрономы
Э. Боуэлл и Л. Вилсон приводят дру¬
гую величину — 15 час.Используя формулу, выведенную
для системы Сатурна, Э. Боуэлл и
Л. Вильсон предсказывают также су¬
ществование еще неоткрытых спут¬
ников Юпитера и Урана. Орбита
новой «луны» Юпитера с периодом
обращения около 20 час. должна
лежать между Амальтеей и Ио,
а невидимый спутник Урана вращает¬
ся, по-видимому, между Мирандой и
и Ариэлем с периодом около 40 час.«Science Journal», 1967,
т. 3, № 12, стр. 4—5
(Англия)Австралийский
радиогелиографАвстралийские ученые с по¬
мощью уникального радиогелио¬
графа, построенного недавно в Кал-
гуре (штат Новый Южный Уэллс),
провели первую «киносъемку» соп-
нечной активности в диапазоне ра¬
диоволн. Отдельные радиоизобра-
жения, снятые с выдержкой около
секунды и отличающиеся замеча¬
тельно высоким разрешением, при
следовании их друг за другом об¬
разовали «кинофильм» о солнечных
радиовспышках, которые длятся все¬
го несколько секунд.Для изучения «тонкой структу¬
ры» радиовспышек на Солнце и вы¬
яснения их причин требуется радио-
гелиограф с чрезвычайно большой
апертурой '. При выбранной длине1	Апертура — угол между оптиче¬
ской осью и одной из образующих
светового конуса, попадающего в
оптический прибор.
122 Новости наукиволны 3,75 м (т. е. 80 мггц) диаметр
радиозеркала, соответствующий тре¬
буемой апертуре, должен составлять3	км. Благодаря широкому использо¬
ванию электроники, в новом радио-
гепиографе проблему удалось ре¬
шить просто и экономично. По кругу
диаметром 3 км на равном расстоя¬
нии друг от друга было размещено96	отдельных чашеобразных антенн
(диаметр каждой—13,5 м) с управ¬
ляемыми диаграммами. Для устране¬
ния искажений луча применяется
изменение фазы сигналов. 96 антенн
двадцатью различными способами
связаны друг с другом и при комби¬
нации сигналов от них образуется
второй, искаженный луч. Затем с по¬
мощью электроники второй луч вы¬
читается из «нормального» и остает¬
ся узкий неискаженный пучок, теоре¬
тически эквивалентный лучу сплош¬
ного гигантского зеркала. В радио¬
астрономии этот метод «синтеза
лучей» уникален.Быстродействующая электронно-
вычислительная машина строго по
времени контролирует фазовые сдви¬
ги и взаимосвязи антенн, а также
сканирование (обзор) пучком радио¬
гелиографа участка неба площадью2,1	X 1,7°. На экране осциллографа
с длительным послесвечением полу¬
чающееся изображение напоминает
картину, возникающую на ветровом
стекле автомобиля во время дождя:
не успевает щетка очистить стекло,
как капли воды снова замутняют его.
Астрономы впервые получили воз¬
можность непрерывно следить за
интенсивностью и местоположением
радиовспышек.Вся экспозиция фиксируется на
фотопластинке за секунду, одновре¬
менно изображения могут записы¬
ваться и на магнитную ленту, чтобы
затем легко было выбрать наиболее
интересные события за целый день
наблюдения. Записанная информация
анализируется на электронно-вычис¬
лительной машине в Сиднее, которая
суммирует выбранные события и
обобщает результаты наблюдений за
долгий период времени.Уже первые исследования солнеч¬
ной активности поставили больше
вопросов, чем дали ответов. Напри¬
мер, в ряде случаев наблюдалась
«цепная реакция» радиовспышек:
одна вспышка благодаря какой-то
неизвестной «индукции», распро¬
страняющейся со скоростью света,
стимулировала и непонятным обра¬
зом почти сразу «зажигала» другую,
возникающую на расстоянии одного-
двух миллионов километров.Очевидно, австралийский радиоге¬
лиограф внесет значительно больший
вклад, чем другие солнечные инстру¬
менты, в наше понимание процессов,
происходящих на Солнце. Значитель¬
ной будет его роль и в создаваемой
системе космического оповещения.
Благодаря новому инструменту мож¬но своевременно предупреждать кос¬
монавтов о ливнях космических лу¬
чей, которые образуются в результа¬
те солнечной вспышки.«Physical Review Letters»,
т. 19, 1967, № 18,
стр. 1049—1051 (США)ГравитационныйэкспериментДо сих пор были непосредствен¬
но измерены гравитационные свой¬
ства только макроскопических тел,
нейтральных частиц обычного веще-
ства и фотонов. Ньютоновский закон
всемирного тяготения каждый раз
оправдывался. Насколько известно,
все гравитационные массы только
притягиваются, в то время как в
мире электрических зарядов сущест¬
вует и притяжение, и отталкивание.Высказывается предположение,
что античастицы могут отталкиваться
от обычных частиц, что их гравита¬
ционная масса имеет отрицательный
знак. Допущение отрицательных
масс нарушает лежащий в основе
эйнштейновской общей теории отно¬
сительности принцип эквивалентно¬
сти гравитационной и инерционной
массы, но дает простой механизм
для разделения в космическом
масштабе антивещества от обычного
вещества. Косвенные данные по вир¬
туальным античастицам в ядрах и поДегпекторвакуумная.
камераПодвижная/дрейфоваятрубкаНаправляю- /
щий соленоидвеподбижная,
дрейфовая /
трупкаКатодныймагнитКатодirУстановка для измерения гравитаци¬
онных свойств электрона методом
свободного падениябыстрораспадающимся античастицам
как будто свидетельствуют о «нор¬
мальности» гравитационных свойств
антивещества. Об этом говорит и хо¬
рошо проверенный на опыте факт
отклонения в гравитационном попе
фотона, который является своей соб¬
ственной античастицей и может рас¬
сматриваться как виртуальная пара
электрон — позитрон. В настоящее
время американские физики Ф. Вит-
теборн и У. Фербенк из Стенфорд¬
ского университета готовят серию
экспериментов по непосрЬдственной
проверке гравитационных свойств
антивещества путем сравнения грави¬
тационных ускорений электрона и по¬
зитрона в поле тяготения Земли. В од¬
ном из первых экспериментов опре¬
делялось ускорение электронов, сво¬
бодно падающих в полой вакуумной
медной трубке. Американские физи¬
ки-теоретики Л. Шифф и М. Барнхилл
отметили недавно, что равновесие
между положительными и отрица¬
тельными зарядами в металле нару¬
шается из-оа воздействия гравитаци¬
онного поля. Грубо говоря, в метал¬
лическом стержне должно быть боль¬
ше свободных электронов внизу, чем
наверху. В эксперименте ставилась за¬
дача исключить хаотичные электро¬
статические^ силы и измерить грави¬
тационные' свойства электрона в
чистом виде.Аппаратура работала при темпе¬
ратуре жидкого гелия. Для ликвида¬
ции термоэлектрических эффектов в
рабочем объеме установки поддер¬
живалась строго постоянная темпе¬
ратура. С помощью 91-сантиметро¬
вой неподвижной дрейфовой медной
трубки с внутренним диаметром5	см (допуск не превышал 0,0003 см)
устранялись искажающие вертикаль¬
ные компоненты различных индуци¬
рованных полей. Электроны двига¬
лись от катода снизу вверх через
вертикальную трубку в слабом за¬
медляющем электрическом поле,
заранее известном, затем ускоря¬
лись в подвижной дрейфовой трубке
и попадали на детектор. Сверхпро¬
водящий направляющий соленоид
создавал в трубке магнитное поле
силой более 7000 гаусс, которое фо¬
кусировало электроны строго по оси.
Группа электронов, проходя через
замедляющее поле, дифференциро¬
валась по скоростям, поле как бы
формировало нижнюю границу
самых медленных электронов.
Фиксируя наиболее медленные элек¬
троны, прошедшие через неподвиж¬
ную дрейфовую трубку, и зная вели¬
чину поля и длину трубки, легко
измерить время свободного движе¬
ния электронов в гравитационном
поле и вычислить силу притяжения
между Землей и электроном. Анало¬
гично, если подбросить камень со
дна моря до его поверхности, то по
известным значениям времени поле¬
та камня, глубины моря и сопротив¬
Новости науки 123ления воды легко определить силу
притяжения камня к Земле.Эксперимент был настолько
точен, что скорости наиболее мед¬
ленных электронов определялись с
погрешностью 2%. Вычисляя эффек¬
тивную гравитационную силу между
электроном и Землей, можно было
установить верхний предел гравита¬
ционной массы электрона. Оказалось,
что гравитационная масса отличается
от инерционной не более чем на 9%,
т. е. обе массы практически совпа¬
дают в пределах ошибок опыта. Из¬
меренная сила притяжения электрона
к Земле приблизительно равна силе
электрического притяжения электро¬
на к протону, удаленному от него на5	м. О тонкости и элегантности
эксперимента говорит тот факт, что
сила электромагнитного взаимодей¬
ствия характеризуется параметром
1/137, тогда как гравитационная кон¬
станта составляет около 1Q-40.Теперь авторы готовятся к повто¬
рению подобного эксперимента с
позитронами, чтобы непосредствен¬
но определить знак массы анти¬
частиц.«Sciences et Avenir», 1967,
№ 248, стр. 791 (Франция)Гигантская пузырьковая
камера21 июля 1967 г. представителями
ЦЕРН, ФРГ и Французской комиссии
по атомной энергии было подписано
соглашение о совместном строитель¬
стве в ЦЕРНе пузырьковой водород¬
ной камеры объемом 20 м3. В на¬
стоящее время самая большая в ми¬
ре французская пузырьковая камера
«Мирабель», изготовленная для про¬
тонного ускорителя на 70 Гэв в Сер¬
пухове, имеет объем всего 6 м3.Проектируемая пузырьковая ка¬
мера предназначается для синхро¬
трона ЦЕРНа на 28 Гэв и представляет
собою цилиндр диаметром 3,5 м и
высотой 2 м. Строительство ее
предполагается завершить к концу
1971 г. К этому времени она уже не
будет самой большой в мире, по¬
скольку в США в рамках проекта
«Аргонй» в 1969 г. планируется ввод
в действие водородной пузырьковой
камеры объемом 24 мэ. Создание ка¬
мер с таким гигантским рабочим
объемом позволит существенным об¬
разом повысить количество и качест¬
во экспериментальных данных о взаи¬
модействиях элементарных частиц,
получаемых при помощи современ¬
ных ускорителей.«Machine Design», т. 39,
1967, № 18, стр. 10 (США)Атомная паровая машина
для искусственного сердцаКаким должен быть привод
искусственного сердца? Мнения уче¬
ных по этому поводу расходятся.
Интересный вариант предлагают спе¬
циалисты фирмы Вестингауэ, кото¬
рые в настоящее время разрабаты¬
вают конструкцию миниатюрной па¬
ровой машины, получающей тепло
от радиоизотопного генератора. Па¬
ровая машина будет приводить в
действие трехцилиндровый гидрав¬
лический насос, а он, в свою очередь,
заставит работать насос, перекачи¬
вающий кровь по системе кровооб¬
ращения. Внутри машины дистилли¬
рованная вода будет нагрета до
149° С. Весь агрегат покрыт тепло¬
изоляцией, поэтому пациент не
будет ощущать тепла.Вырабатываемое радиоиэотоп-
ным генератором тепло примерно
равно теплу, выделяемому 50-ваттной
электролампочкой. Сам насос требует
лишь 2,5 вт энергии, поэтому избы¬
ток ее должен выводиться в систему
кровообращения. Считают, что этот
избыток будет рассеиваться через
бедренные артерии. Температура
крови сначала может повыситься нанесколько градусов, но затем вер¬
нется к норме.Источник энергии весом около3,2	кг будет помещен в брюшную
полость пациента и закреплен, по-
видимому, за кости таза. С искусст¬
венным сердцем он будет соединен
системой эластичных трубок.Инженеры фирмы Вест.ингауз
стремятся создать агрегат, надежно
работающий в течение долгого вре¬
мени, поскольку помещение его в
брюшную полость связано со слож¬
ной операцией. В качестве источни¬
ка энергии будет использоваться
один из следующих изотопов: про-
метий-147, тулий-171 или плуто-
ний-238.«Chemical and engeneering
News», т. 45, 1967, № 45,
стр. 56 (США)Четвертый горячий очаг
в Красном мореВо время плавания американско¬
го исследовательского судна «Океа¬
нограф» ученые обнаружили еще
один, уже четвертый 1 по счету, го¬
рячий очаг на дне Красного моря.
Вновь выявленный очаг представляет
собой яму шириной около 9 м на
дне и до 12 м наверху. Это самый
горячий изо всех открытых ранее
очагов — температура воды в нем
достигает 72,5° С; соленость воды
такая же, как и в остальных оча¬
гах.Схема радиоизотопного генератора
с паровой машиной. 1 — насос; 2 —
паровая машина; 3 — конденсатор;4	— изоляция; 5 — двойная капсула;6	— прометий-147; 7 — экран; 8 — ли¬
тиевый накопитель тепла; 9 — бой¬
лерная трубка и турбулятор; 10 —
область предварительного нагрева1	См. «Природа», 1967, № 2,
стр. 120.Необычные нуклеотиды
и цитокининыВ состав транспортных РНК входят
не только обычные нуклеотиды (аде-
нозин, уридин, гуанозин и цитидил),
но и около 10% (10—14 на молекулу
тРНК) минорных, или необычных,
нуклеотидов (метилированные произ¬
водные— в нуклеотид введена ме-
тильная — СНз-группа; дигидроури-
диловая, псевдоуридиловая, инозино-
вая кислоты). Недавно было обнару¬
жено необычное азотистое основа¬
ние — изопентилаладенозин, у кото¬
рого с аминогруппой аденина связан
изопентенил: —СН2—CH = C(CHq)2.
124 Новости наукиГ. Цахау с сотрудниками 1 (ФРГ),
изучая сериновые тРНК, обнаружили,
что этот необычный нуклеотид распо¬
ложен рядом с участком, называе¬
мым антикодоном, обеспечивающим
специфическое соединение тРНК с
соответствующим ей кодоном ин¬
формационной РНК. Если подейство¬
вать на этот необычный нуклеотид
при комнатной температуре водным
раствором иода, то он немедленно
превращается в другое соединение:
двойная связь иэопентинила разры¬
вается, иод присоединяется к угле¬
родному атому, связанному с водо¬
родом, а другой углеродный атом'
соединяется с соседним азотом,
стоящим в кольце аденина. Такому
же превращению подвергается изо-
пентиладенин (ИПА), входящий в со¬
став тРНК, если на нее подействовать
иодом. Интересно, что способность
акцептировать серин — соединяться с
ним — при этом сохраняется, однако
нарушается другая функция тРНК —
образование комплекса с информа¬
ционной РНК и рибосомами. По дан¬
ным Р. Холла (США), для дрожжевых
клеток изопентил, входящий в ИПА,
синтезируется из уксусной кислоты.
Было установлено, что ИПА обла¬
дает активностью цитокинина, т. е.
вызывает деление и дифференциро¬
вание (специализацию) клеток ра¬
стения.Очень интересные данные по дей¬
ствию цитокининов на хлоропласты
получены в Институте физиологии
растений АН СССР2. Цитокинины
продуцируются корнями растений,
а затем переносятся из корней в
листья. В качестве объекта исследо¬
вания были использованы листья
табака. Оказалось, что в срезанных
листьях наблюдается постепенное
снижение процессов фотосинтеза,
которое происходит в результате
разрушения хлоропластов — струк¬
тур клетки, содержащих хлорофилл.
Если опрыскать листья раствором
химически синтезированного цитоки¬
нина (6-бензиламинопурина), то не
только не разрушаются старые хло¬
ропласты, но даже образуются новые.
При этом в листьях активно происхо¬
дят процессы фотосинтеза и накопле¬
ния крахмала.Известны еще два цитокинина,
которые представляют собой гидрок-
силированную (окисленную) форму
ИПА. Это зеатин, в котором с амино¬
группой аденина соединен оксиизо-
пентилСН„ОНIНС=С-СН3,/—сн21	См. материалы VII Международ¬
ного конгресса биохимиков, Токио,
1967; «Abstracts», № 1, стр. 43—44.2	«Биохимия», 1968, № 3.а в другом цитокинине его так
называемый цис-изомерСНэIНС=С-СН»ОН./-сн2Первое из этих соединений, оче¬
видно, не входит в состав нуклеи¬
новых кислот, а содержится в сво¬
бодном состоянии в клетках семян
и проростков. Второе вещество, так
же как и первое, обладая актив¬
ностью киназина, обнаруживается во
фракции тРНК. Р. Хилл, естественно,
задает вопрос, не связано ли это
явление с регуляцией обмена
веществ в клетках? Вопрос этот пока
остается открытым.Нам хотелось бы обратить внима¬
ние еще на одно совпадение. Те са¬
мые нуклеотиды, которые входят в
состав нуклеиновых кислот, выпол¬
няют целый ряд важнейших функций
в живых клетках и в свободном со¬
стоянии. Думается, это не случайное
совпадение — ведь вхождение одних
и тех же компонентов в самые раз¬
личные процессы обмена веществ
(синтез нуклеиновых кислот, белков,
углеводов и жиров) связывает раз¬
личные участки обмена веществ в
одно целое. Эти вещества образуют
как бы «мостик» между отдельными
группами реакций обмена клетки '.
С другой стороны, это совпадение
может объясняться, кроме того,
и принципом минимума компонентов
клетки, принципом «экономии».
Организму, естественно, выгоднее
синтезировать одно вещество и
использовать его затем в самых раз¬
личных процессах, чем тратить
энергию и «материал» на синтез раз¬
нообразных молекул для различных
процессов. Это становится особенно
ясным, если учесть, что для каждой
реакции, которая протекает в орга¬
низме, должен быть создан свой
особый, специфичный для этой реак¬
ции высокомолекулярный катализа¬
тор, белок с ферментативной актив¬
ностью. Можно думать, что это пре¬
имущество — использование одних и
тех же компонентов в самых различ¬
ных процессах — в результате эконо¬
мии материала и энергии и объеди¬
нения в одно целое за счет этих
«перемычек» процессов обмена воз¬
никло, а затем и закрепилось в про¬
цессе эволюции живых организмов.
Таким образом, нуклеиновые кисло¬
ты представляют собой как бы свя¬
занные друг с другом в единую цепь
различные и в высшей степени
активные вещества, участвующие в
самых разнообразных процессах
обмена веществ.А. Ф. Орловский, К. Л. £радилин
Москва1	См. ст. С. А. Нейфаха в сб. «Ме¬
ханизмы интеграции клеточного об¬
мена», Изд-во «Наука», 1967, стр. 21.«Космическая биология и
медицина», т. 1, 1967, № 6,
стр.48—52Летучие выделения
растенийМногие из летучих выделений
растений обладают сильным токси¬
ческим действием. Каждое растение
выделяет по нескольку десятков ле¬
тучих компонентов, однако не все
они определены. При разработке
искусственных экологических систем
жизнеобеспечения космонавтов в
длительных космических полетах
нужно учитывать комплекс физиоло¬
гически активных веществ, образуе¬
мых растениями. Поэтому необходи¬
мо тщательно изучить все летучие
выделения растений, которые могут
быть включены в экологическую си¬
стему в качестве звена, реге¬
нерирующего пищу, воду и газовую
среду в космическом корабле
будущего.Советские ученые провели экспе¬
рименте!, в которых были определены
некоторые летучие органические
вещества, выделяемые листьями
свеклы, моркови, томатов, картофе¬
ля, батата и редиса. Оказалось, что
все эти растения выделяют ацеталь-
дегид, ацетон (кроме батата), про-
пионовый альдегид, метанол (кроме
свеклы), этанол (кроме редиса). Иэ
этих веществ для человека наиболее
токсичен пропионовый альдегид: его
предельно допустимое содержание
в воздухе помещения не должно пре¬
вышать 1 мг/м3.Экспериментаторы смогли опре¬
делить часть летучих веществ, выде¬
ляемых корнями моркови и картофе¬
ля, которые выращивались методом
аэропоники, т. е. без субстрата при
периодическом опрыскивании кор¬
ней питательной смесью. Установле¬
но, что корни выделяют больше ацет-
альдегида, пропионового альдегида
и пропанола, чем листья тех же
растений.«Космическая биология и
медицина», т. 1, 1967, № 6,
стр. 66—7062 дня без движенияФункциональные изменения в
организме человека при частичной
гинокинезии («обездвиженности»),
которая может возникнуть в буду¬
щих многомесячных космических по¬
летах, привлекают пристальное вни¬
мание специалистов по космической
Новости науки 125медицине. Недавно советскими ме¬
диками был поставлен специальный
эксперимент, в котором изучалась
общая резистентность (сопротивляе¬
мость) организма человека при
62-суточной гинокинезии. Шестеро
испытуемых более двух месяцев
провели в горизонтальном положении
в условиях строгого постельного ре¬
жима при полноценном питании
(3000—3500 ккал в сутки). Трое из
них выполняли специальные физиче¬
ские упражнения.К концу опыта у каждого из
испытуемых резко снизилось содер¬
жание пропердина в крови. Более
того, первоначальный его уровень не
восстановился даже спустя 50 суток
после окончания эксперимента. Дли¬
тельное ограничение подвижности
сопровождалось снижением фагоци¬
тарной активности крови на 17,Ф—
26,4%. Фагоцитарная реакция крови
вернулась к первоначальным величи¬
нам лишь на 15—19 сутки после за¬
вершения опыта.В ходе эксперимента выявилось
прогрессивное истощение лизоцим-
ной активности слюны (лизоцим —
белковое вещество, обладающее
ферментативными свойствами и раз¬
рушающее тела многих видов бак¬
терий). Спустя две недели после
конца эксперимента лизоцимная
активность слюны была все еще в5—8 раз ниже исходной. Это сильно
ослабило сопротивляемость органи:-
ма. С 13 по 33-и сутки опыта у
испытуемых на 23—35,3% снизился
индекс бактерицидное™ кожи, при¬
чем ее пониженная бактерицидность
сохранялась до конца эксперимента.Во второй половине опыта орга¬
низм испытуемых сильно ослаб.
Люди, находящиеся в благоприятных
условиях, стали болеть. Четыре че¬
ловека перенесли острый катар
верхних дыхательных путей и ричо-
фарингиты, один — фолликулярную
ангину и один — острый периодонтит.
Кроме того, через 1—1,5 месяца
после окончания эксперимента четы¬
ре человека снова перенесли подоб¬
ные заболевания. Повышенная забо¬
леваемость испытуемых, по мнению
ученых, в первую очередь вызвана
снижением антибактериальной функ¬
ции организма.«Польское обозрение»,
1967, № 49, стр. 17Первый польский «протез
сердца»Кардиолог проф. Ян Молль (Лод-
зинский медицинский институт) и
инженер Францишек Плужек созда¬
ли первый польский «протез серд¬ца», который помог спасти уже не¬
сколько человеческих жизней, при¬
том в случаях, признанных безна¬
дежными. Аппарат находит приме¬
нение не только при нарушениях
деятельности сердца, инфаркте, кли¬
нической смерти. Он используется
также после операций, например
после вшивания искусственных кла¬
панов сердца при клапанной недо¬
статочности.Протез сердца имеет электронное
управление и состоит иэ специально¬
го усилителя, управляемого током,
поступающим из электрокардиогра¬
фа, в результате чего происходит
синхронизация импульсов сердца
через ЭКГ—к усилителю. Это поз¬
воляет производить внутренний мас¬
саж сердца. После вскрытия грудной
клетки пациента аппарат наклады¬
вается на сердце и массирует его.
Таким образом, протез не заменяет
полностью сердце больного, а при¬
нимает на себя его функции в кри¬
тический период, оказывая ему по¬
мощь до момента восстановления
нормальных функций. Массаж мож¬
но делать в течение нескольких ча¬
сов и даже нескольких дней. Отсюда
большое значение приобретает
проблема идеальной синхронизации
работы протеза и собственной
деятельности сердца. Созданный
в США аппарат - подобного типа
оказывает помощь лишь левому
желудочку сердца, тогда как поль¬
ский «протез сердца» — и правому и
левому желудочку.«Sciences et Avenir»,
1967, № 248, стр. 473
(Франция)РазновидностьполиомиелитаВ Мексике обнаружена и описана
неизвестная болезнь, весьма сходная
с полиомиелитом, однако не поддаю¬
щаяся действию противополиомиелит-
ной вакцины. Остаточные явления от
новой болезни носят менее глубокий
характер, и, как доказано, она не
имеет эпидемического характера, хо¬
тя смертность от нее превышает
смертность от полиомиелита (30% в
первые две недели заболевания). В
настоящее время ученые изучают
специфику новооткрытого заболева¬
ния и пытаются выявить его возбуди¬
теля.«Техносинтези», 1967,
№ 15, стр. 20—21 (Италия,
на русск. яз.)Международный
симпозиум
по дыхательной
недостаточностиВ ноябре 1967 г. в Милане со¬
стоялся Международный симпозиум
по дыхательной недостаточности. Эта
тема приобретает в настоящее время
большую актуальность в связи с воз¬
растанием вредных для здоровья по¬
следствий дыхательной недостаточ¬
ности и таких заболеваний, как брон¬
хиты хронического характера.Дать определение недостаточно¬
сти дыхания не так просто, ибо
в этом состоянии обнаруживаются
различные изменения в органах че¬
ловеческого тела, среди которых на
первом месте — сердечнососудистая
и легочная система. В конечном сче¬
те можно говорить о дыхательной
недостаточности всегда, когда нали¬
цо недостаточное кислородное пита¬
ние тканей (гипоксия) и пониженное
удаление из них углекислого газа (ги-
перкапния). Такое состояние приводит
к ряду нарушений в обмене веществ,
к электролитическому неравновесию
в организме, вследствие чего сни¬
жается работоспособность человека.
Одной из целей симпозиума и было
определение дыхательной недоста¬
точности в ее различных аспектах.Выступавшие на симпозиуме уче¬
ные подчеркивали, что при дыха¬
тельной недостаточности чрезвычай¬
но важно выявить первичные процес¬
сы болезни. Для этого врач имеет в
своем распоряжении все необходи¬
мые средства. Среди новейших мето¬
дов— легочная сцинтиграфия 1 ра¬
диоизотопами. Терапия также попол¬
нилась новыми эффективными сред- I
ствами.На Симпозиуме с докладами вы¬
ступали лауреаты Нобелевской пре¬
мии— А. Курнан (США), отец легоч¬
ной сцинтиграфии акад. Г. Книппинг
(ФРГ), знаменитый французский
патофизиолог П. Садуль, проф.
А. Денолен и:1 Брюссельского уни¬
верситета, известные итальянские ис¬
следователи Ди Мария) Маццони,
Крепет, Гаффури, Рую и др., которые
уже много лет занимаются пробле¬
мами легочной физиологии и дыха¬
тельной недостаточности.1	Одна из разновидностей радио¬
графии (при вдыхании радиоактив¬
ных изотопов газов, например Хе133),
позволяющая обнаружить участки
легких, недостаточно аэрируемые
при дыхании.
КАЛЕНДАРЬ ПРИРОДЫАпрель в песчаной
пустынеАпрель для пустыни — месяц осо¬
бенный. В это время наиболее интен¬
сивно протекают процессы, меняю¬
щие ее лик.В представлении многих пусты¬
ни — это всхолмленное барханами
песчаное пространство. В действи¬
тельности пустыни бывают также и
глинистые, и солончаковые, и каме¬
нистые. И каждая характерна своими
типами рельефа, своими внешними и
внутренними процессами. Скульптур¬
ный рельеф видимой нами сегодня
пустыни постоянно находится в про¬
тиворечивой взаимосвязи со структу¬
рами, которые формируются мед¬
ленными глубинными процессами.
И как это ни странно, растущие мор¬
фологические структуры неуклонно
воздействуют на рельеф, развиваю¬
щийся значительно быстрее их.Песчаные пустыни Средней
Азии — это области прогибания
структур, и здесь накопились тысячв-
метровые толщи аллювиальных нано¬
сов. С поверхности и до глубины
20—30 м они были преобразованы
ветром в барханные цели. Большая
часть их (в процессе многотысячелет¬
ней эволюции) превратилась в зарос¬
шие грядово-котловинные и бугри¬
стые формы. Только около 5—10%
площади пустынь представляет собой
в настоящее время оголенные бар¬
ханные массивы.Апрель — конец короткой пустын¬
ной весны. Обычно желтовато-серые
пески эолового рельефа потемнели.
На несколько десятков сантиметров
они пропитались атмосферными во¬
дами Легко ходить по уплотнивше¬
муся песку, ноги уже не провали¬
ваются. И ехать стало значительно
легче: машина почти не буксует.
Высокое небо над тобой — голубое-
голубое, с золотым отсветом жарких
солнечных лучей. На севере средняя
месячная температура воздуха око¬
ло 11°, на юге она доходит до 18°.
Большинство дней месяца пасмур¬1	В апреле выпадает максимум
осадков — около 20 мм, что состав¬
ляет 20—15% от годовой их суммы.ные. Сероватые влажные облака низ¬
кою чередою движутся в пустыни
Средней Азии с Южного Каспия,
с запада (через Мангышлак) и севе-
ро-запада.В апреле усиливаются ветры. Все
чаще начинают дуть юго-западные и
западные ветры, которые чередуют¬
ся с северо-восточными и восточны¬
ми. Месячная сумма активных ветров
(перемещающих пески) достигает
больших величин — 300—450 м/сек.
Ты становишься очевидцем колос¬
сальной работы, которую производят
активные ветры, перенося в одну и
в другую сторону через гребни
эоловых форм миллионы тонн песка.В наших пустынях предел высо¬
ты — 60—-70 м. Это гигантские барха¬
ны, наветренный склон которых на
всем своем протяжении осложнен
поднимающимися барханными цепя¬
ми. Самая высокая цепь обрывается
единым склоном осыпания. Чем
больше объем песчаного накопления,
тем с меньшей скоростью оно пере¬
двигается вперед по ветру. Однако
ошибочно мнение, что все барханы и
барханные цепи движутся. В развитиибарханных цепей наступает период,
когда в них накапливается столько
песка, что они сами «стоят» на ме¬
сте, колеблются только их вершины.Наблюдать перемещение песчи¬
нок всегда интересно. Ветер обдува¬
ет с поверхности влажные пески, ему
помогает и солнце. Стоишь и в тысяч¬
ный раз смотришь на перемещение
как бы обновленных песчинок: по
пологому наветренному склону
вплоть до гребня песчинки движутся
в пределах сектора в 135°. Перейдя
гребень, они скатываются вниз под
действием силы тяжести — ветер пе¬
рестает на них действовать. Это —
главнейшая деталь эолового релье-
фообразовзния: она и определяет
четкую асимметрию склонов. Асим¬
метрия свойственна гребешкам вет¬
ровой ряби, маленьким и большим
барханам, барханным цепям и даже
заросшим эоловым формам. По сей
день можно видеть на слегка упло¬
щенных вершинах заросших грядово-
котловинных песков барханные фор¬
мы и холмики-косы. Ведь с высотою
увеличивается скорость ветра и по¬
этому здесь поддерживается состоя¬
Календарь природы 127Заросшие грядово-котловинные формыние оголенного субстрата, из которо¬
го форсируется асимметричный и
симметричный эоловый рельеф.Когда в апреле усиливаются ветры
противоположных направлений, бар¬
ханный рельеф перестраивается бук¬
вально на глазах. Слой за слоем
песчинки начинают передвигаться от
острого гребня бархана, от подвет¬
ренного к наветренному склону. Сна¬
чала видишь узкую полоску только
что родившегося наветренного и еще
более низкого подветренного склона.
Пройдет время и склоны поменяются
местами, наветренный займет место
подветренного и наоборот.Межбарханные понижения, где
скорости ветра меньше, служат аре¬
ной борьбы растений с песками.
В одних местах выдутые из песка
стройные песчаные акации повисают
на корнях, в других песок почти цели¬
ком их засыпает. Но способность вы¬
пускать придаточные корни спасает
растение. Кусты селина с трубочками
на корнях также не боятся песка. По
мнению некоторых ученых, оголен¬
ные пески, если их не касается хо¬
зяйственная деятельность человека,
через 3—4 года начинают зарастать,
и таким образом создаются условия
для формирования почвы.Оголенные пески можно считать
материнской породой, так как они
состоят из первичных минералов —
кварца, в меньшей степени полевых
шпатов и слюд, совсем мало — из
тяжелых минералов. Встречаются
также углекислый кальций и легко-
растворймые соли. Их превращение
в почве происходит под влиянием
растительности. Возможность расти¬
тельной жизни в пустынях прежде
всего- определяется водой. В апреле
на каждый квадратный метр площади
выпадает 15—20 л дождя, а если по¬
считать все талые и дождевые воды
за зимне-весенние месяцы, то полу¬чится около 60—100 л на квадратный
метр пустыни. Атмосферные осадки
содержат много разнообразных пита¬
тельных веществ: азота, фосфора,
калия, микроэлементов, которые
обеспечивают дополнительное пита¬
ние растений.Геохимические процессы, изме¬
няющие песчаный субстрат, начи¬
наются с того, что на поверхности и
в верхних слоях заросшего эолового
рельефа ежегодно накапливается
органика, в основном опад листьев.
Разложение растительных остатков,
распад одних минералов и образова¬
ние других особенно интенсивно
происходит в апреле. Этому способ¬
ствует большое количество воды,
скопившейся в песках, и энергия
Солнца. На севере пустыни в среднем
12 дней температура воздуха бывает
10—15°, 9 дней 15—20°; на юге8	дней —10—15°, 13 дней —15—20° и6	дней — 20—25°. Температура песка
на глубине 4 см на севере в среднем
достигает 17°, на юге — 26". Гилерген-
ным процессам помогают также
углекислый газ, организмы. И все же
песчаные почвы бедны питательными
элементами. В них очень незначи¬
тельна- илистая фракция — коллоиды,
катионы которых обладают свойства¬
ми обмена. Емкость обмена в песча¬
ных почвах — 3—5, на длительно и
лучше заросших участках около 10 мг.Месяц—мгновение в жизни
Земли. В апреле, когда в пустыне
особенно действуют тепло и влага,
геохимические процессы на зарос¬
ших песках достигают максимального
развития. На массовых оголенных
барханных цепях благодаря переме¬
щению миллионов тонн песка проис¬
ходит наращивание эоловых форм в
высоту, что меняет облик пустыни.И. М. Островский
Институт географии АН СССРКак спасались птицы...Влияние холодов на жизнь птиц
изучено еще очень мало и в литера¬
туре слабо освещено. Так же мало
мы знаем о поведении пернатых при
возврате мороза весной. Особенно
во время их пролета и гнездования.
Между тем такого рода наблюдения
очень важны, так как нарушение ве¬
сенних фенологических процессов
приводит к сокращению численности
некоторых видов птиц.В дельте Волги нам пришлось
наблюдать необычайно позднее для
этого района похолодание, повто¬
ряющееся здесь не чаще одного
раза в 10—15 лет. В 1965 г. после
полного вскрытия водоемов и осво¬
бождения их ото льда наступил дли¬
тельный теплый период. Интенсивно
проходил пролет многих птиц,
а дельтовые популяции некоторых
видов приступили к гнездованию.
И вдруг началось резкое понижение
температуры до минус 5—6°, сопро¬
вождавшееся снегом и метелью.
Такая погода держалась четыре дня.Пролет жаворонков, скворцов,
дроздов, грачей полностью прекра¬
тился. А уже прилетевшие в дельту
птицы вынуждены были переждать
это суровое время, прежде чем про¬
должить свой путь. Многие из них,
потеряв обычную осторожность,
с жадностью поедали подкормку
близ жилья. На кордонах Обжаров-
ского участка Астраханского запо¬
ведника появились дрозды-рябинни¬
ки, которые весной обычно деожатс»
довольно скрытно в ивняках. Все че¬
тыре дня, пока было холодно, на по¬
ляне, где снег сносило ветром, кор¬
мились стайки из 40—45 полевых жа¬
воронков. Они сравнительно легко-
перенесли похолодание. Пара обык¬
новенных задержавшихся пустельг
безуспешно пытались ловить поле¬
вых жаворонков. Хищнические на¬
клонности проявились и у сорок: не
раз можно было видеть, как они
преследуют ослабевших скворцов.
Скворцам пришлось особенно трудно.
Они скапливались группами на чер¬
даках, в скворечниках, дуплах и
других защищенных местах. Из 20—
25 скворцов, бывших на кордоне в
начале похолодания, к 8 апреля вы¬
жило всего 12.К моменту наступления похолода¬
ния примерно третья часть дельто¬
вой популяции лебедей-шипунов и
более половины популяции серых
гусей приступили к откладыванию
яиц. В обследованных гнездах 75%
кладки погибло. Средняя величина
кладки у гусей сократилась по срав¬
нению со средней многолетней на
12,5%. Кроме того, было отмечено
прохолостание некоторых птиц.
Лишь когда вновь потеплело, жизнь
птиц вновь вошла в норму.Г. А. Кривоносое
Астраханский заповедник
128 В кснце номераКарикатуры сотрудников Радиацион¬
ной лаборатории Лоренца при Кали¬
форнийском университете Дэвида,
Л. Джадда и Рональда Мак-Кенэи.
Из журналов «Physics Today» (август,
J967 г.) и «Science News» (сентябрь
J967 г., т. 92)Ускоритель глазами.(Ц?) * К - Кг’)'(Ц-itn (7вг^.{г jyL(Ar'^zlфизика-теоретикаоператораРЕДАКЦИОННАЯ КОЛЛЕГИЯ	t '■Главный редактор академик Н. Г. БАСОВАкадемик Б. Л. АСТАУРОВ (зам. главного редактора); доктор биологических наук А. Г. БАННИКОВ; академик А. И. БЕРГ; академик А. П. ВИНО¬
ГРАДОВ; член-корреспондент АН СССР Б. Н. ДЕЛОНЕ; член-корреспондент АН СССР Л. А. ЗЕНКЕВИЧ; доктор физико-математических наук
С, П. КАПИЦА; академик Б. М. КЕДРОВ; академик И. К. КИКОИН; член-корреспондент АН СССР В. Л. КРЕТОВИЧ; доктор физико-математических
наук Б. В. КУКАРКИН; доктор философских наук Г. А. КУРСАНОВ; доктор географических наук К. К. МАРКОВ; доктор философских наук
Н. Ф. ОВЧИННИКОВ; академик В. В. ПАРИН; В. М. ПОЛЫНИН (ответственный секретарь редакции); доктор геолого-минералогических наук
Ю. М. ПУЩАРОВСКИЙ (зам. главного редактора); доктор геолого-минералогических наук М. А. ФАВОРСКАЯ; кандидат технических наукA.	С« ФЕДОРОВ (зам. главного редактора); доктор биологических наук К. К. ФЛЕРОВ; доктор биологических наук А. Н. ФОРМОЗОВ; академик
Г. М. ФРАНК; доктор физико-математических наук Д. А. ФРАНК-КАМЕНЕЦКИЙ (зам. главного редактора); член-корреспондент АН СССРB.	Е. ХАИН; академик Н. В. ЦИЦИН; доктор географических наук Л. А. ЧУБУКОВ; кандидат физико-математических наук Н. В. ШЕБАЛИН; док¬тор биологических наук А. В. ЯБЛОКОВХудожественный редактор И. П. Леонов	Технический редактор Д. И. СклярКорректоры Р. Н. Сидорина, И. К. ШатуновскаяАДРЕС РЕДАКЦИИ: Москва, ffl-127, ул. Осипенко, 52, тел. В 1-76-80Подписано к печати ИДУ 1968	Т-06.ТЮ	ФормЗт бумаги 84X10S1/,,	Печ. л. 8+2 вклейкиУч.-ивд. л. 17,3	Бум. л. 4	Тираж 43300 экэ.	Зак. 1362-я типография издательства «Наука». Москва, Г-99, Шубинский пер., 10
.инспектора по охране труда	...директора лаборатории..финансового инспектора..студента
Цена 50 коп.Индекс 70707
fИ здател ьство„Наука**