Text
                    ПРИ РОДА
№
9
ИЗД-ВО АКАДЕМИИ НА\'К СССР* IQ35

СОДЕРЖАНИЕ Проф. Н. И. Днепровский и проф. Е. В. Милановский. Между- народные определения долгот и их роль в решении тектонических про- блем ........................... 1 Акад. А. Е. Ферсман. Геоэнер- гетические проблемы. Очерк 1. Энергия иона..........»........ 17 Б. В Птицын. Успехи потен- циометрического объемного анализа 29 Д-р А. В. Лебединский. Роль центральной нервной системы в про- цессе темновой адаптации глаза • . 36 ЕСТЕСТВЕННЫЕ НАУКИ И СТРОИ- ТЕЛЬСТВО СССР В. Н. Андреев. Искусственная окраска драгоценных и полудраго- ценных камней.................. 45 Ю. М. Ралль. Кия к gi- ganteus) и его значение в песчаной полупустыне.................... 51 Юр. П. Знаменский. Морские беспозвоночные и их использование 55. ЮБИЛЕИ И ДАТЫ Проф. Р. И. Аболин. Василий Робертович Вильямс. (К 50-летию научно-общественной деятельности) 60 Проф. С. Н, Данилов. 30-тетие научно-педагогической деятельно- сти проф. П. П. Шорыгина......... 67 НОВОСТИ НАУКИ Астрономия. Раздвоение Новой Гер- кулеса 1934 г. — Новые исследования паде- ния большого сибирского метеорита 30 VI 1908 г.......................... . . 70 Физика. Непосредственное обнаруже- ние вращательного момента у света.—К во- просу о комбинационных полосах........ 72 Химия. Новые методы в металлургии платины............................... 74 Геология. Новое в геологии и минера- логии Нагольного кряжа................ 76 Геофизик?.. Строение земли. -Раоота обсерватории в Арозе (Швейцария) .... Биология Ботаника. Золото в кукурузе .... 79 Палеозоология. Еще о природе ко- нодонтов.— Шолоховская среднечетвертич- наи фауна по находкам 1934 г. — Рыбы из неолита бассейна р. Онеги ............. — Зоология. Мечение дельфинов в Чер- ном море.—Акклиматизация кефали в Кас- пийском море.—О замечательном инстинкте обеспечения питания у муравьев ..... 83 Биофизика. О физическом доказа- тельстве существования митогенетических лучей ...........• . . . .............. 81 Биохимия. Об антагонизме между ви- таминами и гормонами.—Пигменты и вита- мины глаза .............................85 ПОТЕРИ НАУКИ Памяти К. Э. Циолковского (1857—1935) 87 М. П. Тупнов 11879—1935) ...... 89 Проф. Ш. Флао (Charles Flahault) (1852 1935)......................... 91 Чарльз Робертсон (Charles Robertson) (1858—1935) . ................. — КРИТИКА И БИБЛИОГРАФИЯ
ГОД ИЗДАНИЯ ДВАДЦА ТЬ ЧЕ ТВЕР ТЫЙ ПРИРОДА ПОПУЛЯРНЫЙ ЕСТЕСТВЕННО -ИСТОРИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ № 9 1935 МЕЖДУНАРОДНЫЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДОЛГОТ И ИХ РОЛЬ В РЕШЕНИИ ТЕКТОНИЧЕСКИХ ПРОБЛЕМ Проф. Н. Й. ДНЕПРОВСКИЙ U проф. Е. В. МИЛАНОВСКИЙ Как известно, радиотелеграф широко используется в настоящее время для астрономо-геодезических работ, в част- ности для определения разностей дол- гот географических пунктов -земной поверхности. Существование таких мощных радиостанций, как Регби, Бордо и Науэн, дает возможность свя- зывать между собой пункты, разделен- ные огромными расстояниями, напр. Гринич (Англия) и Аделаиду (Австра- лия), Гринич —Токио и т. д. Вместе с тем передача радиотелеграфных сигналов точного времени, несомненно, способ- ствовала критике и усовершенствованию способов определения и хранения вре- мени и вскрыла не мало слабых мест, присущих ранее этим работам. Ближай- шим следствием этого было тщательное исследование ошибок астрономических наблюдений для вывода поправок часов как случайных, так и систематических. Было обращено также внимание на необходимость изучения всех обстоя- Природа № 9 тельств работы электрических прибо- ров для службы времени. Как оказалось в процессе этих исследований, немалое значение имеют выбор наиболее подхо- дящего типа астрономического инстру- мента, условия, в которых производятся сами наблюдения, система координат звезд, входящих в программу наблюде- ний, и т. д. В последние годы многие обсервато- рии получили возможность пользоваться для своих работ такими совершенными по сравнению с существовавшими ранее типами точных часов, как „сво- бодный маятник" фирмы „Синхроном", а в некоторых случаях даже применять совершенно оригинальный тип часов, так называемый „кварцевый осцилля- тор". Последний обнаруживает удиви- тельное постоянство хода, по крайней мере в течение небольших промежутков времени. Для иллюстрации несомненно значительного прогресса в технике кон- струирования точных часов и в самих J 1
1935 ПРИРОДА № 9 методах их сравнения достаточно при- вести один факт — обнаружение коле- баний в ходе часов „Синхроном “ с периодом в один лунный день и с ам- плитудой всего в 0!0002, вызываемых гравитационным эффектом Луны на маятник этих часов. Все эти обстоятельства, вместе взя- тые, значительно повысили точность определения и хранения времени и тем самым дали возможность приступить к изучению ряда вопросов, казавшихся ранее недоступными. Наметилась, в част- ности, тенденция к пересмотру и улуч- шению долгот, определенных ранее менее точными методами. Возник сме- лый для своего времени проект поло- жить начало изучению изменений дол- гот, которые неизбежно должны воз- никнуть в случае существования дефор- маций земной коры как гериодических, так и прогрессивных. Периодические повторения определений долгот в одних и тех же пунктах, производимых в оди- наковых условиях, должны были, по мнению авторов этого проекта, дать, в частности, суждение о реальности гипотезы Вегенера (A. Wegener) относи- тельно смещения континентов и выска- занных впоследствии Венинг-Мейнецем (Vening-Meinesz) предположений отно- сительно образования подводных скла- док вдоль морских берегов. Детальный проект этих определений, известных под названием мировых долготных определений (longitudes mon- diales), был разраб этан смешанной Ко- миссией международных астрономиче- ского и геодезического союзов и впер- вые в широком масштабе осуществлен осенью (октябрь—ноябрь) 1926 г. Выбор основных пунктов производился как пра- вило вне зависимости от их геологиче- ской характеристики. В сущности, это были определения долгот между обсер- ваториями, хорошо снабженными астро- номическими инструментами, часовыми установками, приемными радиотеле- графными устройствами, т. е. имею- щими все необходимые условия для успешного выполнения подобных работ. В качестве вершин основного поли- гона служили обсерватории в Алжире, Ци-Ка-Вей (Китай) и Сан-Диего (Кали- 2 форния). Все три пункта имеют почти одинаковую широту, около -+- 30°, и долготы смежных пунктов отличаются почти на 81! Вторую группу основных станций образовали обсерватории в Гри- ниче, Токио, Ванкувере и Оттаве (Ка- нада) и третью, так называемую группу Тихого океана,—Манилла (Филиппины), Гонолулу (Сандвичевы острова), Сан- Диего и Вашингтон. Была предусмо- трена, сверх того, связь этих пунктов с обсерваториями в Гриниче, Париже и Вашингтоне, ведущими постоянные работы по службе времени. Одновре- менно производились аналогичные дол- готные определения на большом числе других обсерваторий и временных на- блюдательных станций, которые свя- зывались с тем или иным основным пунктом в зависимости от своего гео- графического положения. Нужно сказать, что эти долготные операции были выполнены достаточно тщательно, по крайней мере на основ- ных пунктах. Инструкции к наблюде- ниям рекомендовали соблюдать полную однородность по отношению к методам наблюдений, типу инструментов и вы- бору звезд. Программа наблюдений и приема сигналов была достаточно обширна. В частности, на вершинах основного полигона каждую ясную ночь про- изводились две серии астрономиче- ских наблюдений, первая до полуночи (считая по местному времени) для определения разности долгот с обсер- ваторией, расположенной к востоку, и вторая после полуночи для определе- ния разности долгот с обсерваторией, находящейся к западу. Погода в общем благоприятствовала наблюдениям. Это видно из того, что в течение двух месяцев на огромном большинстве пунктов было получено не менее 14 определений поправок часов для каждого пункта в отдельности. Наличие достаточно совершенной радиоаппаратуры обеспечивало прием сигналов точного времени от очень удаленных станций. Так, напр., сигналы Бордо (FYL) принимались в Америке, Японии, Австралии; сигналы Науэна (DFY) — даже в Новой Зеландии. Точность определения разностей дол- гот точек основного полигона, выведен-
1935 МЕЖДУНАРОДНЫЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДОЛГОТ № 9 ная по внутреннему согласию отдель- ных результатов, оказалась достаточно высокой, порядка 0®003. Ошибка замы- кания полигона составила всего 0’007. Такой результат следует считать очень успешным. Однако сколько-нибудь полного и критического изучения всей совокуп- ности мировых долготных операций 1926 г. до сих пор еще не выполнено. Об этом, конечно, следует очень пожа- леть, особенно в виду затраты боль- шого труда на это предприятие. Объяс- няется это, главным образом, отсут- ствием средств, которыр не были своевременно ассигнованы на выполне- ние сводки и анализа всех отдельных определений. В результате успешного выполнения этих операций вскоре был поставлен вопрос об их повторении, в особенности тех из них, которые ставили' себе задачу получение связи между Европой и Америкой. Насколько можно судить по отчетам международных комиссий по долготам, при установлении срока новых операций считали промежуток времени в 7 лет yxje достаточным для грубой проверки гипотезы Вегенера. Здесь, в частности, имели в виду его выводы относительно того, что оконеч- ности Гренландии и Шотландии имеют годичное относительное движение по- рядка 20 м, Мадагаскара и Африки — 9 м, Индии и Южной Африки — 0.5 м и т. д. В процессе обсуждения новых операций было выдвинуто пожелание организовать наблюдательные станции в первых трех из перечисленных выше пунктах, а также в Мозамбике, островах Торнато и Менадо (Нидерландская Ин- дия), как в местностях, имеющих осо- бый интерес при изучении движений земной коры. При этом учитывались также соображения Венинг-Мейнеца относительно того, что некоторые ано- малии силы тяжести, особенно на Зонд- ских островах, могут быть объяснены только движением морского дна; отме- чался также интерес, который пред- ставляет изучение области у островов Зеленого Мыса. Рекомендовалось, кро- ме того, производить, в дополнение к долготным работам, триангуляции между островами и континентом. Окончательно план долготных опе- раций 1933 г. вылился в следующую форму: фундаментальная сеть была дополнена образованием третьего поли- гона в южном полушарии, вершины которого образовали обсерватории в Капе (мыс Доброй Надежды), Аде- лаиде, Веллингтоне (Новая Зеландия) и Буэнос-Айресе. В состав этой сети вошло также большинство обсервато- рий, принимающих регулярное участие в международной службе времени. К этим 22 станциям первого класса, игравшим роль основных реперов, было присоединено посредством более мел- ких цепей еще около 70 обсерваторий и временных наблюдательных станций. Однако, несмотря на столь большой размер операций, некоторые важные пункты предварительной программы все же не удалось осуществить. Не были организованы, в частности, наблю- дения на островах Нидерландской Ин- дии, Мозамбике и Манилле (на этой станции производились наблюдения в 1926 г.). Некоторые страны воздер- жались от установки временных стан- ций, мотивируя свое решение необхо- димостью получить предварительно хотя бы в общих чертах подтверждение правильности гипотезы Вегенера. По существу это было вызвано финансо- выми затруднениями, в силу которых также не представилось возможным произвести обмен наблюдателей и ин- струментов даже в отдельных точках фундаментальной сети. Таким образом и в 1933 г. выбор пунктов лишь отчасти обусловливался геологическими особенностями районов их расположения и, главным образом, зависел от желания той или иной об- серватории принять участие в этих долготных операциях. При таком поло- жении вещей решение поставленных задач естественно должно было ока- заться Весьма неполным. Сами опера- ции носили преимущественно характер массового контроля точности астроно- мических методов определения долгот, что, впрочем, само по себе является достаточно важной и своевременной задачей. На прилагаемой карте (фиг. 2) указаны положения наблюдательных пунктов в 3 .1*
1935 ПРИРОДА № 9 1926 и 1933 гг. Операции 1933 г., в осно- вном, проводились в то же время года (ок- тябрь— ноябрь) с целью избежать влия- ния сезонных ошибок на определения поправок часов. Число пунктов на тер- ритории нашего Союза, в которых были выполнены эти наблюдения в 1933 г., значительно увеличилось по сравнению с 1926 г. В частности, по инициативе Пулковской обсерватории были орга- низованы временные наблюдательные станции в Омске и Иркутске, что, хотя бы частично, могло способство- вать изучению деформаций земной коры на огромном материке Сибири. Сама организация определений была разработана с еще большей тщатель- ностью по сравнению с 1926 г. Наблю- дения производились, главным образом, посредством пассажных инструментов, снабженных саморегистрирующими ми- крометрами. На многих пунктах опре- деления времени производились при помощи нескольких инструментов в це- лях более полного изучения системати- ческих ошибок наблюдений. Для опре- деления личного уравн ения рекомен- довалось пользоваться специальным прибором. С целью обеспечить возможно лучшую связь между отдельными поли- гонами в каждой из вершин наблюда- лись не только зенитные, но и эквато- риальные звезды. На станциях, имею- щих, примерно, одинаковые широты, рекомендовалось пользоваться по воз- можности одними и теми же группами звезд и улучшить способы регистрации наблюдений и приема сигналов, приме- няя чувствительные приборы с малой инерцией типа ондуляторов или даже осциллографы. В течение всего периода работ ежедневно производились 83 пере- дачи радиотелеграфных сигналов вре- мени на длинных и коротких волнах. Определение механической и электро- магнитной инерций приемной аппара- туры осуществлялось при каждом приеме посредством длинных тире, продолжи- тельностью в 10 секунд, следующих после ритмических сигналов. Эта мера, несомненно, сильно способствовала уве- личению точности приема радиосиг- налов. Сводка и исчерпывающая дискуссия 4 долготных операций поручена Между- народному бюро службы времени в Па- риже, которое по характеру своей деятельности тесно связано с подоб- ного рода работами. Результаты отдель- ных определений еще не опубликованы, за исключением измерений, произведен- ных в обсерватории Ци-Ка-Вей. Результаты этих долготных работ, несомненно, дадут ценный материал касательно ряда вопросов, напр. от- носительно систематических ошибок определения времени и приема сигна- лов, скорости распределения длинных и коротких волн, особенностей передач на тех и других волнах и т. д. Следует думать, что в известных случаях будут получены некоторые данные хотя бы для предварительного суждения отно- сительно движений земной коры. Из сравнений приемов сигналов, система- тически производящихся в обсервато- риях Европы и Америки, в последние годы удалось обнаружить более или менее заметные колебания долгот с пе- риодом около 11 лет. Что же касается до их вековых изменений, то по пред- варительным, правда весьма прибли- женным, подсчетам их порядок состав- ляет всего около 3 см в год. С геологической точки зрения сле- дует признать не только возможность, но и полную неизбежность горизон- тальных перемещений отдельных участ- ков земной коры. Об этих движениях свидетельствует с несомненностью строение горных систем. Огромное количество горных кряжей, опоясываю- щих Земцой шар, состоит из разнооб- разных по размерам и формам складок. Пласты горных пород, образующие складки до начала горообразователь- ного процесса, занимали всегда боль- шую площадь, чем после его заверше- ния. Из этого факта вытекает тот совершенно несомненный вывод, что отдельные части пластов, отстоявшие ранее на большом расстоянии, после горообразования оказываются сближен- ными между собой и в той или иной степени перемещенными в горизонталь- ном направлении. Гораздо больший масштаб относительных перемещений мы обнаруживаем в горах покровной тектонической структуры, подобных Альпам, Карпатам, Апеннинам и многим
1935 МЕЖДУНАРОДНЫЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДОЛГОТ № 9 другим. Эти горы сложены из покровов, т. е. мощных пластин толщиной в сотни и тысячи метров, сорванных с мест своего образования и надвинутых одна на другую в виде гигантских чешуй, иногда по несколько десятков киломе- тров, а местами и свыше 100 км. Конста- тируя подобные громадные горизон- тальные перемещения в районах склад- чатых и покровных гор, мы можем отметить, что в обширных зонах они совершались в геологическом смысле весьма недавно. В зоне альпийской складчатости эти движения относятся частью к меловому периоду, но главным образом к третичному периоду, в тече- ние которого они достигли максималь- ной интенсивности. Во многих местах альпийской зоны горообразовательные движения доказаны и для четвертич- ного времени, а энергичная сейсмиче- ская деятельность служит подтвержде- нием того, что и в настоящий геологи- ческий момент тектонические процессы не замерли окончательно, а проявляются с большей или меньшей силой. О ско- рости горизонтальных перемещений отдельных участков земной коры в на- стоящее время можно судить лишь в очень слабой степени, и решение этого вопроса следует ожидать от по- вторных долготных и широтных опреде- лений. Пока же в нашем распоряжении имеются лишь отрывочные данные о горизонтальных смещениях некото- рых участков земной коры. Часть их констатирована в связи с сильными землетрясениями, таковы, напр., смеще- ния, зарегистрированные при земле- трясении в Калифорнии в 1906 г. По данным U. S. Coast and Geodetic Survey, приводимым Лаусоном (Lawson)1 ряд точно определенных пунктов, распо- ложенных на побережье Калифорнии к северу от Gol en Gate, подвергся с 1868 по 1906 г. медленному переме- щению1 2 в северном и северозападном направлениях со средней скоростью 0.052 м в год. 1 А. С. Lawson. The mobility of the Coast Ranges of California. Publications, vol. 12, № 7, 1921. 2 F. W. Dyson. The variation of latitude. Monthly Notices of the,Royal Astronomical Society. Vol. 78, № 7, 1918. При крупном землетрясении в Сан- Франциско, происшедшем 18 апреля 1906 г. и связанном с резким смещением участков земной коры по линии сброса San Andreas, все эти геодезические пункты внезапно переместились в юго- восточном направлении. Об этих пере- мещениях дает представление таблица на стр. 6.1 Затем большой интерес представляют результаты точных триан- гуляционных работ в баварских пред- горьях Альп между Мюнхеном и р. Заль- цах. В указанном районе удалось при помощи густой сети специальных три- ангуляций и нивелировок высокой точ- ности установить как вертикальные, так и горизонтальные перемещения участков земной коры. Здесь было доказано, что триангуляционные пункты, расположенные южнее Мюнхена, пере- местились за время с 1801 по 1905 г. в направлении на северо-запад на 0.25 м. Кроме того, у Кирхгайма и у Штаф- ферберга близ Мюнхена констатированы перемещения на запад по 18 мм в год. Было бы преждевременным обобщать эти разрозненные данные и пытаться установить при современном состоянии наших знаний, каковы возможные ско- рости горизонтальных смещений уча- стков земной коры в настоящий геоло- гический момент. Мы можем только с известной вероятностью предполагать, что скорости эти весьма незначительны, и самые перемещения удастся конста- тировать лишь при высокой точности исследований. Для нас, однако, весьма важен тот основной вывод, что для альпийской орогенической зоны можно надеяться обнаружить с помощью точ- ных повторных долготных и широтных определений дифференциальные гори- зонтальные движения участков земной коры, связанные с незакончившимися в этой эоне горообразовательными про- цессами. Здесь мы считаем важным подчеркнуть, .что этот вывод основы- вается на фактах, установленных на структуре горных сооружений альпий- ской зоны, их геологическом возрасте, наличии сильной сейсмичности и, нако- 1 П. Православлев. Современные дви- жения земной коры в Понто-каспийской области. Тр. 3-го Всесоюзн. съезда геологов, в. I, Ташкент, 1930. \ 5
1935 ПРИРОДА № 9 Наименование станций Расстояние от места сброса у San Andreas в км Смещение до землетрясения 1906 г. Смещ. при землетряс. 1906 г. период ваблю* дений (годы) направление смещений срезы, ско- рость смещ. в год в м общая велим. смещен, в м навравлевие смещен. величина смещения в м Гора Tamalpais . . 6.4 NE 1854—1906 NNW 348° 0.058 3.02 SE 161° 1.97 Farallon 37 SW 1860—1906 NW 333 0.045 2.07 SE 101 1.29 Chaparral .... 1.8 NE 1856—1891 NNW 353 0.052 2.61 4SE 157 2.06 Ross Mountain . . 7NE 1859—1891 NNE2 0.053 2.50 SE160 1.20 Sonoma .... 34 NE 1856-1906 NNE3 0.025 1.24 ? ? нец, на приведенных выше данных не- посредственных измерений. В то же время мы приходим к нему независимо от тех или иных теоретических пред- ставлений о механизме и причинах горообразовательных процессов. Таким образом вырисовывается одна геоло- гическая проблема, в разрешение кото- рой ценный вклад могут внести система- тические точные определения геогра- фических координат. Но помимо того они могут сыграть очень крупную роль в изучении причин орогенических процес- сов — процессов горообразования. С по- мощью этих работ можно рассчитывать подвергнуть капитальной фактической проверке целый ряд важнейших совре- менных орогенических гипотез и теоре- тических схем, рисующих формирование лика Земли. В нашу задачу не входит ни изложение, ни перечисление всех многочисленных, крайне разнообразных и взаимно противоречащих спекулятив- ных построений. Мы только отметим, как резко и непримиримо расходятся между собой различные гипотезы. В то время как некоторые всеми силами защищают контракционную гипотезу, другие не менее упорно ее отвергают и по теоретическим соображениям и на основании фактических данных, выдви- гая иные причины для объяснения процесса структурного развития земной коры. Меллард Рид (Mellard Reade), напр., прибегает к гипотезе термического расширения накопляющихся осадочных толщ вследствие попадания их в условия высокой температуры в глубинах земли. Яахман (Lachmann) выдвинул гипотезу кристаллокинеза (Kristallokinese). 6 т. е. изменений объема вследствие перекристаллизации вещества земной коры. Ампферер, Швиннер, Коссмат, Андрэ, Даке и др., решая проблему горообразования, видят основную его причину не в процессах, протекающих в твердой земной коре, а в подстилаю- щей ее магматической, пластичной зоне. По воззрениям этих авторов перемеще- ния масс, конвекционные течения, изме- нения объема в подкоровой (subcrustal) магматической зоне вызывают растяже- ния и сжатия в земной коре, пассивно реагирующей на все эти явления. Сюда примыкает одна из новейших гипотез горообразования Э. Хаармана (Е. Нааг- mann), названная им осцилляцион- н о й. Хаарман различает первичный и вторичный тектогенез. Первый обус- ловлен перемещениями масс в подко- ровой магме, образующей в одних ме- стах скопления, поднимающие земную кору в виде валообразных выступов — геотуморов и оттекающей из других областей, прогибающихся вследствие этого в виде ложбин—г еодепрессий. Вторичный тектогенез является следст- вием первичного. Он состоит в скольже- нии осадочных толщ по пологим склонам геотуморов и геодепрессий и в образо- вании из этих толщ складчатых и надви- нутых в виде покровов масс, поздней- шее поднятие которых образует горные хребты. Эта идея о пассивном соскаль- зывании масс горных пород, строящих горы, в новом виде воскрешает гипотезу скольжения Рейера(7). Можно упомянуть о группе гипотез, связывающих горо- образовательные процессы с изменением положения полюсов (Крейхгауэр), с из- менениями сплюснутости земного эллип- соида в зависимости от колебаний
1935 МЕЖДУНАРОДНЫЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДОЛГОТ № 9 в скорости вращения (Бём, Квиринг и др-)- Следует отметить группу гипотез, связывающих горообразование с радио- активными процессами. Представите- лями этих взглядов являются Дж. Джоли, Хольме (Holmes) и др. Наконец, чрезвычайно важную группу составляют гипотезы перемещения кон- тинентов. Взгляды о возможности гори- зонтальных перемещений высказывались в более или менее робкой и мало раз- работанной форме Ф. Сакко, но лишь А. Вегенеру принадлежит заслуга смелой разработки этой идеи и создания строй- ной концепции формирования современ- ного лика Земли на ее основе. Неуди- вительно поэтому, что с именем этого исследователя обычно связывают гипо- тезу перемещения континентов, отожде- ствляя ее с гипотезой Вегенера, хотя для настоящего времени это уже не- верно, так как можно-указать целый ряд крупных геологов, которые разработали на основе этой идеи свои самостоятель- ные гипотезы, значительно отличаю- щиеся от концепции Вегенера. К ним принадлежат Э. Арган, Р. Штауб, Косс- мат, Гавеманн, М. А. Боголепов и неко- торые другие авторы, не говоря уже о Тэйлоре, который совершенно неза- висимо 'от Вегенера и одновременно с ним (в 1910 г.) высказал аналогичные взгляды о горизонтальных перемеще- ниях континентов. Во всей этой сложной пестроте про- тиворечивых гипотез и взглядов на при- чины горообразовательных процессов и на закономерности в развитии облика земной поверхности можно отчетливо выделить две группы основных пред- ставлений, имеющих, с нашей точки зрения, очень большое значение. 1. Первая группа гипотез рассматри- вает земную кору как неподвижно закре- пленную на поверхности ядра. Конти- нентальные массивы, по этим воззрениям, не могут изменять своего положения, и отдельные их точки имеют постоянную долготу и широту. Это основное воз- зрение можно назвать гипотезой иммо- бильности континентов или гипо- тезой фиксизма, как ее обозначил Арган. На этой точке зрения стояли до появления работ Вегенера и Тэйлора почти все геологи,' не допускавшие даже мысли о возможности сколько-нибудь значительных перемещений континен- тальных цоколей в горизонтальном на- правлении. Она разделяется и сейчас огромным числом геологов, разумеется, в первую очередь всеми сторонниками контракционизма. 2. Согласно второму воззрению для объяснения тектонической жизни земной коры необходимо допустить возмож- ность не только вертикальных колеба- ний, но и значительных горизонтальных перемещений отдельных крупных уча- стков земной коры, в частности конти- нентов. Эта гипотеза „плавания" или „ползания", словом горизонтального пе- ремещения более легких сиалических (sial — сицилий (кремний) плюс алюми- ний) глыб континентов по подстилаю- щей пластичной симатической (sima — сицилий плюс магний) эоне, выступаю- щей на поверхность твердой земной коры в областях всех или некоторых океанических впадин, получила от Зало- мона (Salomon) название гипотезы эпей- рофореза (epeirophorese). Ее можно назвать также гипотезой мобиль- ности континентов. Гипотеза эпейрофореза совершенно независима от представлений о сжатии Земного шара и в объяснении горообра- зования противостоит контракциониэму, связываясь с гипотезами активности подкоровой магматической зоны. При обсуждении этих двух противоположных точек зрения — фиксизма и мобилиэма континентов — должны быть использо- ваны аргументы геологического порядка, к которым относятся следующие группы доказательств: 1) результаты анализа геологических структур, 2) данные палео- географии, 3) данные палеоклиматологии, 4) данные анализа возможных движений, затем данные геофизики и, наконец, мы можем обратиться к данным астрономо- геодезических исследований. Система- тические точные определения геогра- фических координат, повторяемые через некоторые промежутки времени, пови- димому, могут дать весьма важный фактический материал для решения проблемы эпейрофореза. Изложенные соображения позволяют сформулировать вторую задачу геоло- гического характера, которую можно 7
1935 ПРИРОДА № 9 поставить перед международной орга- низацией точных долготных и широтных определений как задачу проверки гипо- тез фиксизма и мобилизма континенталь- ных массивов. Посмотрим теперь, каким требованиям должно удовлетворять географическое распределение пунктов для выполнения обоих указанных заданий, т. е. для: 1) установления направления и скорости перемещений участков земной коры в пределах активной тектонической зоны молодой альпийской складчатости и 2) проверки гипотезы эпейрофореза. Для этого мы должны обратиться к краткому обзору главнейших элемен- тов тектонической структуры земной коры. В самых грубых чертах схему этой структуры можно представить следую- щим образом. 1. Океанические впадины: геологическая структура и история этого элемента земного лика до настоя- щего времени остаются еще невыяснен- ными. 2. Континентальные массивы и связанные с ними периферические островные гирлянды. Континенты яв- ляются продуктом длинной и весьма сложной геологической истории и имеют неоднородное и более или менее слож- ное геологическое строение. Отдельные части их формировались в последова- тельные периоды времени, в эпохи горообразования, разделенные проме- жутками относительного тектонического покоя. В структуре континентов можно различить: 1) древнейшие, наиболее тектонически спокойные и устойчивые ядра или платформы, образовавшиеся в допалеозойское время. Это области, структура которых была в основном сформирована в результате целого ряда докембрийских орогенеэов. Их можно назвать областями докембрийской склад- чатости или докембрийскими платфор- мами; 2) палеозойские складчатые зоны, сформировавшиеся в две главные палео- зойские эпохи горообразования — кале- донскую (силур — начало девона) и ва- рисцийскую или герцинскую (карбон — пермь). По окончании главной складча- тости, в результате которой возникла 8 их тектоническая структура, отдельные участки земной коры, входящие в состав этих зон, имели несколько различную дальнейшую историю. Одни из них при- обретали свойства платформ; образо- вавшиеся горные сооружения срезались размывами, выравнивались и заливались водами морей, которые перекрывали их своими осадками. Такие участки в настоящее время представляют собой обычно обширные равнины. Примером подобных более молодых платформ может служить западносибирская, лежа- щая между Уралом и Енисеем, образо- вавшаяся в варисцийск}ю эпоху горо- образования. Другие участки, как, напр., Урал, под- вергались позднейшим поднятиям и со- хранили до настоящего времени свой горный характер. Наконец, третьи уча- стки палеозойской складчатости были захвачены мощными альпийскими дви- жениями в большей или меньшей степени и оказались заново перестроенными. В них наблюдаются значительные ослож- нения и изменения первоначальной па- леозойской структуры. К числу таких райнов относится, напр., Тянь-Шань; 3) мезозойско-кайнозойская или альпий- ская складчатая зона. Все эти элементы характеризуются различной степенью подвижности в гео- логическом смысле этого слова. Плат- формы, представляющие собой сложные сооружения, состоящие из отдельных частей, спаянные между собой в относи- тельно более жесткие, монолитные мас- сивы, являются наиболее стабильными. Они испытывают, как это доказано гео- логическими данными, главным образом вертикальные колебания и сравнительно пологие деформации—прогибы и вы- пуклые выгибы или коробление (warping1) а также деформации разрыва, раскалы- вания, сопровождающиеся горизонталь- ными смещениями отдельных глыб. Зоны каледонской -и варисцийской складчатости причленены к древним ядрам (платформам), местами распола- гаясь между ними и спаивая их между собой, подобно уральской западносибир- ской складчатой зоне, соединяющей рус- скую и восточносибирскую докембрий- ские платформы, местами прилегая со стороны океана и припаивая к большому древнему ядру небольшие обломки древ-
1935 МЕЖДУНАРОДНЫЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДОЛГОТ № 9 Фиг. 1. Схематическая тектоническая карта Земного шара. Условные знаки: 1—области докембрийской складчатости (докембрийские платформы), 2.—зоны каледонской складчатости, 3 — зоны варисцийской (герцинской) складчатости, 4 — зоны альпийской (мезозойской и кайнозойской) складчатости, 5 — главнейшие альпийские* хребты. Стрелки показывают главное направление движения. них платформенных сооружений, как, напр., Аппалаги Северной Америки и, на- конец, в третьем случае—залегая между платформами и зоной альпийских скла- док, примером чего могут служить горы средней Европы, находящиеся между русской платформой и альпийской зо- ной. Палеозойские складчатые зоны явля- ются геологически более подвижным элементом континентов. После своего сформирования в каледонскую и варйс- цийскую эпохи они представляли склад- чатые и покровные горы, которые в даль- нейшем подвергались постоянному раз- мыванию и сносу. На горообразователь- ные напряжения, возникавшие в земной коре, эти консолидированные участки ре- агировали преимущественно образова- нием расколов. Отдельные их глыбы под- нимались и опускались в виде горстов и грабенов, местами возникала склад- чато-глыбовая ст(1уктура, а местами в них происходили значительные гори- зонтальные перемещения по сдвигам. Подобные крупные горизонтальные пе- ремещения в эоне древних варисций- ских гор были совсем недавно указаны Г. Клоосом, который доказал связь их с образованием альпийской склад- чатости. Зона палеозойских складок отличается местами высокой степенью сейсмично- сти, что указывает на ее значительную мобильность. Это наблюдается обычно там, где она находится под непосредст- венным воздействием горообразователь- ных движений, протекающих интенсивно в лежащей рядом альпийской зоне. При- мером может служить Тянь-Шань. Нако- нец, зона альпийской складчатости от- личается наибольшей подвижностью и неустойчивостью. В ней не закончёны процессы формирования горных соору- жений, в связи с чем там наблюдается сильная сейсмичность. О расположении Р
1935 ПРИРОДА № 9 перечисленных основных структурных элементов земной поверхности можно судить по прилагаемой схематической карте (фиг. 1; карта составлена в основ- ном по Коберус некоторыми измене- ниями). На ней видно, что Евразия по- строена из двух огромных докембрий- ских платформ — русской и сибирской, лежащих в северной половине конти- нента, и двух платформ меньТпего раз- мера, китайской и индостанской —на юге. С запада и северо-запада к русской плат- форме примыкают каледонские складки Скандинавии и Шотландии и варисций- ские — южной Англии, Пиренейского по- луострова (Мезета), Франции, Германии, Чехо-Словакии и Польши. Между русской и сибирской платформами простирается меридиональная широкая зона варис- цийских складок Урала, заворачиваю- щих на юге к востоку в складки Тянь- шанской системы и продолжающихся далее к востоку через Алтай к берегам Тихого океана между сибирской и китай- ской докембрийскими платформами. С юга и востока Евразия окаймлена альпийскими складчатыми сооружени- ями, протягивающимися от Бетайских Кордильер и Пиреней через Альпы, Апеннины, Карпаты, Балканы, Кавказ, Эллениды, горы Малой Азии и Ирана, Тавриды и Ираниды, Памир, Гималаи, горы западного Индо-Китая, Зондские острова, Филиппины, Японию, Куриль- ские острова, Камчатку и северовос- точную окраину Азии (к востоку от Лены) к побережьям Северного поляр- ного моря и на восток через Алеуты в Аляску. В Северной Америке мы находим огромную докембрийскую канадскую платформу, охватывающую часть тер- ритории США, Канаду, Гренландию и арктический архипелаг. Она окаймлена с юго востока палеозойскими складками Аппалаг, а с запада — горной зоной Ска- листых гор и Кордильер, частью сфор- мированной в палеозое (в восточной части), но главным образом в конце ме- зозоя и в третичное время. В Южной Америке находится обширная докем- брийская бразильская платформа, кото- рая охватывается с юго-запада и юго-востока палеозойскими складками, 10 а вдоль ее западной окраины тянется мощная цепь Анд, относящаяся, как и Кордильеры Северной Америки, к аль- пийской складчатой эоне. Африка представляет вместе с Ара- вией гигантскую древнюю континенталь- ную глыбу, в которой различают эфиоп- ско-аравийскую докембрийскую плат- форму (Карру) и западноафриканскую докембрийскую платформу. Между по- следней и эфиопской платформами про- тягивается зона каледонских складок, так называемая Сахарид; в области Конго предполагается также существо- вание палеозойской складчатой зоны. С юга к этому массиву причленены Ка- пиды (Капские горы) палеозойского воз- раста, на северо-западе марокканская Мезета, относящаяся к варисцийской си- стеме, и Атлас, входящийся в состав аль- пийской зоны. Австралия в основном представляет древнюю платформу, к которой с во- стока причленены горы палеозойского возраст а (Австралийские Альпы), и уже в пределах Тихого океана лежит Новая Зеландия, сформировавшаяся в более юное альпийское время. Ограничившись этим чрезвычаййо кратким обзором структурных элемен- тов земного лика, мы можем рассмот- реть с геологической точки зрения рас- положение обсерваторий,участвовавших в долготных работах 1926 и 1933 гг. (фиг. 2). Начнем это рассмотрение с обсерваторий Америки. В Северной Америке значительное количество об- серваторий, участвовавших в работах 1926 г., располагается в Кордильерах, т. е. зоне альпийской складчатости. Сюда принадлежат Ванкувер, Гамильтон, Котима, Сан-Диего. На них могут быть при дальнейших определениях обнару- жены горизонтальные смещения, связан- ные с продолжающимися горообразова- тельными процессами. Что касается проверки гипотезы эпейрофореза, то к данным этих станций необходимо отно- ситься весьма осторожно, так как здесь могут наблюдаться изменения долгот, независимые от перемещений массива всей Северной Америки в целом и огра- ниченные орогенической зоной Кор- дильер. Ий остальных обсерваторий три — Вашингтон, Такубайя и Закате- нас — расположены в палеозойской тек-
1935 МЕЖДУНАРОДНЫЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДОЛГОТ № 9 тонической зоне, и только Оттава лежит в области древней докембрийской ка- надской платформы. К ним в 1933 г. присоединился Карнак (Гренландия), расположенный на канадской платформе. Изменение долгот этих станций по отно- шению к европейским, африканским и другим можно будет рассматривать уже как аргумент в пользу смещения цоколя всего Североамериканского континента. Исходя из гипотезы Вегенера, можно допустить в последнем случае возмож- ность даже большего относительного смещения долгот этих станций к западу, чем станций, лежащих в области Кор- дильер, TiK как последние находятся во фронтальной зоне континента по отно- шению к предполагаемому направлению движения, испытывающей тормозящее сопротивление со стороны жесткого дна Тихого океана. Для анализа деформаций, испытываемых Северной Америкой, было бы чрезвычайно важно иметь еще две-три станции в районе восточной границы Скалистых гор, напр. на ши- роте Вашингтона или Гамильтона, и не- сколько севернее. Относительные изме- нения долгот этих станций и тихоокеан- ских, с одной стороны, и антлантиче- ских — с другой, могли бы пролить свет на характер горизонтальных движений как в юной складчатой эоне, так и в области древней жесткой глыбы. Весьма желательно также иметь стан- ции в Центральной Америке и на Ан- тиллах. В Южной Америке обсерватория Бо- готы лежит в поясе южных альпийских складок, Рио-де-Жанейро в области па- леозойских складок, где лежат также две станции, которые приняли участие в 1933; г. — Буэнос-Айрес и Монтевидео. На окраине древней платформы й Кор- дильер лежит Кордоба. К этим станциям можно приложить те же соображения, которые были развиты относительно обсерваторий Северной Америки. Здесь желательно иметь станции, расположен- ные на более южных широтах, а также на территории бразильской докембрий- ской платформы. В Евразии расположение станций является весьма неравномерным и да- леко не обеспечивает данных, которые могли бы представить интерес с точки зрения изложенных выше проблем. Обсерватории сосредоточены здесь в двух районах: на западе — в Европе и на* 7 7
1935 ПРИРОДА № 9 юго - востоке — в Индии, Индо - Китае, Китае, Японии, Филиппинах и Зондском архипелаге. На всем остальном огромном пространстве Азии наблюдения произ- водились только в четырех пунктах. Если взять станции, принявшие участие в долготных работах 1926 г., то в Европе в области древней устойчивой русской платформы располагаются только две станции — Копенгаген и Осло. Эти станции лежат на крайнем участке плат- формы, носжцем название кристалличе- ского балтийского щита, причем обе названные обсерватории находятся в пограничной зоне щита и древних па- леозойских (каледонских) складок, при- мыкающих к нему с запада. Ряд станций лежит в области палеозойских складок. К ним принадлежат обсерватории Эдин- бурга (каледонская зона), Гринича (гра- ница каледонской и варисцийской зоны), Брюсселя, Парижа, Страсбурга и Мад- рида (варисцийская зона). Наконец, не- сколько обсерваторий располагается в альпийской зоне — Невшатель, Фло- ренция. Милан, Белград и Афины, в об- ласти русской платформы — Пулково и Ленинград. К этим обсерваториям в 1933 г. присоединились в области докембрийской русской платформы Стокгольм, Рига, Москва (две станции), Харьков, Николаев, Таллин, Варшава, в палеозойской зоне — Гейдельберг, Гамбург, Потцдам, Познань, Гдыня, Льеж, Коимбра, Бухарест, в варисций- ской зоне — Прага, Бордо и Тулуза и в альпийской зоне — Гренада, Турин, Цюрих, Безансон, Рим, Неаполь, Генуя, Падуя, София и Вена. Таким образом из 44 обсерваторий Европы, принявших участие в долгот- ных определениях 1933 г., лишь 12 рас- положены на русской платформе, 17 ле- жат в области, сформировавшейся в па- леозое, и 15 находятся в альпийской зоне. Обращаясь к обсерваториям адапий- ской зоны Европы, мы. должны отме- тить одно существенное отличие района их расположения от района соответ- ствующих обсерваторий Северной и Юж- ной Америки. Складки альпийской зоны, вытянувшиеся вдоль западного побе- режья Сев. и Южн. Америки, имеют 12 в общем меридиональное простирание, вследствие чего горообразовательные движения в них ориентированы в широт- ном направлении. Это обстоятельство позволяет рассчитывать на возможность обнаружения здесь некоторых измене- ний долгот, связанных с горообразова- тельными процессами. В Европе же аль- пийская зона в целом имеет широтное простирание, в связи с чем горообразо- вательные движения были направлены преимущественно (но не исключительно) меридионально,и мы имеем сравнительно мало шансов обнаружить в этой зоне незначительную по величине широтную составляющую этих движений, которая, по всей вероятности, лежит в пределах ошибок определений. Все же отдельные участки альпийской горной зоны очень неравноценны между собой в этом от- ношении. Дело в том, что она обна- руживает чрезвычайно резкие изгибы, напр. в западных Альпах, Карпатах, Балканах и в других хребтах, благодаря чему некоторые участки хребтов ориен- тированы меридионально или почти ме- ридионально, а местами целые крупные горные цепи — Апеннины, Динарские Альпы вытянуты в юговосточном на- правлении. В этих участках можно наде- яться обнаружить более значительные изменения долгот, так как направление основных тектонических движений здесь широтное или близкое к широтному. Для станций, лежащих за пределами альпийской зоны, возможно ожидать изменения долгот, которые можно будет отнести на долю эпейрофореза. Следует, однако, иметь в виду, что в области глыбовой тектоники варисцид не исклю- чена возможность местных дифферен- циальных движений отдельных участков земной коры под влиянием напряжений и импульсов, возникающих в связи с движениями в альпийской зоне. На вероятность этого указывают сильные горизонтальные перемещения (сдвиги), констатированные в варисцийской зоне Средней Европы Клоосом, а также и сейсмичность данной области. Кроме того, необходимо упомянуть, что здесь, именно в районе Шварцвальда, были очень недавно обнаружены Вильзером (Wilser) современные, правда, чрезвы- чайно слабые перемещения отдельных участков по сбросовым линиям.
1935 МЕЖДУНАРОДНЫЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДОЛГОТ № 9 Наиболее надежными для решения проблемы эпейрофореза следует при- знать данные обсерваторий на русской платформе, изменения долгот которых относительно североамериканских об- серваторий, если они будут обнаружены, можно будет рассматривать как весьма важный аргумент в пользу этой гипотезы. Азиатские обсерватории расположены частью на глыбе Индостана — Дера-Дун и Коломбо — участвовавшие в работах 1926г.,и Мадрас и Кодайканал, примкнув- шие в 1933 г., затем на китайской древней глыбе — Цзынь-тао, Шанхай, Гонконг, Сайгон и др., и, наконец, в подвижной альпийской зоне, отличающейся исклю- чительно сильной сейсмичностью и ин- тенсивным вулканизмом в данном рай- оне — Бангкок (Индокитай), Лембанг (Ява), МанилЛа и Токио. В области тектонически юных ост- ровных гирлянд и западного Индо-Ки- тая мы вправе ожидать наиболее значи- тельных измененийгеографических коор- динат, так как в ней еще продолжается деятельность горообразовательных сил с относительно большой напряженно- стью. Вероятные направления движе- ний в разных пункта^ различны в связи с причудливой гирляндообразной изо- гнутостью отдельных тектонических зон, благодаря чему шансы обнару- жить изменения долготы в отдель- ных пунктах неодинаковы. Повидимому, больше вероятий открыть их в Банг- коке и в Токио, где направления скла- док близки к меридиональному, чем, напр., в Лембанге, где они ориентиро- ваны широтно. Что касается движений китайской и индостанской глыб, то можно допустить, что они до некоторой степени могут оказаться самостоятель- ными и независимыми, так как они раз- делены между собой сравнительно пла- стичной зоной складок Индо-Китая. Но, может быть, эти дифференциальные движения будут отмечены на фоне об- щего перемещения всей гигантской глыбы Евразии. Относительно движения и характера деформаций всего еврази- атского континента в целом судить на основании определений обсерваторий, включенных в программу работ 1933 г., нам представляется все же невозможным, так как большая часть его поверхности остается лишенной пунктов наблюдений. Совершенно необходимо было бы целый ряд станций разместить на востоке рус- ской равнины, в Западной и Восточной Сибири и Дальневосточном крае, при- мерно, скажем, в Казани, Новосибир- ске или Томске, Красноярске, Благо- вещенске и Владивостоке. Если в про- грамму исследования будут включены и широтные определения, то чрезвычайно важно будет поставить еще ряд станций в более южной полосе — в Крыму (Сим- ферополь), на Кавказе (Владикавказ, Тифлис, Баку, Новороссийск) и в сред- ней Азии (Ашхабад и др.). В Африке с Аравией и Мадагаскаром находится всего 10 станций, из них Ма- гадисцио, Дакар и Лоренцо-Маркез рас- полагаются на платформенных частях континента, Гельван (Суэц) и Ксара— в области глыбовых гор Сирии и заме- чательной зоны разрыва — Сирийского грабена; одна на юге в Капских горах палеозойского возраста (Капштадт), две на Мадагаскаре (Носси Бэ и Тананарив) и одна в Атласе, т. е. в зоне альпий- ской складчатости — в Алжире. Распо- ложение этих станций, принимая во вни- мание монолитность африканского кон- тинента, вполне отвечает поставленной цели, но было бы весьма желательно поместить одну станцию на юге Аравии, где можно ожидать некоторого отодви- гания ее от Африки, предполагаемого очень многими геологами. В Австралии на докембрийской плат- форме имеем одну станцию — Аделаида, в области палеозойской складчатости —- две: Мельбурн и Сидней. Сюда же можно отнести новозеландскую станцию Вел- лингтон— в области альпийской склад- чатости. Наконец, исключительное поло- жение занимает тихоокеанская станция на Г авайских островах — Г онолулу, единственная из всех, связанных с обла- стью океанического дна. Ее перемеще- ния относительно американских, азиат- ских и австралийских обсерваторий представляют глубокий геологический интерес. Было бы слишком смело пытаться утверждать, что предпринимаемые астро- номо-геодезические исследования дадут в ближайшие же годы такие результаты, которые смогут помочь разрешению об- 13
1935 ПРИРОДА № 9 Фиг. 3. Юные горные цепи земли по А. Вегенеру и Э. Аргану. Сплошные черные линии — средиземноморская система гор. Прерванные линии — система гор и островов, связанная с движением Евразии к западу. Пунктир — система гор, связанная с дви- жением Сев. и Юж и. Америки. суждаемых геологических проблем. Весьма возможно, что изменения долгот, если они существуют, за короткий про- межуток времени окажутся настолько малы, что будут лежать в пределах не- устранимых ошибок определений. Все же, если допустить, что этими работами будут действительно обнаружены какие- то весьма малые, но совершенно несо- мненные изменения географических ко- ординат отдельных точек земной поверх- 34 ности (может быть при повторных оп- ределениях за сравнительно большой период времени), то геологичешЛя ин- терпретация этих перемещений окажется совершенно необходимой. Однако при современном состоянии наших знаний она будет нелегка, и дальнейшая разра- ботка вопроса несомненно потребует значительного расширения количества пунктов наблюдений и рационального их размещения в зависимости от геоло- гической структуры различных районов и от направления их перемещений.
1935 МЕЖДУНАРОДНЫЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДОЛГОТ № 9 Фиг. 5. Движения континентальных глыб и циклы горообразования от кембрия до настоящего времени: I. Каледонская эпоха горообразования. II. Поглекаледонское раздвигание континентов и образование герцинских (варисцийских) геосинклина- лей. III. Герцинская эпоха горообразова- ния. IV. Послегерцинское раздвигание континентов и образование альпийских геосинклиналей. V. Альпийская эпоха го- рообразования. VI. Раздвигание конти- нентов и образование геосинклиналей со- временной эпохи. Поперечная штри- ховка — северные континенты (Лавразия). Продольная штриховка — южные кон- тиненты (Гондвана). Черное — жесткая глыба Тихого океана. Белое — геосинкли- нали. Жирные линии — складчатые горы. Стрелки — направления движений. Прогноз относительно возможных на- правлений перемещений является сейчас сравнительно более обоснованным для районов юных тектонических движений; что касается возможных смещений це- лых континентов или их отдельных ча- стей, то пока в этом отношении мы можем опираться на чисто гипотетиче- ские построения отдельных авторов, во многом сильно разнящиеся между собой. Для примера рассмотрим схемы этих относительных перемещений, даваемых А. Вегенером, Р. Штаубом и Гавеман- ном. В схеме Вегенера Северная и Юж- ная Америка движутся с относительно наибольшей скоростью на запад. Евра- зия и Африка, перемещаясь к западу с несколько меньшей скоростью, отстают от Америки и в то же время двигаются друг к другу навстречу от полюсов к экватору. Индостан имеет основное движение с юга на север; Австралия / смещается на с=вер,о-северо-восток. Гир- лянды островов, Окаймляющйб Азию и Австралию с востока, имеют относи- тельно меньшую скорость движения на запад, чем эти континенты, и отстают, отрываясь от них к востоку. По Штаубу основное движение кон- тинентов направлено, в общем, мериди- онально, причем знак движения перио- дически изменяется: они движутся к эк- ватору от полюсов до столкновения Фиг. 6. Схема движений материков. Направления движений ука: аны стрелками ’ (по Гавеману). 75
1935 ПРИРОДА № 9 между собой южных и северных конти- нентов, вследствие чего происходит об- разование пояса гор, и затем раздви- гаются вновь от экватора к полюсам. Пути отдельных континентов несколько различны, так же как и их скорости. На ряду с прямолинейными путями Штауб допускает и вращательные дви- жения и некоторые деформации самих континентальных глыб. В современную эпоху он предполагает раздвигание кон- тинентов к полюсам. В схеме Гавеманна движения отдель- ных глыб еще более сложны. Северная и Южная Америка движутся на запад, только Патагония, Огненная Земля и Южные Антиллы отодвигаются к вос- току. Африка в основном испытывает вращательное движение против часовой стрелки. Евразия сдвигается на запад, но в области Средиземного моря ясно выражено движение к востоку. Индо- стан движется на северо-восток, китай- ская глыба смещается к юго-западу. Австралия направляется на запад, а Но- вая Зеландия прямо на восток. В обла- сти Тихого океана предполагается вра- щательное движение против часовой стрелки. Достаточно сравнить эти три схемы, чтобы убедиться, насколько разноречивы и мало разработаны предположения о важнейших направлениях относитель- ных перемещений континентов и на- сколько труден прогноз в отношении результатов будущих долготных опреде- лений. Заканчивая настоящую статью, авто- рам хотелось бы высказать еще следую- щие пожелания и соображения. 1. По мнению авторов, является весьма важным привлечь геологов к обсужде- нию плана будущих международных долготных определений и к разработке вопросов, связанных с этими работами. Желательно было бы включить обсуж- дение этого вопроса в план работ пред- стоящего геологического конгресса в 1937 г. 2. В виду важности тех перспектив, которые раскрывает перед геологией это совершенно новое начинание, обе- щающее новый путь исследования тек- тонических проблем, желательно уста- 76^ новить более близкую деловую связь по этому вопросу между астрономиче- скими и геологическими организациями. 3. Было бы желательно дать освеще- ние геологических условий всех астро- номических обсерваторий, принимающих участие в долготных работах. Описание геологического строения района каждой обсерватории должно быть дано на фоне региональной тектоники. Это мо- жет быть выполнено геологическими организациями отдельных стран и затем издано в виде сборника международной организации. 4. Было бы желательно долготные определения связать с систематическими определениями широт в ряде избранных пунктов. Литера т'у р а • 1. М. Schmidt. Sitz. Вег. d. Bayer. Akad. d. Wiss. 1915 и 1920. Math. phys. Klasse. 2. M el 1 a r d-R e a d e. The origin of mountain ran- ges considered experimentally, structurally, dy- namically and in relation to their geological his- tory. London, 1881. ---Secular cooling of the earth in relation to Mountain Building, Philosophical Magasin. V. XXIV, 1887, V. XXV, 1888. Geol. Mag. V. Ill, 1896. 3. C. A m p f e r e r. Ober das Bewegungsbild von Faltengebirgen. I. К. К. K. Wien, 56, 1906. --- Geometrische Erwagungen uber den Bau der Alpen. Mitteil. d. Geol. Ges. in Wien, 1919. 4. R. S c h w i n n e r. Vulkanismus und Gebirgs- bildung Zeitschr. f. Vulkanologie, 1915. 5. F. К oss mat. Die mediterranen Kettenge- b’rge. Abhandl. d. Sachs. Akad. d. Wiss. B. XXXVIII, 1921. 6. K. A n d г ё e. Ober die Bedingungen der Ge- birgsbildung, 1914. 7. E. H a a r m a n n. Die Oscillationstheorie. Stutt- gart, 1930. 8. R e у e r. Theoretische Geologie. 9. D. Kreichhauer. Die Aequatorfrage in der Geologie. 2. umgearb. Auflage, 1925. 10. А. В о h m. Edler von Bbmersheim. Abplattung und Gebirgsbildung, 1910. 11. J- J о 1 y. The surface history of the Earth, 1925. 12. A. Holmes. Radioaktivitat und Geologie, 1930. 13. F. Sacco. Essai sur 1’orogenie de la Terre. Tu- rin, 1895. ---Les lois fondamentales de I’orogenie de la Terre. Turin, 1906. 14. A. W e g e n e r. Difi Entstehung der Kontinente und Ozeane. 4. Aufl. Braunschweig, 1929. 15. A r g a n d. La tectonique de 1’Asie. Congres Geologique Intern. Comptes rendus de la XIII Session. I fasc^Liege, 1924.
1935 ГЕОЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ № 9 16. R. S t a u b. Der Mechanismus der Gebirgsbil- dung. Berlin, 1928. 17. H a v e m a n n. Neues Erklarungsmoment zum Mechanismus der Kontinentalverschiebungen. Die Naturwiss. 1929, H. 38. 18. F. В. T а у 1 о r. Bearing of the tertiary moun- tain belt on the origin of the earth’s plan. Bull. Gepl. Soc. Amer. V. 21 (2), 1910. 19. Б. Л. Л и ч к о в. Движение материков и кли- мата прошлого Земли. Изд. Акад. Наук СССР, 1931. 20. Е. В. Милановский. Проблема лика Земли. Научное слово № 78, 1930. 21. Н. И. Днепровский. О современны! ме- тодах определений долгот. Мироведенве № 2,1931 г. 22. Е. С h a n d о n. [/operation mondiale des lon- gitudes de 1933. Annales fran;aises de Chro- nometrie, 1-er trimestre, 1934. 23. Annales de 1’observatoire de ZO—SE (Chine)’ t. XX, Chang-Hai, 1934. ГЕОЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ Акад. A. E. ФЕРСМАН Очерк 1. ЭНЕРГИЯ ИОНА 1. ВВЕДЕНИЕ Последние три года моя научная ра- бота сосредоточивалась на анализе энер- гетики природных процессов; меня не удовлетворяла ни электростатика со- временной кристаллохимии, ни формаль- ный геохимический диализ рассеяния и концентрации элементов, ни формули- ровка новых эмпирических законов пер- вичных количеств элементов — их клар- ков в разных условиях природы, ни законов распределения, сочетания и миграции атомов. Мне думалось, что геометрию современной кристаллохи- мии, несмотря на ее замечательные ус- пехи, следует заменить новым анали- зом — энергетическим, и дополни- тельно к радиусам ионов и объемам с их аддитивностью ввести энергетиче- ские величины. Ведь гениальное при- менение Гольдшмидтом теории радиусов ионов перевернуло всю нашу химическую мысль, и сложение несжи- маемых шариков разной величины, по разным геометрическим законам, опре- делило новое, более глубокое, понима- ние современной химии. Но когда Борн, Паулинг и другие теоретические физики попытались эти чисто пространственные представления о каких-то эффективных объемах заменить рядом уравнений вол- новой, квантовой механики, сделалось ясным, что наши шаровые представления Природа № 9 об атомах, ионах, молекулах есть только „модель" геометрического характера, очень удачно и очень удобно выражаю- щая сложные энергетические соотно- шения, устанавливаемые электрическими полями разного знака, разного потен- циала и величины, разных атомов и ионов, электронов и т. д. Казалось, что выдвинутая еще в 1918 г. Максом Борном идея энергии решетки нас приближает к новому этапу кристалло- химии, сближая ее с термохимией хими- ческого процесса, давая количествен- ное толкование старым химическим понятиям валентности, сродства атомов и ионов друг к другу...; но наука не пошла по этому пути, так как ей надо было закрепить за собой позиции и собрать возможно больше фактического мате- риала — расстояний, радиусов, объемов; точность рентгеновских измерений рас- стояний подкупала своей простотой и аддитивностью. Между тем было совершенно ясно, что только путь энергетики откроет новые широкие перспективы геохими- ческих исследований, и потому, несмотря на его физические и механические труд- ности, я попытался хотя бы в первом грубом приближении решить эту задачу и подойти с новым масштабом к старым фактам и явлениям, дав этим Новое освещение природных процессов. /7 2
1935 ПРИРОДА № 9 В первом своем очерке я остановлюсь только на первой задаче, которую я пытаюсь разрешить как задачу под- готовительную, именно на энергии ионов, во втором — на применении этих идей к проблемам геохимии. X ЭНЕРГИЯ РЕШЕТКИ Макс Борн более 15 лет назад уста- новил понятие об энергии кристалла, как о том количестве энергии, которое освобождается, когда находящиеся в бес- конечности, рассеянные ионы соби- раются в закономерно построенный кри- сталл. Понятно, что количество тепло- вой (или иной) энергии, освобождаемой при этом процессе, может рассматри- ваться как мера прочности, стойкости данного соединения, и, хотя расчет энергии относится к абсолютному нулю, хотя величина энергии решетки U и не дает меры изменения количества свобод- ной энергии в условиях процесса, тем не менее уже заранее можно было ожидать, что величина U сделается в будущем важнейшей константой химических со- единений и что из нее можно будет вы- вести точным математическим и физи- ческим анализом ряд важнейших свойств кристаллического вещества, его темпе- ратуры плавления и кипения, его раство- римость, механическую прочность и т. д.1 Однако величина U не сумела завое- вать до сих пэр себе такого места лишь потому, что точное экспериментальное изучение и получение надежных цифр было делом трудным, и до сих пор име- лось еще недостаточное количество нако- пленного опытного материала. Между тем Энергия решетки, выражаемая в боль- ших калориях на 1 моль вещества, является замечательным показателем уже потому, что колеблется в очень больших пределах; так, если энергия кристалла NaCl = 180 б. кал., то энергия СО2 изме- ряется 4100 б. кал., а энергия полевого шпата—KAlSi8O8 примерноЮ—11 тыся- чами б. кал. 1 Необходимо иметь в виду во всем дальней- шем изложении: понятие энергии кристалла, энергии соединения —рассматривается как коли- чество энергии, которое выделяется при его образовании. Для отдельного иона :— это то коли- чесгво энергии» которое освобождается при образовании нейтрального соединения. В определении величины U соедине- ний можно итти различными путями; можно исходить из положений электро- статики и рассматривать энергию кри- сталла, как алгебраическую сумму энер- гии притяжения двух различно заряжен- ных ионов и энергии отталкивания — этот путь Макса Борна дает точный ответ на задачу, но математически очень сложен. Можно итти совершенно иным, чисто термохимическим путем и рассматривать согласно Борну — Габеру некоторый циклический процесс, в кото- ром будет принимать участие Q (теплота реакции), U (энергия решетки), I (пол- ная энергия ионизации катиона), о (энер- гия сублимации металла), Е (энергия сродства к электрону аниона) и D (энер- гия диссоциаций молекулы аниона). Решая составленное из этих величин уравнение, мы определяем U, если знаем для данных элементов все осталь- ные величины, из которых, однако, неко- торые, как, напр., Е, были, да и остаются, довольно проблематичными. Огромный шаг вперед в деле опреде- ления энергии решетки был сделан мос- ковским фиэико-химиком А. Ф. Капу- стинским, который для расчета U дал с достаточной точностью очень простое выражение: ^=256.1 (1) где а — число атомов катиона в данном бинарном соединении согласно формуле, b — такое же число анионов, Wk и WA — валентности катиона и аниона, a R— соответственные радиусы ионов по та- блице В. Гольдшмидта. Расчет любого бинарного (т. е. типа А„ В4) соединения происходит в не- сколько минуз1, и А. Ф. Капустинский дал даже номограмму, по которой можно еще скорее наметить порядок величин энергии решетки. Это замечательное уравнение и по- служило исходным пунктом для моих исследований. Дело в том, что много- численные исследования Гримма, Герц- фельда, Шермана и других показали большую закономерность в величинах U, что, впрочем, уже вытекало и из анализа уравнения* Капустинского и Клемма; мне, как геохимику, хотелось расчленить это
1935 ГЕОЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ № 9 выражение на отдельные части, но так, чтобы выявить в отдельности роль ка- ждого иона в данном энергетическом балансе соединения. Если при построе- нии геометрии кристалла, Гольдшмидт строит соединения из отдельных шаров разных радиусов, то почему нельзя рас- сматривать энергетическую постройку кристалла так, чтобы в нее входили в от- дельности: катион со своей энергией и анион со своей? Сначала эта задача мне казалась одновременно и исключительно заманчивой, и теоретически неправиль- ной, ибо она в этой форме суживала бы область химических реакций до неуз- наваемости; но потом я убедился в пра- вильности постановки вопроса и, что самое замечательное, оказались пра- вильными и обе противоречившие друг другу идеи: энергия ина превратилась в некоторую величину, которая открыла мне ряд возможностей в решении ряда химических и геохимических проблем, а с другой стороны, эта величина оста- лась постоянной лишь в определенном пределе точности, только за которым открывалось поле многообразных хими- ческих сочетаний и перемещений. Я не скрою, что в первые месяцы своих иска- ний я очень жестко отбрасывал чрез- мерную точность, так как боялся поте- рять основную линию анализа, и мне надо было решить задачу сначала в пер- вом приближении, как выражение: U = 256.1 (ахк -+- Ьук ), (2) где а и Ь—-те же числа ионов, как и в уравнении Капустинского, а х и «/ — и есть те искомые величины, которые характеризуют энергию катиона и ани- она. Очень скоро я убедился путем пере- счетов около полутораста величин U, что мое выражение (2) имеет место и что энергию кристаллической решетки можно себе представить в первом приближении как сумму энергий входя- щих в нее катионов и анионов. Полученные мною средние ве- личины ЕК' и были названы мною эками (энергетическими коэффициен- тами). Следовательно, эком я называю тот пай энергии, который вносит каждый ион в постройку кристаллической ре- шетки. Но так ка$ образование кри- сталлической решетки мы сближаем с понятием образования химического соединения, то, следовательно, эки опре- делили собою ту энергию, с которой ионы участвуют в химическом процессе, иначе говоря, энергию химической связи, которую мы называем в случае поляр- ных решеток — валентностью. Помножив эк на 256.1, мы полу- чаем то количество б. калорий на 1 моль вещества, которое выделяет при обра- зовании кристалла соединения Az каждый ион. Если мы помножим на 11.3, то получим ту же величину, но выражен- ную в электрон-вольтах. Сложив величины, согласно химиче- ской формуле данного соединения, мы получаем U, выраженное в любом из намеченных трех масштабов (усл. эках, калориях или вольтах). Если мы условно примем эк кисло- рода за 1 55, то получаем приведенную на развернутой Менделеевской таблице (стр. 20) картину, где даны не только ЕК, но и еще одна очень полезная вели- чина: вэк— VEK. Ведь эк определяет со- бою энергию иона в целом, а между тем каждый заряженный атом—ион, обладает определенным числом заряда: физически это отвечает числу потерянных (или присоединенных) электронов, химически это и есть так называемая валент- ность (и>) иона, напр. Fe + 2 А1 + 3, О-2 и т. д. Поэтому очень важно знать не только суммарную энергию иона, но от- дельно энергию единицы его валент- ности, ибо тогда можно сравнивать между собою ионы разной валентности. Однако составление таблицы эков представлялось делом совершенно не простым, и я перечисляю те проблемы, которые мне при этом встретились и решение которых оказалось вообще очень интересным: 1. Во-первых, во всякой задаче, построенной на бинарной аддитивности, имеется свобода в вы- боре одной абсолютной вели' ины (напр. ЕК для кислород?); теоретически уравнение остается правильным при любой заданной величине (но соответственном изменении всех других). Значит, надо было решить э.у задачу прежде всего. 2. Экспериментальные данные охватывали из играющих в геохимии роль около 120 прос.ых и комплексных ионов — всего липн^25-—ЗО°/о, — так что надо было для других влементов найти путь хотя бы временного заполнения клеток до новых опытных работ. 2
ТАБЛИЦА МЕНДЕЛЕЕВА С НАНЕСЕННЫМИ ВЕЛИЧИНАМИ ЭКОВ (НАВЕРХУ) И ВЭКОВ (ВНИЗУ). * Отмечены величины, полученные не из опытных данных, а путем вычисления 18 0 = W — 1 2 +2 3 +3 4 +4 5 +5 6 +6 7 +7 8 +8 9 + 8 10 +8 11 12 +2 13 +3 14 +4 15 1+5 -3 16 -2 17 -i 18 = w = 0 — 1.1 * Н 1.1 — — — — — — — — — — — — — — *0.32 H 0.32 0 He 0 0 Не 0 0.55 Li 0.55 2.65 Be 1.32 6.00 В 2.00 12.20 c 3.05 — — — — — — — — 12.20 c 3.05 19.75 * -+VN 3.95 1.55 0 0.78 0.35 F 035 0 Ne 0 0 Ne 0 0.45 Na 0.45 2.20 Mg 1.10 5.30 Al 1.80 8.00 Si* 2.00 14.0(?) P 28(?) — — — — — — — — 9.00 Si 2.25 14.0 f?) P 2.8 (?) 1.10 s 0.55 0.25 CI 0.25 0 Ar 0 0 Аг 0 0.36 К 0.36 1.75 Ca 0.87 4.65 * Sc 1.55 5.17 8.40 HlTilV 1.72 2.1 5.32 16.45 mVv * ♦ 1.74 3.29 4.75 Cr 1.60 1.95 9.10 II MnlV 0.97 2.28 2.12 8.15 II Fe HI 1.06 1.71 2.15 11 Co 1.07 2.18 II Ni 1.09 0.70 2.10 I Cull 0.70 1.05 2.20 Zu 1.10 5.41 * Ga 1.80 10.53 * Ge 2.63 As 1.05 Se 0.52 0.20 Br 0.20 0 Kr 0 0 Кг 0 -1 0.30 Rb 3.30 1.50 Sr 0.75 3.95 * Y 1.32 7.85 * Zr 1.96 13.60 * Nb 2.92 8.50 IV Mo 2.12 Ma 9.10 * II Rd 2.28 5.17* III Rh 1.72 Pd 0.60 Ag 0.60 2.00 Cd 1.00 4.35 * 1.45 7.90 Sn 1.98 Sb 0.95 Те 0.47 0.18 J 0.18 0 Xe 0 т 0 Хе 0 0.28 Cs 0.28 1.35 Ba 0.67 3.58—4.12 TR 1.19-1.37 7.81 * Hf 1.95 13.60 ♦ Ta 2.92 19.35 * VIW 3.23 8.90 22.10 * * IV Re VII 2.22 4.01 8.90 * IV Os 2.22 8.93* IV Ir 2.23 Pt 0.60 *? Au 0.60 2.10 iHgll 1.05 0.40 3.45 IТ1Ш 0.40 1.15 1.78 7.95 IlPblV 0.87 1.99 . Bi Po №85 0 Rd 0 0 Rd 0 №87 Ra Ac 6.80 * Th 1.70 Pa 7.00* IV U 1.80 — — — — — — — — — — — — w/2 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4 4 0.5 1 1.5 2 -1.5 —1 —0.5 = w/2 -1 —0.67 —0.33 = w/3
1935 ГЕОЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ № 9 3. Надо было разобраться в постоянстве величины эков, выяснить пределы колебаний ве- личин ЕК, полученных из разных соединений, и попытаться выяснить причины этого непосто- янства, если оно наблюдается. 4. Надо было, наконец, подумать и об эках комплексных ионов, которые играют особенно большую роль на земной поверхности и в биохимических реакциях. Попытаюсь очень кратко наметить те результаты, к которым я пришел при разрешении указанных четырех задач. 3. ПУТЬ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЭНЕРГИИ ИОНОВ Действительно, прежде всего надо было найти выход для первой задачи: отыскать какое-то твердое соотношение между величинами аниона и катиона. Я рассуждал так: несомненно, что в той или иной мере величина эка зависит от валентности и от радиуса иона; поэтому надо было думать, что ионы с одинако- выми wn R будут обладать и одинаковой величиной энергии, независимо от знака; такой прекрасной парой наметилось прежде всего SrO, в котором w у обоих 2, и R почти сходны. Соответственно этому и зная величину энергии решетки этого окисла около 790 б. кал., я мог вычислить эки: для Sr-1-2—1.50 и для О 2 —1.50. Конечно, такое предполо- жение надо было проверить; очевидно, если оно закономерно, то во всех1 слу- чаях равенства R и w должно наблю- даться такое же соответствие; такими явились KF и отчасти CsCI, и эти слу- чаи полностью оправдались; таким об- разом я остановился условно на вели- чине эка кислорода в 1.55 и'из этой цифры исходил при расчете всех осталь- ных эков. Она оправдает себя и при сравнении с величинами гидратации ионов по Фаянсу и Граве. Гораздо сложнее был вопрос второй, как определись эки тех ионов, для которых нет достаточных эксперимен- тальных данных? Оказалось, что в этом вопросе можно итти тремя путями, которые взаимно контролируют и помо- гают вычислить величины эка даже в случае отсутствия опытных определе- ний. Прежде всего, конечно, напраши- валось использование уравнения Капу- стинского (1). Можно было по нему рассчитать величину U, а в ней, подста- вив известный эк < аниона, вычислить нужный эк катиона; этим путем я полу- чил ряд чисел, в общем, однако, по сравнению с экспериментальными, не- сколько более высоких. Второй метод, применимый только для некоторых катионов, оказался, однако, особенно интересным, и я к его выводам еще возвращусь позднее. Я очень скоро заметил, что величины эков близки к суммарному потенциалу ионизации данного элемента, т. е. к тому числу калорий, которые необходимо затратить, чтобы оторвать от нейтрального атома нужное количество электронов. Приведя величину I к масштабу эков, т. е. взяв 23 ^256’ мы полУчаем некоторую величину, весьма близкую к эку, особенно для ионов типа благородных газов, но во- обще намечающую как бы верхний пре- дел его. В данном случае мы имеем в I очень точную исходную цифру, полу- чаемую из оптических данных, но, к со- жалению, для целого ряда ионов, осо- бенно многовалентных, отсутствует ее опытное определение. Наконец, наметился и третий путь: мне казалось необходимым выразить величину эка через w и R соответствен- ного иона, что и удалось, но лишь с некоторым приближением, причем я получил два таких эмпирических выра- жения: ЕКт = 0.35 w2 -+- 0.2 Й.-+- &К. . (w-2) W -н0Л----2R — ’ ЕКт=^- (4) Невходя в анализ этих выражений, обратим внимание только на то, что /я'2\ н в их основе лежит член который тесно связан с величиной потенциаль- g2 ной энергии иона • Я расчислил и по этим выражениям величины эков элементов (для которых не было экспериментальных данных) и получил третью величину. Все три величины, полученные разными спосо- бами, оказались весьма близкими друг к другу, и потому я взял среднее из этих величин и получил тот средний вы- 21
1935 ПРИРОДА № 9 числ. эк, который мог с достаточной точ- ностью приравнять к эксперименталь- ному и поместить его в нашей Менде- леевской таблице (со знаком*). После решения второй задачи, я пе- решел к третьей — о пределах ко- лебаний в е л ич и н ы—и очень скоро убедился в ее исключител!ьном интересе и значении. Действительно, если бы энергии ионов обладали полной аддити- вностью, то мы имели бы очень упро- щенную картину химических реакций, ибо энергия сочетания ионов А, В, С, Д не зависела бы от характера их соеди- нения между собою. Между тем деталь- ный анализ эков показал, что они не сохраняют в точности свою величину, а колеблются в зависимости от обста- новки (антуража) — от партнера в соединении; во многих случаях эти колебания не велики, напр. для Na+1 мы не наблюдаем колебаний больше, чем в пределах 0.43—0.46, но для некоторых ионов, напр. Ag-+1, мы имеем очень серьезную амплитуду колебаний: 0.53— 0.69, для иода—0.13—0.20 (?) и т. д. Внимательно прослеживая эти изме- нения, я очень скоро смог убедиться, что они частично перекрываются теми явлениями поляризации ионов, которые были столь / детально изучены на изменении радиусов и объемах ионов Гольдшмидтом и на физических процес- сах Фаянсом. Никакого сомнения не оставалось в том, что мы имеем дело с деформацией ионов, их взаимной поля- ризацией; действительно, очень скоро я смог убедиться, что все законы актив- ной поляризации, поляризуемость, контр- поляризация, деполяризация, radius ra- tio Паулинга и т. д. более или менее приложимы к моим колебаниям вели- чин и их объясняют. Интересно, что суммарный потенциал ионизации на- мечает собою верхний предел ве- личин эков, при максимальной их поляризации. Значит, взаимное действие полей анионов и катионов друг на друга ведет или к выигрышу (что чаще всего), или к потере энергии соединением. Но именно эти явления взаимодей- ствия полей катиона и аниона лежат в основе наших представлений о ком- плексных ионах, и потому я совер- 22 шенно последовательно перешел к ана- лизу четвертой задачи. Я не буду здесь останавливаться на ее путях, лишь от- мечу, что и ее удалось разрешить, что удалось вычислить примерную величину энергии таких ионов, как [СОа]-2, лежа- щую в основе карбонатов, или [SOJ-3— в сульфатах, и, зная энергию комплек- сного иона, дальше, по тем же законам аддитивности, определить энергию са- мого соединения. Я должен подчеркнуть сразу же замечательное свойство этих ионов; их эки относительно очень малы: так, для [СОа]~2—0.7—0.8; для [CN]— 0.25 (весьма точно) и один из макси- мальных [SiOJ-4—3.0. Этот вывод по- лучил для меня огромное практическое и теоретическое значение, он дал воз- можность определить и объяснить малую механическую прочность соединений с комплексными ионами (напр. MgCOg по сравнению с MgO), помог выявить законы их большей растворимости (напр. солей [NOa]-1 или [CN]-1) и в сущности энергетически привел меня в мир соединений, где господствуют низ- кие величины энергии, где энергия ре- шетки не превышает немногих десятков или сотен больших калорий, тогда как для свободного [СО2]она достигает 4100. 4. МЕНДЕЛЕЕВСКАЯ ТАБЛИЦА ЭНЕРГИИ ИОНОВ Периодическая таблица была по- строена Менделеевым на атомных ве- сах и валентностях, Мозели и Бор перестроили ее по номерам и зарядам атомов; в сущности не перестроили, только в каждую клетку таблицы впи- сали порядковый номер и характерный терм и придали решающее значение; Гримм и Гольдшмидт в свою очередь вписали в клетку новое число — эффек- тивный радиус иона, и химическая реакция определялась не атомным весом, не номером, не зарядом ядра, а объемом заряженного атома — иона, той актив- ной электростатической единицы, кото- рая строит кристаллы, как химическое соединение. Много еще разных коэф- фициентов разными исследователями вписывалось в перегруженные цифрами клетки Менделеевской таблицы: это были и потенциалы ионизации и ионные потенциалы Картледжа и коэффициенты энергии связи Линдемана и Анри и т. д., и т. д.
1935 ГЕОЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ № 9 Я хочу тоже вписать в каждую клетку одно или даже несколько чисел, но вместе с тем хочу ими заменить ряд старых — мои числа должны м е р и ть энергию иона элемента, лежа- щего в данной клетке, и от этого числа должна зависеть вся судьба этого иона, когда он из своей клетки вырывается на свободу химических реакций. Ведь погасить эту энергию и притом возможно совершеннее — таков лозунг химии, строящей нейтральные молекулы и соединения из заряженных или ней- тральных частиц. Атомный вес атомов при образовании соединения путем сложения давал так наэ. молекулярный вес; эки ионов при образовании нейтрального соединения дают путем сложения энергию кристал- лической молекулы; в первом случае мы имеем дело с абсолютной аддитив- ностью, во втором, поскольку мы мерим разности энергии системы, мы имеем лишь приближение к закону аддитив- ности: энергия ионов действительно складывается, но постольку, поскольку электрические поля не действуют друг на друга, а это практически имеет место лишь в пределе. i Но, тем не менее, как сложение ша- ров несжимаемых и недеформируемых легло в основу построений Косселя и Гольдшмидта, так и здесь в анализе периодического закона эков, мы мо- жем вести наши рассуждения в пре- делах первой точности, на основе „не- изменяемых" „постоянных" эффектив- ных эков. Итак, посмотрим на таблицу Менде- леева с написанными на ней нашими величинами, причем верхняя цифра относится к э к у, а нижняя к в э к у, т. е. к верхней, деленной на валентность. Относительный ход этих величин (удоб- нее й систематичнее будет сравнение вторых) может быть сведен к тому, что они закономерно падают в каждой группе вниз (обратно росту радиусов ионов) и увеличиваются по мере пере- хода к следующей группе в связи с по- вышением валентности, причем в каж- дом горизонтальном ряду на одну и ту же примерно величину (за немногими исключениями). При этом самый боль- шой вэк меньшей валентности нормально не перекрывается самым малым вэком следующей — это положение относится только к ионам типа благородного газа, как к ионам типичной сферической формы. У ионов промежуточных элемен- тов (напр. семейств железа) мы наблю- даем поразительное постоянство величин эков и вэков для данной валентности; гораздо меньше закономерностей мы видим в ионах побочных групп (Си, Zn, Ag...). Самые высокие эки мы имеем у С+4— почти 13, у N+5—<20: наоборот, самые меньшие эки Cs+1—0.28 и J-1—0.18. Эти величины очень показательны, они опре- деляют собой тот пай энергии, который вносит в кристалл каждый ион; значит, для бинарных соединений наименьшей энергией решетки (не забудем только из простых, не комплексных ионов) должен обладать Cs J (только 136 б. кал.), а самой большей — „гипотетическое" соединение CJ4 + C~4 с энергией ре- шетки между 4000 и 4500 б. кал. Мо- жем ли мы отождествлять это соедине- ние с алмазом, как многие считают, начиная с Lewis’a, рассматривавшего даже его решетку как сложение С'*'4 и С-4, — пока сказать нельзя, но очень много вероятия, что алмаз обладает, подобно другим карбидам, весьма значи- тельной энергией решетки, определяю- щей именно его твердость, прочность, нерастворимость, нелетучесть и вообще „неукротимость", лежащую в основе не только его свойств, но и самого его названия. Но закономерный ход изменения ве- личин эков и веков подсказывает реше- ние и других задач; еще лет семь тому назад А. Беркенгейм подметил интерес- ные черты средних величин не только для радиусов ионов, но- и для всех важнейших величин, входящих в состав цикла Борна — Габера; это же положение вполне применимо и к величинам эков, и по соседям можно с некоторой точно- стью определить эк средняго члена; но можно итти и дальше и экстраполиро- вать эти рассуждения; мы можем пред- сказать энергетические свойства ионов радия и полония, но особенно интерес- ные выводы напрашиваются по отно- шению к еще неоткрытым элементам №№ 87 и 85. 23
1935 ПРИРОДА № 9 Действительно, эк № 87 должен быть порядка 0.20—0.25 при очень большом радиусе; это должен быть элемент рас- сеяния с малоустойчивыми решетками. Его мы можем ждать лишь в остаточных расплавах пегматитов и растворах соля- ных бассейнов и, может быть,в рассеянии космических систем. Еще гораздо более дисперсным элементом должен явиться элемент экаиод № 85 с ничтожным эком в 0.1—0.12, с радиусом в 2.4—2.5 А; он мне кажется не очень жизнеспособным в каких-либо соединениях; его нормаль- ное устойчивое состояние диктуется его энергетикой — свободный ион среди нейтральных атомов других элементов или свободный атом среди других заря- женных ионов; может быть, он содер- жится всюду, подобно миллионным долям грамма (гаммам) иода или ртути... и потому мы его не можем определить? Но это область смелой экстраполяции; будем с ней осторожны, ибо предпо- следняя и последняя строки Менделеев- ской таблицы таят еще много неожи- данностей. S. РОЛЬ ЭНЕРГИИ РЕШЕТОК И ЭНЕРГИИ ИОНОВ В ХИМИИ И ГЕОХИМИИ Я уже говорил о том, что величина энергии решетки еще недостаточно оценена и использована для решения различных физико-химических, термохи- мических, а тем менее и геохимических задач. Между тем в самых разнообраз- ных направлениях U открывает новые пути для выводов и объяснений; тем шире открываются новые горизонты в связи с теорией эков и возможностью говорить об энергии отдельных ионов в решетке. Я не буду перечислять все те примерно 40 отдельных крупных само- стоятельных проблем, которые откры- ваются в этом направлении, и подчеркну лишь главнейшие. Сама величина U определяет энерге- тическую стойкость соединения, т. е. при 0* величину его энтропии и, следо- вательно, степень его инертности, не- активность, неподвижность, механиче- скую прочность, стойкость, осажда- емость, неспособность к растворению, словом U определяет_____ ну, скажем, прочность той ловушки, в которую попа- 24 дает подвижной ион элемента при обра- зовании химического соединения—в нем он тем более обречен на сидение, чем выше U. Конечно, взаимоотношения приведен- ных свойств U с величинами U и ЕК не определяются просто прямой или обрат- ной пропорциональностью, более слож- ные функции связывают их между собой: одни уже выявлены, другие только намечаются. При этом нередко сама величина U оказывается недостаточной, надо знать, как она распределена внутри кристалла, и теория „островов" Вейс- сенберга подсказывает пути для точного ее анализа. Но U мерит не только величину электростатической энергии связи ка- тиона и аниона, она этим мерит, в из- вестной степени, величину химического сродства и химической стойкости, и, следовательно, данные термохимии не- посредственно зависят от нее. В бле- стящих обобщениях А. Ф. Капустин- ского уже намечается использование U для определения состава эвтектик, мною намечается уже зависимость между U и константами равновесия обменных реакций, даже ряд проблем оптики, как атомной рефракции излучения, тесно связаны с этой величиной. Ведь именно она разгадает и объяснит те замеча- тельные экспериментальные поля равно- весия различных систем, начиная с солей Вант-Гоффа и кончая силикатными диа- граммами Геофизической лаборатории в Вашингтоне! Именно она, доведенная до точности малых калорий, расчислен- ная от нуля к условию эксперимента по закону Кирхгофа и Нернста, откроет новые пути понимания равновесия не отдельных молекул, а их сочетаний. Неизмеримо широко раскрывается возможность применения величин к про- блемам минералогии и геохимии: она определяет порядок кристаллизации их расплавов, флюидов, водных растворов, смену парагенезисов минералов, поря- док осаждения в морских бассейнах, последовательность распределения в руд- ных жилах, изменение этих жил с глу- биной, с отделением от расплавленного очага, законы рассеяния и накопления минералов и их устойчивость и стойкость в борьбе против природных стихий — таков лишь коротенький и случайный
1935 ГЕОЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ № 9 список тех многочисленных каналов, по которым энергия решеток проникнет в самую глубину проблем минералогии и кристаллографии, горного дела и горной промышленности. И трудно найти более теоретически отвлеченную идею, как идея Борна о притяжении и отталкивании электрических полей в кристалле, в уравнение которой входят показатели 9-й и 11-й степени, да еще при практически неведомом абсолютном нуле! И одновременно с этим трудно наметить область большего практиче- ского значения, чем область законов концентрации и рассеяния вещества, чем совершенно актуальные и конкретные задачи о глубинах рудных скоплений, об их качественном изменении с глуби- ной, о поисках новых полей металлов на основе законов их пространственного распределения..., а между тем оба эти цикла вопросов непосредственно связаны между собой. Я не буду детальнее оста- навливаться на многочисленных про- блемах геохимии на новых путях энер- гетики, им будет посвящен специальный очерк. Но что же нового вносит предлагае- мая мною теория эков? Прежде всего, и это самое важное, она показывает, что ион входит в кри- сталлическую постройку с характерным для него запасом энергии и путем про- стой аддитивности (в пределах первой точности) можно определить энергию любой решетки любого соединения, где проявляются силы иона. Теория эков превращается в метод быстрого и лег- кого определения U‘, но она дает больше, устанавливает связь с величиной гидра- тации ионов, она, при введении явления поляризации, позволяет устанавливать растворимость соединений, она объяс- няет условия разложения солей на ней- тральные атомы и позволяет по новому построить модель молекулы, она дает новую, правда грубую, константу каж- дому иону для расчетов термохимиче- ского характера; но особенно велико ее значение в геохимии, где можно огра- ничиваться точностью±десятков боль- ших калорий или даже целых электрон- вольтов'—здесь те пути минералогии, которые намечены были выше, получают новое геохимическое толкование, а про- блемы концентрации и рассеяния эле- ментов в мироздании, блестяще наме- ченные акад. Вернадским, получают свое количественное и совершенно одно- значное решение. 6. ИЗ ОБЛАСТИ НАУЧНОЙ ФАНТАЗИИ В предыдущей главе я очень коротко перечислил те многочисленные пути, которые открываются как при широком применении величин энергии решетки, так особенно при продуманном исполь- зовании эков и вэков, как показателей энергии ионов и отдельных его валент- ностей. Но мысль не хочет оставаться в рамках уже выявленных и более или менее доказанных положений, ей хочется невольно попытаться заглянуть вперед, за пределы имеющихся фактов и наблю- дений. Пусть на эту главу посмотрят строгие критики, как на неизбежный порыв научной фантазии исследователя, который три года сидел за бесконечными вычислениями и кривыми диаграмм и которому хочется расправить крылья мысли за пределы таблицы логарифмов и строгих требований научного трактата. Я хочу остановиться на одном вопросе, который меня особенно увлекает и ко- торый имеет две стороны, одну — обращенную в сторону чисто физических проблем, а другую — в сторону геохимии и даже геофизики. Мы видели в предыдущем, что эки могут быть выражены через некоторые формулы, а именно: ЕКЫТ = 0.35 w* ч- 0.2^ ч- ч-0.1 (ш —2) W 2R ’ (3) ЕКЮ = ^ (4) определяющим величину эка является в сущности, как видно, а>®, a R вносит лишь поправки, в пределах одной и той же валентности. Поэтому все эки опреде- ленной валентности, хотя и различаются между собой, но все же близки друг к другу, а в случае ионов промежуточ- ных почти тождественны. Достаточно 25
1935 ПРИРОДА № 9 взять на выбор любой пример, чтобы видеть правильность этой идеи: W = 4 эки: 9.00 — 8.40 — 7.81 — 7.85 — 8.30 w = 3 эки: 5.30 — 4.65 — 3.95 — 4.12 — 5.32 — 8.9Э — 5.17 И, действительно, если мы возьмем величины 0.55 а»2 как среднее, то полу- чим очень характерный список таких плеяд величин, располагающихся на диаграмме в строго определенных уров- нях группами, а именно: Несколько иначе располагаются ани- оны, но и они образуют такую же закономерную, но значительно понижен- ную систему эков (особенно это отно- сится к комплексным анионам). Таким образом мы получаем следую- щую картину (фиг. 1): в виде свободного иона катионы занимают высокое положе- ние, в соединении — их энергии падают до нуля, т. е. по диаграмме энергия ис- 1 Единственные отклоняющиеся величины 26 принадлежат: бору, углероду и германию. пытывает переход от некоторого более высокого уровня-терма до нижнего пре- дела. Расстояние между этими уровнями I есть мера выделенной энергии и вместе с тем есть выражение образования хи- мического соединения. Мы можем рас- сматривать каждое образование моле- кулы в кристаллической решетке (с точки зрения судьбы катиона) как падение энергии системы с одного' уровня на другой — основной терм. Не- вольно вспоминаешь явления из оптики, где перескок электрона с одного уровня на другой выявляет излучение или по- глощение света. Линия спектра есть естественное выражение этого процесса так же, как химическое соединение есть естественное проявление разницы двух термов эков: роль электрона в данном случае играет анион. Но если можно сравнить между собой эти процессы, то напрашивается и даль- нейший анализ. Мозели для рентгенов- ских спекторов, а позднее Милликэн для оптических построили известные — 9.10 — 9.10 — 8.90 — 7.90 —10.331 — 12.201. — 4.75 — 5.15 — 5.41 - 4.35 — 6.001. диаграммы, в которых по оси ординат откладываются корни квадратные из частот колебаний, а по оси абсцисс — заряды. Энергии колебаний определен- ных серий получат в диаграмме прямо- линейное расположение, а отдельные серии будут расположены слабо расхо- дящимся веером. Совершенно очевидно аналогичное построение и для величин эков: их корни квадратные на диаграмме, построенной на w, для ионов типа бла- городных газов или побочных групп (в отдельности) дают прямые линии в пределах данного периода и изме- няются при переходе к следующему. Энергии ионов в химических реакциях получают развитие, аналогичное часто- там колебаний определенных серий рент- геновского луча и в еще более сходной форме — луча оптического. Законы об- разований химического соединения ана- логичны законам оптических и рентге- новских спектров (фиг. 2). Но они много проще последних: каж- дый атом принадлежит лишь определен- ной серии, но и он не всегда падает с наивысшего уровня на наинизший —
1935 ГЕОЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ № 9 основной. Изменение валент- ности создает изменение в термах, аналогичное пере- скоку электрона во внутрен- них орбитах, перескок энер- гии сильно заряженных ка- тионов нередко идет через посредство промежуточных уровней, и вместо катиона с его большой энергией воз- никает гораздо более сла- бый, но все же заряженный комплексный анион. Уровни энергии—термы — определяют энергию ионов, энергию сродства и энер- гию химического соединения в кристаллических решет- ках. Но те же уровни-термы имеют огромное значение Фиг. 2. „Диаграмма Моэели" для энергии ионов типа благо- родных газов. в геохимии. Ход природных процессов идет в по- рядке смены более высоких уровней бо- лее низкими: правда, что термы выше 4а не дают прочных устойчивых кристал- лических тел, они перескакивают на нижние термы комплексных соединений или же образуют Замкнутые решетки летучих соединений. Но, начиная с 4 и 2 в определенной схеме, по мере охлаж- дения или конденсации вещества, идет накопление атомов: тяжелые глубинные породы ранней кристаллизации связаны по преимуществу с ионами четных высо - ких термов 4а и 22; конечные кристал- лизации остаточных пегматитов ведут процессы с термами За и I2, соляные растворы и процессы поверхности свя- заны с низшими термами I2 и, из ком- плексных, с самыми низкими термами меньше единицы. Каждая горная порода есть не только „парагенетическое кладбище элементов на пути к энтропии*1, как образно и исключительно удачно выразился проф. П. И. Чирвинский, это есть определен- ная разность энергетических уровней, постепенно приближающаяся к нулю и, вероятно, частично меняющая далее даже свой знак (Джинс). Перед геохимиком и петрохимиком встает задача разгадать эти уровни- термы и все разнообразие горных пород и минеральных ассоциаций свести к ряду нескольких определенных термов 42, 3 я, 2а, Iя, 0 (причем 2 нередко стано- вится перед 3), и, может быть, сама Земля с ее геосферами тогда пред- ставится нам как смена энергетических уровней; неподвижные серые глубины оливиновых пород и базальтов будут выражением более высоких разностей уровней, розовые светлые пегматиты со сверкающими самоцветами—проявле- нием гораздо меньших энергетических разностей, а безбрежное море с его солями будет подвижной системой веществ, энергия которых при кристал- лизации не превышает 200—300 б. кал., а выпадение которых знаменует наи- меньший энергетический скачок: от де- сятков тысяч больших калорий в решет- ках первичной кристаллизации распла- вленных масс мы приходим к сложному миру окружающей нас природы, где перескоки комплексных ионов опреде- ляются лишь десятками калорий, где ход реакций и их направление решается единицами больших калорий, где сбли- женные термы приближаются к своему пределу... Наша Земля есть закономерный спектр химических реакций. 7. ЗАКЛЮЧЕНИЕ Я очень кратко изложил ход моих мыслей, так, как они развились в по- 27
1935 ПРИРОДА № 9 следние три года и увлекают меня сей- час. В объемистом третьем томе моей „Геохимии" я даю весь огромный факти- ческий материал, лежащий в основе тео- рии эков, со всеми вычислениями, таб- лицами и кривыми; в ряде отдельных докладов в издании Академии Наук СССР я освещаю отдельные вопросы этой заманчивой, но сложной комплекс- ной проблемы; наконец, в отдельной книжке, выпускаемой Издательством по теоретической химии, готовлю сводный анализ моих исследований с главней- шими фактическими данными. И тем не менее я считаю работу только начатой и вехи только поставленными. Но, выступая в печати со своей „тео- рией эков“, вылившейся сейчас для меня в целый метод исследований, я не могу не подчеркнуть ее слабых и сильных сторон. Ее положительные черты заключаются в исключительной про- стоте самих операций, в легкой срав- нимости величин с другими, как то: растворимостью, ионным потенциалом, потенциалом ионизации, отчасти твер- достью и т. д.; она делает возможным в первом приближении определять энер- гию решетки любого, самого сложного соединения, на позволяет решить эту задачу и по отношению к соединению с комплексными ионами. Ее слабой стороной является отсутствие физиче- ского анализа и толкования величины эков; „физическая их реальность", при несомненной условности единицы, в сущ- ности не доказана, связь к циклом Борна — Габера неясна, вытекающая из нее модель молекулы не соответствует модели Косселя и т. д., хотя и совпа- дает с результатами разложения моле- кулы по Франку. Но предположим даже, что эки и вэки никакого физического значения не имеют, что это только условные частичные коэффициенты, ко- торые помогают в решении задачи. Даже и в этом случае (с которым я лично не согласен) мы все же в теории эков имеем удобный метод большого практического значения, позволяющий численно рассчитать ряд важнейших понятий современной кристаллохимии и итти вперед в анализе химического процесса. Пусть это только метод чисто ма- тематических пересчетов, но метод, основа которого лежит в новом энерге- тическом мировоззрении, в новом дина- мическом подходе к природному про- цессу. В следующем геохимическом очерке я покажу, насколько удобно пользоваться этим методом в анализе старых проблем минералогии, петроло- гии и даже геофизики, — я хочу лишь подчеркнуть важность получить в руки не только линейку, измеряющую онгстремы радиусов частиц и строящую из них замечательное здание современ- ной структурной кристаллохимии, н е только термометр, который мерит тепловые эффекты как наиболее уло- вимое, но далеко не полное выражение природного процесса, но и вольтметр, правда, пока еще с очень грубой шкалой, но все же электрический счет- чик, который хотя бы в условных еди- ницах измеряет электрические поля и определяет путь и результаты притяже- ния и отталкивания, сочетания и разъ- единения, наложения и дифференциа- ции электромагнитных клубков природы! Счетчик пока очень груб, и тонкие соот- ношения современной термохимии для него неуловимы. Я твердо убежден,что открытие более точных измерителей позволит в буду- щем всю современную химию и геохи- мию построить на новых началах. Верен ли, в частности, тот путь, по которому я пошел,1 доказать пока трудно; надо дальше работать и работать — я в нем совершенно уверен. 1 На занятом пути я не знаю непосредственных предшественников, хотя общая его установка раз- деляется очень многими. Ближе всего к выводу таких коэффициентов для отдельных ионов подо- шел американский химик в Балтиморе (Мэриленд) Картледж (1928), частично проф. К. Фаянс в Мюн- хене. Но, конечно, основная заслуга в углублении проблемы энергии решеток принадлежит А. Ф. Капустинскому, московскому фиэико-химику и геохимику. 28
1935 УСПЕХИ ПОТЕНЦИОМЕТРИЧЕСКОГО ОБЪЕМНОГО АНАЛИЗА № 9 УСПЕХИ ПОТЕНЦИОМЕТРИЧЕСКОГО ОБЪЕМНОГО АНАЛИЗА б. в. тицын Последние годы характеризуются чрезвычайно интенсивным развитием аналитической химии, объясняющимся, главным образом, колоссальным расши- рением области ее применения. Старые методы аналитической химии, требую- щие часто большой затраты времени, в целом ряде случаев оказываются непригодными и заменяются новыми методами, основанными на совершенно иных принципах. Возникают новые, неизвестные ранее, области аналитиче- ской химии, сулящие огромные перспек- тивы как в практическом, так и в теоре- тическом отношении. Эти изменения коснулись, главным образом, объемного анализа, обладающего перед весовым анализом двумя важными преимущест- вами, а именно меньшей затратой вре- мени и большей простотой. Поэтому, где это представляется возможным, ве- совые методы стараются заменять объемными. Однако старые визуальные методы объемного анализа в целом ряде случаев оказываются бессильными ре- шить поставленные перед ними задачи; тут на помощь приходит потенциоме- трический анализ, в котором наблюда- тель фиксирует течение химической реакции и окончание ее, измеряя опре- деленную физическую величину. Главнейшие из недостатков визуаль- ных методов следующие. Во-первых, всем визуальным методам присуща принципиальная ошибка, заключаю- щаяся в том, что для того, чтобы вы- звать изменение окраски индикатора, необходимо прибавить некоторый избы- ток титрующего раствора, зависящий от количества взятого индикатора. При точных определениях эта ошибка может быть, однако, устранена введением соответствующей поправки. Во-вторых, и это гораздо более существенно, визуальные методы титрования совер- шенно неприменимы в случае сильно окрашенных растворов, весьма часто встречающихся в практике. И наконец, в-третьих, визуальные методы в пода- вляющем большинстве случаев не дают возможности определять в растворе содержание нескольких веществ в со- вместном присутствии. Все эти недо- статки отсутствуют у методов, основан- ных на потенциометрическом титрова- нии. Новый отдел аналитической химии —потенциометрический объемный анализ — получил за последнее время весьма широкое развитие, однако в практику наших лабораторий он пока еще вошел мало, во всяком случае го- раздо меньше, нежели он того заслужи- вает. Основным преимуществом потен- циометрического титрования является то, что оно не требует применения индикаторов, так что индивидуальные ошибки, зависящие от неясного пере- хода окраски индикатора, здесь исклю- чаются. Далее, отпадает необходимость вводить поправку на объем титрующего раствора, расходуемый на изменение окраски индикатора, и, кроме того, об- ласть применения объемных методов аналитической химии значительно рас- ширяется, ибо методы потенциометри- ческого титрования вполне применимы также и к сильно окрашенным растворам. Индикатором при потенциометрическом титровании служит потенциал раствора, вернее, не сам потенциал, абсолютное значение которого особой роли не играет, а относительное его изменение при при- бавлении титрующего раствора. В ал- кали- и ацидиметрии таким потенциалом является потенциал водородного элек- трода, т. е. потенциал, устанавливаю- щийся между металлическим электродом, покрытым платиновой чернью, насыщен- ной водородом, и раствором, содер- жащим определенную концентрацию 29
1935 ПРИРОДА Na 9 Н’-ионов. Как известно, потенциал такого водородного электрода зависит от концентрации Н‘-ионов в растворе; следовательно, титруя кислоту щелочью или наоборот и измеряя после каждой прибавленной порции титрующего раствора потенциал, мы будем наблюл дать изменение потенциала, происходя- щее сперва медленно, затем, по мере уменьшения в растворе количества кислоты (или щелочи), быстрее, в мо- мент же нейтрализации в эквивалентной точке мы заметим резкое изменение потенциала, так называемый скачок потенциала, служащий признаком конца титрования. При титровании по методам осаждения, напр. при титровании AgNO.,, индикатором служит потенциал, устана- вливающийся между электродом из ме- таллического серебра и раствором, со- держащим определенную концентрацию ионов Ag". Характер изменения потен- циала в этом случае такой же, как и в алкали- и ацидиметрии. Иной случай мы имеем при оксидиметрических мето- дах титрования. В первых двух случаях материал, из которого сделан электрод, играет весьма существенную роль, так как электрод участвует в равновесии, характеризующемся определенной вели- чиной потенциала, напр.: Н2 2Н' -+- 2е Ag Ag‘ ч- е, где е обозначает электрон. В случае же окислительно-восстановительных про-. цессов, материал электрода теорети- чески никакой роли не играет, ибо равновесие, характеризующееся опре- деленной величиной потенциала, уста- навливается в результате химической реакции, происходящей у электрода между окислителем (ох) и восстанови- телем (red), причем задача самого электрода заключается либо в приемке освобождающихся при реакции электро- нов при процессе окисления, либо в отдаче в растзор электронов при про- цессе восстановления. В первом случае электрод заряжается отрицательно, во втором — положительно. Единственное требование, предьявляемое к электроду, заключается в том, чтобы он был индиф- ферентным, т. е. не вступал в химическую реакцию с раствором. Наиболее употре- 30 бительным индифферентным электродом является электрод из блестящей метал- лической платины, хотя в некоторых случаях применяются электроды и из других благородных металлов (золота и др.). Имеются указания на то, что роль электрода не всегда бывает чисто пассивной, напр. в некоторых случаях материал электрода играет известную роль, влияя на точность получаемых результатов. Подробнее об этом см. ниже. Характер изменения потенциала при окислительно-восстановительном потенциометрическом титровании тот же, что и в предыдущих двух случаях. Зависимость между величиной потенци- ала и концентрацией ионов, принимаю- щих участие в равновесии, определяется известной формулой Nernst’a Е— £0-ь-^1п-^-- В случае окислительно-восстановитель- ного потенциала обе концентрации Cj и С2 представляют собою концентра- ции окислителя и восстановителя и обо- значаются Сох и Cred.TaK как при потен- циометрическом титровании знания точ- ных значений потенциала не нужно, то можно ограничиться простой методикой измерения потенциала. Эта методика весьма подробно описана в соответст- вующей литературе, к которой мы и от- сылаем интересующихся этим вопросом.1 Можно лишь упомянуть о том, что по- мимо хорошо известных методов измере- ния потенциала с помощью потенцио- метра, магазинов сопротивления или ли- нейки, существует еще один чрезвычайно простой метод, весьма мало распростра- ненный, однако очень удобный для пд- тенциометрического титрования. Прин- цип метода ясен из схемы (стр. 31). Здесь А—аккумулятор, Ех —измеряемая элек- тродвижущая сила, V— вольтметр, G — нульинструмент и R—движковый рео- 1 Теорию потенциометрического титрования и практическое его осуществление см.: Кольтгоф и Фурман. Потенциометрическое титрование. Химтеорет, Лгр., 1935; Кольтгоф. Объемный анализ. Ч. I. Госхимтехиадат, Лгр., 1932; Б. П. Никольский. Сжатья в сборнике „Современные физико-химические методы химического анализа*1. Химтехиздат, 1932; Потенциометрия. Сборник статей под редакцией И. Е. Орлова. Химтех- издат, 1933; Ё. Muller. Elektrometrische Massana- lyse.
1935 УСПЕХИ ПОТЕНЦИОМЕТРИЧЕСКОГО ОБЪЕМНОГО АНАЛИЗА № 9 стат. Передвижением движка реостата добиваются отсутствия тока в нульин- струменте, тогда точный вольтметр V прямо покажет искомый потенциал. Этот метод удобен еще и тем, что он позволяет обойтись без нормального элемента. Применение потенциометри- ческого титрования в различ- ных областях объемного ана- лиза. Настоящая статья не ставит себе целью исчерпывающее описание мето- дов аналитической химии, в которых применен принцип потенциометриче- ского титрования. Подробный перечень этих методов читатель найдет в книге Кольтгофа и Фурмана.1 Мы иллюстри- руем применение этого метода в различ- ных областях объемного анализа не- сколькими примерами и укажем на те направления, в которых происходит раз- витие этой новой области аналитической химии в настоящее время. В области алкали- и ацидиметрии всякий визуальный метод титрования принципиально допускает также и по- тенциометрическое его видоизменение. Но, так как визуальные методы титро- вания в этой области достаточно точны и быстры, то потенциометрическое ти- трование применяется лишь в крайних случаях. Но оно становится единствен- ным выходом из положения в тех слу- чаях, когда приходится иметь дело с сильно окрашенными растворами или определять содержание в растворе не одной, а двух кислот или оснований. В последнем случае отчетливые скачки потенциалов, отвечающие концу титро- вания первой и второй кислоты, по- 1 Колыгоф и Фурман, 1. с. являются лишь тогда, когда константы диссоциации этих кислот, при одинако- вой их концентрации, отличаются друг от друга, не меньше чем в 100 раз. Чем слабее титруемая кислота или основа- ние, тем меньше получается скачок по- тенциала в эквивалентной точке и тем, следовательно, меньше точность полу- чаемых результатов. Метод потенциометрического титро- вания кислот и щелочей находит себе применение между прочим в пищевой и агрономической химии, где часто при- ходится иметь дело с окрашенными растворами (напр. титрование молока, фруктовых соков, грунтовых вод и т. п.). В методах осаждения потенциометри- ческий метод применяется главным образом для определения ионов С1', Вт', I', SCN' и CN', как в отдельности, так и в. совместном присутствии. Как изве- стно, визуальный метод определения галогенов посредством AgNO3 (по Mohr’y и Volhard’y) страдает многими сущест- венными недостатками. Получаемые ре- зультаты зависят от скорости приливания раствора AgNO3, от присутствия в рас- творе ионов тяжелых металлов и т. д. Fajans’y удалось значительно улучшить этот метод посредством применения так называемых адсорбционных индикато- ров. Потенциометрическое титрование свободно от ряда этих недостатков и дает значительно более точные результаты. Возможность совместного определения посредством потенциометрического ти- трования ионов, дающих с ионом Ag’ трудно растворимый осадок, опреде- ляется величинами произведения раство- римости соответствующих соединений. Если бы величины произведений раство- римости AgCl, AgBr и Agl очень сильно отличались друг от друга, то можно было бы определять все три галогена в совместном присутствии. На самом деле обстоятельства значительно менее благоприятны, поэтому определение галогенов в совместном присутствии наталкивается на некоторые затрудне- ния. При титровании, напр., смеси ионов СГ и Вт' посредством AgNO3 сперва осаждается AgBr, однако вблизи точки перехода, благодаря недостаточно боль- шой разнице в произведениях раствори- мости AgCI и AgBr, начинает осаж-
1935 ПРИРОДА № 9 даться также и AgCl, образующее с AgBr твердые растворы. Поэтому даже при очень осторожном прибавлении AgNOa и длительном выжидании установки по- тенциала количество Вг получается на 8°/о больше теоретического, а коли- чество С1 на столько же меньше. В прошлом году появилась работа Е. Muller’a и W. Stein’a,1 в которой опи- сывается потенциометрический метод определения Pd, дающий очень точные результаты. Метод этот основан на образовании трудно растворимого Pdl2 по реакции: LPd'-b2I'^PdI2. По мнению авторов мало вероятно, что потенциал раствора зависит от равно- весия между металлическим Pd и ионами Pd‘‘. Скорее всего потенциал раствора определяется процессом: . 2 Pd"-f-2e^Pd2"/ “' Тогда металлический электрод будет выполнять ту же роль, что и при окис- лительно-восстановительном титрова- нии, т. е. он будет индифферентным электродом. Действительно, авторы на- шли, что это титрование можно произ- водить не только с электродом из метал- лического Pd, но и с электродами из металлической Pt и Au, причем наилуч- шие результаты дает золотой электрод. Далее авторы указывают, что уста- новку потенциала при потенциометри- ческом титровании раствором AgNO3 можно свести к аналогичному процессу а именно: 2 Ag-4-e^t Ag-2, и, следовательно, потенциометрическое титрование ионов Ag" посредством ионов галогенов и наоборот можно произво- дить с любым индифферентным элект- родом, что действительно и наблю- дается. Этот факт имеет чрезвычайно большое значение, ибо он сильно изме- няет наши представления об электрохи- мических процессах, происходящих при потенциометрическом титровании по- средством AgNOs. Потенциометрическое титрование в окислительно-восстановительных мето- 32 1 Е. Muller u. W. Stein. Z. Elektroch. 40 (1934), 133. дах имеет все шансы найти себе наибо- лее широкое применение. Причина этого лежит, прежде всего, в том, что визуаль- ное титрование в оксидиметрии сильно затруднено отсутствием хороших инди- каторов. В то время, как в алкали- и ацидиметрии мы имеем огромный выбор разнообразных индикаторов, дающий возможность титровать кислоты и осно- вания различной силы, окислительно- восстановительные индикаторы весьма немногочисленны и значительно менее удобны. Из общеупотребительных инди- каторов в оксидиметрии можно назвать^ напр., крахмал, применяемый при иодо- метрических определениях, основан- ных на окислительно-восстановитель- ном процессе: 12 -ь 2е 21', образующий с окисленной формой (12) интенсивна окрашенное темносинее соединение. Этот индикатор является чрезвычайна чувствительным, так что иодометрия принадлежит к числу наиболее точных методов объемного анализа. Этим объ- ясняется также сравнительная немного- численность работ по применению по- тенциометрического титрования к иодо- метрическим методам. Окислительно- восстановительным индикатором являет- ся, напр., бензидин, окисляющийся в слабо кислом или нейтральном раство- ре в интенсивно синий цвет. Этот инди- катор практически неудобен, так как. изменение его окраски необратимо, по- этому местный избыток окислителям может разрушить некоторое количество индикатора и вызвать ослабление окраски. Большее применение нашел дифенил- амин, окисляющийся КМпО4 и К2Сг2О, в кислом растворе с образованием темно- синего соединения. Он может упо- требляться, напр., при титровании солей Fe" посредством К2Сг2О7 в кислом растворе. В тех случаях, когда раствор, которым производится титрование, сильно окра- шен, признаком конца реакции служит1 появление неисчезающей окраски ти- трующего вещества (перманганатомет- рия). Титрование же бесцветными или слабо окрашенными окислителями или восстановителями (КВгОа, К2СгаО7) тре- бует или применения индикаторов или должно быть произведено потенциоме-
1935 УСПЕХИ ПОТЕНЦИОМЕТРИЧЕСКОГО ОБЪЕМНОГО АНАЛИЗА № 9 трическим путем. Кроме того, в пода- вляющем большинстве случаев окраски окисленной и восстановленной форм бывают различны, причем очень часто та или другая форма обладают интен- сивной окраской, делающей невозмож- ным визуальное титрование. Чаще всего это наблюдается при титровании ионов тяжелых металлов. Все эти обстоятель- ства послужили причиной того, что за последнее время работы, посвященные применению потенциометрического ти- трования в оксидиметрии, стали весьма многочисленны, и эта область постепен- но завоевывает себе все большее при- знание и применение. Окислительная способность различ- ных окислителей характеризуется вели- чиной окислительно-восстановительного потенциала соответствующей системы. Наличие скачка потенциала в эквива- лентной точке и величина его зависят прежде всего от разницы в окисли- тельно-восстановительных потенциалах титруемой и титрующей систем. Напри- мер, в случае потенциометрического ти- трования солей Fe“ посредством КМпО4 в кислой среде величина скачка зависит от разности окислиуельно-восстанови- тельных потенциалов систем Fe‘‘‘ -»-e^?Fe” и МпО/ч-8Н -ь5е^Мп--ч-4Н2О. Следовательно, для рационального выбора окислителя или восстановителя при разработке метода потенциометри- ческого титрования знание потенциала соответствующих систем является без- условно необходимым. В связи с этим представляет интерес вкратце коснуться вопроса о том, что следует понимать под окислительно - восстановительным потенциалом системы и какова причина возникновения разности потенциалов между электродом и раствором при про- цессах окисления и восстановления. Нормальным окислительно-восстанови- тельным потенциалом обратимой си- стемы мы называем разность потенциа- лов, возникающую между индифферент- ным электродом и раствором, содер- жащим окислитель и восстановитель, находящиеся между собой в равно- весии в равной молекулярной концен- трации. , Природа № 9 Совершенно ясно, что получение со- вершенно чистого окислителя без всяких следов восстановителя (и наоборот) и измерение потенциала его является де- лом совершенно невозможным, так что потенциалы так называемых „чистых" окислителей и восстановителей будут представлять собою не что иное, как по- тенциалы равновесной системы ох^ red, в которой концентрация red или соот- ветственного ох является ничтожно ма- лой. Потенциал электрохимически чи- стого окислителя должен был бы быть равен-ь со, а потенциал электрохими- чески чистого восстановителя — со (Mi- chaelis). Вопрос о том, в результате какого процесса происходит возникновение раз- ности потенциалов между электродом и раствором, сводящийся к вопросу о роли электрода при окислительно-восстано- вительных процессах, в настоящее время еще не может считаться окончательно решенным. По мнению Le Blanc’a роль электрода сводится к принятию элек- тронов, освобождающихся при окисле- нии, так что с этой точки зрения элек- трод действительно является индиффе- рентным и материал его никакой роли на величину потенциала оказывать не может. Существует, однако, другая точ- ка зрения, выдвинутая Fredenwald’oM, согласно которой индифферентный элек- трод ведет себя как газовый электрод, и если, напр., в системе присутствует водород, то Pt - электрод ведет себя как водородный электрод, потенциал которого определяется, при прочих рав- ных условиях, давлением водорода и концентрацией Н'- ионов в растворе. Обе эти точки зрения совпадают в тех случаях, когда окислительно-восстано- вительный процесс связан с выделением водорода или кислорода, но это наблю- дается далеко не всегда. Очень часто давления На или О2, присутствующих в системе, настолько малы, что с ними невозможно считаться, и, кроме того, в целом ряде случаев, электроды из чистого золота или платиновые очень мало чувствуют присутствие Н2 или О2, несмотря на заметные их количества. Наблюдалось, напр., что потенциал элек- трода из блестящей платины при насы- щении ее воздухом или водородом 3
1935 ПРИРОДА № 9 изменяется меньше, чем на 100 mV, в то время как если бы этот электрод вел себя как газовый электрод, это измене- ние должно было бы достигать 1200 mV. Чувствительность электрода к газу чрезвычайно сильно зависит от свойств 4его поверхности и, напр., электрод, по- крытый платиновой чернью, ведет себя как настоящий газовый электрод. Чем определяется разность потенциалов, возникающая у индифферентных элек- тродов, не обнаруживающих свойств газовых электродов (напр., электроды из блестящей Pt или Ап, опущенные в буферный раствор), сказать трудно. По мнению Michaelis’a, она объясняется, может быть, присутствием солей железа, хотя он же указывает, что эти потен- циалы далеко не всегда лежат в области потенциала системы Fe ‘ ‘' -be Fe’ Во всяком случае, как только такой электрод входит в соприкосновение с типичной окислительно-восстанови- тельной системой, характеризующейся определенной величиной потенциала, все его индивидуальные свойства, про- являющиеся в возникновении необъяс- нимых разностей потенциалов, разом исчезают, и он становится индифферент- ным электродом, показывающим по- тенциал, характерный для данной си- стемы.1 Работы главным образом Michaelis’a и его сотрудников обнаружили колос- сальное значение теории окислительно- восстановительного потенциала для понимания ряда физиологических про- цессов. В организмах можно найти це- лый ряд окислительно-восстановитель- ных систем, разности в запасах свобод- ной энергии которых являются источ- ником жизнедеятельности организма. К таким системам относятся, напр., цистеин,сахар, гермидин,гемоглобин — оксигемоглобин, цитохром и дыхатель- ный фермент Marburg-’a. Потенциалы этих систем еще совершенно неиз- вестны, в виду того что не существует приспособлений, с помощью которых их можно было бы измерить. Кроме 1 Более подробно об этом см. у L. Michaelis. Oxydations-reduktions-Potentiale mit besonde- rer Beriicksichtigung ihrer physiologischen Be- deutung. Berlin, 1929. Есть русский перевод, вы- 34 шедший в 1932 г. того, само поведение индифферентного электрода в таких системах нуждается еще в тщательном изучении, ибо имеются указания на то, что в некото- рых случаях химическая природа элек- трода влияет на величину потенциала. Область относящихся сюда вопросов настолько мало изучена, что о каких- либо выводах пока еще говорить не приходится и, по словам Michaelis’a, в настоящее время можно лишь по- ставить перед исследователями совер- шенно новую проблему. Все эти соображения показывают, что вопрос об окислительно-восстановитель- ном потенциале является весьма сложным и далеко еще не решенным, важность же знания потенциалов оки- слительно-восстановительных систем очевидна, поэтому дальнейшие исследо- вания в этой области весьма жела- тельны. Нет, конечно, никакой возможности за- ниматься перечислением всех тех окси- диметрических методов, в которых на- шли себе применение принципы потен- циометрического титрования. Подроб- ный перечень этих методов можно найти в цитированной уже книге Kohlthoff’a и Furmann’a. Достаточно сказать, что ог- ромное большинство визуальных оксиди- метрических методов (перманганатомет- рия, иодометрия и т. д.) допускают потен- циометрическое их видоизменение, зна- чительно повышающее точность метода. Кроме того, потенциометрическое ти- трование, не боящееся окрашенных растворов и допускающее определение нескольких окислителей или восстано- вителей в совместном присутствии, зна- чительно расширяет область применения объемноаналг "ических методов, гораздо более быстрых и удобных, нежели ме- тоды весового анализа. В частности в последнее время у нас в Союзе и за границей был разработан ряд объемных методов определения благородных ме- таллов (золота, платины и ее спутников) посредством потенциометрического ти- трования их солей. До этого аналитиче- ская химия этих металлов насчитывала исключительно весовые методы их опре- деления, чрезвычайно сложные, особенно в случае одновременного присутствия нескольких платиновых металлов, и
1935 УСПЕХИ ПОТЕНЦИОМЕТРИЧЕСКОГО ОБЪЕМНОГО АНАЛИЗА № 9 часто нуждающиеся в эмпирических поправках, как, напр., весовой метод определения Pt в виде [NH4]2 [PtClJ или K/IPtClJ. Е. Muller1 с сотрудниками разработал потенциометрический метод определения Ап посредством титрования Н [AuClJ солянокислым раствором SnCl2, восста- навливающим трехвалентное Ап до ме- таллического Ап, а также потенциоме- трический метод определения Pt1 2 посред- ством титрования раствора Н2 [PtCle] солянокислым раствором Си2С12, т. е. Н [СиС13], причем Pt восстанавливается до двухвалентного состояния. Этот ме- тод является, однако, технически не- сколько неудобным вследствие крайней неустойчивости титрованного солянокис- лого раствора Си2С12 и необходимости поэтому вести все титрование при пол- ном отсутствии кислорода. Метод потен- циометрического определения двух- и четырехвалентной Pt, разработанный в Платиновом институте Академии Наук СССР А. А. Гринбергом и Б. В. Пти- цыным,3 является значительно более простым. Двухвалентная Pt опреде- ляется потенциометрическим титрова- нием раствором КМпО4 в присутствии H2SO4 (возможно и визуальное титрова- ние); четырехвалентная же Pt предвари- тельно восстанавливается избытком солянокислого раствора Сч2С12 и затем потенциометрически титруется посред- ством КМпО4 в присутствии H2SO4 и MnSO4, причем на кривой титрования обнаруживаются два скачка: первый, отвечающий окончанию окисления Си’, и второй, отвечающий окончанию окис- ления [PtCl4]". Подобным же образом может быть определен и 1г в трех- и четырехвалентном состоянии; трехва- лентный — путем потенциометрического титрования раствором КМпО4 в присут- ствии H2SO4 и четырехвалентный — пу- тем потенциометрического титрования 1 Е. Muller u. R. Bennewitz. Z. Anorg. allg. Chem. 179 (1929), 113. 2 E. Muller u. К. H. Tanzler. Z. analyt. Chem. 89 (1932), 399. 3 А. А. Гринберг и Б. В. Птицын. Изв. Инет, по изуч. платины и других благородных металлов. Вып.12, 1935. солью Мора в присутствии H2SO4 вос- станавливающей его в трехвалентное состояние. Этот метод дает возмож- ность, следовательно, определить со- держание в растворе трех- и четырех- валентного 1г, чего, конечно, никакой весовой метод дать не в состоянии. Присутствие четырехвалентной Pt не мешает определению 1г, так что практи- чески весьма важное определение 1г в присутствии Pt путем потенциометриче- ского титрования может быть произве- дено в течение примерно двух часов, в то время как соответствующее весовое определение требует нескольких дней. Потенциометрическое титрование дает возможность определения в раство- ре трех восстановителей одновременно в том случае, если окислительно-вос- становительные потенциалы их доста- точно отличаются друг от друга. Как пример можно привести определение Fe, Си и V в совместном присутствии. В этом случае на кривой титрования получаются три отдельных скачка. Практический интерес представляет разработанный Willard’oM и Joung’oM1 метод определения ванадия в специаль- ных сортах стали посредством титро- вания сернокислым раствором четырех- валентного сульфата церия. Потенциометрическое титрование ока- зывается применимым также и к биохи- мическим определениям. По данным Mislowitzer’a и Schaefer’a2 можно опре- делять этим путем содержание железа в физиологических растворах и сахара в крови. Перечисление различных потенцио- метрических методов можно было бы продолжать очень долго. Из всего ска- занного совершенно ясно, что область потенциометрического титрования от- крывает перед химикоМ^аналитиком но- вые широкие горизонты и что разра- ботка теории этого метода и, главным образом, теории окислительно-восста- новительных потенциалов сулит нам ряд интересных и важных выводов. 1 Н. Н. Willard u. Р. Joung. Ind. Eng. Chem. 20 (1928), 972. 2 E. Mislowitzer u. W. Schaefer. Biochem. Z. 168 (1926), 203. 35 з
1935 ПРИРОДА № 9 РОЛЬ ЦЕНТРАЛЬНОЙ НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ В ПРОЦЕССЕ ТЕМНОВОЙ АДАПТАЦИИ ГЛАЗА Д-Р А. В. ЛЕБЕДИНСКИЙ I Рецепторные органы выполняют чрез- вычайно существенную роль в осуще- ствлении одной из важнейших функций организмов — их связи с внешнею сре- дою. Одним из важнейших факторов этой среды является лучистая энергия, и мы встречаем уже у ряда простейших специальные образования, играющие роль рецепторов света. К последним относятся так называемые „глазные пятна", представляющие собою скопле- ние зернышек пигмента, к которому у некоторых видов прилегает прозрач- ное образование, имеющее форму линзы (Dinoflagellata). У свободно-подвижных кишечно-полостных (медузы) имеются даже специализированные зрительные клетки. В настоящее время хорошо известно, что лучистая энергия является актив- ным раздражителем не только в отноше- нии специальных органов рецепции света — глаз. Источником фотрреакций может явиться кожная поверхность, как это имеет, напр., место у амфибий. Мало того, можно доказать возникнове- ние свойственной данной ткани реакции при воздействии на нее света без того, чтобы в ткани можно было предполо- жить наличие рецепторов. Это от- носится, напр., к мышечной ткани. Harless, Hertele и др. показали действие света на пигментированную гладкую мышцу, какою является радужка глаза. Во многих случаях удается обнаружить реакцию гладкой мускулатуры внутрен- них органов животных, особенно после предварительной сенсибилизации этих органов красками (Adler, Kolm u. Pick). В ряде случаев обнаружено влияние лучистой энергии на изолированное сердце (Amsler, Pick, Wastl). Наконец, можно считать доказанной возможность вызвать сокращения сенсибилизирован- ной скелетной мышцы под влиянием воздействия на нее видимой части спек- тра (Lippay). Однако существует ряд различий между реакцией на лучистую энергию рецептора и всякого другого биологиче- ского объекта. В этом последнем случае очень трудно провести границу между возникновением в ткани повреждения и собственно возбудительного процесса, причем в первом случае наступают не- обратимые изменения. Анри удалось еще в 1918 г. показать, что возбужде- ние Cyclops наступает при действии таких количеств энергии, которые уже вызывают коагуляцию протоплазмы. По его же данным ионы солей изменяют порог возбудимости в том же направле- нии, в каком они влияют на коагуляцию коллоидов. Кроме того, рецепторный орган в силу особенностей своего устройства обнару- живает известную „избирательность" в своей реакции на внешний раздражи- тель, в результате чего практически активными для него оказываются только те или иные отрезки спектра. Таким образом, глаз человека не реагирует на ультрафиолетовые лучи, которые благо- даря значительному поглощению в глаз- ных средах не оказывают своего дей- ствия на сетчатку. В то же самое врем уль- трафиолетовая часть спектра является чрезвычайно активной в отношении ряда биологических объектов. Напомним, напр., данные Lippay, которому уда- лось получить специфическую реакцию со стороны скелетной мышцы — ультра- фиолетовую контрактуру — без приме- нения сенсибилизаторов. Наконец, третье существенное разли- чие между двумя случаями фоторецеп- ции касается количественной стороны явления. Наличие у животного специа- лизированного рецептора света неизме- римо повышает чувствительность орга-
1935 РОЛЬ Ц. Н. С. В ПРОЦЕССЕ ТЕМНОВОЙ АДАПТАЦИИ ГЛАЗА № 9 низма по отношению к лучистой энер- гии. Так, напр., по данным В. Анри, Cyclops реагирует при действии на него ультрафиолетовыми лучами, когда коли- чество падающей на него энергии со- ставляет 2—3 эрга; специализированный фоторецептор глаз человека обеспечи- вает возникновение ощущения и действия на него количества энергии порядка 1 • 10-11 эрга. Эта высокая чувствительность фото- рецепторных приборов к свету очень хорошо соответствует той исключитель- ной роли, которая свойственна лучистой энергии в отношении живого вещества. Она является источником энергии, за счет которой происходит работа по син- тезу энергетически ценных веществ в растительной клетке. На ряду с этим, являясь источником работы, она пред- ставляет собою для растительного орга- низма важный фактор раздражителя внешней среды, вызывая возникновение гелиотропических реакций. Для жи- вотной клетки ее роль оказывается несколько иною, более односторон- ней; в этом случае она представляет собою фактор, вызывающий возник- новение возбуждения, вместе с кото- рым начинается цепь физиологических событий, текущих с расходованием энергии. Однако световой режим внешней среды непрерывно изменяется. Отноше- ние между максимумом и минимумом солнечной радиации для 59° с. ш. соста- вляет 137 при еще большем суточном размахе колебаний радиации. В то время как освещенность от солнца ясным днем на открытом месте, летом, в пол- день, составляет около 100 000 лк, освещенность, создаваемая на горизон- тальной поверхности ночным небом, едва достигает лк. Простой подсчет показывает, что освещенность в этом случае изменяется в 300000 000 раз.1 Целый ряд действующих добавочно метеорологических факторов, как, напр., ветер, влажность, облачность, делают чрезвычайно неустойчивым световой режим земной поверхности в каждый данный момент. 1 См. Ш. Фабри. Общее введение в фото- метрию. 1934. ’ Фиг. 1. Типичные кривые, изображающие течение темновой адаптации глаза. Схематически. Таким образом, биологически суще- ственно не только наличие достаточно чувствительного фоторецептора; не ме- нее важно, чтобы фоторецептор мог функционировать при достаточно широ- ком диапазоне яркостей. Насколько характерно для внешней среды колеба- ние величины светового потока, на- столько существенна для биологических объектов возможность изменять чув- ствительность рецептора. Отсюда — особое, жизненное значение механиз- мов, регулирующих уровень чувствитель- ности; только при их наличии может быть осуществлен огромный ряд поло- жительных и отрицательных фототропи- ческих реакций живых существ. И дей- ствительно, явление адаптации к свету обнаружено у огромного количества био- логических объектов. Процесс адаптации у человека, впервые количественно ис- следованный в 60-х гг. прошлого сто- летия Aubert’oM, представляется в на- стоящее время достаточно хорошо из- ученным. Интересующий нас процесс нарастания чувствительности в темноте характеризуется кривыми, приведен- ными на фиг. 1; при этом на абсциссе отложено время, на ординате — величина чувствительности в относительных еди- ницах. Абсолютные значения роста чув- ствительности могут быть очень боль- шими; в некоторых случаях констатиро- валось понижение порога возбудимости более чем в 200 000 раз. Таким образом, величина порога чув- ствительности является в огромной 37
1935 ПРИРОДА №9 степени обусловленной и зависит прежде всего от величин тех яркостей, которые действуют на воспринимающий объект. При том значении, которое имеет про- цесс адаптации, вопрос о физиологиче- ских механизмах, регулирующих уровень чувствительности, приобретает огром- ный интерес. Для простейших животных роль таких механизмов играют факторы среды. В начале нынешнего столетия Леб показал, что, увеличив напряжение СО2 в среде, в которой находятся молодые экземпляры дафний, можно сообщить этим животным очень интенсивный по- ложительный гелиотропизм; без этого . гелиотропические реакции у них либо вовсе не обнаруживаются, либо оказы- ваются очень слабо выраженными. Боль- шое влияние, по опытам Леба, оказывает на личинок морского червя (Polygordius) солевой состав и концентрация солей. Такое же значение имеют эндогенные факторы — период развития, состояние насыщения, половой цикл. Факторы среды сохраняют свое значе- ние и в организмах высших животных. При этом в некоторых случаях буквально можно говорить о влиянии внешней среды, как это, напр., выяснилось в опубликованной недавно работе Н. А. Вишневского и Цирлина, показавших влияние пониженного парциального да- вления кислорода на чувствительность к свету темноадаптированного глаза человека. Этот фактор, обусловливая аноксэмию, является причиною химиче- ского сдвига во внутренней среде орга- низма, связанного с развитием ряда явлений и, в частности, как показали исследования лаборатории акад. Л. А. Орбели, возбуждением вегетативной нервной системы. Помимо такого рез- кого изменения внутренней среды и другие менее значительные факторы все же оказывают существенное влия- ние на уровень чувствительности глаза. Прежде всего это относится к гормо- нальному составу крови. Так, напр., Rothan (1925) обнаружил повышение по- рога чувствительности под влиянием введения в конъюктивальный мешок адреналина. Аналогичные результаты получили Altenburger и Kroll. Значение 38 „внутреннего" фактора, правда, в еще Фиг. 2. Влияние физической нагрузки на чувстви- тельности темноадаптированного глаза к свету. Черточкою помечен момент окончания нагрузки. По Дионесову, Загорулько, Лебединскому. более сложной для анализа форме ил- люстрируется опытами с физическою нагрузкою, выполнение которой в тем- ноте влечет за собою значительное падение чувствительности глаза (фиг. 2). Анализ всех этих случаев заставляет нас думать, что местом, где разыгры- ваются изменения под влиянием того или другого воздействия, является не только рецепторный прибор. Уже a priori можно предположить, что рецептор высших животных представляет собою только часть сложной системы анализатора (по терминологии И. П. Павлова) и поэтому изменения чувствительности являются результатом не только тех явлений, которые разыгрываются непосредствен- но в нем самом, на периферии. Измене- ние чувствительности нужно предста- вить себе результатом изменений во всей системе в целом. Мысль о значении центральной нерв- ной системы для процесса адаптации глаза возникла довольно давно. Впервые ее высказал Frohlich, который предполо- жил, что повышение чувствительности глаза к темноте является следствием повышения возбудимости и сетчатки („периферия") и нервных центров. Ме- дленное течение изменений чувствитель- ности в первые минуты пребывания в тем- ноте Frohlich объяснил более медлен- ным подъемом возбудимости центров. Доказательство своей мысли Frohlich видел в проделанных им опытах с изо- лированным глазом головоногого мол- люска (Eledone Moschata).
1935 РОЛЬ Ц. Н. С. В ПРОЦЕССЕ ТЕМНОВОЙ АДАПТАЦИИ ГЛАЗА №9 В 1914 г., исследуя токи действия изолированного глаза этого животного, он обнаружил изменения их величины во время действия на глаз длительного светового раздражителя. Они заклю- чались в том, что частота и амплитуда электрических импульсов уменьшались по мере адаптации к свету. Эти наблю- дения были полностью подтверждены Adrian’oM, работавшим с другим объек- том — изолированным глазом черного угря (Conger niger). На ряду с изменениями, соответ- ствующими адаптации к свету, Frohlich описал и обратные им, протекающие во время пребывания глаза в темноте. Характеризуя в этом случае изменение чувствительности глаза, Frohlich по- строил кривую течения темновой адапта- ции, пользуясь токами действия как показателем возбудимости. Эта кривая оказалась существенно отличной от той, которую обычно получают при субъек- тивном методе наблюдения (кривая В, на фиг. 1). Совместив обе кривые — одну для изолированного глаза, другую для глаза человека, — Frohlich отметил, что наиболее существенное отличие касается именно начальной части кри- вой: кривая изолированного глаза „об- гоняет" кривую, полученную на чело- веке (фиг. 3). Говоря математически, кривая для изолированного глаза по своему типу приближается к кривой, выражающей экспоненциальную функ- Фиг. 3. Схема, объясняющая течение темновой адаптации глаза человека. Сплошная кривая — полученная при субъективном методе наблюде- ния; пунктирные: верхняя — кривая восстановле- ния чувствительности сетчатки, нижняя — нерв- ных центров ч(по Frohlich). цию, т. е. как раз представляется такою, какую требует теория акад. П. П. Лаза- рева. Факт „задержки" кривой, полу- ченной при субъективном методе наблю- дения, Frohlich объяснил более медлен- ным течением адаптации нервных центров. В последние годы к мысли о роли нервных центров в процессе адаптации пришел и акад. Лазарев. Однако в про- тиворечие с Frohlich’oM Лазарев счи- тает, что „начальная часть кривой дает нам представление о процессах на пери- ферии, в палочках", в то время как „предельное значение адаптации, насту- пающее после весьма длительного пре- бывания в темноте, соответствует чувствительности центров".1 Таким образом, мысль о значении про- цессов, текущих в центральной нервной системе во время темновой адаптации, в настоящее время признается бесспор- ной. Только с этой точки зрения можно объяснить ряд фактов, накопившйхся в настоящее время в науке и очень трудно укладывающихся в рамки пред- ставления об адаптации как о чисто периферическом процессе. Тем более своевременною является в настоящее время постановка вопроса о природе тех изменений, которые имеют место в центральной нервной системе во время темновой адаптации. Они очень мало изучены, в то время как о процессах, текущих на периферии, нам известно довольно многое. Первое предположение, казалось бы самое простое и естественное, о повы- шении возбудимости как единственном явлении, разыгрывающемся в централь- ной нервной системе, оказывается не- удовлетворительным; в этом убеждает, с одной стороны, критическое рассмотре- ние якобы подтверждающих его фактов. С другой стороны, имеются данные, прямым образом противоречащие мысли о росте возбудимости. Прямые подтверждения гипотезы по- вышения чувствительности нервных центров были представлены школою Frohlich’a. Они касались изменений во время темновой адаптации ряда таких 1 Труды ноябрьск. юбил. сесс. Акад. Наук СССР, 1933, стр. 7. 39
1935 ПРИРОДА № 9 явлений, как время зрительного ощу- щения, скорость нарастания зрительного ощущения и его продолжительность при кратковременном световом раздра- жении, течение которых безусловно зависит от состояния центральной нервной системы. Так, напр., „время ощущения", представляющее собою тот промежуток времени, который протекает с момента начала действия светового раздражителя до момента возникновения зрительного ощущения, во время тем- новой адаптации, проделывает совер- шенно характерный цикл изменений, обнаруженный впервые Kovacs. Течение етих изменений изображено на фиг. 4. Из нее видно, что время ощущения вначале укорачивается, затем растет и после этого, начиная с 8—15 мин. вновь уменьшается. Этот момент пара- доксального хода изменений времени ощущения Kovacs назвал критическою фазою. Наблюдение Kovacs’a при повторении его опытов полностью подтверждается. Фиг. 4. Изменение „времени ощущения” для периферии сетчатки во время темновой адаптации (по методу Frohlich —Загорулько и Лебединский). Оно является, таким образом, совер- шенно правильным, но вместе с тем не позволяет сделать вывода о ходе изменений возбудимости центральной нервной системы. Причина этого заклю- чается в том, что описанные изменения времени ощущения происходят только в том случае, когда величина светового раздражителя в течение опыта остается 40 постоянною. Если при измерении вели- Фиг. 5. „Время ощущения** для периферии сет- чатки, измеренное при пороговой величине све- тового раздражителя. На абсциссе — время адап- тации к темноте (Лебединский). чины времени ощущения во время тем- новой адаптации пользоваться порого- вым раздражителем, время ощущения не только не укорачивается, а иногда даже, наоборот, увеличивается. Это хорошо иллюстрируется фиг. 5. Такой результат не представляется неожидан- ным. Легко сообразить, что световой раздражитель, физически постоянный, будет относительно расти по мере уве- личения чувствительности зрительного прибора. Физиологически неизменным будет световой раздражитель, величина которого изменяется, оставаясь все время пороговой. Прямое противоречие с данными о повышении возбудимости центральной нервной системы во время процесса темновой адаптации представляют собою опыты с измерением электрической возбудимости глаза во время темновой адаптации. Как известно, при прохождении тока через тело человека таким образом, чтобы по пути силовых линий оказался зрительный прибор, возникают зритель- ные ощущения, так наз. фосфены. Это явление известно уже давно и было хорошо изучено старыми физиологами: Volta, Ritter, Pfaff, Purkinje и др. На основании опытов с патологиче- ским материалом (Волохов, Гершуни, Дымшиц, Загорулько, Лебединский) очень вероятным является предположе- ние о том, что возникновение фосфена обязано раздражающему действию тока не на сетчатку, но на волокна зритель- ного нерва. С этой точки зрения чрез- вычайно интересным представляется факт падения электрической возбуди- мости глаза вовремя темновой адапта-
1935 РОЛЬ Ц. Н. С. В ПРОЦЕССЕ ТЕМНОВОЙ АДАПТАЦИИ ГЛАЗА № 9 ции. Это явление представляется бес- спорным и подтверждено многочислен- ными исследованиями (Achelis и. Мегки- low, Богословский, Волохов, Гершуни, Загорулько, Лебединский). Анализ одно- временных изменений реобазы и хро- наксии приводит к мысли, что изменения возбудимости происходят не в том месте, на которое ток действует возбу- ждающим образом, т. е. не в волокнах зрительного нерва. Правильнее думать, что это падение возбудимости происхо- дит в центральной нервной системе. В таком случае становится особенно интересным, что начинающееся сразу же по затемнении падение возбудимости достигает своего максимума в среднем к 20-й минуте, т. е. тогда, когда, по Frohlich’y, завершается подъем возбу- димости нервных центров. Таким образом, первое простое пред- положение оказывается несостоятель- ным. Нужно какое-то иное понимание явления. II Другим путем, который приводит к иному представлению о роли цент- ральной нервной ,системы, является изучение явления изменчивости уровня чувствительности рецептора под влия- нием нанесения на организм тех или иных рефлекторных раздражений. Одним из первых исследователей, взявшихся за систематическое изучение этой обла- сти, был Урбанчич, профессор отиатрии в Вене. Исследуя порог чувствитель- ности глаза к свету, он заметил, что при нанесении раздражений на области, иннервируемые тройничным . нервом, удается получить повышение чувстви- тельности. В настоящее время мы рас- полагаем большим количеством анало- гичных фактов. Так, напр., измене- ние порога чувствительности глаза может явиться следствием холодового раздражения кожи (Дионесов, Лебедин- ский, Турцаев). Особенно богатый материал в инте- ресующем нас направлении в наше распоряжение представляет клиника. Правда, большое количество интерес- нейших фактов касается иного рецеп- тора, а именно кожного, но это не изменяет сколько-нибудь принципиально существа дела. Так, напр., в ряде патологических случаев удается наблю- дать прекращение чувства жжения, наблюдающегося у больных спинною сухоткою, в том случае, если им нано- сится тепловое раздражение (Гольман). Для современного невропатолога пред- ставляется несомненным факт, что, будет ли данная афферентная точка „ин- дифферентной" — „спящей", или „бодр- ствующей", все это зависит от состояния воспринимающей периферии, в частно- сти от потока проприоцептивных импуль- сов, определяемого положением тела в пространстве (Гольман). Однако несмотря на огромное коли- чество интереснейших явлений в этой области, они все же остаются в извест- ной степени разрозненными, До самого последнего времени мы не имели общего физиологического принципа, при помощи которого можно было бы объединить все богатство физиологического мате- риала. Как известно, одну из таких попыток сделал Head (1908), развив учение о взаимоотношении протопати- ческой и эпикритической чувствитель- ности. Но эта концепция все же являлась огранич энной, так как относилась к спе- циальному случаю кожной чувствитель- ности. В этом отношении гораздо более широким и интересным для физиолога и клинициста является развиваемое акад. Л. А. Орбели учение о взаимо- отношении афферентных систем как одном из основных принципов функцио- нирования чувствительной сферы; при этом, по мысли Л. А., это взаимоотно- шение в значительной степени осуще- ствляется в центральной нервной си- стеме. Как обнаружилось в ряде экспери- ментов, выполненных в лаборатории Л. А. Орбели, это учение оказалось полностью применимо к сетчатке; по- следняя, по давно высказанной М. Schul- tze гипотезе, представляет собою, по сути говоря, два аппарата — колбочко- вый и палочковый. Палочки отсутствуют в центральной части сетчатки и, наобо- рот, превалируют в ее периферической части. Центральная часть сетчатки (центральное углубление) содержит только колбочковые элементы. Такое распределение колбочек и палочек 41
1935 ПРИРОДА № 9 в сетчатке позволяет различать в ней два отдела: центральную часть (колбо- чки) и периферию (палочки и колбочки), причем под последнею понимаются все отделы, лежащие вне центрального углубления и макулярной области. Тео- рия Schultze, развитая впоследствии v. Kries, Parinaud и др., установила ряд отличий в функциональных свой- ствах этих двух аппаратов. Однако, как показали исследования, эти оба отдела 'не только существуют до известной степени обособленно, являясь функционально отличными обра- зованиями; но на ряду с функциональ- ными отличиями существует теснейшее взаимодействие между этими двумя отделами сетчатки, играющее важную роль в объяснении ряда явлений в обла- сти физиологии зрения и, в частности, явления адаптации глаза. Основной факт, который позволяет строить дальнейшие заключения, выра- жается в следующем. При изучении скорости восстановления чувствитель- ности какого-либо участка периферии сетчатки оказываются небезразличными условия предварительной световой адап- тации. Если световой адаптации под- вергалась только периферия сетчатки, а центральное углубление было защи- щено от действия света, то восстано- вление чувствительности происходит быстрее, чем в том «случае, когда во время предварительной световой адап- тации свет действует и на центр и на периферию сетчатки. Рядом контрольных опытов удалось выяснить, что это задерживающее влия- ние на скорость восстановления чув- ствительности исходит именно из маку- лярной области и не свойственно другим отделам сетчатки. Это взаимоотноше- ние между центром и периферией сет- чатки является реципрокным, т. е. при известной форме опыта удается обнару- жить аналогичное влияние с периферии сетчатки на ее центральную часть. Ряд дальнейших данных позволил ссгановиться на предположениии о цен- тральной природе этого взаимодействия. Одним из существенных доказательств в пользу такого предположения является то обстоятельство, что в законах, опре- 42 деляющих взаимоотношения между цент- тром и периферией сетчатки, мы узнаем известные нам закономерности взаимо- отношений антагонистических мышеч- ных групп, осуществляемых централь- ною нервною системою. Мы остановимся несколько подробнее на факте задерживающего влияния центра на восстановление чувствитель- ности периферии. Это явление предста- вляется очень удобным для дальнейших экспериментов. Это задерживающее влияние можно обозначить термином торможение, прсстранственное распреде- ление которого в центральной проекции сетчатки оказывается довольно легко определить. В первое время темновой адаптации оно оказывается наиболее „глубоким" в области, граничащей с макулярною зоною и наименее выра- женным в части сетчатки, расположен- ной на 12—15° эксцентричнее централь- ного углубления, увеличиваясь в своей интенсивности по направлению к даль- нейшей периферии. Это торможение, возникающее в цен- тральной проекции периферии сетчатки в последействии возбуждения централь- ного углубления можно обозначить, пользуясь терминологией И. П. Павлова, явлением отрицательной индукции. В опытах, осуществленных описанною методикою, удается произвести ряд интересных измерений. Если предполо- жить, что скорость восстановления чувствительности периферии сетчатки обратно пропорциональна интенсивно- сти тормозного процесса, то, изучая зависимость между временем восстано- вления чувствительности периферии до определенного уровня, удается уста- новить связь между интенсивностью тормозного процесса, с одной стороны, и интенсивностью и продолжитель- ностью предварительного раздражения центрального углубления, 'с другой стороны. Ш Это взаимоотношение между центром и периферией сетчатки имеет ближай- шее отношение к течению процесса темновой адаптации глаза. Мы уже указали, что при предварительной све- товой адаптации к достаточно интен- сивному световому раздражителю кривая
1935 РОЛЬ Ц. Н. С. В ПРОЦЕССЕ ТЕМНОВОЙ АДАПТАЦИИ ГЛАЗА № 9 течения темновой адаптации приобре- тает типичный ход, изображенный на фиг. 1, В. В начале 20-х годов нынешнего столетия Muller высказал предположе- ние, что задержка подъема чувствитель- ности в начальный период темновой адаптации может быть объяснена тормо- зящими влияниями из центрального углу- бления, которые задерживают восстано- вление зрительного пурпура в темноте. Выше мы показали, что характер этого влияния следует представить себе не- сколько иначе, чем это предполагал Muller. Пока же заметим, что действи- тельно самый факт медленного подъема чувствительности вначале может быть связан с последействием возбуждения на свету центрального углубления, что иллюстрируется фиг. 6, изображающей ход адаптационных кривых у одного и того же субъекта, снятых последова- тельно одна за другой. На фигуре видно, что кривые (первая и треть# по счету) восстановления чувствительности после адаптации к свету с исключением дей- ствия на макулярную область обгоняют в своем ходе кривые, полученные при обычных условиях световой адаптации (раздражение центрального углубле- ния). Надо иметь в виду, что было бы неправильно представлять себе взаимо- отношения между центром и периферией сетчатки выражающимся только в явле- нии взаимного торможения между ними. Это противоречит основному предполо- жению о центральном характере этого взаимодействия, регулируемом коорди- национными отношениями, свойствен- ными центральной нервной системе. Это торможение представляет собою фазу состояния одной афферентной си- стемы (периферии сетчатки), развиваю- щуюся вслед за раздражением другой. Это обстоятельство очень хорошо выяви- лось в опытах д-ра Семеновской (лабор. проф. С. В. Кравкова), которая специально изучала восстановление чувствитель- ности периферии сетчатки после дей- ствия на глаз относительно кратковре- менного, но интенсивного светового раз- дражения. Особенно интересны те ее опыты, в которых достигалось очень резкое повышение чувствительности пе- риферии вслед за раздражением цен- Фиг. 6. Объяснение в тексте. трального углубления (красным моно- хроматическим светом). Т акое повышение чувствительности сравнительно с кон- трольным опытом (световая адаптация к малой яркости), наступающее прибли- зительно с 20-й минуты, можно предста- вить себе как вторую фазу последействия раздражения центрального углубления. Она очень напоминает собою явление спинномозговой индукции, описанной Шеррингтоном. Интересно, что Шер- рингтон предложил этот термин, заим- ствовав его у Геринга, обозначившего им аналогичный процесс, впервые най- денный им в области физиологии зрения. Говоря о процессе адаптации глаза к темноте, мы отнюдь не склонны отрицать значение для этого явления процессов, разыгрывающихся в самой сетчатке. Необходимо только под- черкнуть, что такие явления, как пере- мещение пигмента, изменения размеров члеников палочек и колбочек, в огром- ной степени регулируются нервною системою и, в частности, вегетативною. Однако мы указывали, что на ряду с этими процессами, текущими на пери- ферии, следует иметь в виду и те из функционального состояния, которые имеют место в центральной проекции сетчатки: включение или выключение периферической части сетчатки пред- ставляет собою не только процесс, определяемый регенерацией зрительного пурпура, но и результаты освобождения центральной проекции от тормозного процесса. 43
1935 ПРИРОДА № 9 Представление об этом последнем процессе может быть несколько дета- лизировано с целью объяснения ряда явлений из области темновой адаптации глаза. Можно допустить, что периферия сетчатки не представляет собою одной системы, но представляет целый ряд систем, связанных между собою отно- шениями, аналогичными тем, которые наметились в настоящее время между центральною и периферическою ча- стями сетчатки. Каждая из этих систем характеризуется свойственными ей вели- чинами адэкватной и электрической возбудимости, своим временем ощуще- ния и т. д. В таком случае течение процесса адаптации к темноте можно представить себе, на ряду с течением восстановительных процессов в сет- чатке, как постепенное включение ряда афферентных систем, отличающихся одна от другой все более и более низким порогом световой чувствитель- ности; при этом „включение" предста- вляет собою процесс освобождения от угнетающих влияний сопряженной аффе- рентной системы. Мы не можем подробнее остановиться на этих явлениях. Для нас существенно сейчас подчеркнуть, что взаимоотноше- ние между центром и периферией сет- чатки представляет собою процесс, подчиненный координационным отноше- ниям, свойственным вообще центральной нервной системе. Эти координации, ре- гулирующие отношения в области афферентных систем, полезно обозна- чить особым термином — „координации сензорной сферы". Тем самым мы под- черкиваем полную возможность отличий между ними и моторными координа- циями. В начале статьи мы указывали на огромное биологическое значение явле- ния адаптации рецептора; мы привели ряд примеров, иллюстрирующих распро- странение его в природе. Совершенно естественным является предположение о том, что точность приспособления уровня чувствительно- сти к величине действующего на ре- цептор раздражителя представляет собою прогрессивный признак в течении эволюционного процесса. В то же время эта тонкость адаптации целиком опре- деляется совершенством физиологиче- ских механизмов, представленных для низших организмов единственно факто- рами среды. Излагая возможное пред- ставление о течении адаптации, которое основано на опытах лаборатории Л. А. Орбели, мы показали все значение для этого процесса центральной нервной системы и ее координационных меха- низмов. Таким образом, координации в сензорной сфере, определяя в каждый данный момент уровень чувствительного тонуса рецептора в зависимости от настоящего и предшествующего состоя- ния других рецепторов тела, в огромной степени уточняют отношение животного к внешним раздражителям. 44
1935 ЕСТЕСТВЕННЫЕ НАУКИ И СТРОИТЕЛЬСТВО СССР № 9 Естественные науки И СТРОИТЕЛЬСТВО СССР ИСКУССТВЕННАЯ ОКРАСКА ДРАГОЦЕННЫХ И ПОЛУДРАГОЦЕННЫХ КАМНЕЙ В. Н. АНДРЕЕВ Окраска драгоценных и полудрагоцен- ных камней привлекала к себе пытли- вый ум человека с далеких времен древ- ности. Уже Плиний младший (I в.) упоминает о возможности искусственно окрашивать камни.* 1 Многие античные, римские, камеи сделаны из искусственно окрашенного халцедона. Искусственной окраской халцедонов занимались также в древней Индии и Китае. Возможность искусственно усилить существующую у камня окраску или придать бесцветному куску тот или иной цвет улучшала»у драгоценных кам- ней игру, выявляла у полудрагоценных камней (как, напр., у агата) их рисунок и тем самым повышала их ценность. Техника окраски камней претерпела различные стадии своего развития и со- вершенствовалась с развитием техники вообще. Так, напр., у нас, в дореволю- ционной России прошлого века сибир- ские кустари-гранильщики практиковали следующие методы искусственного окра- шивания: предназначенные к окраске камни, преимущественно аметисты, дым- чатые „топазы" и горный хрусталь, за- пекались в тесто, иногда густо пропи- танное медом; при этом бесцветные или слабо окрашенные до того камни при- нимали, частично в результате слабого обугливания сахара, желтовато-оранже- вую окраску. Окраска была не глубока, но достаточно стабильна. Те же кустари, растворяя железо в серной кислоте (и получая тем самым FeSOJ, помещали затем в раствор бес- цветные экземпляры топазов. В резуль- тате топазы принимали коричнево-крас- новатую, чайную, окраску, обязанную железу. Аналогичным йриемом поль- зуются и до сих пор в Германии (Обер- штейн и Идар) при окраске халцедонов; так, по данным Liesegang’a,1 железные гвозди растворяются при этом в 4-крат- ном (по весу) количестве концентриро- ванной азотной кислоты. За границей ранее всего был, пови- димому, известен метод окрашивания камней в черный цвет посредством меда.2 В 1813 г. в Оберштейне открыли способ получения красных халцедонов путем обжига без предварительного пропиты- вания, а в 1845 г. — метод окрашивания халцедонов в синий цвет.1 В настоящее время окрашивание дра- гоценных и полудрагоценных камней развилось по двум основным направле- ниям: под существовавшие в прошлых столетиях кустарные методы химической окраски был подведен теоретический фундамент, в результате чего оказалось возможным создать разнообразную ре- цептуру окраски полудрагоценных кам- ней. Одновременно благодаря внедрению в технику применения рентгеновских и радиевых лучей, эти последние плодо- творно были применены уже в этом сто- летии для окраски драгоценных камней. Под искусственной окраской камней следует понимать, во-первых, придание бесцветному по природе куску камня искусственной окраски, присущей или 1 Старая история окрашивания, составленная I. Nolggerath’oM (выписка в N. Jahrb. f. Min., 1847, 473). 1 R. Liesegang’. Achate, 1915, Lpz. 8 Несомненно, что методы окрашивания агатов медом были известны еще в древнем Риме.
1935 ПРИРОДА № 9 Таблица 1 1-й краситель 2-й краситель Осадок Получаемая окраска 1) К2Сг2О7* 1) AgNOg 1) Ag2CrsO7 1) От желтовато-оран- жевого до оранжево- красного 2) Желтая [Fe(CN)e]K4 или красная [Fe(CN)j]Kg кровяные соли 2) FeSO4** 2) Берлинская лазурь [Fe(CN)e]8Fe4 или турн- булевая синь [Fe(CN)e] = Je 2) От голубого до синего 3) Сахар или мед 3) H2SO4 3) Обугливание 3) От коричневого до черного не присущей данному минералогическому виду камня, во-вторых, усиление слабо выраженной у камня естественной окра- ски, и, наконец, в-третьих, обесцвечива- ние или частичное просветление темных сортов камня. Искусственная окраска осущест- вляется следующими методами. 1. МЕТОД двойного ПРОПИТЫВАНИЯ К этому методу прибегают преиму- щественно при окраске различных бес- цветных разностей халцедона (в част- ности, агата), переливта и иногда неко- торых кварцев и яшм. Предназначенный к окраске камень тщательно обезжиривают, промывают затем в кипящей воде с тем, чтобы очи- стить и смочить его поры, после чего помещают в концентрированный раствор 1-го красителя, в котором пропитывают от 2 до 10 суток при температуре в 60— 100°. Раствор затем сливают, камень опо- ласкивают водой для удаления с его по- верхности осевших кристаллов краси- теля и при той же температуре поме- щают в концентрированный раствор 2-го красителя, в котором пропитывают от нескольких часов до 5—8 суток. Красители подбираются с таким рас- четом, чтобы в результате реакции, * В раствор добавляется несколько капель H^SOj для образования осадка. AgzS, черный цвет которого вместе с желтовато-оранжевым цве- том AgaCr2O7 придает камню оранжево-красный цвет. ** Прибавление к раствору FeSO4 нескольких ^капель H2SO4 и HNO3 дает особенно синий цвет. происшедшей в порах камня, в последних образовался осадок требуемого цвета. Таким образом, окраска каждого из красителей не играет роли. В табл. 1 приведены некоторые ре- цепты таких окрасок. Как было указано выше, этим мето- дом пользуются преимущественно для окраски халцедонов. За границей окра- ска халцедонов для художественных и технических целей особенно широко развита в Германии (Оберштейн и Идар), окрашенные халцедоны которой завое- вали себе вполне заслуженно всеобщее признание. Только опытный глаз может отличить желтовато-красный окрашен- ный халцедой от корнеоля,агат с чер- ными окрашенными слоями от оникса или окрашенный в яблочно-зеленый цвет агат от хризопраза. В дореволюционной России искус- ственной окраской халцедонов и других камней в промышленном значении не занимались, если не считать описанные выше кустарные методы окраски. Лишь начиная с 1933 г. вопрос об искусственной окраске самоцветных1 камней был поставлен всерьез во вновь организованной тогда Центральной науч- но-исследовательской лаборатории тре- ста „Русские самоцветы" (ЦНИЛКС), а на сегодняшний день Завод точных технических камней начал выпускать первые партии искусственно окрашен- ных в оранжево-красный цвет часовых камней из халцедона. 1 Драгоценные, полудрагоценные и поде- лочные камни. ,
1935 ЕСТЕСТВЕННЫЕ НАУКИ И СТРОИТЕЛЬСТВО СССР № 9 Т а бл и ц а 2 Название камня Естеств. окраска При нагревании в атмосфере кислорода азота углекисл, газа Сапфир Синяя Бесцветный Бесцветный Бесцветный Гиацинт Коричневая Светлеет Светлеет п Кварц Дымчатая Бесцветный Бесцветный н Кварц Розовая »» н п Помимо чисто эстетического эффекта от искусственной окраски халцедонов и, в частности, агатов, эта окраска помо- гает изучать структуру камня при мине- ралогических1 исследованиях. Полоса- тые разности халцедона-агата состоят из перемежающихся полос (иногда концентрических колец) халцедона и опала и отдельных окварцованных уча- стков. Оказывается, различные слои различно пропитываются красителями, и поэтому едва заметная на глаз (а иногда и совершенно незаметная) разница в структуре куска рельефно проявляется после его искусственной окраски. Этим методам начинают также пользоваться в камнеобрабатывающей технике для определения технических качеств кусков камня. Глубина окраски различна. Она зависит от свойств окра- шиваемого камня (пористость, характер волокон), от красителя (очень быстро, напр., пропитывается AgNOs), от продол- жительности и условий (температура, концентрация) пропитывания. Так, по мнению Dreher’a при окраске халцедонов в растворе Fe(NO8)a для прокрашивания насквозь куска толщиной в 3 мм тре- буется 6—10 дней, при толщине в 6 мм около 14—20 дней, а при толщине до 10 мм от 20 до 28 дней. 2. МЕТОД ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ Лазуриты некоторых месторожде- ний как, напр., наш слюдянский (Си- бирь) при нагревании до 600—700° приобретают гораздо более темноголу- бой цвет, близко подходящий иногда к синему цвету бадакшанского лазурита. 1 R. Liesegang. Achate, 1915, Lpz.; Heinz. Che- mie der Erde, Bd. IV, (1. 4, 501—525, 1930. К термической обработке камня при- бегают также и в тех случаях, когда хотят ослабить его нежелательно тем- ный цвет. Так, при нагревании от 350, до 400° ослабляется, а иногда и совер- шенно исчезает темная окраска дымча- того кварца, что может иметь большое практическое значение, напр. в произ- водстве пьезо-кварцевых препаратов, так как в темных кусках кварца трудно бывает заметить его дефекты (трещины, включения и т. д.). Обесцвечивание при нагревании на- блюдается также и у многих других драгоценных камней; так, напр., неко- торые голубые волынские топазы обес- цвечиваются при нагревании до 7000.1 Аналогичное обесцвечивание часто наблюдается и в тех случаях, когда на- гревание камня проводится в атмосфере кислорода, азота или, напр., углекис- лого газа (табл. 2). При этом желтые и коричневые ал- мазы, кроваво-красные рубины не ме- няются, а некоторые винно-желтые то- пазы в атмосфере кислорода окраши- ваются в розовый цвет. 3. МЕТОД КОМБИНИРОВАННОЙ ПРОПИТКИ С ТЕР- МИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКОЙ Иногда халцедоны, предназначенные для окрашивания, содержат окись же- леза. В этих случаях камни предвари- тельно обрабатывают горячей азотной кислотой и затем прокаливают. При этом гидрат окиси железа переходит в окись железа, и камень приобретает цвет от коричнево-красного до красного. 1 В. Н. Андреев. Некоторые опыты по искус- ственной окраске волынских топазов. Труды Ломоносовск. ин-та Акад. Наук, вып. 6, 45—60, 1935. 47
1935 ПРИРОДА № 9 Таблица 3 Пропитывание в красителе Обработка в кислоте Причина краски Результативная окраска 1) NiNO8................... 2) Хромовая кислота или дву- хромовокислые соли . . . . 3) Fe(NO3)2................ 1) Окись никеля HNO3 2) Окись хрома 3) Окись железа Яблочно-зеленая Синевато-зеленая Красная В тех случаях, когда у камней не хва- тает естественно содержащихся в них окисей металлов, их предварительно пропитывают недостающими окислами, затем иногда обрабатывают в той или иной кислоте, после чего прокаливают. Некоторые примеры такой окраски халцедонов помещены в табл. 3. Аналогичным методом пользуются и для получения коричневого и черного цветов. В этом случае халцедоны, пред- назначенные к окраске, пропитывают в растворе сахара, ксилола или иной органической жидкости и затем прока- ливают. Применение сахара при окраске камней — один из древнейших методов; он возник в Италии.1 Прокалка вообще применяется с боль- шой осторожностью, так как камни при этом легко мутнеют и трескаются. По- этому предпочтение следует отдать ме- тоду двойного пропитывания. Описанными выше методами поль- зуются, главным образом, при искус- ственной окраске полудрагоценных и поделочных камней. Следующие методы применяются преимущественно при окраске драгоценных камней. 4. МЕТОДЫ ОБЛУЧЕНИЯ РАЗЛИЧНЫМИ ЛУЧАМИ 1. Рентгеновскими и катод- ными лучами. За границей, где ис- кусственная окраска драгоценных кам- ней нашла себе широкое применение, для облучения камней рентгеновскими или катодными лучами, сконструированы специальные трубки (фиг. 1, 2), позво- ляющие внутри их помещать окрашивае- мые камни. Облучаемые камни распола- гают на пути лучей, и экспозиция их про- должается в течение нескольких часов. 1 Dolter. Handbuch der Mineralchemie. Bd. II, 48 T. 1, 184. Помимо продолжительности экспози- ции получаемая окраска зависит от мате- риала облучаемого камня, расстояния его от антикатода (рентгеновские лучи) или катода (катодные лучи), жесткости лучей и среды. Некоторые драгоценные камни, как, напр., аметисты, бериллы, при этом почти или совсем не окрашиваются. В табл. 4 приведены примеры некото- рых окрасок, получаемых в результате облучения в рентгеновских лучах по дан- ным Michel’n1 и автора.2 Окраска, получаемая в результате об- лучения камней рентгеновскими йли катодными лучами, не стабильна; она Табли ц а 4 Назван, камня Естественн. окраска Искусств, окраска Топаз .... Бесцветная Золотистая Сапфир . . Синяя Желто-зеленая Рубин .... С фиолетовым оттенком Чисто-красная Таблица 5 Назван. Естественн. Искусств. камня , окраска окраска Алмаз .... Коричневая Более фиоле- тово-коричневая Сапфир . ... бледноголубая Темножелтая Кварц .... Розовый Бурая Горн, хрусталь Бесцветный Дымчатая 1 Michel. Die Kiinstlichen Edelsteine, 268—- 269, Lpz. 2 В. H. Андреев. Некоторые опыты по искус- ственной окраске волынских топазов. Труды Ло- моносовск. ин-та Акад. Наук, вып. 6, 45—60, 1935.
1935 ЕСТЕСТВЕННЫЕ НАУКИ И СТРОИТЕЛЬСТВО СССР № 9 Фиг. 1. Рентгеновская трубка конструкции Michel’a для об- лучения минералов в рентге- новских (А —- катод; В — ан- тикатод; С — анод) и катод- ных (А— анод; В — выклю- чено; С—катод) лучах. Фиг. 2. Трубка конструкции Riedl’n для облуче- ния минералов в рентгеновских (В) и катодных (А) лучах. исчезает при нагревании камня и при экспозиции его на солнце. 2. Излучениями солей радия. Этот метод похож на предыдущий. Об- лучателем служат соли радия, напр. RaBr ВаВг2 в дозе от 50 до 250 мг, помещаемые в стеклянных ампулах. Облучаемые камни помещаются в непо- средственной близости с ампулами. Так как некоторые авторы1 считают, что 1 М. Bauer. Edelsteinkunde, 232, 1930. Природа № 9 „кристалл скорее и сильнее окраши- вается со стороны, обращенной к ампу- лам", технику облучения иногда совер- шенствуют, окружая облучаемые камни кольцом ампул, содержащих с^ли радия. Как и при применении предыдущего метода, некоторые камни не окраши- ваются. Окраска, получаемая этим ме- тодом, несколько более стабильна, чем в предыдущем случае. Продолжительность экспозиции ра- диевым лучам бывает до 20 суток. Не- которые примеры получаемых окрасок по Michel’ro и автору приведены в табл. 5. 3. В атмосфере эманации радия. Окраска этим методом осуще- ствляется следующим образом. Предназначенные к облучению камни помещаются в стеклянную ампулу, в ней создается вакуум порядка 10-3 мм, после чего в нее вводится порция эманации радия (от 30 до 400 мг), и ампула запаи- вается (фиг.З). Продолжительность облу- чения от нескольких часов до 6—8 суток. По окончании экспозиции ампула раз- бивается, и камни извлекаются из нее. Так как на поверхности камней, нахо- дившихся в атмосфере эманации, обра- зуется налет „активного" осадка (ра- дия С), камни, извлеченные из ампул, Фиг. 3. Стеклянная ампула с облу- чаемыми в ней камнями,припаянная к эманационной установке. Три от- ростка от отпаянных уже ампул. 4 49
1935 ПРИРОДА Ks 9 Таблицаб тщательно промываются в спирте или в царской водке. Искусственная окраска Название Естественная окраска Как и в предыдущих двух случаях, различные камни различно реагируют на облучение. Топаз .... Бледножелто- Коричневато- В табл. 6 приведены некоторые ре- ватая оранжевая зультаты облучения драгоценных кам- Топаз .... Голубая Золотисто-желт. ней в атмосфере эманации радия по Кварц .... Бесцветная Дымчатая данным автора? Аметист . . . Лиловая Без изменений 1 В. Н. Андреев., Некоторые опыты по искус- ственной окраске волынских топазов. Тр. Ломонос, инет. Акад. Наук, в. 46—60, 1935. Таблица? Название камня Естествен- ная окраска Происхож- дение камня Цвет люминисценции от облучения в лучах катодных рентгеновских Шпинель Сапфир . . Синяя Синяя Естеств. Синтетич. Естеств. Синтетич. Светлозеленый Красный Яркокрасный Светлосиняя, фиолетовая, иногда красноватая Не производит Бледнокрасно-фиолетов. Красный, очень слабый Грязносиний или красный Таблицав Название камня Естественная окраска Месторождение камня Цвет люминисценции от облучения в лучах катодных рентгеновских Сапфир . . Зелено-синяя Австралийский Очень бледный синеватый или Нет совсем нет Сапфир . Темносиняя Бирма Темновин но-красный или зелено- Нет СИНИЙ Изумруд . . Зеленая Египетский Темнокрасный синеватый — Изумруд . . Зеленая Колумбийский Красный прозрачный — Таблица 9 Название камня Естественная окраска Окраска, полученная при облучении в атмосфере воздуха азота кислорода Кварц .... Гиацинт . . . 50 Розовая Коричневая Бурая Бурая Сильнее, розовая Темнокрасновато-коричн. Следы коричневого Сэетлокоричневая
1935 ЕСТЕСТВЕННЫЕ НАУКИ И СТРОИТЕЛЬСТВО СССР № 9 Таким образом, в то время как при нагревании дымчатый кварц теряет свою дымчатость, при облучении в атмосфере эманации бесцветный кварц ее при- обретает. Стабильность окраски такая гре, как и у окраски, полученной в результате облучения солями радия. 4. Ультрафиолетовыми лу- чами. Давно было замечено интерес- ное явление: если носить на ярком юж- ном солнце на руке продолжительное время кольцо с аметистом, камень за- метно светлеет. Это относится и к не- которым другим драгоценным камням. Такое обесцвечивание является резуль- татом воздействия на камень ультра- фиолетовых лучей, излучаемых солнцем. Опыты показали, что при помещении драгоценных камней на пути или в фо- кусе ультрафиолетового пучка лучей, некоторые камни, как, напр., синие сап- фиры, коричневые гиацинты, цирконы, дымчатые и розовые кварцы и т. д., светлеют, в то время как другие камни, напр., изумруды и аквамарины, не ме- няют своей окраски. За границей облучением драгоценных камней в тех или иных у^учах пользуются не только для улучшения их окраски и тем самым их ценности, но и для рас- познавания естественных камней от синтетических. Оказывается, некоторые камни после облучения люминисцируют. Опыты показали, что цвет люминисцен- ции зависит не только от лучей, кото- рыми был облучен камень, но и от мине- ралогического вида камня, его естествен- ной окраски и месторождения, причем люминисценция синтетических камней отличается по цвету от люминисценции одинаково окрашенных с ними есте- ственных камней и тем самым может служить диагностическим признаком для распознавания естественных камней от синтетических. Несколько примеров, приведенных в табл. 7 по Michel’io, поясняют ска- занное. Характер люминисценции облучен- ных драгоценных камней позволяет иногда распознавать также месторожде- ние камня (см. табл. 8 по Michel’io). Для полноты картины необходимо упомянуть еще об одном методе, при- меняемом при искусственной окраске драгоценных камней. 5. МЕТОД КОМБИНИРОВАННОГО ОБЛУЧЕНИЯ В АТМОСФЕРЕ РАЗЛИЧНЫХ ГАЗОВ Оказывается, что, если проводить облучение камней радиевыми лучами, помещая при этом камни в атмосфере азота, кислорода или других газов, ре- зультативная окраска появляется в не- которых случаях отличная от окраски, полученной при облучении камней в воз- духе. В табл. 9 приведены некоторые дан- ные по Michel’io. В заключение следует отметить, что, несмотря на богатый фактический мате- риал, имеющийся в иностранной лите- ратуре, картина физико-химических про- цессов, происходящих в минералах при облучении их в различных лучах, обу- словливающая изменения в их окраске, еще до сих пор не расшифрована. КИЯК (ELYMUS GIGANTEUS) И ЕГО ЗНАЧЕНИЕ В ПЕСЧАНОЙ ПОЛУПУСТЫНЕ Ю. М. РАЛЛЬ На больших пространствах песчано-степных полупустынь юго-востока СССР наблюдается интересное сочетание степных и песчаных эле- ментов ландшафта, непрерывно взаимодействую- щих друг с другом. Хозяйственная деятельность человека, в виде выпаса его стад, использования травянистой ра- стительности на топливо и строительный мате- риал, вместе с жизнедеятельностью диких живот- ных, служит в полупустыне большей частью тем фактором, который направляет развевание ее отдельных участков. Дальнейший ход етого про- цесса определяется неблагоприятными особенно- стями континентального климата с его сухостью, ветрами и резкими изменениями температуры и, в противовес им, — упорным завоеванием возник- ших сыпучих песков зелеными организмами. При ослаблении деятельности человека, окраины песчано-сыпучих островов заселяют ха- рактерные песколюбивые виды растений, являю- щиеся пионерами в дальнейшем укреплении песков. Эти влаголюбивые виды хорошо приспо- 4*
1935 ПРИРОДА № 9 Фиг. 1. Колосящийся кияк. Фот. автора. соблены к условиям сыпучего грунта и с помощью мощной корневой системы легко используют пресную или слабо соленую влагу, залегающую в барханных песках всего лишь на глубине 1.5— 3 м. Отдельные экземпляры растений или (у мно- голетников) куртины их отстоят друг от друга на расстояниях, выражающихся метрами, и обра- зуют лишь зеленые пятна на общем оранжево- желтом фоне песка. Под защитой пионеров в пески постепенно продвигаются менее приспособленные к ним виды, расселяясь по уплотненным котловинам выдувания и у подножий холмов, в тесном сосед- стве с песколюбами, которые укрывают их от ветра и создают близ себя более влажный микро- климат. Уплотняя в отдельных пунктах сыпучий песок и препятствуя их дальнейшему развеванию, ра- стительный покров способствует образованию крупнобу гр::стого рельефа, так как участки, еще свободные от растительности, выдуваются ветром и превращаются в котловины. Дно их, сложенное слоями наиболее древнего сцементированного песка и граничащее с водоносным горизонтом, вскоре за еляется новыми отрядами полупесча- ных растений. На известной стадии этого процесса задерне- ния песков, по мере разви.ия ко.орого растени- ями транспирируются в атмосферу и осолоняются бывшие запасы грунтовых вод, первоначальные пионеры песков попадают в неблагоприятные условия, хиреют и вымирают. Бугры, занятые ими, вскоре лишаются скрепляющей их массы корней и стеблей и разрушаются ветром, чему способствуют источившие их норы грызунов, ящериц и некоторых птиц. Так происходит дли- тельная нивелировка местности, крупнобу ри- стый рельеф которой заменяется мелкобугри- стым, а затем равнинно-кочковатым. Вслед за пионерами исчезают и полупесчаные виды, вы- 52 тесняемые уже типичными степняками. В результате смен растительных ассоциаций на месте сыпучих песков возникает равнинно-пе- счаная степь со свойственными ей полынно-зла- ковым покровом и животным населением. Изучение растительных сукцессий на зара- стающих песках является интересным и практи- чески важнейшим вопросом в песчаной полупу- стыне, так как оно ложится в основу ее хозяй- ственного использования. В первой стадии зарастания окраины, а затем и центральные части сыпуче-песчаных островов заселяет кияк — Elymus giganteus Vahl — дикий ячмень (из трибы Hordeae), называемый также „волоснецом", или, ошибочно, песчаным овсом. Растение это — один из крупнейших злаков на- шей флоры — достигает двух и более метров вы- соты (при обычном травостое 1—1.5 м) с листь- ями до 3 см шириною и колосьями длиною около 40 см. Оно энергично размножается семенами и отводками, и получает стимул к быстрому росту даже при засыпании его песком. Период вегета- ции кияка, по продолжительности, превышает ве- гетативный период у солянок и полыней (от 15 III—1 IV до 15 XI), и растение находится в состоянии зимнего покоя всего лишь около че- тырех месяцев в году. Во второй половине марта остроконечные корневищные побеги кияка про- биваются из влажного песка и через две декады достигают высоты около 30 см. В этот период Фиг. 2. Схема распределения дождевой и грун- товой влаги в толще барханчика. Ориг. рис. автора по разрезу 1 июля 1935 г. Фиг. 3. Схема распределения дождевой и грунтовой влаги в толще бугра с куртиной кияка. Ориг. рис. автора по разрезу 1 июля 1935 г.
1935 ЕСТЕСТВЕННЫЕ НАУКИ И СТРОИТЕЛЬСТВО СССР № 9 домашний скот, песчанки, слепушенки, мыши и тушканчики питаются сочными подземными ча- стями стеблей, причем лошадь вытаскивает для этой цели стебли зубами, одбрасывая их вер- шинки. Одновременно грызуны раскапывают в песке прошлогодние еще непроросшие зер- новки, и их желудки в это время набиты белова- той массой кияка. В конце апреля травостой кияка заметно огрубевает и достигает высоты метра, а по котловинкам появляются тонкие былинки всходов из его прошлогодних семян. Недружное колошение наступает в последних числах мая, после восьми декад предварительного развития. Выколосившийся кияк вскоре зацветает, и около 10 июня можно констатировать первые колосья, подсеченные мохноногим тушканчиком (Dipus sagitta) и аккуратно вышелушенные в поисках плодовой завязи (фиг. 6). В дальнейшем зверьки собирают каждую ночь обильную жатву, и остатки крупных колосьев встречаются на каждом шагу. Иначе поступают полуденные песчанки (Palla- siomys meridianus), взбираясь непосредственно на крепкие высокие стебли и отчасти выедая зерна из колосьев здесь же, отчасти подгрызая их и спускаясьвниз, в чащу куртины, чтобы набро- сать стожки шелухи в укромном уголке (фиг. 5). Около 15 июня начинается покос полузрелого кияка и продолжается до 10—15 июля, когда зерна начинают массово осыпаться и казаки пе- реходят к стогованию. В августе—сентябре, с умеренней летней жары и прохладой и росами ночей, кияк выбрасывает новую массу корневищ- ных побегов, и его куртины, состоящие из 100— 200 стеблей и листьев расширяют таким путем занятую территорию. С наступлением морозов стебли кияка отмирают, не ломаясь, и остаются высоким жестким бурьяном, задерживая зимою снеговые сугробы. Помимо плодов и подземных частей в тече- ние всего лета, грызуны поедают нижние части стеблей, разгрызая их на палочки, длиной 3— 5 см и вышелушивая сочную сердцевину, которая содержит так много сладковато-гэрькой влаги, что при сдавливании пальцами стебля она высту- пает каплями. Этот способ питания и, невиди- мому, утоления жажды свойственен всем мыше- видным, но в особенности — вагнеровой мыши (Mus musculus wagneri), которая настригает кучки стеблей среди спутанных зарослей больших кур- тин. Едва начнут созревать зерна кияка, как стада лошадей, коров и верблюдов проводят це- лые дни в его зарослях и нагуливаются значи- тельно быстрее, чем на других кормах песчано- степной полупустыни.1 Те или иные домашние животные, так же как и дикие,, имеют излюблен- ные Способы поедания кияка. Если верблюд с его огромной пас1ью, приспособленной к быстрому срыванию на ходу грубого и колючего корма, без разбора схватывает весь колос вместе с тол- стой остью, то корова преимущественно скусы- вает нежные концы колосьев, которые остаются на большом пространстве как бы срезанными ножницами. Лошадь, которой кияк в данной ме- стности служит основным кормом, поедает его особенно искусно, проводя полусжатыми резцами 1 В августе 1935 г. автор произвел опытные посевы кияка на затопляемых и незатопляемых песчаных наносах р. Волги близ Саратова. по длинному колосу снизу вверх и аккуратно от- рывая все колоски от его ости. Человек также не пренебрегает питанием му- кой из зерен кияка, требующих довольно дли- тельной обработки для освобождения от много- численных колючих околоплодников, в которых скрыта тонкая продолговатая зерновка. Для этого кияк разминается в ступке, затем прокаливается, тщательно отвеивается и окончательно перема- лывается на каменной мельнице. Выпеченная пресная лепешка очень мало огличается от ржа- ной по вкусу и цвету. Более простая пищевая обработка кумарчика (Agriophyllum arenarium) при его высоких качествах 1 ставит это растение на первое место в быту жителя полупустыни, по сравнению с кияком. Фиг. 4. Чехлик из сцементированных песчинок на корне кияка, предохраняющий его от высыха- ния. Рис. автора. Но последний играет крупную роль в качестве строительного материала и топлива. Прочная и длинная солома кияка образует плоскую кровлю землянок с наложенной поверх нее глиной. Вместе с чагром (песчаная полынь, Artemisia arenaria) и глиной, иссеченные стебли кияка укладываются прочными стенами загонов для скота, составляю- щих непременную принадлежность казакского жилища, и служат топливом для зимнего очага. Фиг. 5. Характер поедания кияка полуденной песчанкой. Рис. автора. 1 См. Ю.- М. Ралль. Кумарчик. Природа, - у № 9, 1934 г., с гр. 64—66.
1935 ПРИРОДА № 9 Фиг. 6. Характер поедания кияка мохноногим тушканчиком. Рис. автора. Насколько долговечны эти слежавшиеся от вре- мени сооружения, показывает трудность их уни- чтожения при ликвидации чумных заболеваний, когда они не поддаются ни огню, ни лому. Однако кияк же является исходным материалом для постройки грызунами мягких гнезд в камерах своих нор. Зверьки расщепляют лубяные волокна кияка и других растений в тонкую нежную мо- чалу, иногда добавляя к ней, как хомячок эверс- манна (Allocricetulus eversmanni), птичьи перья. Уже приведенные примеры свидетельствуют о том, что значение кияка далеко не исчерпы- вается его кормовыми качествами. Вскоре после своего появления на сыпучем песке, куртина кияка представляет собою мощную темнозеленую колонну из нескольких сотен олиственных стеб- лей, собранных пучком. Воздействие куртины на природу ее ближайших окрестностей очень велико и складывается в первую очередь из изменений микроклимата надповерхностного воздуха и почвы этого миниатюрного оазиса в пустыне. На фиг. 2 и 3 схематически изображено распределение дождевой влаги и влаги постоянного водоносного горизонта в толще обнаженного барханчика и бугра с кияком. В первом случае поступившая влага быстро передвигается вниз с частичным испарением ее ветрами, и ее некоторая часть до- стигает водоносного слоя. Постройка норы гры- зуном в этих условиях затруднительна, так как ее ходы подвержены постоянному осыпанию. Во втором случае дождевая влага концентрируется под куртиной кияка, среди корневой системы, це- ментирующей песок, и эти условия являются из- любленными для постройки нор животными. Ка- залось бы, что кияк в данном случае является хорошим конденсатором влаги в песках; в дей- ствительности же растение стремится само ис- пользовать дождевой запас и транспирирует его снова в атмосферу, ничего не прибавляя к грун- товым водам, а, наоборот, постепенно высасывает их в периоды засухи (фиг. 4). Легко видеть, что повышенная влажность почвы и воздуха вблизи куртины вместе с защи- той от солнца и ветра понижает их температуру, и этот новый микроклимат привлекает новое жи- вотно-растительное сообщество. На фиг. 7 приве- дены кривые суточных температур приземного слоя воздуха £17—18 августа) в чаще куртины и рядом с нею на обнаженном песке. Колебаниям температуры в 33?5 (от 19 до 52?5) на песке соответствуют колебания температуры в 22° (от 16.5 до 38.5) в куртине, и это преимущество используется животными полупустыни. Целая армия насекомых — непосредственных вредите- лей кияка или его спутников, находящих в нем все качества затененного и защищенного от ветра пункта, в течение суток регулярно поки- дает и вновь возвращается в это убежище. Много- численные жуки передвигаются по стеблям вверх или вниз, сообразно изменениян темпе атуры, то приступая к массовой кормежке на колосьях, то скрываясь в чаще стеблей или улетая прочь; це- лые тучи лугового мотылька периодически отси- живаются здесь же в тени, им сопутствуют сверчки и другие разнообразные представители мира ночных и дневных насекомых и пауков, при- влекающие ящериц, жаб, ушастых ежей и земле- роек. На высоте около 1 м от поверхности в куртинах скрыты гнезда мелких пернатых, оглашающих веселым гомоном пески. На буграх, покрытых зарослями кияка, гнездятся крупные пернатые хищники, орел степной (Aquila nipa- lensis orientalis) и филин (Bubo bubo), покидая соответственно свои убежища днем или ночью. В тени зарослей кормятся мыши, полевки, хо- мячки и полуденные песчанки, причем последние прибегают к своим постоянным кормовым курти- нам на короткий завтрак из нор, расположенных Фиг. 7. Суточный ход температуры приземного слоя воздуха в чаще куртины кия кв (t2) и на от- крытом песке (tj) 17—18 августа 1935 г. (по на- блюдению М. В. Шейниной и М. П. Демяшева). 54
1935 ЕСТЕСТВЕННЫЕ НАУКИ И СТРОИТЕЛЬСТВО СССР № 9 вдали, среди слабозаросших песков, чтобы боль- шую часть ночи снова провес! и за кормежкой, вместе с мохноногими тушканчиками и песчан- ками гребенщиковыми (Meriones tamaricinus). Днем и ночью протекает подземная деятельность слепушенок (Ellobius talpinus), подтачивающих корни кияка, и к сообществу всех этих мелких жи- вотных может быть присоединен и заяц-русак (Lepus europaeus), устраивающий себе дневные лежки в зарослях стеблей. Зимою высокий бурьян кияка умеряет силу холодного ветра. Здесь во множестве ютятся пес анки, мыши и зайцы, за которыми охотятся лисицы и кочующие волки. Лишь стоит занять кияку оголенную песча- ную площадку, как поблизости его укрепляются кумар' ик, ак-селеу (Aristida pennata), поташник (Salsola kali), верблюдка (Corispermum Arolo- kaspicum), гелиотропиум (Heliotropium eich- waldi), лиановое (Cynanchum acutum), первые побеги песчаной полыни и прочие многочи- сленные виды. С течением времени расти- тельный покров пополняется полустепняками — костром (Bromus tectorum), полынком (Artemisia austriaca), вбелеком (Ceratocarpus arenarius), а истощенный кияком водоносный горизонт уже не может обеспечить его успешного роста, и кияк, постепенно угнетаясь, вымирает. Здесь мы всту- паем в те конечные стадии зарастания песков, которые были указаны выше. Экология животных и хозяйство человека связываются уже с ком- плексом других растительных форм. В втой заметке, посвященной важнейшему растению песков, я намеренно вел изложение таким путем, что роль всего растительного покрова оставалась незначительной до того момента, когда хиреющий кияк уступает место новым видам. Так оно про- исходит и в действительности. Исследователь песков Заволжья В. М. С а в и ч охарактеризовал распространенность кияка сле- дующей фразой: „Кияк распространен по югу и юго-востоку России, но нигде он не растет в таком изобилии, не образует таких грандиоз- ных зарослей (чего-то вроде прерий), как на юге Астраханской губернии".1 Если учесть размеры массы зеленых стеблей, местами на десятки километров превращающих пустыню в сад, и богатой корневой системы этого растения, то понятной становится его ведущая роль в существовании всего биоце- ноза песков, так как наличие самого раститель- ного покрова определяется появлением кияка на голых пространствах. МОРСКИЕ БЕСПОЗВОНОЧНЫЕ И ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ 1 Юр. П. ЗНАМЕНСКИЙ Промысел морских моллюсков и рако- образных за границей получил значи- тельное распространение. В США его ежегодная продукция оценивается не менее чем в 30 млн. долларов. За 1934 г. только из креветок здесь было приго- товлено жестяночных консервов свыше 800 тыс. ящиков на сумму до 5 млн. долларов. Переработкой морских бес- позвоночных в Америке занято около 200 фабрик. Из ракообразных на первом месте по количеству и стоимости добываемого сырья стоят креветки. Затеял идут омары и крабы. Морские беспозвоночные в США используются в основном как пищевой продукт в свежем и консерви- рованном виде. Устричные створки идут в корм птице, на известь, перламутро- вые пуговицы и разные перламутровые изделия. В Бельгии стоимость моллюсков и ракообразных достигает 93% от стои- мости продукции морского рыболовства. В Голландии этот процент равняется 12, в северной Франции —10 и в Норве- гии — 3. За последние годы в Норвегии про- дукция креветочного промысла состав- ляет не менее 1 тыс. т в год. Но особенное развитие промысел морских беспозвоночных получил на Востоке. В Японии ежегодно добывается нерыбных морепродуктов на 40—45 млн. иен и экспортируется на 15—20 млн. иен. В США, Европе и Японии на ряду с до- бычей широко практикуется искусствен- ное разведение морских беспозвоночных. Устриеводство в Японии возникло более 200 лет назад. У нас же в СССР добыча и перера- ботка морских беспозвоночных до самого последнего времени, несмотря на значи- тельные сырьевые ресурсы, не получила заметного развития. На первом месте по промыслу морских беспозвоночных стоит советский Дальний Восток. Здесь 1 В. М. Савич (1910). Очерк флоры западной части Заволжских песков Астраханского края.
1935 ПРИРОДА № 9 Фиг. 1. Механизированная выгрузка устриц в США.1 шает 50 млн. золотых рублей, мы имеем все возможности органи- зовать это большое, имеющее громадное народнохозяйствен- ное значение дело в Союзе. Химический состав мяса мол- люсков и ракообразных говорит об их высокой питательности. По содержанию белков мол- люски и ракообразные не усту- пают баранине и свинине. Большое значение имеет также высокое содержание иода. Рассмотрим запасы морских промысловых беспозвоночных по районам.1 На Дальнем Востоке сырье- вая база морских беспозвоноч- организован специальный Трест экс- портных морепродуктов, успешно раз- вивающий свою деятельность. До войны на Черном море около Сева- стополя было два устричных завода, про- изводительность которых была 2.5 млн. устриц в год. Небольшой устричный за- вод имелся также в районе Керченского залива. Добыча устриц здесь происхо- дила с октября по апрель. Осенью же проводилась отправка устриц в центр. Позднее устричное дело на Черном море заглохло. Возрождение его началось с 1929 г. В Стрелецкой бухте около Севастополя был организован неболь- шой устричный завод. В настоящее время созданы также фабрики по использованию перламутро- вого советского сырья для изготовления пуговиц — в Москве, Ростове на Дону, Владивостоке, Ленинграде и других местах. Взамен импортного сырья, ко- торого было ввезено более чем на 2 млн. руб. золотом, начинают широко использоваться створки наших пресно- водных и морских моллюсков. В северных морях промысел мор- ских беспозвоночных пока совершенно не развит. Обладая неограниченными сырьевыми ресурсами морских беспо- звоночных и имея по соседству загра- ничные рынки, емкость которых по од- ному только Дальнему Востоку превы- 1 Фотографии заимствованы из D. Tressler. „Marine products of commerce”. ных весьма значительна и раз- нообразна. Кроме камчатского краба, являющегося предметом промысла мощ- ных механизированных краболовов, здесь встречаются представители мно- гочисленных промысловых молюсков, ракообразных и иглокожих. Часть из них уже в настоящее время является объектом промысла, но большая часть все еще не используется и ждет введе- ния в эксплоатацию. Одно из первых мест по значению в промысле принадлежит морскому гре- бешку {Peden iessoensis, Peden sw'.fti). Распространен он от корейской границы и до Татарского пролива. Ежегодно добывается более 1 млн. штук при помощи сачков, тралов и водолазов. В одном только заливе Петра Великого около Владивостока, может добываться не менее 1г/з млн. штук этого моллюска. Промысловые поля обнаружены также в бухтах Врангеля, Ольги, Владимира и Валентина. В Японии гребешка, пользующегося значительным спросом на восточных рын- ках, ежегодно добывают несколько сот тысяч центнеров на сумму 3—4 млн. иен. Белая ракушка или кубышка сахалин- ская {Madra Sachalinensis) добывается в количестве нескольких миллионов 1 Частично использованы материалы Первой Всесоюзной конференции по технической рекон- струкции пищевой промышленности Госплана — Наркомснаба СССР, экспедиции и станции Все- союзного института морского рыбного хозяйства и океанографии, Шпарлинского, D. Tressler и др. 56
1935 ЕСТЕСТВЕННЫЕ НАУКИ И СТРОИТЕЛЬСТВО СССР № 9 штук. Встречается у прибойных берегов на песчаных грунтах. Распространена по всему Приморью, Охотскому и Бе- рингову морям. Запасы ее в южных районах Приморья ориентировочно мо- гут быть определены в 70—80 млн. штук. В виду незначительных темпов роста этого моллюска ежегодно можно брать не более 25% предполагаемых запасов. Мидия (Mytilus edulis}, встречающаяся на скалистых и илистых грунтах от ко- рейской границы до Декастри, может промышляться в значительных количе- ствах. Серьезного внимания заслуживают устрицы. Только в заливе Петра Вели- кого сырьевая база определяется до 3 млн. штук. В Японии не только добы- вается в значительных количествах, но и служит объектом искусственного разведения. Фиг. 2. Одно из орудий промысла, применяемое за границей при добыче моллюсков. Из других съедобных моллюсков можно указать на морское ушко (Ha.li.otis Contschatcara), песчаную ракушку (Муа arenaria), на трубачей (Bussinidae), ра- пану (Rhapana bezoar} и некоторых дру- гих. Промысел их может быть значи- тельно расширен. В Охотском и Беринговом морях, обследование которых проведено далеко недостаточно, встречаются главным об- разом моллюски, характерные для пес- чаных побережий: морская бритва (Ма- chaera costata Midd.), мактра овальная (Мact г a ovalis} и др. Значительная кон- центрация этих моллюсков наблюдается у западных берегов Камчатки, в рай- Фиг. 3. Выгрузка моллюсков из сачка. оне залива Олюторского на Восточно- камчатском побережье, вдоль Чукотско- Анадырского побережья и северной части Сахалина. По аналогии с Аляской, где промысел этих моллюсков получил большое рас- пространение, можно предполагать, что он мог бы значительно развиться также и в этих районах. Большой интерес представляет орга- низация промысла кальмара, ика и кара- катицы. В Японии ика — один из важней- ших объектов промысла. Ежегодно его добывают здесь 1—2 млн. ц на сумму до 20 млн. иен. На промысле этих бес- позвоночных в Японии занято более 30 тыс. чел. Осьминог встречается в Японском море и у берегов западной Камчатки. Промышляется в незначительных раз- мерах. В Японии этот промысел дает более 5 млн. иен. Креветки широко распространены в водах Дальнего Востока. Промысел их может быть механизирован и значи- тельно расширен. В Японии креветок ежегодно добывают более чем на 6 млн. иен и на Аляске более чем на 200 тыс. долларов. Трепанг добывается при помощи во- долазов. Распространен в южных частях Приморья. Основные сырьевые базы его находятся в заливе Петра Великого. Общие запасы его здесь достигают 150 млн. штук. Ежегодная добыча его может возрасти во много раз, достигнув 40 тыс. ц сырья или 6.5 тыс. ц сушеного продукта. Особенно значительны в Черном море запасы мидии (Mytilus galloprovincialis), Моллюски эти встречаются здесь в or- 57
1935 ПРИРОДА № 9 Фиг. 4. Один из наиболее распространенных сачков для промысла морских моллюсков. ромных количествах. Основные запасы сосредоточены в северо-западной части моря. Кустарная добыча производится по всему побережью. Z Черноморская устрица до империали- стической войны являлась объектом зна- чительного промысла и хозяйства. Общая добыча устриц на Черном море в то время достигала в среднем 5 млн. штук в год. Черноморские устрицы распростра- нены по всему побережью Кавказа, юж- ного берега Крыма, в Егорицком и Кер- ченском заливах и в Севастопольской бухте. Но устричные гряды во всех этих районах находятся в плохом состоянии. Необходимо провести очистку гряд от растительности и мидий. Для организа- ции правильного устричного хозяйства наиболее пригодны Севастопольская бухта и Керченский залив. В значительных количествах встре- чается в Черном море также морской гребешок (Pecten ponticus), серцевидка (Cardium edule), мактра (Mactra subtrun- cata) и венус (Venus galfina). Все они промышляются в Западной Европе. Из ракообразных в первую очередь надо обратить внимание на креветок. Они встречаются в огромных количе- ствах, особенно в северо-западной части Черного моря Креветки (Leander rectirostris и Squilla, Crangon vulgaris) промышляются кустар- ным способом по всему побережью и упо- требляются в вареном и сушеном виде. Представляет интерес также ряд дру- 58 гих беспозвоночных, широко эксплоати- руемых за границей и встречающихся в промысловом количестве в Черном море. Из моллюсков на европейском Севере наиболее распространенными являются мидии (Mytilus edulis L.). Мидии, встречающиеся в Баренцевом море, не образуют таких мощных рос- сыпей, как на Черном море и Дальнем Востоке. К оме того, мидии Севера значительно мельче западноевропейских и черноморских. Распространена мидия на литорали и сублиторали Баренцова моря до запад- ного побережья Новой Земли, а также и в Белом море. Из других моллюсков, являющихся в Западной Европе и Америке объек- тами промысла, на Севере можно встре- тить литорин (Lhittorina littorea L.), тру- бача (Buccinum undatum L.), гребешка (Pecten islandicus Miill.), серцевидку (Cardium ciliatum) и песчаную ракушку (Mya truncata L.). Песчаная ракушка—литоральная фор- ма, ограниченная в своем распростране- нии западным районом ^фмана и опре- сненными участками Белого моря. За границей не только промышляется, но и культивируется искусственно. Серцевидка в основном ограничена западным районом Мурмана, где встре- чается, повидимому, в небольшом коли- честве. В Англии после устрицы она считается наиболее ценным промысло- вым объектом. В Баренцовом и Белом морях обык- новенен близю й к указанному вид, оби- тающий на глубинах 20—100 м. Пищевые качества этого вида не изучены. Трубач распространен повсеместно на глубинах 5—25 м. Запасы его, повиди- мому, значительны. На Западе считается деликатесом и имеет хороший спрос как ценней пищевой продукт. Литорина, повидимому, встречается сравнительно в ограниченных количе- ствах. В наших морях распространен вид литорины, несколько отличный от ино- странной промысловой формы. Занасы ее весьма велики. Пищевые качества неизучены. Из ракообразных большой интерес представляют креветки (Pandalus borea- lis, SclerocrangonJjoreas). Северная кре-
1935 ЕСТЕСТВЕННЫЕ НАУКИ И СТРОИТЕЛЬСТВО СССР № 9 ветка значительно крупнее черно- морской. Промысел ее широко рас- пространен в Немецком море, по ти- хоокеанскому побережью США и за последние годы начинает приобре- тать серьезное значение в Норвегии. Отсутствие данных о количествен- ных запасах морских беспозвоноч- ных в районах Мурманского побе- режья заставляет нас с особенным вниманием отнестись к работе Се- верного треста малого рыболовства и Северной станции Института мор- ского рыболовства и океанографии по изучению сырьевой базы мидии и других второстепенных объектов промысла в устьевых пространствах Северной Двины и ближайших участ- ках Двинского залива.1 На исследованном экспедицией, орга- низованной станцией и трестом, про- странстве мидиевые банки с промысло- вым количеством моллюска были най- дены на глубине от 2до 10 м в Никольском устье, в Яндовой губе, у острова Ягры против выходного мыска на Ягорском рогу и у северной оконечности острова Мудьюга в проливе Железные Ворота. Из мидиевых бацок в Никольском устье наиболее мощная банка находится у лесозавода и может ориентировочно дать до 200—250 т промысловой мидии. В устьях р. Северной Двины общая мидиевая сырьевая база может быть оценена ориентировочно в 400—450 т ми- дии промыслового размера (величина такой мидии от 4 до 7.5 см и вес 100 шт. — 2 кг). Мидия распространена по всем бере- гам Белого моря в более или менее оп- ресненных участках его побережья, и ее можно найти у Летнего Берега, у Зим- него берега и в Мезенском заливе. Вероятно также мидии имеются и вдоль побережья Канина. Сырьевая база в устьях р. Северной Двины в отношении миа (раэевницы- песчанки), повидимому, незначительна, хотя моллюск этот (величина его до 11 см. вес 100 шт. — 5 кг) в большем или меньшем, но не промысловом, коли- честве живет на многих отмелях в устьях 1 Использован отчет экспедиции Северной станции морского рыболовства и океанографии. Фиг. 5. Драга, применяющаяся в США для добычи моллюсков. промысловом экспедицией где добывать реки и в Сухом море. В количестве он найден только в Яндовой губе, его можно, собирая на отмели во время отлива и выкапывая из песка лопатой. Миа, согласно имеющимся данным, жи- вет во всем Белом море на осыхающих в отлив отмелях. Креветки водится во всем обследован- ном этой экспедицией районе в большом промысловом количестве и должны быть лишь выяснены наиболее рентабельные способы их лова. Размер креветок — до 8 см и вес сотни взрослых экземпля- ров— 300 г. В порядке постановки вопроса следует проработать проблему использования зоопланктона. Сырьевые запасы этого своеобразного сырья только для Барен- цева моря могут быть определены пока- зателями порядка 20—30 млн. т сырой массы зимой и 40—70 млн. т летом. Ко- личество белка в планктоне Баренцова моря колеблется от 2 до 9 млн. т и жира от 0.5 до 1.5 млн. т. Организация обработки морских бес- позвоночных стоит в непосредственной связи с расстояниями, отделяющими район лова от района потребления. В Западной Европе, где они быстро по- падают к потребителю, их доставляют в основном в свежем виде. В США, где промысловые моллюски и ракообразные перебрасываются на значительные рас- стояния, их консервирование достигло высокой степени совершенства. Значи- 59
1935 ПРИРОДА № 9 тельного развития обработка морских беспозвоночных достигла также в Япо- нии, работающей в основном на экспорт. Условия СССР ближе всего подходят к США и Японии. Поэтому при органи- зации обработки моллюсков и ракооб- разных опыт этих стран должен быть широко нами использован. В связи с широкой утилизацией в США моллюсков с пищевой целью без ство- рок значительное распространение по- лучило использование морских моллю- сков в качестве к рмового средства для птицы, извести для известкования ки- слых почв, материала для мощения грун- товых дорог и насыпки балласта на железных дорогах. Створки моллюсков в США подсу- шиваются в сушилках, конструктивно близких к применяемым на рыбоутили- зационных заводах, перемалываются и просеиваются на быстро вращающихся ситах. Наиболее распространенным способом обработки креветок в США является консервирование. Крупные креветки употребляются в пищу, мелкие — в ка- честве корма. При сушке креветок оста- ются скорлупа и отходы. Они упаковы- ваются в специальные мешки и напра- вляются для использования в качестве корма свиньям, птице и другим с.-х. жи- вотным. Громадные запасы морских промыс- ловых беспозвоночных в нашем Союзе должны быть мобилизованы на службу социалистического строительства. Ра- боты в этом направлении уже ведутся рядом крупнейших научно-промысловых учреждений. Однако масштабы этой работы совершенно недостаточны. Не- обходимо их расширить и углубить. Тематика этих работ должна охватить изучение всего комплекса вопросов, свя- занных с изучением: биологии, сырьевой базы и экономики, техники добычи и переработки морских беспозвоночных. Хозяйственные организации, и в первую голову Главрыба, этой проблеме, имею- щей исключительное народнохозяй- ственное значение, уделяют мало внима- ния. Неосвоенные богатства наших морей и океанов необходимо в срочном прядке использовать в интересах народного хозяйства. Литература 1. Знаменский, Юр. П. Проблема исполь- зования неосвоенных ресурсов северных мо- рей. Сов. Север № 3, 1935 г. 2. О р л о в, Н. М. Новое пищевое сырье. Всес. науч.-иссл. институт химии пищевых средств Наркомснаба СССР, Снабтехиздат, 1933 г. 3. Ш п ар л и н с к и й, В. Новые объекты промы- сла. Снабтехиздат, 1932 г. 4. Толмачев, В. А. Японские пищевые про- дукты на рынках Сев. Манчжурии., „В. М.“ № 6, 1931 г. 5. Tressler, D. Marine Products commerce. New York, 1923. 6. Статьи в журналах „Рыбное хозяйство СССР" „Рыбное хозяйство Дальнего Востока" и в дру- гих изданиях. ЮБИЛЕИ И ДАТЫ ВАСИЛИЙ РОБЕРТОВИЧ ВИЛЬЯМС к 50-ЛЕТИЮ НАУЧНО-ОБЩЕСТВЕННОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ Проф. Р. И. В конце 1934 г. Советская страна отпраздновала 50-летие научно-обще- ственной и педагогической деятельности талантливого ученого, блестящего педа- гога, революционера-борца за социали- стическую технику сельского хозяй- ства — академика Василия Робертовича 60 Вильямса. АБОЛИН Являясь крупнейшим авторитетом в области почвоведения и научной агро- номии, Василий Робертович всю свою долгую жизнь неустанно боролся за претворение в сельскохозяйственную практику новейших достижений науки. Особенно активной эта борьба сдела- лась после Октябрьской революции,
1935 ЮБИЛЕИ И ДАТЫ № 9 Акад. В. Р. Вильямс. в которой Василий Робертович видел необходимую предпосылку полного и всестороннего разворотапроизводитель- ных сил обновленной земли. В период решительной социалистической рекон- струкции сельского хозяйства Страны Советов Василий Робертович оконча- тельно и бесповоротно встал на путь победившего пролетариата, что выра- зилось его вступлением в Коммунисти- ческую партию. После этого он с еще большей энергией продолжал бороться за новую социалистическую технику земледелия, за широкое внедрение в сов- хозно-колхозную практику тех методов производства, которые вытекали из его глубоких теоретических исследований, из его широких обобщений. И эта неуто- мимая беззаветная борьба за тесное объединение глубокой научной теории с социалистической практикой сельского хозяйства сделала Василия Робертовича Вильямса знаменем широкого массового движения за рациональную обработку почвы, за очистку советских полей от вредных сорных трав, за новую систему земледелия, за высокий социалистичес- кий урожай. Она сделала его родным и близким не только Коммунистической партии и Советскому Правительству, Не только целому поколению молодых со- ветских агрономов, но и широким мас- сам колхозников и совхозных рабочих. Вот почему юбилей Василия Роберто- вича Вильямса сделался праздником всей Советской Страны, вот почему Совет Народных Комиссаров СССР отметил этот юбилей специальным постановле- нием о ряде организационных мероприя- тий, вот почему Центральный Испол- нительный Комитет СССР наградил маститого ученого высшей наградой Со- ветского Союза — орденом Ленина. Родился В. Р. Вильямс 27 сентября 1863 г. в Москве1. Отец его — американ- ский инженер путей сообщения, пригла- шенный в Россию для руководства строи- тельством первой железной дороги; мать — русская. После окончания реального училища в 1883 г. В. Р. Вильямс поступает в Петровскую земледельческую и лес- ную академию, которую оканчивает в 1887 г. Еще будучи студентом, он усиленно занимается почвоведением и начинает разрабатывать свой метод механического анализа почв, который несколько позже получил всеобщее при- знание и до настоящего времени является одним из стандартных методов всех почвенных лабораторий. С 3-го курса он привлекается проф. А. А. Фадеевым к работе кафедры почвоведения в каче- стве ассистента и получает заведыва- ние опытным полем академии. В 1887 г. В. Р. Вильямс участвует в Комиссии по оценке земель Мамадышского уезда Казанской губернии, результатом чего является его первая печатная научная работа, опубликованная в Известиях Петровской академии в 1888 г. После окончания академии В. Р. Виль- ямс получает 3-летнюю (1888—1891 гг.) заграничную командировку для усовер- шенствования. За это время он рабо- тает в Пастеровском институте по поч- венной бактериологии, посещает лекции по почвенной химии, занимается в науч- ных библиотеках Парижа. Для ознако- мления с сельским хозяйством Фран- ции он совершает пешеходное путеше- ствие по Нормандии, Бретани, окрестно- стям Орлеана, изучает пески Атлантиче- ского побережья около Бордо, иссле- дует солонцовые почвы Прованса. Из Франции В. Р. Вильямс едет в Мюн- хен, где работает по физике и химии 1 Все биографического характера сведения взяты нами из юбилейного сборника „Академик Василий Робертович Вильямс. 50 лег научной, педагогической и общественно-политической дея- тельности." Сельхозгиэ, 1935. 61
1935 ПРИРОДА № 9 почв у профессоров Вольни и Сокслета, слушает лекции по общему земледелию и луговодству, разрабатывает свой ме- тод механического анализа почвы. По возвращении из-за границы В. Р. Вильямс с 1891 г. приступает к чтению в Петровской академии курса общего земледелия вместо ушедшего в отставку своего учителя проф. А. А. Фадеева. На ряду с чтением лекций он в течение двух лет окончательно разрабатывает теорию и методику механического ана- лиза почв и в 1893 г. защищает на эту тему свою магистерскую диссертацию. Вся дальнейшая работа В. Р. Виль- ямса протекает в стенах Московского сельскохозяйственного института, обра- зованного в 1894 г. вместо закрытой Петровской академии и после Октябрь- ской революции преобразованного в Ти- мирязевскую сельскохозяйственную ака- демию. Из разносторонней и кипучей деятельности В. Р. Вильямса за весь этот 40-летний период мы отметим только наиболее существенные моменты. В 1894 г. В. Р. Вильямс получает новую заграничную командировку — на этот раз в Америку. Здесь он работает по организации Русского сельскохозяй- ственного отдела Всемирной выставки в Чикаго и в качестве председателя Международной экспертной комиссии при выставке. После выставки он посе- щает Канаду, Дакоту, Неваду, Ютту и Калифорнию, где знакомится с пшенич- ным и хлопковым хозяйством, изучает солончаки и южные субтропические культуры. С 1896 г. В. Р. Вильямс принимает деятельное участие в организации мос- ковских полей орошения в Люблине, в связи с чем в 1897 г. он снова едет за границу для изучения полей ороше- ния Берлина, Бреславля и Парижа, а также системы канализации Лондона. Работая и в дальнейшем над этими же вопросами, В. Р. Вильямс в 1904 г. снова посещает Берлин, Бремен, Данциг, Гам- бург, Париж, Нант, Ренн и Лондон с целью ознакомления со способами биологической очистки сточных вод. Параллельно с работой по созданию подмосковных полей орошения В. Р. Вильямс в 1897 г. организует при своей «62 кафедре первую в России станцию по испытанию семян, а в 1902 г. — селек- ционную станцию. В 1902 г. В.Р. Вильямс командируется на Всемирную выставку в Париже, по окончании которой путешествует по югу Франции с целью изучения результатов мероприятий по борьбе с солончаками. Возвратившись из этой командировки, он приступает к длительному изучению органического вещества почвы, закла- дывая ряд опытов и специальные поч- венные лизиметры, наблюдения над которыми продолжались в течение 14лет. В результате этих работ В. Р. Вильямс приходит к выводу, что органические кислоты почвы представляют собою отнюдь не продукт распада органических остатков, а являются продуктами син- теза микроорганизмов почвы. Параллельно с этой огромной работой В. Р. Вильямс с 1904 г. приступает к длительному изучению биологических особенностей кормовых трав, в особен- ности злаков и бобовых. Для этой цели им закладывается большой ботаничес- кий питомник, на котором постепенно собирается живая коллекция названных растений, насчитывающая до 3000 раз- личных видов, рас и форм. Кроме чи сто биологических наблюдений, легших в основу составленного В. Р. Вильямсом курса луговодства, на питомнике был выделен ряд хозяйственно-ценных форм кормовых растений для введения в куль- туру. Сочувственное отношение В. Р. Виль- ямса к Революции 1905 г. сделало его имя весьма популярным среди рево- люционно-настроенного студенчества. И, когда в 1906 г. институт получил право самостоятельного выбора своего директора, В. Р. Вильямс советом института единогласно избирается на пост первого выборного директора. На этом посту он добивается увеличения общего приема студентов, отмены цен- зового принципа в подборе студентов, отмены существовавших ранее ограни- чений в приеме евреев и женщин. По отношению к студенчеству он является сторонником различных форм самодея- тельности: официально разрешает сту- денческие собрания, содействует воз- никновению и работе студенческих кружков, касс взаимопомощи, землячеств
1935 ЮБИЛЕИ И ДАТЫ № 9 и т. д. Известны многочисленные слу- чаи активного покрывательства им „по- литически неблагонадежных" по тому времени элементов среди студенчества. В 1911 г. В. Р. Вильямс организует краткосрочные курсы по луговодству, ведет на них активную преподаватель- скую работу, предпринимает со слуша- телями курсов длительные экспедиции по исследованию Волжской и Окской поймы. В связи с этим он в 1913 г. посе- щает Рижские курсы по болотоведению, а в 1914 г. едет в Германию и Австрию для изучения высших школ по луго- водству и болотоведению. По возвраще- нии из-за границы В. Р. Вильямс орга- низует Государственный институт луго- водства (Луговой институт, ныне Инсти- тут кормов), получив для этого от Мини- стерства земледелия Качалкинскую лес- ную дачу и соответствующие ассигно- вания. Из созданных В. Р. Вильямсом курсов луговодства в 1913 г. выделяется группа по мелиорации засоленных земель, кото- рая вскоре вырастает в самостоятель- ный Солонцовый институт. В связи с ра- ботами этого института он предприни- мает специальные поездки по опытным станциям юго-восток4, где производит свои наблюдения над солонцами и их мелиорацией. В течение 1914 —1916 гг. В. Р. Виль- ямс обобщает свой богатый опыт в обла- сти познания почв в виде первого изда- ния курса „Почвоведение". Октябрьскую революцию В. Р. Виль- ямс не только принимает, но горячо ее приветствует. Он видит в ней широ- чайшие возможности расцвета науч- ной работы, необозримую перспективу использования на практике всех дости- жений научной теории. Без всяких коле- баний он сразу же становится на пози- ции Советской власти и как личным примером, так и силой своего слова убеждает всех научных работников ака- демии в необходимости включиться в активную работу по перестройке жизни на новых началах. Не боясь лич- ных нападок со стороны реакционной правой профессуры, В. Р. Вильямс открыто идет вместе с коммунистичес- ким студенчеством. Всей своей актив- ной работой в период 1918—1921 гг. он приносит огромную пользу в деле перестройки и укрепления Тимирязев- ской академии — этого важнейшего очага сельскохозяйственного образова- ния в Советской Стране. Это дало осно- вание коммунистическому студенчеству и советской общественности выдвинуть его в 1922 г. в качестве кандидата на пост ректора, утвержденного затем Главпрофобром. На этом ответственном посту работа его продолжается до 1925 г. Акад. М. Н. Покровский, характери- зуя состояние работы в Тимирязевской с.-х. академии на заседании секции по работе среди молодежи ХШ съезда РКП (б), счел необходимым отметить деятельность В. Р. Вильямса в качестве ректора следующимисловами: „...Асамое ценное то, что во главе этой Академии стоит наш самый советский ректор, который вообще есть в СССР, — про- фессор Вильямс, который хотя и не ком- мунист, но вполне наш, говорящий на нашем языке, нашими словами, искренне преданный нам". Деятельность В. Р. Вильямса в этот период не ограничивается только сте- нами академии. Будучи избранным в члены Московского Совета, он ока- зывает действенную помощь в разреше- нии самых различных вопросов сель- ского хозяйства Московской обл. Чле- ном Московского Совета он остается непрерывно до последнего времени. Кроме того, В. Р. Вильямс принимает самое деятельное участие в работах Нар- комзема, РКИ, Госплана. По предложе- нию акад. Г. М. Кржижановского он вы- полнил большую работу о принципах ор- ганизации сельского хозяйства в СССР на основе травопольной системы земле- делия. Оо всем самым ответственным во- просам техники и организации сельского хозяйства он является непременным консультантом руководителей Госплана. В эти же годы В. Р. Вильямс подго- тавливает и выпускает из печати курс „Почвоведения" (2-е издание), курс „£)бщего земледелия", курс „Общего земледелия с основами Почвоведения" и ряд других работ. За высокополеэную и всестороннюю научно-общественную деятельность, в связи с 40-летием этой деятельности, 63
1935 ПРИРОДА № 9 В. Р. Вильямс в 1924 г. награждается орденом Трудового Красного Знамени. Дальнейшим логическим развитием взглядов и деятельности В. Р. Вильямса было его вступление в Коммунистиче- скую партию в 1928 г. Это дало ему возможность не только выступать как крупному ученому и агроному, но открыто и до конца бороться за идеи и политику Партии в области полного социалисти- ческого переустройства советского сель- ского хозяйства. Под его общим идейным руководством работает большой кол- лектив молодых его учеников и сотруд- ников, осуществляющих перестэойку земледелия в ряде совхозов и МТС на основах травопольной системы. Его научные идеи являются предметом мно- жества горячих дискуссий, в которых получили отражение не только различные течения научной мысли, но и явно выра- женные элементы классовой борьбы в науке и повседневной практике сель- ского хозяйства. Советская научная общественность отметила эту органи- зующую роль В. Р. Вильямса избранием его в 1929 г. в дейстаительнные члены Белорусской, а в 1931 г. — Всесоюзной Академии Наук. С 1935 г. В. Р. Вильямс является также действительным чле- ном Академии с.-х. наук им. В. И. Ле- нина. Список научной продукции В. Р. Виль- ямса за весь период его деятельности обнимает 130 названий. Не говоря о со- держании, уже только по своей форме этот список прекрасно отражает то неос- поримое положение, что только Совет- ская власть и только советская действи- тельность предоставляют необходимую почву для творческого расцвета научной мысли. Если проанализировать этот спи- сок в смысле количества названий по годам, то мы увидим, что на 1-е деся- тилетие работы В. Р. Вильямса падает 10 названий, на 2-е —14 названий, на 3-е — 7 названий. В 4-е десятилетие, часть которого уже приходится на совет- ский период страны, количество назва- ний научных работ В. Р. Вильямса резко возрастает до 20, а последнее десяти- летие, относящееся к периоду социали- стического переустройства нашей стра- ны, количество названий достигает 64 необычайной цифры 79. Уже только одни заголовки научной продукции В. Р. Вильямса прекрасно отражают ту разностороннюю и кипучую деятельность, о которой мы говорили выше. Если за дореволюционный период мы видим преимущественно одни только научно - технические заголовки работ юбиляра, то после Октябрьской рево- люции названия списка резко изме- няются. На ряду с прежними по харак- теру научно-техническими заголовками здесь все чаще и чаще мелькают такие работы, как „Почему стало тесно в Пе- тровке", „План реорганизации земле- делия в Советском Союзе на основах травопольной системы", „Каким должен быть агроном", „Пути повышения уро- жайности и реконструкция сельского хозяйства", „Роль почвоведения в со- циалистической реконструкции сельско- хозяйственного производства" и т. д. Простой перечень вопросов, над раз- работкой которых потрудился В. Р. Вильямс, занял бы много страниц. По- дробному разбору этих вопросов и роли В. Р. Вильямса в их разработке посвя- щен объемистый юбилейный сборник, который должен стать настольной кни- гой любого работника по сельскому хозяйству и почвоведению. Поэтому мы отметим здесь только наиболее существенные научные во- просы, по новому поставлен- ные в исследованиях В. Р. Вильямса и получившие в его работах новое и глубокое освещение. Одной из первых по времени, но весьма важных по своему значению научных работ В. Р. Вильямса является его ра- бота по механическому анализу почв. Разработанный им и обоснован- ный еще в 1893 г. метод механического анализа оказался настолько удобным и простым, что сразу же нашел всеобщее признание и до настоящего времени остается основным методом всех наших почвенных и почвенно-грунтовых лабо- раторий. В дальнейших своих работах в обла- сти изучения почвы В. Р. Вильямс все время подходит к ней как биолог. В его концепции основным свойством почвы является ее производительная способность в отношении живых
1935 ЮБИЛЕИ И ДАТЫ К' 9 растительных организмов. С другой стороны, жизнь и развитие самой почвы находятся в теснейшей связи с жизнью и развитием населяющих ее организмов. Почва в понимании В. Р. Вильямса пред- ставляет собою единство противопо- ложных по своему содержанию биоло- гических процессов. С одной стороны, при помощи зеленых растений идет непрерывный процесс образования из почвы и воздуха живого органического вещества, накапливающегося в почве после его смерти в виде перегноя. С другой стороны, в той же почве про- текает такой же непрерывный процесс разложения этих органических продук- тов, совершающийся микроорганизмами почвы—бактериями и грибами. В резуль- тате этого второго процесса происходит освобождение из органического ком- плекса элементов зольной пищи, усвояе- мых следующим поколением расти- тельных организмов. Но в результате его же происходит образование специ- фических органических кислот. Послед- ние оказывают токсическое действие на выделяющие их микроорганизмы и тем самым снижают, а в дальнейшем и совершенно прекращают их жизнедея- тельность. Каждой растительной формации, по мысли В. Р. Вильямса, в природе соот- ветствует свой особый способ раз- ложения органических остат- ков. Остатки деревянистой раститель- ной формации разлагаются грибами, травянистой луговой формации—ана- эробными бактериями, травянистой степ- ной формации—аэробными бактериями. В соответствии с характером жизнедея- тельности этих трех групп микроорга- низмов в почвах образуются три рода органических кислот — креповая, ульми- новая и гуминовая. Если в окружающей среде не происходит обезвреживания этих токсически действующих органи- ческих кислот, то в силу ослабления жизнедеятельности соответствующей группы микроорганизмов происходит смена одной растительной формации другой. Направление этой смены по В. Р. Вильямсу идет в направлении от лесной растительной формации через луговую и степную к пустынной. , Природа № 9 Исходя из неизбежности и указанной последовательности таких смен (хотя наличие их в природе в действитель- ности не доказано), В. Р. Вильямс при- шел к концепции о едином почво- образовательном процессе. Все существующие в природе разно- образные почвы по Вильямсу являются только отдельными стадиями единого почвообразовательного процесса. Сна- чала под влиянием низших грибов под лесной формацией происходит образо- вание подзолистой почвы. Токсическое действие накапливающейся при этом креновой кислоты вызывает смену лес- ной формации луговой, что обусловли- вает новую дерновую стадию разви- тия почвообразовательного процесса. Дальше наступает стадия черноземная, в конце концов переходящая в солон- цовую (пустынную) стадию. Чрезвычайно ценными и богатыми по содержанию являются исследования В. Р. Вильямса в области структуры почв. Исследования эти выдвинули почвенную структуру в разряд одного из важнейших факторов плодородия. Только дерновые и черноземные почвы обладают в природе хорошо выражен- ной и прочной эернистокомковатой структурой, наиболее необходимой для создания максимально-благоприятного водно-воздушного и питательного ре- жима почвы. Структура эта образуется при анаэробном процессе разложения органических остатков, когда выделяю- щаяся ульминовая кислота пропитывает комочки почвы и затем свертывается при замерзании или высыхании и прочно цементирует пропитанные ею комочки. При обработке почвы происходит раз- рушение структуры и тем самым ухуд- шение питательного режима почвы. Там, где почвенная структура разру- шена обработкой, а равно и там, где она не свойственна естественным поч- вам, необходима такая система земле- делия, которая обеспечивала бы вос- становление и создание прочной струк- туры. При широко поставленном изучении биологии кормовых растений и при не- посредственном изучении в природе травянистой луговой формации В. Р. Вильямс пришел к определенному за- 65 5
1935 ПРИРОДА We 9 ключению, что прочная структура соз- дается только многолетней травянистой растительностью. Следовательно, и в культурных почвах создание прочной структуры возможно только путем периодического введения в севооборот многолетних травянистых растений луговой формации. В. Р. Вильямс, таким образом, вскрыл научную основу эмпирически уже давно нащупанной травопольной си- стемы земледелия. Он показал весь смысл и значение этой системы и вместе с тем выступил горячим ее поборником в условиях социалистиче- ского земледелия. Вокруг этого вопроса ' с огромной страстностью разгорелась продолжительная дискуссия, выявившая не только различные научные и нена- учные точки зрения, но наполненная самой острой скрытой и открытой классовой борьбой ;:а и против социа- листического переустройства деревни. Структурники и антиструктурнихи, мо- нохультурники и апологеты правильного севооборота и травопольной системы земледелия мобилизовали все свои силы и скрестили мечи в самой оже- сточенной схватке. В. Р. Вильямс со своими приверженцами вышел победи- телем в этой борьбе — потому, что на его стороне была объективная истина. XVII Съезд ВКП(б) дал совершенно ясные директивы о недопустимости чрезмерной ультраспециализации и о внедрении травопольных севооборо- тов, сохраняя ведущую роль основной культуры. Неоценимы услуги В. Р. Вильямса и в области изучения взаимодействия растений с внешними факторами их произрастания. В противовес установ- кам старой агрикультурхимии с ее яако- ном минимума и убывающего плодоро- дия почвы, В. Р. Вильямс разрабатывает новую научную теорию земле- делия о равноценности и незаменимо- сти факторов роста растений и факторов урожайности. Он показывает, что при ' изучении каждого отдельного фактора необходимо учитывать степень напря- женности всех других факторов. Фак- тор минерального питания растений хотя и имеет существенное значение, 66 но не только он решает вопрос. При одновременном же воздействии на все факторы жизни растений мы будем иметь неограниченные возможности для повышения урожайности. Правда, В. Р. Вильямс ничего не говорит здесь о не- обходимости одновременного воздей- ствия и на само растение, в смысле его улучшения. Но необходимость эту он вполне сознавал и даже практически претворял в жизнь как на своем биоло- гическом питомнике, так и путем орга- низации при своей кафедре селекцион- ной станции, одним из первых работни- ков на которой был его ученик, ныне академик Н. И. Вавилов. На ряду с разработкой новой системы земледелия и травопольных севооборо- тов В. Р. Вильумс по целому ряду основных вопросов должен быть признан также основоположником научного луговодства. Разработанная им теория дернового процесса позволила ему подойти к вопросу о причинах падения урожайности естественных лугов. Причина эта, по мнению В. Р. Вильямса, заключается в изменении биологических процессов разложения органических веществ луговой почвы. Естественная смена на лугах корневищ- ных злаков рыхлокустовыми, а этих последних плотнокустовыми неизбежно приводит к ухудшению аэрации и нако- плению в почве избыточных мертвых растительных остатков, фиксирующих необходимые питательные вещества в неусвояемой для растений форме. Уничтожить этот процесс и изжить его последствия не представляется возмож- ным путем каких-либо агротехнических мероприятий поверхностной обработки почвы. Для коренного улучшения луго- вой почвы необходимо на время уни- чтожить луг, как таковой, и поставить бывшую луговую почву в иные условия почвообразования. Как в полевом сево- обороте необходимо - периодическое введение луговой (дерновой) стадии почвообразования путем искусственного травосеяния, точно так же и на лугах необходимо чередование луговой стадии со стадией полевой. Только периодиче- ская коренная обработка почвы на лугах в течение нескольких лет полевой куль- туры может привести к восстановле- нию ее плодородия и создать условия
1935 ЮБИЛЕИ И ДАТЫ № 9 для дальнейшей успешной культуры многолетних трав. Такой постановкой вопроса отнюдь не стирается грань между полем и лугом. На полевых участках травополь- ный клин вводится на короткий по сравнению с полевыми культурами срок. На луговых же участках при организа- ции лугопольного севооборота много- летние кормовые травы имеют пребы- вание 7—10 лет, а чередующиеся с ними полевые культуры 2—3 года. Вопрос же об отнесении того или иного хозяйственного участка к тому или иному севообороту, т. е. к тому или иному типу угодий, является вопро- сом агротехнической органи- зации территории, также весьма подробно разработанным В. Р. Вильям- сом. Система агротехнической органи- зации территории в концепции В. Р. Вильямса предусматривает правильное сочетание в одно органическое целое лесных, полевых и луговых угодий. Лесные или лесоплодные насаждения размещаются на водоразделах и в верх- них частях их склонов. Здесь наилуч- шие условия для роста древесной рас- тительности и, кроме» того, последняя хорошо защищает нижележащие угодья от сильных ветров. Поля размещаются по склонам водоразделов, а в низинах и долинах располагаются луговые угодья. Этим достигается наиболее целесообразное и полное использова- ние как влаги атмосферных осадков, так и запасов питательных веществ почвы. Последние, вымываясь из верх- них частей рельфа, вместе с избыточ- ными водами попадают в низины, где полностью улавливаются сильно разви- той корневой системой'Луговой расти- тельности. В. Р. Вильямс — старый профессор и молодой большевик. И, когда следишь за неутомимой кипучей деятельностью этого заслуженного героя науки, не верится, что 27 сентября н. г. ему исполнилась 72 года. — На научном фронте еще много врагов, — говорит он. Всюду нужна бдительность. Партия и Правительство правильно руководят сельским хозяй- ством. За выполнение директив Партии надо бороться, причем бороться надо сразу за весь комплекс мероприятий. И^аче можно работать впустую. Напри- мер, правильная система обработки почвы без правильных севооборотов ничего не даст. Поэтому надо внедрить все элементы агротехники сразу: пра- вильный севооборот, систему обработки почвы, удобрение, развитие животно- водства и т. д. И хочется верить, что движение времени потеряло свою силу над этим ветераном науки, что вступление его в Коммунистическую Партию явилось для него второй молодостью, что свершатся мечты этого великого энту- зиаста, выраженные в его словах:1 — Доживу еще до тех пор, когда гектар колхозного поля будет давать 50 центнеров пшеницы! 30-ЛЕТИЕ НАУЧНО-ПЕДАГОГИЧЕСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ПРОФ. П. П. ШОРЫГИНА Проф. С. Н. ДАНИЛОВ В нынешнем году исполнилось тридцатилетие научно-педагогической деяте. ьности члена-кор- респондента Академии Наук СССР, профессора, доктора химии Павла Полиевктови* а Шорыгина, отпразднованное в Москве 17 апреля этого года Научно-исследовательским институтом искусст- венного волокна (НИИВ), Московским химико- технологическим институтом им. Менделеева и всеми химиками Советского Союза. П. П. Шорыгин занимает видное место среди наших многочисленных химиков-органиков, и имя его пользуется заслуженно большой известностью. Свою плодотворную научную деятельность П. П. начал в очень молодые годы, еще на по- следнем курсе Московского высшего техниче- ского училища, и разви ает ее с все нарастаю- щий успехом и продуктивностью свыше трех десятилетий, работая в области теоретической органической химии и химической технологии. Оригинальный ученый-исследователь П. П. Шо- рыгин в то же время имеет большие заслуги 1 Ц. О. „Правда" № 317 (6203) от 18 ноя- бря 1934 г. 67 5*
1935 ПРИРОДА № 9 в популяризации научных достижений мировой химии в многих своих докладах, обзорных статьях, в своих монографиях и учебниках. Окончив в 1903 г. Высшее техническое учи- лище с дипломной работой — первой своей на- печатанной работой (по стереоизомерии оксимов ароматических кетонов), выполненной под руко- водством своего первого учителя — покойного проф. Шарвина, П. II. изучает после этого в те- чение двух лет химические науки в Германии в Фрейбургском университет. Здесь в лаборато- рии Гаттермана под руководством Траутца он выполняет докторскую диссертацию и оканчивает Фрейбургский университет со званием доктора философии. Результаты этой диссертации, напечатанной также в виде двух статей в специальном журнале' в 1905 г., представляют значительный научный интерес и касаются временной триболюминисцен- ции и явлений свечения при кристаллизации со- лей, а также явлений хемилюминисценции при окислении пирогаллола и других веществ. С 1905 г., по возвращении в Россию, П. П. Шорыгин занимается научно-педагогической дея- тельностью в Высшем техническом училище сна- чала в должности ассистента по химии, а затем доцента (с 1911 г.), продолжая неустанно само- стоятельную научно-исследовательскую работу. В начале 1911 г., в возрасте тридцати лет, он успешно защитил при Московском университете диссертацию на степень магистра химии. Неко- торое время П. П. работал на текстильной фа- брике. В 1919 г. П. П. Шорыгин занял кафедру хи- мии в Ветеринарном институте, а в 1925 г. избран профессором органической химии в Московском химико-технологическом институте им. Менде- леева, в котором работает и в настоящее время, руководя кафедрами органической химии и искус- ственного волокна. Кафедра искусственного во- локна ранее существовала в б. Высшем техниче- ском училище до реорганизации этого учебного заведения и была организована П. П. Шорыги- ным в 1929 г. П. П. Шорыгин — научный руководитель и научный директор Научно-исследовательского института искусственного волокна (НИИВ). Он деятельно участвует в развитии в СССР про- мышленности искусственного волокна. В втузах и научно-исследовательских инсти- тутах, где протекает деятельность П. П., вокруг него группируется большое число учеников. В 1932 г. П. П. избирается членом-корреспон- дентом Академии Наук СССР, что является признанием его больших заслуг. Таковы в кратких чертах главнейшие этапы интенсивной работы П. ГТ. Шорыгина по подго- товке научно-исследовательских и производствен- ных кадров. Темы научных исследований П. П. довольно разнообразны. Как на главнейшие его работы, нужно указать на синтезы и превращения при участии металлоорганических соединений и ме- таллического натрия. Эти реакции составили предмет его магистерской диссертации (Исследо- вание в области металлоорганических соединений натрия. Москва, 1910). Вторая крупная серия х-о этих исследований в области металлоорганических Оо соединений относится к более позднему периоду (последние десять лет). Открытые и в общих чертах изученные в первой половине прошлого, века металлоорганические соединения сыграли большую роль в установлении важнейших понятий химии (валентность) и в синтетической органи- ческой химии по мере того, как шло вперед углу- бленное их изучение. Известно, что значение металлоорганических соединений велико и в био- химических превращениях (хлорофилл, гемогло- бин). П. П. Шорыгин обратил свое внимание, начи- ная с 1906—1910 гг., на роль металлического натрия при синтезах и на металлоорганические соединения металлов щелочной группы. Он выявил реакционную способность и при- годность различных металлоорганических соеди- нений натрия и калия для синтезов подобно тому, как это нашел Акри (1903 г.) для натрийфенила. Шорыгин показал более наглядно, чем кто- либо другой, что в известных синтезах углеводо- родов по Вюрцу и Фиттигу и в других реакциях, где принимают участие натрий и галоидные ал- килы, играют роль промежуточно возникающие натрий-алкилы. Оказалось, что смесь натрия и ртутно-орга- нических соединений (причем образуются нат- рий-алкилы) реагирует с кетонами, альдегидами, сложными эфирами и углекислотой с образова- нием спиртов и кислот. Третичные спирты можно синтезировать при воздействии натрия на смесь галоидных алкилов с кетонами или сложными эфирами и хлорангидридами кислот (аналогия с синтезом третичных спиртов по Бутлерову). Интересны наблюдения П. П., что натрий- органические соединения разлагают простые эфиры и взаимодействуют с ароматическими углеводородами (на последней реакции ознован синтез ароматических карбоновых кислот). Оказалось, что простые эфиры (с ароматиче- скими радикалами) разлагаются даже металличе- ским натрием, но при нагревании, что и было применено Шорыгиным для сравнения различ- ных радикалов по прочности их связи с кислоро- дом (1923—1924 г.). При нагреве с металлическим натрием фени- ловых и бензиловых эфиров происходят интерес- ные изомерные превращения: 1) карбинольная перегруппировка, в результате которой из про- стого эфира с бензильным радикалом получается изомерный спирт, и 2) фенольная перегруппи- ровка, напоминающая фенольную перегруппи- ровку Кляйзена, но более своеобразная (1925— 1926). В связи с этими исследованиями П. П. пришел к выводу, что толуолу и его производным (орто- крезолу) свойственна таутомерия сн8 z/\=CH2 подтвержденная, напр., на реакции конденсации крезолов с трифенилкарбинолом. Шорыгин и его сотрудники разработали видо- изменение метода магний-органического синтеза в отсутствии эфира и при повышенных темпера- турах. По этому методу из хлорбензола, магния и окиси этилена синтезирован в условиях, при- годных для техники, фенил-этиловый спирт.
1935 ЮБИЛЕИ И ДАТЫ № 9 Проф. П. П. Шорыгин. представляющий большую ценность как искус- ственное розовое масло. Из этого спирта можно готовить стирол, полимеризацией которого полу- чаются прекрасные по, электроизолирующим свойствам полистироловые смолы. Как консультант опытного завода ТЭЖЕ Шо- рыгин с своими сотрудниками разработал раз- личные синтезы ароматнопахнущих веществ, что освобождает нашу парфюмерную промышлен- ность от импорта. Кроме упомянутого уже фенил- этилового спирта в многочисленных статьях описаны способы получения различных, имеющих значение в парфюмерии, веществ, как-то: анисо- вого альдегида, бензальдегида, замещенных ко- ричных альдегидов, коричной кислоты из бензи- лиденацетона, производных опиановой кислоты; разработано выделение ванилина из сульфитных щелоков, отделение борнеола от камфоры в виде триборнилбората и т. д.; в поисках удобного сырья исследован кубовый остаток при разгонке сивушного масла, изучены оксикислоты, получаю- щиеся при окислении парафина, с целью замены жиров для мыловаренной промышленности, и ряд других работ. Большое значение имеет научная деятельность П. П. в области высокомолекулярных соединений Ряд обзоров и докладов по химии целлюлозы и древесины, добавления и примечания в про- редактированных руководствах по целлюлозе, древесине, искусственным волокнам, прекрасное учебное руководство по углеводам (Химия угле- водов, изд. 1926 и 1932 гг.) и, наконец, его оригинальные исследования весьма способствуют развитию у нас знаний по этим сложным разде- лам химии. Интересна работа П. П. Шорыгина и Н. Н. Ма- каровой-Землянской по синтезу монозы с развет- вленным скелетом — изосахаринозы. Нужно отметить исследования по оксиэтило- вым и оксиметиловым эфирам целлюлозы. В последнее время П. П. опубликовал совме- стно со своими сотрудниками несколько работ по изучению хитина, этого весьма важного в био- химическом отношении вещества (в покровах крабов, черепах, насекомых и пр), которое, вероятно, в будущем займет некоюрое место в производсгве пластических масс и тому подоб- ных материалов. В химии хитина многое еще не выяснено, так что опыты Шорыгина по дезами- нированию хитина итхюкозамина, по метилирова- нию, ацетилированию и нитрованию хитина (1925—1935 гг.) существенно дополняют имею- щиеся данные. В своих работах Шорыгин касался также во- просов конденсации фенолов с альдегидами (1907 г.), что интересно в связи с химией смол, и смолообразования из самого стирола и его за- мещенных (1935 г.). П. П. Шорыгину принадлежит несколько хо- роших учебников и монографий. Кроме упомянутого уже- руководства по химии углеводов — единственной хорошей оригиналь- ной книги на русском языке по этому предмету, нужно отметить два учебника по органической химии и особенно его монографию „Успехи орга- нической химии", изд. 1928 и 1931 гг. Послед- няя книга, как и „Химия углеводов", написана с большим мастерством и обнаруживает большую эрудицию автора в специальных и общих вопро- сах органической химии. Полный энергии, в расцвете научных сил, П. П. Шорыгин обещает подарить еще много прекрасных исследований и будет успешно ковать кадры инженеров-производственников и научную смену в области органической хймин и химии высокомолекулярных соединений. 69
1935 ПРИРОДА № 9 НОВОСТИ НАУКИ АСТРОНОМИЯ Раздвоение Новой Геркулеса 1934 г. [Ф е р- нанд Баль де (Fernand Balde t)J1 Со- гласно наблюдению, произведенному 4 июля на обсерватории Лика, Новая Геркулеса раздвоилась, и составляющие ее звезды находятся на видимом расстоянии в 0.2. Наблюдения, которые я смог недавно произвести в большую трубу Медонской обсерватории (свободное отверстие 0.81 м, увели- чения 1600 и 2300) подтвердили раздвоение. Новая, блеск которой в июле колебался между 7-й и 8-й звездными величинами, имеет вид очень тес- ной двойной звезды. Расстояние ее составляющих, оцененное с помощью нити шириной в 0(32, было 24 июля приблизительно 0.25; угол положе- ния 140°: разность в блеске составляющих до- ходила до половины звездной величины. Хорошие наблюдения были сделаны в сумерки между 20 час. и 20 час. 30 мин. мирового времени 23 и 24 июля, когда светило было близко к зениту и изображения были относительно спокойны. Раз- двоение было очень ясным; две составляющих одинакового цвета были разделены темной нитью. Никаких следов туманности не было заподозрено. Визуальное наблюдение через различные окра- шенные экраны не прибавило накаких новых эле- ментов; наблюдение спектра через окуляр с по- мощью различных призм было затруднено волне- нием изображения. Последние спектрограммы, которые я получил в Медоне, показывают Новую в ее небулярной фазе. Эмиссионные линии водорода указывают на лучевые скорости порядка 300 км/сек. На- блюденное р*аздвоение, вероятно, должно со- ответствовать видимости этих газовых масс. Но, вместо того чтобы, как в большинстве Новых, представляться в форме туманностей, окружаю- щих звезду, здесь они имеют вид, ранее про- демонстрированный Новой Живописца 1925 г., которая сначала раздвоилась, а затем раздели- лась на-трое. Поэтому представляется, что эмис- сия образовалась в некоторых привилегирован- ных точках эвез; ы. Исходя из этих наблюдений, можно попы' таться вычислить гипотетический параллакс. Если допустить, что экспансия газа началась в эпоху появления Новой — 13 декабря 1934 г. — и что влементы, замеченные недавно на расстоянии в 0.25, соответствуют атомам, скорости которых в начале были наиболее значительны, скажем 900 км/сек., то отсюда можно вывести, что удале- ние двух составляющих равно 120 астрономиче- ским единицам.1 2 Отсюда получается также гипоте- 1 Comptes Rendus, т. 201, № 5, 23 VII 1935. 2 Астрономическая единица = среднему рас- стоянию Земли от Солнца — 149.5 миллионов км. Прим, перев. тический параллакс в 0.'002, соответствующий рас- стоянию в 1690 световых лет. Новая достигла 22 декабря 1.5 видимой звездной величины. Отсюда ее абсолютная звездная величина была тогда — 7.0. Хотя эти цифры находятся в согласии со средними значениями для других галактических Новых, все же это следует принимать лишь как первое указание, так как гипотеза расширения туманности с постоянной скоростью в 900 км/сек. должна еще быть подтверждена. Перев. М. Эйгенсон. Новые исследования падения большого сибирского метеорита 30 VI 1908 г. После на- печатания в Трудах Ломоносовского института Академии Наук СССР отчета Л. А. Кулика по работам 1921—1931 гг. и опубликования в «Астро- номическом журнале» новых данных, собранных автором этой ваметки, в зарубежной печати появилось несколько новых работ. Основная из них принадлежит директору геофизической обсер- ватории в Кью (Ричмонд, Англия) Уипплу. В своей первой работе 1930 г. он опубликовал результаты анализа микробарограмм 5 англий- ских станций, на которых оказалась зарегистри- рованной воздушная волна взрыва метеорита, происшедшего при его ударе о земную поверх- ность. Еще в 1908 г. на съезде Британской ассоциации Шоу (W. N. Shaw) обратил внимание на эти осцилляции, но им не было найдено объяснения, пока, наконец, в 1929 г. Кэв (Cave) не связал запись в Петерсфильде с падением метеорита. Уже бывший директор Иркутской геофизической обсерватории проф. А. В. Возне- сенский установил наличие подобной же записи на барограмме в Киренске, после чего советскими исследованиями эта взрывная волна была най- дена в Туруханске (в 1820 км от места падения), Ольхоне (860 км), Иркутске (970 км), Култуке (970 км), Кабанске (990 км), Хатанге (1110 км), Чите (ИЗО км), Сретенске (1230 км) и даже в Верхоянске (1680 км), зарегистрированная по- мощью обыкновенных барографов Ноде и Ришара, установленных на тогдашних меютанциях. Ам- плитуда колебания оказалась весьма значитель- ной, до 2.45 мм в максимуме, а работы 1931/32 г. обнаружили ее также в Ленинграде и Слуцке, где амплитуды были около 0.2 мм. В 1930 г. Зюринг опубликовал сообщение, что на микробарограм- мах в Берлине, Шнеекоппе и Потсдаме эта волна была также зарегистрирована, причем замеча- тельно, чтэ в Потсдаме оказалась еще вторая волна, пришедшая через 30 часов, т. е. обошедшая Земной шар кругом. Уитчелл (Witchell) в Гри- ниче, Петерсен (Petersen) в Копенгагене, Скреб (Skreb) в Загребе (Югославия), Виссер (Visser^ в Батавия и Грегг (у.геИК) в Вашингтоне обнару-
1935 НОВОСТИ НАУКИ № 9 Воздушные волны сибирского метеорита 30 VI 1908 г. (по Уипплу, 1934) Пункт Ф Л Расстояние (в км) Депрессия волны Скорость (в м/сек) момент амплитуда Иркутск 52°16N 104°19Е 970 1ч.03м. 1200 323 Слуцк 59 41 30 29 3 740 3 33 300 317 Копенгаген . . . 55 40 12 30 4 840 4 30 200 318 Берлин 52 32 13 25 5050 4 41 ЗОЭ 318 Потсдам ..*... 52 24 13 04 5 080 4 44 760 316 Шнеекоппе . . . 50 44 15 43 5 090 4 44 300 — Загреб 45 49 15 59 5 490 5 08 270 313 Гринич 51 29 0 00 5 740 5 17 200 318 Батазия 6 11s 106 50 7470 6 43 130 322 Вашингтон .... 38 54N 77 03W 8910 8 05 100 317 Потсдам 52 24 13 04Е 34920 ’ 30 28 170 321 вили аналогичные записи, собранные ныне и опубликованные в недавно вышедшей работе Уиппла, который в помещенной здесь табличке сопоставил известные до настоящего времени записи микробарографов, главным образом ртут- ных, с увеличениями от 5 до 20 раз. Для Иркут- ска использованы записи анероидографов Сибири. Амплитуда выражена в микробарах (1000 микро- бар = 1' миллибар = 0.75 мм; время — среднее гриничское). Таким образом можно ожидать, что эта волна будет найдена на лентах всех сколько-нибудь точных самописцев Земного шара. Микробаро- граммы обнаруживают серию из нескольких ватухающих волн с периодом около 2.2 мин.; на английских барограммах Уиппл, кроме того, об- наружил баллистическую волну. Замечательно, ' что на сейсмограмме в Иркутске (горизонтальный маятник Репсольда) было зарегистрировано также прохождение этих воздушных волн, налагавшихся на сейсмические записи. Банерджи (Banerji), 20 июня 1934 г. выступая в дискуссии по поводу английских и сове1ских работ, развернувшейся в Метеорологическом обществе в Лондоне, нашел теоретическое обоснование данного периода. Он же вывел, ото число волн должно было быть малым и что амплитуда колебания должна убы- вать обратно пропорционально расстоянию, как то было найдено также в СССР еще в 1932 г. Замечательно, что для радиуса сферы, вызвавшей подобные волны, Банерджи получил величину порядка 10 км, что по данным Кулика и Овчин- никова совпадает с размерами площади сплош- ного ожога бурелома. Скорость распространения волн (318 м/сек.) в точности совпадает со ско- ростью взрывных волн вулкана Кракатоа в 1883 г. (Зондские острова), когда воздушные волны в течение ста с лишним часов несколько раз обошли Земной шар. 'Для сибирских волн на- блюдалось сначала небольшое повышение давле- ния, а затем — депрессия. Далее известно, что при падении метеорита 30 июня 1908 г, в силу мгновенного перехода кинетической энергии в тепловую, наблюдался взрыв в виде вертикального огненного фонтана высотой более 20 км. А. Вознесенский обнаружил сейсмическую волну этого взрыва на записях сейсмографов Репсольда и Милна в Иркутске. А. Тресков (Иркутск) и Уиппл независимо связали их с тем же землетрясением в Ташкенте и Тифлисе. Кроме того Уиппл нашел еще такого же происхождения волну в Иене, где был установлен маятник Вихерта. Впрочем, по Тре- скову, тифлисское землетрясение, может быть, не относится к падению метеорита. Уиппл также собрал большой материал, от- носящийся к заыеч’ тельным серебристым обла- кам, наблюдавшимся в Европе в первую же ночь после падения метеорита. Освещение неба было настолько велико, что, иапр., Макс Вольф в I ей- дельберге не мог фотографировать звезды, а по данным Метеоритного отдела Ломоносовского, института на Черном море в полночь можно было свободно читать. Если считать облака принесен- ными из Сибири восточными течениями верхней атмосферы, то пришлось бы допустить для них невозможную скорость порядка 400 км/час. Бернс (Burns) пытался объяснить это полетом метеорита по направлению из Европы в Сибирь, но это противоречит фактам. Уиппл выдвигает остроум- ную гипотезу, состоящую в том, что сибирский метеорит, по его мнению, был маленькой кометой с пылевым хвостом. Когда утром 30 июня'1908 г. голова кометы (состоящая из роя метеоритов) упала в Сибири, ее хвост, направлен- ный от Солнца, должен был простираться на северо-запад, к Европе, т. е. почти перпенди- — - кулярно к направлению движения самого метео- / /
1935 ПРИРОДА № 9 рита. Пылевой хвост кометы, таким образом, оказался над Европой, задержавшись в самых верхних слоях атмосферы, что должно указывать на высокую степень его распыленности; послед- нее независимо подтверждается также действием на него радиации Солнца. Другим подтвержде- нием гипотезы Уиппла может являться тот факт, что, повидимому, тогда же выпал в Китарлыке, близ Киева, небольшой каменный метеорит, на- ходящийся ныне в Ломоносовском институте. Замечательно, кроме того, что серебристые облака не дошли до Америки ни в этот, ни в последующие дни. В своей новой работе Уиппл определяет энергию воздушных волн метеорита заново и оценивает ее в 2 1021 эргов. Почти то же значе- ние 1020—1021 эргов было найдено в СССР различными методами: из радиуса слышимости взрыва (свыше 700 км от места падения) по сравнению со взрывом вулкана Кракатоа, по количеству бурелома и мощности ураганов, по яркости метеорита в момент взрыва и из сейсми- ческих данных, а также на основании механиче- ского интегрирования кривой записи микробаро- графа в Слуцкой геофизической обсерватории. Уиппл считает, что на образование воздушных волн ушло примерно в 50Э0 раз больше энергии, чем на образование сейсмических волн. Спенсер (1931 г.), рассматривая вопрос о метеоритных кратерах, указал, что впадины, открытые Л. А. Куликом, могут принадлежать к числу других девяти метеорных кратеров, известных в разных частях света. Сотрудник Британского музея Киркпатрик, совершивший специальную поездку в СССР в 1932 г. (но не добравшийся до места падения), ознакомившись с материалами Метео- ритного отдела, подтверждает выводы Л. А. Кулика об исключительности этого явления. Если бы падение произошло на 4 час. 47 мин. раньше, то в месте взрыва пришелся бы тогдаш- ний Петербург. Радиант метеорита оказался лежащим в со- звездии Кита, к югу от эклиптики, недалеко от апекса Земли, чем и объясняется очень большая скорость метеорита в атмосфере и мощность явлений, развившихся при полете и падении. При падении метеорит успел уже пройти периге- лий своей орбиты, мало наклоненной к эклиптике и вероятно гиперболической. Встреча с Землей произошла в восходящем узле орбиты; метеорит обладал обратным движением; длина его траек- тории в атмосфере составляла не менее 500 км. И. С. Астапович. Литература 1. Quart. J. R. Met. So'. 56,287—304,1930; 60, 493-513, 1934. —2. Астр. журн. 10, № 4, 1933. — 3. The Geographical Journ. 81, № 3, 1933. — 4. Мироведение 22, 63 -66, 1933.— 5. Труды Ломонос, ин-та 2, 73—81, 1933. ФИЗИКА Непосредственное обнаружение вращатель- ного момента у света. Создатель электромагнит- ной теории света Максвелл в 1870-х годах теоре- тически доказал необходимость существования нового свойства света, проявляющегося в виде механических сил, действующих в среде, в которой распространяется свет. Если, напр., свет отражается от зеркала, то зеркало при этом должно испытывать некоторое вполне определен- ное давление со стороны пучка света. Максвелл говорит в своем „Treatise on Electricity and Mag- netism" (§ 792): „В среде, в которой распространяются волны, существует давление в направлении, перпендику- лярном к волне и численно равное количеству энергии в единице объема". Непосредственное обнаружение этого свой- ства световых волн представляло исключитель- ный интерес. Особенно важно было проверить величину этого давления. Однако попытки изме- рения светового давления долгое время остава- лись безрезультатными. Напр., опыты Цёльнера 1 а также Бартоли 1 2 не дали положительных резуль- татов. Трудности опыта возникают из-за ничто- жно малой величины светового давления. Как подсчитал сам Максвелл, пучок солнечных лучей, падая отвесно на поверхность в 1 кв. см, произ- водит давление, которое для поглощающей чер- ной поверхности равно 4-10-8 г, а для отражаю- щей зеркальной — 8-10-8 г. Как известно, впервые обнаружить и изме- рить световое давление удалось в 1890-х гг. знаменитому русскому физику Петру Николае- вичу Лебедеву. Этот опыт Лебедева, ставший классическим, прославил на весь мир и самого Лебедева и русскую физику. Лебедев доказал, что имеющееся в действительности световое давле- ние равно вычисленному. В своей работе „Макс- велло-Бартолиевские силы давления лучистой энергии" (Жури. Русс, физ.-хим. общ., 1900, т. 32, стр. 211—216) Лебедев пишет: „Результаты измерений, мною сделанных, можно формулировать таким образом: опыты показывают, что пучок света, падая на отражаю- щие или поглощающие плоские поверхности, про- изводит на них давление, которое в пределах погрешности наблюдений равно световому да- влению по Maxwell-Bartoli". Правильность опытов Лебедева была подтвер- ждена другими исследователями. Световое давление, предсказанное Максвел- лом и обнаруженное Лебедезым, оказалось вовсе не единственным проявлением механических дей- ствий света. В 1899 г. была опубликована диссертация рус- ского ученого А. И. Садовского, который на основании максвелловой теории электромагнит- ных волн показал, что должно существовать дру- гое проявление механических действий света. Оно должно сводиться к появлению вращатель- ного момента, действующего на кристалл со стороны пучка поляризованного света. При- веду „Резюме" этой мало известной диссертации Садовского. „§ 45. Позволяю себе резюмировать главней- шие результаты, полученные по поставленному мною вопросу и в этой работе изложенные: I. Максвелловская теория свеха указывает на существование пондеромоторных сил света, дей- 1 Zollner. Pogg. Ann. 160, 154,1877. 2 A. Bartoli, Ехпегз Rep. d. Phys. 21, 1987, 1884.
1935 НОВОСТИ НАУКИ № 9 ствующих на кристаллы, сквозь которые свет проходит. II. Френелевская теория, дополненная гипо- тезами, уже ранее в оптику, но не во френелев- скую теорию введенными, подтверждает указа- ния максвелловской теории как качественно, так и количественно. II I. При нормальном падении параллельных, плоскополяризованных лучей на кристаллическую пластинку, отшлифованную перпендикулярно одной из оптических осей, могут получиться силы только ориентирующие пластинку (а не приводя- щие в непрерывное вращение). Для их развития необходимо и достаточно, чтобы плоскополяри- вованный падающий свет, пройдя сквозь пла- стинку, изменил свою поляризацию на эллипти- ческую (лучше всего на круговую); направление вращения, которое свет стремится сообщить пла- стинке, противоположно направлению вращения световых векторов (по Максвеллу или по Фре- нелю — безразлично) в вышедшем эллиптически поляризованном свете. IV. При замене в (III) плоскополяривованных падающих лучей—лучами, поляризованными по кругу, могут получиться только силы, приводя- щие пластинку в непрерывное вращательное дви- жение (а не лишь ориентирующие, как в III). Для их развития необходимо и достаточно, чтобы по кругу поляризованный падающий свет, пройдя сквозь пластинку, изменил свою поляризацию (лучше всего в круговую противоположную). На- правление вращения, которое свет стремится со- общить пластинке, совпадает с направлением вращения световых векторов (по Максвеллу или по Френелю безразлично) в падающем по кругу поляризованном свете. , V. Для пластинки ,Д/3“, площадь основания которой равна 1 кв. см, при падающем на нее по кругу поляризованном сзете, проносящем сквозь указанную пластинку ежеминутно по 3 малых калории энергии, момент вращения равен 1.28-10 —9 эрг. (приблизительно). Примечание. Потери светахпри прело- млении и отражении во внимание не приняты". Вычисленный Садовским вращательный мо- мент 1.28-10“'J эргов является сюль малым, что обнаружить его обычными методами не предста- вляется возможным. Предсказанный Садовским эффект в течение 35 лет оставался недоказан- ным на опыте. Несколько лет назад акад, С. И. Вавилов ука- зал способ, с помощью которого можно было на- деяться экспериментально обнаружить и изме- рить „эффект Садовского". Метод этот основан на усилении ничтожно малых вращательных моментов с помощью меха- нического резонанса Система, предназначенная для обнаружения вращательного момента, должна иметь собственный период такой же, как и период изменения возмущающей силы. Этим способом можно достигнуть огромного усиления эффекта, если осуществить опыт достаточно тщательно. Вавилов подробно указал, в каких именно усло- виях следует ставить измерение, чтобы иметь наибольшие шансы на успех. И действительно, именно этим способом „эф- фект Садовского" был доказан экспериментально. Доказательство было дйно лишь 36 лет спустя после опубликования диссертации Садовского — лишь летом 1935 г. Эта трудная и изящная ра- бота была сделана американцем Ричардом Бэтом (Richard A. Beth, Phys. Rev. 48, September 1935) в Пальмеровской физической лаборатории Прин- сетонского университета. Приведу описание этого опыта, как оно дано в предварительном сообщении автора. В приборе использовано закручивание кру- тильного маятника с периодом около 10 мин., со- стоящего из круглой кварцевой „пластинки под- волны" диаметром один дюйм. Пластинка в гори- зонтальном положении подвешена за кварцевый волосок длиной 25 см. Над этой пластинкой на расстоянии около 4 мм неподвижно монтирована кварцевая пластинка „четверть волны", причем ее оси составляют 90° относительно осей подве- шенной пластинки. На верхнюю сторону непо- движной пластинки распылением нанесен отра- жающий алюминиевый слой. Вся эта система заключена в массивную медную вакуум-камеру, в дно которой вделано окошечко из плавленного кварца для впуска светового пучка. Закручивание маятника наблюдается методом трубы и шкалы. Непосредственно под окошком камеры монти- ровалась на кольце вторая пластинка четверть волны. Эту пластинку можно было поворачивать в горизонтальной плоскости из положения, в ко- тором ее оси составляли угол 90° относительно осей подвешенной пластинки полволны (т. е. были параллельны осям верхней неподвижной пластинки) в положение, в котором ее оси были параллельны осям подвешенной пластинки, и ' обратно — в первое положение. Свет от лампы с 3-миллиметровой вольфрамо- вой лентой проходил сквозь фокусирующую линзу из плавленого кварца и сквозь большую николеву призму и вступал через окошко в систему пла- стин. Николева призма устанавливалась так, что ее главное сечение составляло угол 45° с осями пластин. Закручивающее действие света измеря- лось методом резонанса при поворачивании ниж- ней пластинки на 90°, причем пластинка повора- чивалась в конечных точках закручивания маят- ника сначала так, чтобы уменьшать амплитуду для двух полных циклов, а затем так, чтобы уве- личивать амплитуду для двух полных циклов. Предварительные значения для вращательного момента, полученные при различной температуре накала лампы, суть следующие: Температура накала в абсолютных градусах 2400 2600 2800. Вращательный момент в дин X см 2-Ю-» 3-10-9 4-10-9. Для контроля нижняя пластинка удалялась (снималась с кольца, державшего ее), и кольцо поворачивалось тем же способом. При тех же условиях освещения не обнаруживалось и следов эффекта. Что касается количественного совпадения на- блюденного эффекта с величиной, предусмотрен- ной теорией, то автор пишет, что пока1 ему недо- статочно хорошо известна характеристика спек- тральной прозрачности элементов его установки, но что, примерно, порядки величин совпадают.
1935 ПРИРОДА № 9 По сообщению автора он продолжает более точные измерения, которые и опубликует вскоре вместе с более детальным описанием опытов. Таким образом своеобразный эффект, пред- сказанный 36 лет назад проф. А. И. Садовским, можно считать доказанным экспериментально. Замечу, что эффект Садовского можно вывести и на основании квантовых представлений о при- роде света. Для этого нужно только предполо- жить, что каждый фотон об ладает угловым момен- том в fy27r, где h — постоянная Планка. В заключение следует указать, что в наши дни экспериментальное доказательство существова- ния эффекта Садовск"го не является фактом большой научной злободневности. Он, в сущ- ности, под1верждает вещи, очевидные и без того. Однако благодаря исключительной непосред- ственности и почти модельной наглядности,опыты такого рэда вообще занимаю г особое место в фи- зике. В периоды нарождения новых физических представлений, когда суровой критике и с мне- ниям подвергаю.ся многие, подчас исходные, наши физические представления, подобного рода ясные и отчетливые опыты являются точками опоры, показывающими бесспорность некоторых основных фактов. И. А. Хвостиков. К вопросу о комбинационных полосах. При совмещении двух рядэобраэных структур, каждая из которых обусловлена чередованием светлых и темных полос, для глаза, вследствие того, что разрешающая способность его ^тмеет определенный предел, может возникать новая система комбинационных полос. Этот эффект (явление муара) используется в науке и ее техни- ческих применениях.1 Укажем на частном при- мере простой спозоб нахождения направления и числа комбинационных полос. Совмещаем две 1 А. В. Шубников. Муар. Природа, Ха 2, 1927. решетки, состоящие из равноотстоящих парал- лельных полос (см. фигуру). Каждая из решеток характеризуется 1 определенным направлением (направлением полоски числом (расстоянием между полосами или обратной величиной — частотой решетки). Сопоставим решетке вектор, имеющий направление полос и равный по вели- чине частоте решетки. Тогда вектор Е решетки комбинационных полос есть разность между векторами Е-± и Е% основных решеток. Это положение может быть непосредственно обоб- щено на случай положения широкого класса систем полос; оно является обратным в отноше- нии теоремы Максвелла о графическом сложении векторных полей. А. Гершун. ХИМИЯ Новые методы в металлургии платины. Месторождения платины в Ю. Африке, открытые в 1923 г., не всегда содержат платину в легко извлекаемом состоянии. В дистрикте Рустенберг и других встречаются весьма „упорные" руды, из которых извлечение драгоценных металлов дается не легко, так как платина, повидимому, находится там в форме сперрилита (мышьякови- стой платины), куперита (сернистой платины) и других соединений. Руды, содержащие 5—10 г платины на тонну, обычно подвергаются обога- щению по удельному весу (на сголах) или фло- тацией, и полученный концентрат, содержащий 100 —150 г платины на тонну, подвергается хи- мической обработке. Приня.ый ныне на заводе в Рустенберге способ обработки состоит в обжиге концентрата, смешанного с поваренной солью (около 5%), при действии газообразного хлора при температуре около 700°. Обожженный концентрат, в котором произошли реакции перехода платиновых металлов в двой- ные хлористые соли, подвергается выщелачива- нию водой, причем платина и ее спутники, а так- же железо, медь и другие металлы, переходят в раствор. Из раствора платиновые металлы осаждаются восстановлением металлической медью, а медь осаждается (вместе с частично невосстановившимися платиновыми металлами) известью. Восстановленная медью чернь напра- вляется на аффинажный завод. Медный осадок плавится на металлическую медь, и платина, содержащаяся в ней, извлекается при электроли- тической очистке меди. Таким способом удается получить до 9J% платиновых металлов, находя- щихся в руде. Способ имеет ряд недоетатков, из которых главные: трудность извлечения платиновых металлов из растворов, вредность работы с хло- ром. Были попытки найти иные способы получения платиновых металлов из концентратов. Завод Фридр. Крупп предложил смешивать концентраты с медной рудой и плавить для получения штейна и, ватем, черновой меди. Платиновые металлы в процессе плавки концентрируются в меди и могут быть получены при рафинировке чер- новой меди из шламмов. Способ оказался весьма экономичным и рентабельным. 74
1935 НОВОСТИ НАУКИ № 9 Таблица Концентрат 10 г Темпера- тура Продолжи- тельность часов Состав газов Выход платины °/q улету- чилось общий выход Обожженный 400 1 С12ч-БС12 4:1 22 60 » 500 1 »» » 51 65 М 610 1 » и 68 86 П 650 1 » п 73 91 п 750 1 »» п 89 96 » 900 1 >» »> 88 95 Необожженный .... 800 г п ft 85 94 Обожженный 650 1 С12 -+- SC12 1 : 4 9 63 . Необожженный .... 650 1 И М 9 4S Обожженный 730 1 С12 -1- SOC12 4 : 1 71 94 и • • • • • 730 1 С12-ьРС13 „ 90 94 Необожженный .... 730 1 С12 + РС18 „ 72 90 Обожженный 730 1 С12 -+ AsClg „ 91 94 Необожженный .... 730 1 С12 ч- AsCl3 „ 74 89 Обожженный 600 2 С12Ч-СО „ 27 Необожженный с 10 % угля 650 2 С12 12 Обожженный с 10 °/о угля 650 2 ' С12 18 Заслуживает внимания весьма оригинальный способ извлечения " платиновых металлов из южноафриканских концентратов, разработанный инж. Гетце (Берлин) и основанный на улетучива- нии соединений платины и палладия при опре- деленных условиях. В литературе пока имеем лишь описание лабораторных опытов, но и они заслуживают внимания. Опыты состояли в сле- дующем: навеска 10 г концентрата с содержа- нием 110 г платины на тонну насыпалась в фар- форовую трубку и помещалась в электрическую печь. В трубку пропускалась смесь газов, за печью ставился уловитель. Температура печи и состав газов вариировались; в некоторых опы- тах брали обожженный концентрат. В качестве смеси газов, заставляющей металлы улетучиваться, брали: 1) смесь хлора и улористой серы, 2) смесь хлора и треххлористого фосфора, 3) смесь хлора и треххлористого мышьяка, 4) смесь хлора и тионилхлорида (СОС2), 5) смесь хлора и NO, 6) смесь хлора и СО. Наилучшие результаты показали опыты с хло- ристой серой, причем наиболее выгодным оказа- лось смешиват ь хлор с хлористой серой в отноше- нии 4: 1. Практически смешение газов осуществлялось так: ток хлора разветвлялся, и один из потоков пропускался черА склянку с хлористой серой, ватем потоки снова соединялись и поступали в печь. 4 Выше помещенная таблица показывает резуль- таты опытов. Из таблицы видно, что улетучивающее дей- ствие хлористой серы, треххлористого фосфора и треххлористого мышьяка при оптимальной тем- пературе весьма высоко; но первый реагент сле- дует предпочесть как более дешевый. После дей- ствия улетучивающей смеси концентрат подвер- гался выщелачиванию водой для извлечения остав- шейся там еще плааины, и из раствора осажда- лась платина. В последней графе таблицы даны числа общего процента извлечения платины из концен1рата. Палладий улетучивается вместе с платиной. Иридий и родий в этих условиях не улетучиваются. Неблагородные металлы, находя- щиеся в руде: медь, никель, железо — также уле- тучиваются. Однако отделение главной массы этих металлов от платины и палладия не предста- вляет затруднений, так как конденсация паров хлоридов происходит при различной температуре: платина и палладий легко конденсируются в про- странстве, где поддерживается температура около 300°, в то время как железо и другие металлы оседают при более низких температурах. В тех случаях, когда для опытов брали необож- женный концентрат, сера, содержавшаяся в кон- центрате, реагировала с хлором, давая хлори- стую серу. Высокая стоимость последней оку- пала бы добавочный расход хлора в ваводском процессе. 75
1935 ПРИРОДА № 9 Наличие в концентрате хлористого натрия и хлористого магния задерживают улетучивание платины. Следует упомянуть еще одно предложение, целью которого является устранение трудностей при получении платины из растворов после хло- рирования и выщелачивания смеси концентрата с хлористым на1рием. Инж. Веблинг предложил обрабатывать эти растворы активированным уг- лем в количестве 15—20-кратном против веса содержащихся в них драгоценных металлов. Хлорная платина, хлористый палладий и другие хлориды платиновых металлов поглощаются в ви- де хлоридов активированным углем. Извлечение из раствора, по данным Веблинга, достигает 95%. Перечисленные технические изобретения и предложения имеют несомненный интерес не только для металлургии плагины, но и для других металлов и, может быть, для золота. Летучие соединения металлов в широких масштабах до сих пор применялись лишь для получения никеля (процесс Монда). Возможно, что окажется выгод- ным извлекать из руд в виде летучих соединений' также ряд других металлов, особенно редких. При проведении описанных опытов их авто- ров интересовала лишь практическая сторона дела. Никакого освещения химизма процессов, протекающих при обработке концентратов смеси газов, не сделано. Возможно, что здесь происхо- дит образование сложных комплексных соедине- ний. Но более вероятно, что хлористая сера, трех- хлористый фосфор, треххлористый мышьяк и дру- гие подобные вещества действуют чисто физи- чески, повышая плотность пара хлорной платины и хлоридов других металлов. О. Звтинцев. Литература 1. Tafel, Metall und Erz, 31, 553, 1934. 2. G. Gotze, Metall und Erz, 29, 312, 1932. 3. Wo bling, Engl, patent. № 353565. ГЕОЛОГИЯ Новое в геологии и минералогии Наголь- ного кряжа. Врид. зав. Геолого-разведочной частью Донбасполиметаллтреста в Нагольном кряже, аспирант Института геологии при Харьк. Гос. университете П. Г. Белик сообщил Инсти- туту о том, что в районе его разведок вблизи Есэуловсксгс участка установлено наличие на небольшой глубине изверженных горных пород типа мончикита. Таким образом выясняется ге- незис рудних жил Нагольного кряжа, источником которых являются, очевидно, изверженные массы, подстилающие месторождение. До настоящего времени ближайшие выходы изверженных пород, с которыми некоторые геологи (проф. И. И. Та- натар) ставили в связь полиметаллические место- рождения Нагольного кряжа, известны были лишь далеко к югу от него, на расстоянии 35 км. Аспирант Белик, в дополнение к открытым ранее новым довольно мощным жилам поли- металлических руд в Есауловском участке, в июне нынешнего года обнаружил еще 2 рудные жилы около с. Орехова и в балке Шевцовой. Еще ранее П. Белик нашел в Есауловском участке значительные залежи своеобразного игольчатого минерала, который по качествен- ному анализу, произведенному Институтом геоло- гии ХГУ, состоит из серы, свинца и сурьмы. По сведениям рудоуправления Донбасполиметалл- треста, количественный анализ этого минерала показал содержание Sb 24.6%, Pb > 50%, остальное S. На основании этих данных и морфологических признаков минерала ориен- тировочно можно предположить, что он относится к группе так наз. промежуточных сульфосолей. Он допускает сравнение с джемсонитом, и особенно с буланжеритом, за который его прини- мает и Белик. Дополнительным изучением мине- рала П. Белик предполагает заняться в ближай- щем будущем, и эта работа должна послужитЬ содержанием его кандидатской диссертации. Во всяком случае можно сказать, что для Наголь- ного кряжа этот минерал является новым. В виду большого его количества и значительного содер- жания в нем Sb, минерал представляет и про- мышленный интерес. За время работы в Нагольном кряже на протяжении 1 '/а года т. Белик собрал громадный минералогический материал большой научной ценности, препровожденный им для обработки в Институт геологии ХГУ. Вместе с П. Беликом в разведке Нагольного кряжа (район Нагольной Тарасовки) принимал участие в течение 8 меся- цев и другой аспирант Института тов. Лазаренко, который также собрал большой ценности минера- логический материал. Минералогическая кол- лекция Харьковского н/и института геологии по Нагольному кряжу является в настоящее время самой значительной в Союзе. Проф. Д. Соболев. Г еофизика Строение земли. [Constitution of the Earth. By Dr. Harold Jeffreys).1 При сравнении совре- менного состояния геофизики с тем, в котором она находилась в 1910 г., нас поражает не только ее широкое развитие за это время, но также тот факт, что большей частью своих теоретических успехов геофизика обязана не каким-либо новым методам, а более полному приложению уже ранее известных. Работы Kelvin’a и George’a Darwin’a о твердом состоянии земли и об эволюции системы Земля— Луна под влиянием приливного трения давно уже считались классическими; теория Darwin’a отно- сительно напряжения, нужного для поддержки континентов и гор, насчитывала уже 30 лет; существование изостатической компенсации и ее два толкования, данные Pratt’oM и Airy, были из- вестны уже 50лет назад; теория Stokes’a о возмож- ности определения формы Земли из наблюдений силы тяжести — 60 лет, а теория Poissan’a о про- дольных и поперечных волнах в упругом твердом теле — 80 лет. Ныне благополучно здравствую- щий Dr. Davison уже в 1887 г. подвел количе- ственную базу под теорию, объясняющую обра- зования гор сокращениями при остывании Земли, 1 Nature, 1935, Jfc 3418, vol. 135, р. 678.
1935 НОВОСТИ НАУКИ № 9 a Wiechert, стремясь согласовать эллиптическую форму Земли с постоянной прецессии, выдвинул гипотезу о существовании толстой минеральной оболочки, окружающей плотное металлическое ядро. Теория изменения свойств коры на малых глубинах континента была еще раньше разра- ботана Suess’oM на основании геологических данных. В первые 10 лет нынешнего столетия большой сдвиг в геофизике вызвало открытие радиоактив- ности и признание ее влияния на изменения тер- мического режима Земли, а также использование скорости дезинтеграции урана для определения абсолютного возраста минералов и для калибри- рования геологической шкалы времени. Возраст Земли, исчисленный Kelvin’oM на основании тер- мических данных в 20 млн. лет, внезапно увели- чился до 1500 млн. Новые данные были не без борьбы приняты многими физиками, хотя вычи- сления Kelvin’a и раньше возбуждали сомнения ив чисто механических соображений. Darwin сделал допущение, что Земля обладает такой вяз- костью, при которой вызванные периодическим трением изменения происходят в любое время и с ^максимальной скоростью, причем эти измене- ния вязкости в зависимости от времени, повиди- мому, очень мало соответствуют действитель- ности. Исходя из этого положения, он рассчитал, что возраст Луны не может быть меньше 54 млн. лет Это число принято было как абсо- лютный минимум, который в действительности должен быть значительно больше. Новый источ- ник тепла оказался таким мощным, что, если бы, по словам Rayleigh’a, он содержался также и в слое глубиной в несколько десятков километров от поверхности, выделяемое! им тепло было бы больше того, которое он дает Земле в действи- тельности. Соответственно этому Holmes высчи- тал быстроту уменьшения содержания радиоак- тивных веществ по мере углубления. Это навело на мысль, что гранит, в среднем, может встре- чаться не глубже 15 км, что соответствует в принципе выводам Suess’a. В то же время в сейсмологии было сделано 3 больших открытия. Herglotz и Bateman выдви- нули метод определения скорости упругих волн на различных глубинах Земли на основании наблюдаемых времен пробега сейсмических волн. Способ этот был впервые применен S. Mohoro- vicic’eM в 1916 г. В. D. Oldham установил, что продольные волны достигают диаметрально- противоположной точки Земного шара с запазды- ванием в 3 минуты, если принять, что значения скоростей, определенные из наблюдений при небольших расстояниях, сохраняются до центра Земли. На этом основании исследователь заклю- чил, что приблизительно* на глубине половины радиуса происходит изменение свойств, вызы- вающее уменьшение скорости. Определенный на основании этого радиус ядра оказался зна- чительно меньше найденного Weichert’oM; но если ввести поправку (что и было сделано в 1926 г.) на сжатие каждого слоя Земли весом верхнележащих слоев, увеличивающих его плот- ность, то радиусы, определенные Weichert’oM и Oldham’oM, оказываются одинаковыми. Таким образом, размеры земного ядра Weichert’a и Oldham’a одинаковы. A. Mohorovicic, по записи небольшого землетрясения в Кроации в 1909 г. установил, что при близких расстояниях значение скоростей не может быть объяснено средою, по которой распространялись волны и свойства которой меняются непрерывно. Записи инстру- ментов дали две мощные волны — продольную и поперечную, которых настигала на расстоянии между 100 и 200 км более слабая пара волн, дви- гавшаяся быстрей; последняя соответствовала волнам, наблюдающимся на больших расстояниях. Объяснение этого явления заключается в том, что мощная пара, наблюдавшаяся только до рас- стояния около 800 км, движется, в верхнем слое, тогда как другая, распространяясь с большей скоростью, проходит в более низков зоне на зна- чительной глубине. Соответствие между геологи- ческими и термическими данными совершенно ясно. В этих направлениях проведены были иссле- дования Gutenberg’oM в особенности по отноше- нию к волнам, проходящим через ядро и отра- жаемым им. Уменьшение скорости продольной волны при входе в ядро напоминает уменьшение скорости света, когда он попадает в воду из воз- духа; в результате ядро отбрасывает тень, кото- рая обнаруживается по отсутствию ясных прямых лучей на расстоянии, превышающем 105° (от места землетрясения), причем лучи эти заме- дляются неопределенной дифракционной карти- ной. Преломившись на поверхности ядра, расхо- дящиеся лучи сходятся, пробегая ядро. Вследствие этого в узкой зоне на расстоянии примерно в 143° от места землетрясения движение в про- дольной фазе необыкновенно сильно. Известные значения скоростей дали возможность Guten- berg’y вычислить времена пробега разных про- ходящих через ядро волн, в особенности тех, которые отражаются от ядра, отражены частично как поперечные и частично прошедшие через ядро как продольные и другие типы волн. Все эти волны были фактически определены по сейсмограммам. Непосредственное следствие существования отраженных волн сказывается в том, что граница ядра представляет собою резкое изменение свойств материи, а не постепенный ее переход. Это дает непосредственное подтверждение пред- положению, основанному на несколько рискован- ной аналогии с метеоритами, что оболочка (кора) минеральная, а ядро представляет собою по преимуществу железо с некоторой добавкой никеля. Кроме того, средние плотности, найден- ные путем сопоставления радиуса ядра со сред- ней плотностью и моментом инерции, составляют около 4—5 и 12; но если мы посмотрим, во что превратились бы эти числа в отсутствии высокого давления, то увидим, что они составили бы 3.3 и 8, причем первое число соответствует плотности оливина, а второе — железа. Ядро, повидимому, находится в жидком состоянии. Gutenberg вы- числил, каково было бы время прохождения через ядро поперечных волн, если бы оно представляло собою твердое тело; хотя некоторые исследова- тели и наблюдали волны, допускающие такую интерпретацию, результаты их исследований ока- зались несостоятельными и, очевидно, могут быть истолкованы иначе. Самым прямым свидетель- ством о состоянии земного ядра являются перио- дические приливно-отливные деформации, вели- »» чина которых соответствует жидкому состоянию • f
1935 ПРИРОДА № 9 ядра, в то время как для твердого ядра они были бы слишком велики. В дальнейшем записи близ- ких землетрясений указали на существование, по крайней мере, одного промежуточного слоя, а может быть, даже и трех. Мощность верхнего слоя установлена в 12 км с точностью до 3—4 км. Промежуточные слои вместе могут быть вдвое толще. Изучение поверх- ностных волн, проводившееся главным образом Stoneley’eM, дало те же результаты с гораздо большей точностью. Поверхностные волны под океаном обнаружи- вают, однако, иную структуру; толщина верхнего слоя значительно меньше, геологические же ис- следования показывают, чю он состоит не из гранита, а, вероятнее всего, из андезита или даже базальта. Главным вкладом * современной науки в тех- нику сейсмологии является беспроволочная пере- дача времени на расстоянии и разработанный Bridgman’oM способ производства опытов при высоких давлениях. До последнего времени жаждая (Уганция должна была сама определять время независимо от других; теперь же станция, не имеющая даже полного астрономического обо- рудования, может устанавливать время с большей точностью, чем это было возможно до 1910 г., при самых благоприятных условиях. В результате указанного обстоятельства, н также в виду увеличения числа станций, время распространения различных волн может быть в большинстве случаев определено с большей точностью, чем др одной секунды. В самом деле, современная точность так ве- лика, что для полного использования наших достижений явилась необходимость ввести по- правку на эллиптическую, форму Земли. Это ока- залось вп >лне возможным только потому, что наблюдаемые землетрясения происходили в боль- шинстве случаев в одних и тех же широтах, так что поправка на эллиптичность оказывалась приблизительно одинаковой. Испытания над сжимаемостью горных пород под высоким давлением показали, что скорость упругих волн в верхнем слое соответствует тако- вой же в граните. Геологи, повидимому, приходят к заключению, что верхний слой представляет собою скорее гранодиорит, чем нормальный гра- нит, но это не сущесхвеяно. Нижний слой при- ближается к оливину или к дуниту как по упру- гости, так и по плотности; он слишком плотен и тверд для базальта, который если и образует какой-нибудь значительный слой, то лишь самый глубокий, т. е. наиболее трудный для определе- ния по сравнению со всеми промежуточными слоями. Сильное изменение наклона (вблизи 20°)1 кривых, выражающих зависимость вре- мени пробега сейсмических волн ог расстояний, впервые отмеченное Byerly и исследованное I. Lehmann’oM, К. Е. Bullew*OM и мною, указывают на резкое изменение наклона годографа. Послед- нее, повидимому, и обусловливается соответствую- щим повышением скорости на глубине около 350 км, приблизительно на 10%. Природа этого измене- ния еще не выяснена. Кроме верхних слоев, а также границы ядра, по мере углубления никаких резких изменений 1 Расстояние от эпицентра. свойств непрерывности не наблюдается. Предпо- лагалось, что существует сульфидный слой, обра- зующий внешнюю часть ядра, и произведены были поиски в этом направлении. Но существо- вание такого слоя про.иворечило бы произве- денным наблюдениям, а если бы такой слой все- таки существовал, то он не мог бы быть толще нескольких километров. Изучение силы тяжести сделало большой шаг вперед в 1912 г., когда была опубликована работа НауЬтсРа в США, которая показала, что самые мощные горные цепи США связаны с таким недочетом плотности внизу, что в целом полу- чаемся очень незначительное нарушение силы тяжести. К сожалению, эта работа и позднейший труд Bowie сильно пострадали от содержащихся в них преувеличений и неправильных толкований. Общие результаты свелись к предположению, что такая компенсация сильно сглаживает раз- ницу между наблюдаемой и вычисленной силой тяжести, но не уничтожает ее. Однако американские результаты не могут быть обобщены, потому что, хотя они и прило- жимы ко всем высокогорным областям, подвер- гавшимся изучению, но они, как показали работы, не оправдали себя в Индии и Ост-Индии. Предложенный Meinesz’eM способ определения силы тяжести в море путем наблюдений на под- водной лодке является, может быть, самым большим шагом вперед за последнее время в деле точного определения фигуры Земли. Stokes показал, как исчерпывающее изучение силы тя- жести над земной поверхностью может способ- ствовать определению внешнего поля, но, по- скольку наблюдения могли быть поставлены только на суше и притом на небольшой ее части, мы принуждены были пытаться определить место- нахождение ряда неизвестьых и изменчивых изгибов кривой в одном се месте путем опреде- ления точек в другом. Теперь линии найденных сил тяжести про- ходят также через главные океаны, хотя в южном полушарии точек наблюдений далеко недоста- точно. Перев. Е. Н, Станюкович. Работа обсерватории в Арозе (Швейцария). Постройка Обсерватории имела целью изучение климатических условий, в частности условий радиации в Арозе, как типичной горной мест- ности. Но вскоре деятельность этой обсерватории расширилась и вышла за пределы климатическо- курортных исследований и благодаря энергичной деятельности Гетца прцобреда мировую извест- ность своими работами по озону. Для измерения ультрафиолетовых лучей на Арозе применялся, с одной стороны, простой изготовленный по осо- бым указаниям П. Гетца дозиметр для ультра- фиолетовых лучей, с другой — сложный, соответ- ствующий последним требованиям современной физики, фотоэлектрический метод, примененный впервые в Арозе к атмосферным проблемам. При этом удалось обнаружить новое весьма сла- о бое излучение солнца около 2100 А, существова- ние которого было предугадано проф. Майером (работы Шайна и Штоля).
1935 НОВОСТИ НАУКИ № 9 Измерения на Ароэе во всех случаях по- ставлены так, чтобы, по возможности, охватывать и причины, влияющие нв излучение. При таком способе работы сами проблемы становятся яснее, и результаты легко могут быть перенесены на другие соотношения. Пример исследования ультрафиолетовых лучей и озона подтверждает правильность такой поста- новки измерений. Наличность ультрафиолетовых лучей всецело зависит от озона, поглощающего в сильнейшей степени ультрафиолетовые лучи. Поэтому колебания озона измерялись так, чтобы получить сведения об ультрафиолетовых лучах самого общего характера. Главная работа последних лет относилась к вертикальному распределению озона от земной поверхности до высот 45 50 км. Она велась Гетцем совместно с проф. Добсоном и его асси- стентом Митамом и дала высоту центра тяжести слоя озона около 20 км. Теоретические исследо- вания по фотохимической теории озона в Комис- сии по исследованию солнца (бюллетень № 9) Академии Наук СССР дали подтверждение полу- ченных на Арозе данных; 31 июля 1934 г. проф. Регенеру в Шгуттгарте удалось при по- мощи саморегистрирующего аэростата получить спектрографом снимки ультрафиолетовых спек- тров на высоте 32 км. Полученные результаты совпали с данными Арозы и теоретическими результатами, вытекающими из фотохимической теории озона. В исследованиях озона на Арозе приняли участие различные международные комиссии и организации, как Франкфуртская комиссия по излучению, Международный геофизический союз, Интернациональная ^комиссия по изучению свободной атмосферы и др. Новый светосильный спектрограф для ноч- ного света должен охватить более высокие слои атмосферы. В настоящее время строится вблизи обсер татории дополнительный наблюдательный пункт на еысоте 2040 м. В тесной ев зи с спектральными исследова- ниями состава атмосферы, фактора помутнения, наличия газовых примесей, как NOg, стоят также исследования атмосферных течений. И. Еропкин. БИОЛОГИЯ Ботаника Золото в кукурузе. [В. Nemec. Gold' in Zea Mays. (Berichte der Deutschen Botanischen Gesellschaft. Bd. 53, 560—562. Berlin, 1935)]. Для исследований над проростками кукурузы, ведущихся в Институте физиологии растений университета в Праге, была посеяна кукуруза в Oslany (в западной Чехо-Словакии). Подпочва образована здесь андезитом с вкрапленным кое- где риолитом. Указаний на наличие кварцевых жил в окрестностях м. Осляни нет. При анализе золы кукурузных зерен бросилось в глаза, что фарфоровые тигли, в которых сжига- лись зерна, приобретали красноватую окраску; тон окраски был сходен с тем оттенком, который придает стеклу и фарфору коллоидально раз- дробленное золото. В тел? случаях, когда сжига- ние производилось медленно, так что получался уголь удавалось получить золото в виде тонкого порошка или листочков. Эти случайные наблюде- ния побудили произвести специальное исследо- вание. В электрической печи сжигались зерна кукурузы и стержни початкоз, — те и другие в отдельности,—причем в порцию брались 3JU— 500 зерен, или же 2 стержня початка. Сжига- ние в начале процесса прэизводилось при недо- статке воздуха с тем, чтобы получить как можно больше углистой массы, и затем следовало быст- рое сжигание при сильном притоке воздуха. В золе обнаруживались микроскопически, а иногда и макроскопически „два металла": один — с ти- пичными для золота цветом и блеском, другой — серо-серебристого цвета. Металл с блеском золота растворялся только в царской водке, другой же— также и в разбавленной теплой азотной кислоте. „Микрореакциями по Ф. Фейглю, а позже и макрореакциями можно было определить желтый металл как золото, а белый — как мышьяк". В золе стержней наблюдалось меньшее коли- чество золота, но большее количество мышьяка, нежели в зернах. После качественного определе- ния был произведен и количественный анализ зерен кукурузы; для этого бралась зола, собирав- шаяся после сжигания нескольких порций. В результате 1 былб найдено, что „1 кг кукуруз- ных зерен содержит 0.001 г золота в 16.83 г золы". На том же месте, откуда была взята для анализа кукуруза, росли конские бобы ( Vida faba major)', в их золе золота не было найдено. Автор с со- трудниками „анализируют теперь почву, на которой росла кукуруза", а также изучают „усло- вия усвоения золота из почвы" кукурузным растением. Заметим, что (насколько можно судить по дан- ным, приведенным в основных руководствах,1 2) до сего времени не известно было случаев нали- чия „драгоценных" металлов — золота, серебра, платины — в организме растений. Быть может, специалисты в области химизма растений по- правят меня и дополнят мой реферат. В. Раздорский. Палеозоология Еще о природе конодонтов. В свое время в „Природе" (1930, № 2, стр. 79) А. В. Хабаков уже отметил открытие Керка, нашедшего в ниж- нем силуре Колорадо конодонты, прикрепленные к обломкам костей панцырных рыб. Более подробного описания своей находки Керк до сих пор не дал, и в ближайшее время не собирается вернуться к этому вопросу, как сообщают Бран- сон и Мэль (1933). Эти последние дали описание ряда фаун конодонтов силурийского возраста, в том числе и из песчаника Гардинг в Колорадо, в котором и Керк сделал свою находку. Оттуда же происходят и знаменитые нижнесилурийские рыбы Уолькотта (а не из Канады, как по ошибке указано в заметке А. В. Хабакова). Брансон и Мэль также упоминают и изображают конодонты, 1 В статье Немеца описан и ход анализа. 2 С. П. Костычев. Физиология растений, ч. 1, Химическая физиолегия. F. Czapek. Biochemie der Pflanzen, Bd. II, 1925 (и другие тоны). 79
1935 ПРИРОДА Ns 9 Модель челюстных и жаберных дуг Gnathodus integer. Увел. X 12.5. сидящие на обломках костеобразной ткани, но так же, как и Керк, не дают настоящего исследо- вания последней. Они посвящают атому вопросу следующие несколько строк: „Единственное доказательство рыбной при- роды конодонтов, до сих пор найденное при настоящих исследованиях, — вто их прикрепле- ние к ткани, которая имеет вид костной, но не обладает строением обычной кости. Вещество, к которому прикреплены конодонты, не может принадлежать ни кольчатым червям, ни кому-либо другому кроме позвоночных. Не мы первые открыли это прикрепление, но мы нашли пре- красные образцы из многих формаций". Таким образом, американские авторы все еще не дают бесспорного доказательства рыбной природы конодонтов, хотя уже самый факт при- крепления их к каким-то скелетным образова- ниям говорит против гипотезы Рогона-Циттеля о принадлежности конодонтов червям — полихе- там или гефиреям. Новое доказательство пришло с другой сто- роны. В недавно опубликованной работе Гер- мана Шмидта описываются группы конодонтов, в которых отдельные элементы настолько мало смещены из своего естественного расположения в теле рыбы, что последнее может быть восстано- влено с достаточной степенью достоверности (см. фиг.). Эти группы конодонтов найдены в верх- нем карбоне Вестфалии, относятся к о д н о му новому виду Gnathodus integer и состоят каждая из комплекта зубов, описывавшихся до сих пор под пятью различными родовыми на- званиями. На фигуре мы видим слева направо: нижние челюсти (род Gnathodus), зубы подъязыч- ной дуги (Bryanthodus) и пять пар жаберных дуг (Lonchodus, Synprionodina, Hindeodella). Находимую иногда вместе с зубами пластинку (род Pabnatolepis) автор предположительно счи- тает подглазничной. Жаберная коробка очень компактна благо- даря смещению задних дуг между передними и удлинению их Ceratobranchialia (сохранились вообще только cerato- и epibranchialia). Такое стягивание жаберной коробки развито только у плакодермов благодаря наличию брюшного панцыря. Автор отсюда выводит возможную форму тела Gnathodus-. план строения близкий к плакодермам, редуцированный панцырь, нор- мальная или стройная форма тела планктонояд- ной рыбы как следствие удлиненной жаберной цедилки, тупое рыло. Экземпляр рыбы, отвечаю- щий этому описанию, действительно [найден в том же слое. Его длина 9 см, голова испорчена кристаллами пирита, очень большие грудные плавники снабжены большой колючкой, намечены плечевой и тазовой пояса и позвоночник. То немногое, что теперь известно о конодон- тах, позволяет все же автору поставить вопрос об их систематическом положении. Кроме стяну- той кпереди жаберной коробки в пользу близости с плакодермами говорит также отсутствие гра- ницы между покровными костями и зубами, отсутствие больших костей в верхнечелюстной области и форма нижних челюстей. Среди плако- дермов известна уже почти беспанцырная группа — Rhenanida, с родом Gemiindina (см. Природа, 1935, № 3, стр. 82). Рядом с ней ставит автор и отряд Conodontophorida Эйхен- берга. Такое толкование конодонтов представляется более убедительным, чем проводившиеся раньше сравнения с круглоротыми или акулами, осно- ванные — первое на поверхностном сходстве в строении зубов, второе — на сходстве их формы. Американские находки отчасти подтвер- ждают этот взгляд — в них во всяком случае речь идет о панцырных рыбах. Очевидно, коно- донты — вымершая, существовавшая с начала силура до перми, группа, возможно близкая к плакодермам, которую трудно сравнивать с со- временными рыбами. Этим дается ответ и на вопрос о древности рыб вообще — низы силура во всяком случае. Однако очень многое, вернее почти все в строении и систематическом положении коно- донтов остается темным. Помимо возможных будущих счастливых находок кое-что можно было бы решить уже по имеющимся материа- лам, именно — микроскопическое строение как тех обломков, с которыми соединены конодонты в ряде формаций Северной Америки, так и самих зубов, челюстей и пластинок конодонтов. По ис- следованиям Рогона н Циттеля строение зубов конодонтов не сравнимо со строением зубов, позвоночных. Новое, более широкое, с примене- нием более совершенной техники исследование микроструктуры различных элементов скелета конодонтов многое сделало бы ясным в их систематическом положении. Статья Шмидта свела на нет всю систематику конодонтов, доказав связь самых противоположных членов системы. Печальный пример злоупотребления последней представляет pa6qza Брансона и Мвля, содержа-
1935 НОВОСТИ НАУКИ № 9 щая описание бесчисленного количества родов и видов, большей частью новых, которые заведомо должны быть сведены к небольшому кругу форм. Дм. Обручев. Литература 1. Kirk, S. R. Conodonts associated with the Ordovician fish fauna of Colorado. Amer. Journ. Sci., 18, 5 sen, 1929. 2. В r a n s о n, E. B. and Mehl, M. G. Conodont studies. Univ, of Missouri Studies, 8, № 1—3, 1933. 3. Schmidt, Hermann. Conodonten-Funde in urspriinglichem Zusammenhang. Palaeont. Ztschn, 16, № 1-2, 1934. Шолоховская среднечетвертичная фауна по находкам 1934 г. Во время геологических исследований Никопольского марганцеворудного бассейна в 1934 г. геолог И. А. Лепикаш обнару- жил довольно богатое скопление остатков средне- четвертичных млекопитающих в обрыве левого берега р. Бузулука близ с. Шолохово Никополь- ского района Днепропетровской области УССР (в 20 км к северу от ст. Чертомлык Екат. ж. д.). Скопление костей приурочено к базальной части 8-метровой четвертичной толщи суглинков, пред- ставляющих собою, в конечном итоге, речной аллювий, разделенный двумя или тремя (в неко- торых местах) ископаемыми почвами на несколько горизонтов. Подстилается четвертичная толща в исследованном нами пункте каолинизирован- ным гранитом. Нижняя, т. е. третья ископаемая почва, с которой связана основная масса костей в горизонтальном направлении (к западу) сме- няется зеленовато-сизым пресноводным суглин- ком с немногочисленными костями копытных животных и с раковинами пресноводных моллюс- ков (Planorbis и пр.). Таким образом несомнен- ная-картина водной аккумуляции трупов живот- ных, о чем мы упомянем еще ниже, дополняется наличием границы древнего берега или речной отмели, на которой во время аккумуляции близ- лежащего зеленовато-сизого пресноводного су- глинка была растительность, обусловившая суще- ствование ископаемой почвы, (^вязанный с этой почвой костеносный горизонт имеет мощность около 1.5 м. Глубина залегания костей от совре- менной поверхности обрыва определяется числами от 6.2 до 7.7 м. Исследования показали, что не- смотря на значительную мощность костеносного горизонта весь териоценоз (группа млекопитаю- щих) шолоховского нахождения — одновоэраст- ный: это подтверждается также тем, что, напр., Название животных Количество остатков особей * Equus equus L. Лошадь 2 1 Bos sp. Бык 2 1 Hyaena crocuta Erxleb. Гиена 7 1 Meles meles L. Барсук 24 1 Vulpes vulpes L. Лисица 1 1 Vulpes lagopus meridionalis Nordm. Песец 25 1 Citellus ex. gr. suslicus Giild. Суслик 85 10 Cricetus cricetus L. Хомяк 3 1 Arvicola amphibius L. Водяная крыса 8 2 Microtus ex. gr. arvalis Pall. Полевка 33 5 Spalax sp. Слепыш 2 1 Sicista nordmanni Keys, et Blas. Мышозка 1 1 Allactaga jaculus Pall. Тушканчик 1 1 Ochotona pusilia Pall. Сеноставец 2 -1 Lepus sp. Заяц . . . 1 1 ? Elephas primigenius Blum. Мамонт 1 1 ? Buteo sp. Хшцная птица 1 1 Lacerta sp. Ящерица 1 1 Amphibia. Амфибии 50 3 Pisces. Рыба 1 1 Planorbis sp. Моллюск-катушка 2 2 Природа Л& 9 6 81
1935 ПРИРОДА № 9 почти полный позвоночник барсука (с остатками ребер), направленный головной частью вниз, за- легал в скошенно-вертикальном направлении на протяжении около одного метра. Характерной осо- бенностью шолоховского нахождения является наличие прослойки костного детрита мощностью 0.5—1.5 см, состоящего из костей мелких грызу- нов, амфибий и прочих животных. Эта прослойка, уходящая в глубь обрыва, прослежена в горизон- тальном направлении на протяжении 2 м. Остатки множества мелких животных настолько разру- шены под тяжестью налегающих пород, что из обильного собранного нами материала, после его отмучивания в воде, процеживания сквозь ситечко и последующей сортировки, оставалось очень мало определимых обломков (главным образом вубы и кости конечностей), что очень затрудняло также и количественный учет. Кроме некоторого количества костей, полу- ченных от И. А. Лепикаша, нами, совместно с директором Института истории материальной культуры У АН Ф. А. Коэубовским и геологом Г. И. Молявко, собрано было значительное коли- чество материала, для чего была произведена специальная расчистка обнажения. В результате обработки всего найденного материала состав шолоховской фауны представляется в следующем виде (см. табл, на стр. 81).1 Кроме того имеется обломок птичьей скор- лупы белого цвета, возможно утиного яйца. Из приведенного списка видно, что за исключением водных животных и песца все формы шоло- ховского териоценоэа имеют явно степной ха- рактер. Наличие мамонта в составе шолоховского териоценоэа не вполне доказано, хотя присут- ствие мамонта в этой фауне вполне допустимо. Несколько особняком от приведенного терио- ценоза стоит находка зуба мамон га (Elephas primi- genius Blum.) в нескольких метрах от места сбора костей, но гораздо выше, именно на глу- бине 3.45 м от поверхности. Этот зуб попал в отлсжения террасы р. Бузулука повже, видимо вместе с флювиогляциальным материалом, к кото- рому мы причисляем и лёссовидный суглинок, составляющий основную массу четвертичной толщи упомянутой террасы. Возраст шолоховской фауны мы определяем как среднечетвертичный. Исходя из очень не- значительной примеси северных форм (песец) к типичному южностепному териоценозу (туш- канчик, гиена, суслик и пр.), мы можем полагать, что время существования шолоховской фауны совпадает с началом появления оледенения в широтах УССР. Начало оледенения сопровож- далось появлением и таких пионеров арктической фауны как песец. Заслуживает внимания то обстоятельсто, что основная прослойка костей, происшедшая от скопления трупов мелких животных, накоплялась в летнее время. Об этом свидетельствует нали- чие полувзрослых животных и скорлупы птичьих яиц; в частности все остатки гиены принадлежат молодому животному (все кости с несросшимися отпавшими эпифизами и небольших размеров). 1 За помощь в определении некоторых фраг- ментов выражаю благодарность В. И. Громовой и А. Я. Тугаринову. Подобное явление могло стоять в связи с лет- ними ливнями или с летним (в связи с жаркими днями) таянием льда в более северных широтах. Нужно также отметить, что песец представлен морфологически типичной, но не крупной формой, которая идентична с песцом, описанным Норд- маном под именем Vulpes meridionalis Nordm. В связи с нахождением в шолоховской фауне доселе неизвестных из среднечетвертичных отложений УССР — слепыша, мышовки, тушкан- чика и других степных форм, а также в связи с обилием костных остатков и вполне ясной стратиграфией местонахождения желательны его дальнейшие исследования, могущие дать неко- торый материал для выяснения столь еще неяс- ных вопросов четвертичной истории юга СССР. И. Г. Пидопличка. Рыбы из неолита бассейна р. Онеги. Весьма большой интерес представляет фауна рыб из неолитической стоянки в бассейне р. Онеги, из местности Веретье, при впадении р. Кинемы в оз. Лаче, описанная московским ихтиологом Г. В. Никольским. Возраст этой стоянки — около 4000 лет до нашего времени. Приблизительно, по времени, она соответствует неолитической стоянке из устья Волхова, исследованной Ино- странцевым. Изученные Г. В. Никольским 4548 рыбьих костей из нижнего слоя стоянки Веретье принадлежат 10 видам (ныне не встре- чающиеся в бассейне р. Ореги отмечены звез- дочкой): 1) плотва (Rutilus rutilus); 2) язь (Leucis- cus idus); 3)* красноперка (Scardinius erythro- phthalmus); 4)* жерех (Aspius aspius); 5) лещ (Abramis brama), много, длиною до 42 см; 6)* синец (Abramis ballerus), много, длиною до 34 см; 7)* карась (Carassius эр.), одна крышеч- ная кость (operculum); 8) щука (Esox lucius), масса костей; 9) окунь (Perea fluviatilis), масса костей; 10) налим (Lota lota), много. Из вымерших в данном бассейне видов красноперка, жерех и синец принадлежат к ры- бам, ныне встречающимся в бассейнах Каспий- ского, Черного, Балтийского морей, но отсут- ствующим в бассейне Ледовитого. Карась ныне неизвестен из бассейна р. Онеги, но встречается в Северной Двине и в других реках, впадающих восточнее в Ледовитое море. Нахождение этих четырех форм в неолите оз. Лаче свидетель- ствует о более теплом климате за 2000 лет до нашей эры. Г. В. Никольский правильно относит эту фауну к концу суббореального (ксеротермиче- ского) временй. Ухудшение климата, свойствен- ное современной эпохе, повлекло за собою от- ступание к югу ряда более теплолюбивых форм, к каким относятся синец, жерех, красноперка. Замечательно, что в верхнем слое Веретья, относящемся приблизительно ко времени начала нашей эры, уже нет ни синца, ни жереха, ни красноперки; к этому времени фауна рыб уже приняла современный облик (Г. В. Никольский. Бюлл. Моск. общ. испыт. прир., отд. биологии, XL1V, вып. 3, 1935). А. Берг. 82
1935 НОВОСТИ НАУКИ № 9 Зоология Мечение дельфинов в Черном море. Не- прерывно растущий промысел дельфинов в Чер- ней море в настоящее время достиг весьма значительных размеров. Только за один 1934 год на Крымском и Кавказском побережье было добыто свыше ста тысяч экземпляров. Вместо существовавшего ранее мелкого кустарного лова, сейчас имеем хорошо организованный промы- сел, в котором заняты десятки моторных судов и сотни фелюг. Совершенно понятно, что рациональная орга- низация промысла, производящегося в столь широких масштабах, и эксплоатация природных запасов дельфинов могут быть достигнуты только при наличии обширных сведений по биологии этих видов. Однако современное со- стояние научных знаний по дельфинам Черно- морского бассейна не позволяет еще ответить на целый ряд вопросов, имеющих не только теоретический интерес, но и насущно необходи- мых для промышленности. Сюда относятся, в первую очередь, миграции и распределения дельфинов в Черном море и размеры запасов. В особенности последний вопрос касается обык- новенного дельфина или белобочки {Delphinus delphis L.), подвергающегося наиболее интенсив- ной эксплоатации. I Имея в виду изучение миграций белобочки, лаборатория морских млекопитающих Азовско- Черноморского института морского рыбного хозяйства и океанографии (АЗЧЕРНИРО) про- водит в нынешнем году мечение 600 дельфинов. Этот первый опыт меченая морских млекопитаю- щих должен послужить первым этапом широких систематических исследований, предпринимае- мых АЗЧЕРНИРО. Мечение дельфинов про- изводится в трех пунктах промысла: в Ялте — 250 штук, в Новороссийске и Туапсе — 350 штук. Для этой цели выработаны специальные метки из нержавеющего металла. Каждая метка пред- ставляет собой тонкую круглую пластинку, на одной стороне которой вытеснены начальные буквы СССР (USSR), наименование Института и порядковый номер. К другой стороне при- паяны две тонких заостренных ножки. Техника вдевания метки очень проста. Для избежания сколько-нибудь значительной потери крови, метка вдевается в спинной плавник, где система кровеносных сосудов развита слабо. В плавнике животного, только-что извлеченного из воды, прокалывается отверстие, в которое просовы- ваются ножки метки, выходящие на противо- положную сторону плавника. Здесь они несколько раз перекручиваются и вдеваются острыми кончиками под кожу, после чего дельфин тотчас же выпускается в воду. Как показали первые опыты, животные легко переносят эту несложную операцию, потеря крови минимальна, и небольшая ранка, образую- щаяся после прокола, оче ь бысто заживает. При мече, ии в специальных журналах фиксируется дата выпуска, зоологическая длина и пол особи, а также подробный биологический анализ косяка, к которому принадлежали выпущенные особи. Последнее достигается исследованием улова на пунктах первичной обработки. Широкая информация государственных и колхозных организаций, производящих лов дель- фина, и установление денежной премии за каж- дую возвращенную Институту метку, обеспечи- вают благоприятные условия для извлечения из этой работы необходимых результатов. Вылов меченых дельфинов в том. или ином районе Черного моря позволит судить о напра- влении и времени миграций. С другой стороны, количество возвращающихся меток даст не- которое представление о размерах запасов дель- фина и интенсивности промысла на них. В. И. Цалкин. Акклиматизация кефали в Каспийском море. Во время работ на Туркменской рыбо- хозяйственной станции в Красноводске в марте этого года мне пришлось наблюдать большое количество мальков кефали в прибрежном районе восточного побережья. Наблюдатели станции пунктов Кизил-су-Тарту доставляли пойманных в феврале—марте по побережью сачком (до 5 J экз. за один лов) мальков кефали, общей длиной в 37—46 мм. Таким образом сейчас установлен факт значительного размножения в Каспийском море перевезенных туда из Черного моря за предыдущие годы мальков кефалей. Анализы кишечников этих мальков показали, что все они питаются придонной (прибрежной) пищей, состоявшей у наших экземпляров из мелких амфипод (Corophium, Gammarus). А. Бенинг. О замечательном инстинкте обеспечения питания у муравьев. Швейцарский агроном Бюнцли, занимавшийся в Суринаме в течение нескольких лет изысканием мер борьбы против корневых кокцид, повреждающих кофейные план- тации, сделал необычайное открытие в отношении муравьев (Acropyga subj. Rhizomyrma paramari- bensis Borgrn. и ruigersi sp. n.), культивирующих этих кокцид и питающихся их испражнениями. Самка этих муравьеэ при брачном эылете захва- тывает с собою оплодотворенную самку кокциды, обеспечивая таким образом пропитание новой, основываемой ею, колонии. В своей чрезвычайно обстоятельной работе автор рассматривает морфологию и биологию корневых кокцид (четыре различных рода), си- стематику, специальную морфологию, биологию указанных видов Rhizomyrma, вред, косвенно причиняемый ими кофейным плантациям, и меры борьбы с вредителями. Мы рассмотрим почти исключительно биологическую часть работы, при- том, главным образом, то, что имеет отношение к замечательному инстинкту самки Rhizomyrma. Названные муравьи ведут исключительно под- земный образ жизни и питаются исключительно сладкими выделениями своих корневых кокцид. Rhizomyrma предоставляет своим кокцидам поме- щение, )ход и защиту и, в свою очередь, поль- зуется питательным продуктом своих питомцев.— соотношение, обозначаемое под названием тро- фобиоза. Последний чрезвы айно благо прият- ствует размножению, с одной стороны, кокцид, а с другой—муравьев, благодаря чему на поражен- пу ных участках кофейных плантаций размножение О Э 6*
1935 ПРИРОДА № 9 тех и других достигает громадных размеров, при- чем по частичным подсчетам автора нередкость колонии муравьев, заключающие десятки мил- лионов одних рабочих. Брачный вылет проис- ходит после катастрофических дождевых ливней. Половые особи Rhizomyrma—плохие летуны, и потому ветер способствует их широкому рас- пространению. Молодые самки, предпринимаю- щие брачный вылет, как указано было выше, берут с собою по молодой оплодотворенной самке кокциды, которую удерживаютчелюстями. Общим правилом основания новой колонии является ее совместное основание большим количеством са- мок, из которых каждая приносит с собою по самке кокциды. На участках кофейных плантаций с густым распространением колоний происходит расселение оплодотворенных самок по уже на- личным колониям, в результате чего получаются колонии, заключающие до нескольких сотен тысяч цариц (так. наз. плеомегроз). Автор про- изводил повторные частичные подсчеты населе- ния тех же колоний и в одном случае в колонии, в которой было около 79 200 бескрылых самок (цариц), после роения число их возросло сразу до 230 000. Рои крылатых бывают настолько густыми, что однажды автор одним взмахом руки захватил 75 самцов и 45 самок. Помимо самостоятельного основания колоний после брачного вылета иногда происходит обособ- ление филиальных гнезд. Когда Бюнцли открыл транспорт кокцид сам- ками Rhi :отугта, он не был еще знаком со сходными наблюдениями других исследователей. Такие наблюдения, однако, были сделаны не- задолго до его открытия, и он упоминает о них в своей работе. Так, подобные же транспорты самок кокцид наблюдал Пиккель (1928) в Брази- лии и Рупке (1930)—на Суматре. В работе, опубли- кованной Пиккелем. сообщается о том же ин- стинкте у муравья Rhizomyrma pickeli Borgm. Опубликованное Рупке наблюдение на Суматре относится к транспорту кокцид летными самками Cladomyrma sp., гнезда которой еще не известны. Далее в специальной литературе при новоописа- ниях видов Acropyga иногда встречаются корот- кие замечания, что данный вид муравья найден был вместе с кокцидами. Автор полагает, что при брачном вылете трофобиотические кокциды уносятся не только самками Rhizomyrma, но и всех вообще видов Acropyga. Совместное основа- ние новой колонии несколькими самками наблю- дал и я на архипелаге Ару (Караваев, 1933) у Acropyga moluccana Мауг. Присутствие кокцид в этой молодой колонии осталось мною, очевидно, незамеченным. Замечательный инстинкт самок Acropyga, обеспечивающий новоосновываемые колонии корневыми кокцидами, совершенно аналогичен такому ще инстинкту самок южноамериканских „муравьев-листорезов** (/life), который открыт уже сравнительно давно Игерингом (1898) и за- тем подтвержден Я. Гюбером (1905). Atta, как известно, питаются особыми вздутиями мицелия грибка Rhozites gongylophora, культивируемого ими в своих „грибных садах** на растительном субстрате из кусочков листьев деревьев и кустар- ников, беспрерывно срезываемых и приносимых рабочими в свои обширные подземные гнезда. Аналогичный инстинкт Atta заключается в том, что самка этого муравья, вылетая для оплодотво- рения во время брачного вылета, берет с собою кусочек грибного сада в своем инфрабуккальном мешке и инфицирует им в новоосновываемой колонии новый питательный субстрат. Перво- начальным питательным субстратом служат в дан- ном случае испражнения молодой царицы, впо- следствии же, после воспитания ею первых рабо- чих, последние принимаются за срезывание и приноску кусочков листьев, и грибной сад раз- растается. В. Караваев. Литература Н. В й п z 1 i. Untersuchungen uber coccidophile Ameisen aus den Kaffeefeldern von Surinam. Mitt Schweiz. Entom. Ges. 16, p. 454—593, 1935. Herm. v. I h e r i n g, Die Anlage neuer Kolo- nien und Pilzgarten bei Atta sexdens. Zool. Anz., 21, p. 238—245. 1898. Jacob. H n b e r. Uber die Koloniegriindung bei Atta sexdens Biol. Zentralbl., 25, p. 606—619, 625— 635, 25 fig., 1905. D. В. P i c k e 1. Algunas parasitos radicicolas de cafeeiro em Pernambuco. Chacaras e Qyintaes, S. Paulo, 37 (№ 4), p. 369-370. W. Roepke. Uber einen merkwiirdigen Fall von „Myrmekophilie** bei einer Ameise (Clado- myrma sp.?) auf Sumatra beobachtet. Misc. Zool. Sumatrana, 45, p. 1—3, 1930. W. Kara waj e w. Ameisen aus dem Indo- Australischen Gebiet, VII. Konowia, 7, p. 305—320, 1933. Биофизика О физическом доказательстве существо- вания митогенетических лучей. Читателям „Природы** известно, что одним из основных во- просов проблемы митогенетического излучения является вопрос об обнаружении излучения био- логических объектов чисто физическими методами. Вследствие ничтожно малой интенсивности этого излучения для обнаружения его могут быть использованы только физические приборы мак- симальной чувствительности, прежде всего так наз. счетчики фотоэлектронов. Не останавливаясь здесь на подробном изложении устройства и работы этих приборов, мы ограничимся указа- нием на принцип их действия. Он сводится к тому, что уже несколько квант лучистой энер- гии источника увеличивают количество электри- ческих разрядов в разреженном пространстве между электродами. Возникающие разряды регистрируются при помощи какой-либо усили- вающей системы—чувствительного электрометра, громкоговорителя или автоматического учетчика. Чрезвычайная чувствительность прибора опре- деляет его „капризность** и громадное значение индивидуальных свойств каждого отдельного счетчика. Существенным являются и качество электродов, полное затемнение, температура окружающей среды и т. д. Неудивительно по- этому, что литература, трактующая физические опыты по обнаружению ультрафиолетовых (ми- тогенетических) л^чей крайне разноречива —
1935 НОВОСТИ НАУКИ Xs 9 на ряду с положительными работами имеются и такие, авторам которых не удалось обнаружить при работе со счетчиком биологического излуче- ния. Поэтому чрезвычайно интересно, что как раз за последнее время появилось несколько работ, приносящих при применении физических методов очень отчетливое доказательство нали- чия биологического излучения. Две из этих работ принадлежат французским ученым R. Audubert’y и R. Levi. Авторы исследовали влияние на счет- чик фотоэлектронов излучения седалищного нерва, получившего электрическое или механи- ческое раздражение. При этих условиях удалось обнаружить эффект, выражавшийся в увеличении на 20—25% (а иногда до 60%) количества раз- рядов счетчика. Убитый спиртом нерв не оказал на счетчик никакого влияния. Стеклянная за- слонка прекращала эффект — обстоятельство, указывающее на то, что здесь происходит ультра- фиолетовое излучение. Авторы имели возмож- ность высказаться несколько определеннее и о длине волны этого излучения. Отчетливый эффект им удалось получить при применении алюминиевых электродов, чувствительность кото- рых достигает максимума между 2300 и 2400 А, применение электродов из иодированной меди (чувствительность между 2000 и 2400 А) не дало результатов; это заставляет авторов принять, что длина волны излучения нерва равна примерно 2350 А; интенсивность излучения по их подсчетам колеблется между 1000 и 10 000 фотонов на 1 кв. см в секунду. Во второй работе те же авторы объектом ис- следования избрали развивающиеся яйца амфи- бии Discoglosus pictus. «Яйца, освобожденные от студенистой оболочки, находящиеся на стадии ранней и поздней гаструлы, помещались перед кварцевым окном счетчика; изучалось излуче- ние как со стороны верхнего (анимального) полюса яйца, так и со стороны бластопора, являю- щегося наиболее активным участком яйца, местом, где располагаются так наз. организаторы. Оказа- лось, что влияние на счетчик производит именно область бластопора, анимальный полюс лишен излучения. Так как положительный результат получен как с алюминиевыми, так и с медными электродами, авторы делают вывод, что речь и здесь идет об ультрафиолетовом излучении с длиной волны 2000 —2500 А. Нетрудно видеть, что данные эти даже в частностях совпадают с изложенными в „Природе" данными школы Гурвича, полученными биологическим путеьи- Так, Аникину удалось показать, что область бластопора в яйце амфибий является источником митогенетического излучения. Таким образом данные французских авторов с новой несколько стороны приносят веское подтверждение предста- влениям об ультрафиолетовых лучах биологиче- ского происхождения. Наконец, необходимо упомянуть о чрезвы- чайно интересных опытах д-ра Barth (Мюнхен), заведующего в настоящее время физической лабораторией отдела экспериментальной биоло- гии Ленингр. филиала ВИЭМ. Д-ру Barth удалось показать чисто физическим путем наличие так наз. вторичного излучения, играющего огромную роль во всех построениях теории митогенетиче- ского излучения. При помещении счетчика фото- электронов в 5%-й раствор глюкозы и освещении этого последнего митогенетическими лучами таким образом, что возможность непосредствен- ного попадания лучей на счетчик является ис- ключенной, — удалось показать четкий эффект увеличения числа разрядов. Его можно свести только ко вторичному излучению раствора глю- козы. Таким образом представление о вторичном излучении глюкозы получает отчетливое физи- ческое доказательство. Мы надеемся подробнее об этих чрезвычайно интересных опытах сооб- щить в одном из следующих номеров. С. Залкинд. Биохимия Об антагонизме между витаминами и гор- монами. При избыточном поступлении витаминов в организм наблюдаются явления отравления, создающие симптомы так наз. гипервитаминоза. Недостаток того или иного витамина влечет за собою расстройство функций организма и появле- ние особого рода заболеваний, называемых ави- таминозами, ибо эти заболевания могут быть предупреждены или ликвидированы введением в организм того или иного витамина. Из них известны витамины: А (каротин — возбудитель роста); D (противорахитный); Е (воз- будитель размножения); С (противоцинготный); Bj (противонейритный), В2 (флавин, биокатали- затор оксидоредукции); В3 (противопелагриче- ский); В4 (фактор обмена); В5 (фактор обмена!; Вц (фактор обмена); I (противопневмонийный). /Повидимому, в организме находится еще значи- тельно большее число витаминов, причем некото- рые из них имеют свойства гормонов, другие же напоминают энзимы. Подобного рода вещества v. Euler называет витазимами и гормозимами. Весьма часто витамины встречаются совместно и подобно гормонам обнаруживают друг на друга либо стимулирующее, либо уничтожитель- ное влияние. Явления антагонизма между витамином А и витамином С обнаружили Н. Wendt и Н. Schoder. При кормлении морских свинок большими дозами витамина А (препарат фирмы Vogan) не наступало симптомов гипервитаминоза А, если одновременно были введены соответствующие большие дозы витамина С (препарат Cebion фирмы Мерка). Обычно при кормлении каро- тином или витамином А в печени крыс происходит накопление витамина А; если кор- мить крыс одновременно и витамином С, то в пе- чени витамин А исчезает и вытесняется витами- ном С или аскорбиновой кислотой. J. Abelin констатировал антагонизм между витамином А и гормоном щитовидной железы — тироксином. При введении в организм животных, находящихся на особой А-витаминозной диэте, малых доз про- витамина А или каротина животные дают увели- чение веса, так как витамин А является фактором роста. Если одновременно вводить небольшие дозы тироксина, то, не взирая на поступление витамина А, увеличения веса и роста не проис- ходит (v. Euler и Klussmann). В печени гипертиреоидизированных морских свинок нет накопления витамина А, несмотря на 85
1935 ПРИРОДА № 9 кормление этих свинок провитамином А — каро- тином (J. Abelin; Fasold и Peters; Schneider и Widmann). В отличие от других животных крысы осо- бенно легко заболевают гипервигаминозом А. Введением тироксина Fasold и Peters могли излечивать и предотвращать А-гипервитаминоз у крыс. Отравление гормонами щитовидной железы или тиреотоксикоз удается излечивав витамином А, ибо происходит взаимное обезвреживание двух ядовитых веществ. Как известно, козье молоко не имеет пигмен- тов, оно содержит много витамина А и в то же время лишено каротина. После оперативного удаления щитовидной железы козы даюг молоко, окрашенное в желтый цвет; эго молоко со- держит много каротина и вовсе не содержит витамина А. В организме совершается пере- стройка пищевого каротина в витамин А; эта перестройка происходит под влиянием одно о из гормонов щитовидной железы; после исчезйрве- ния гормона образования витамина А не проис- ходит (Fasold и Heidemann). Тироксин способствует ускорению метамор- фоза головастиков. Если к тироксину прибавить витамин А, он не оказывает своего специфиче- ского влияния на головастиков (Eufinger и Gottlieb). Пероральное введение витамина А (через рот) влечет за собой уничтожение антитиреои- дальных защитных свойств крови. Revilliod наблюдал благоприятное влияние печеночного масла рыб, как известно, богатого витамином А, на течение базедовой болезни, вызываемой гиперфункцией щитовидной железы. Антагонистические взаимоотношения между тироксином и витамином А представляют собой результат разнородного влияния тироксина и ви- тамина А на липоидный и глюкогеновый мета- болизм в организме. Литература 1. J. A b е 1 i n. Ztschr. f. Vitaminforschung, 4, 120, 1935. 2. Н. W е n d t u. H. S c h о e d e г, там же, 4, 206, 1935. 3. v. Euler u. Klussman. Ztschr. f. physiologische Chemie, 213, 21, 1932. 4. J. A b e 1 i n, там же, 217, 109, 1933. 5. Fasold u. Heidemann. Ztschr. f. experim. Medizin, 92, 53, 1933. 6. Eufinger u. Gottlieb. KlinischeWochen- schrift, 1397, 1933. Пигменты и витамины глаза. Вытяжки из хрусталика глаза обладают сильной редуцирую- щей способностью. Эта последняя обусловлена не только наличием аскорбиновой кислоты (вита- мина С), составляющей около 20% редуцирую- щих веществ, но и наличием цистина, цистеина и глутатиона. При катаракте аскорбиновая кис- лота исчезает (Н. v. Eulen u. С. Martius). В сетчатой оболочке глаза находится свобод- ный флавин, являющийся акцептором водорода и принимающий участие в оксидоредуктивных процессах. Большое содержание цистина и витамина С в хрусталике глаза указывает на явление интен- сивного глюколиза, совершающегося в глазе, причем ЦИС1ИН представляет собой мощный акцептор водорода. 1 молекула глюкозы и 1 молекула цистина превращаются в одну молекулу аскорбиновой кислоты и 4 молекулы цистеина (F. Fischer). Lonnberg исследовал глаза различных живот- ных. Он извлекал глазное яблоко спиртом или ацеюном, полученный экстракт подвергал омы- лиаанию и изолировал пигменты, растворимые в петролейном эфире. Пигменты давали характерную реакцию с треххлористой сурьмой, показывающую наличие каротинов. Из глаз 32 видов птиц были получены каро- тиноиды, которые по положению линий спектра поглощения напоминали ксантофилл, составную часть листьев. То же было найдено при исследо- вании глаз 29 видов морских рыб и 15 видов ракообразных. Таким образом каротиноиды весьма широко распространены в организмах и, повидимому, являются источником происхожде- ния не только витамина А, но и зрительного пурпура. Wald нашел в pigmentosa и chorioidea глаза большое содержание ксан.офилла и витамина А. У крыс, живущих в темноте, адаптированных к малой интенсивности света, ксантофилл отсут- ствует, а витамин А находится в виде следов, но в глазах адаптированных к темноте крыс встре- чается особый пигмент р е т и н и н, обладающий своеобразным спектром поглощения. В глазах крыс, адаптированных к дневному свету, ретинин отсутствует. Витамин А, накопленный в хориои- деа, диффундирует в ретину (сетчатую оболочку глаза) и превращается в зрительный пурпур или ретинин. В. Садиков. Литература 1. Lonnberg. Ztschr. f. Vitaminforschung, 4, 143, 1935. 2. Wald. Amer Journ. Physiol., 109, 107, 1934. 3. F. Fischer. Klinische Wochenschrift, 1, 596, 1934. 4. E u 1 e r u. C. Martius. Ztschr. f. physiologi- sche Chem., 222, 65, 1933. 86
1935 ПОТЕРИ НАУКИ № 9 ПОТЕРИ НАУКИ Памяти К. Э, Циолковского. 19 сентября 1935 г. скончался в Калуге от рака желудка Константин Эду рдович Циолковский, замеча- тельный изобретатель - теоретик, оставивший последующим поколениям ряд плодотворных технических идей. Среди изобретателей Циол- ковский занимал совершенно особое место. Его влекла к себе крупные цели, крайние высоты технической мысли, открывающие широкие гори- зонты. Он успешно разрабатывал проблемы, никем до него не решенные, считавшиеся даже вовсе неразрешимыми. Самобытный ум подска- зывал ему новые пути, не испытанные другими. Почти не имея предшественников, он во многом предвосхитил позднейшие достижения зарубеж- ной техники. Основное ядро технического наследия Циол- ковского относится к области транспорта — воздушного и ваатмосферного. В разрешении последней проблемы всего блистательнее про- явились сила и своеобразие его изобретательского дарования. Циолковский заложил основы новой отрасли транспорта, обещающего в будущем развитии небывалые, сказочные возможности. В згой области он является пионером, опередив- шим Запад; приоритет его неоспоримо признается специалистами всего м^ра. Следующая хронологическая справка дает представление о круге технических идей, бывших предметом изобретательской работы Циолков- ского (необходимые пояснения даются ниже): На Западе У нас 1. Дирижабль 1895 г. Первый проект дирижабля гр. Цеппелина 1. Дирижабль 1892 г. Первый проект дирижабля Циолковского 2. Аэроплан 1896 г. Аэроплан Лан- глея. 1903 г. Первый полет Райта на аэроплане 2. Аэроплан 1895 г. Книга Циолков- ского „Аэроплан" 3. Ракета 1919 г. Книга проф. Годдарда о ракетах для крайних высот. 1923 г. Книга проф. Оберта о межпланетных ракетах. 3. Ракета 1903 г. Первая печатная работа Циолковского о реактивных приборах для межпланетного транспорта. Поясним схему: 1. Циолковский выступил убежденным побор- ником дирижаблестроения в то время, К. Э. Циолковский. когда в кругу специалистов никто не верил в возможность управляемого воздухоплавания. „Аэростат должен силою вещей навсегда остаться игрушкой ветров", — возражали Циолковскому. За три года до первого проекта Цеппелина Циолковский составил проект цельнометалличе- ского дирижабля оригинальной конструкции, свободного от недостатков воздушных кораблей ныне существующих систем. 2. Задолгэ до первых попыток Ланглея и Сантос-Дюмона, на восемь лет ранее полного успеха бр. Райт, Циолковский произвел расчет моноплана, вычислил его размеры, вес, мощность мотора, скорость, продолжительность полета. В наши дни, в эпоху блестящего развития авиации, работы эти представляют, конечно, только исторический интерес, свидетельствуя о косности тех, кто своевременно не пришел на помощь нашему изобретателю. К заслугам Циолковского в области воздуш- ного транспорта надо отнести также его замеча- тельные работы по аэродинамике. Учения о э-конах воздушного сопротивления до Циол- ковского не существовало. Он самостоятельно исследовал эту отрасль механики: применяя правильную методику, изготовил первую у нас аэродинамическую трубу и по праву - признается „отцом русской аэродинамики". 3. Циолковский открыл путь к покорению заатмосферных высот, к полетам в мировое пространство, к посещению Луны и планет. Он
1935 ПРИРОДА № 9 первый в мире указал на реактивный (ракетный) летательный аппарат, как на орудие управляемых полетов в безвоздушном пространстве; он же положил основы динамики реактивного движения и указал способ превращения пиротехнической ракеты в ракетный летательный аппарат. Он является бесспорным основополож- ником мирового ракетоплавания, рождающегося сейчас на наших глазах. Из технического наследия Циолковского в настоящее время актуальное значение имеет дирижабль его конструкции и идеи, относящиеся к ракетоплаванию. Главная особенность дирижабля Циолков- ского, к сооружению которого уже приступлено, состоит в том, что оболочка его, целиком из тонкой волнистой стали, может свободно и без- вредно изменять свой объем, не утра- чивая обтекаемой формы. Благодаря остроумной системе внутреннего блочного стягивания обо- лочка, в зависимости от давлений наполняющего ее газа и наружного воздуха, изменяет свой объем без складок и неправильностей формы, увели- чивающих воздушное сопротивление. Другое существенное преимущество дири- жабля Циолковского — регулирование температуры наполняющего его газа. Для этого используются продукты горения моторов дирижабля, направляемые по особой металличе- ской трубе внутрь оболочки корабля и нагре- вающие находящийся в оболочке водород. Изме- нение температуры газа, раздувая или сжимая оболочку, заставляет дирижабль подниматься или опускаться без выбрасывания балласта и без потери газа. Помимо этих основных особенностей проек- тируемого дирижабля Циолковский отмечает еще следующие преимущества: „Металлический дешевый, крепкий материал. Нет потери газа. Долговечность. Простота кон- струкции. Отсутствие верфи и ангара для хране- ния. Ненадобность воздушных отделений и перегородок. Ненадобность причальной башни (достаточно мачты). Успешная борьба с метеоро- логическими влияниями. Двигатели, воздушный винт и пр. устроены приблизительно так, как у обычных дирижаблей". Циолковский работал над проектом своего воздушного корабля 43 года, посвятил ему 24 печатных труда и полтора десятка рукописей. Главные из напечатанных статей собраны в его „Избранных трудах" (т. I), появившихся в 1934 г. Достаточно перелистать эти страницы, испещ- ренные выкладками, формулами, чертежами, чтобы убедиться, как тщательно обоснованы в проекте каждая деталь, каждое соображение. Тем не менее Циолковскому в царской Рос- сии не удалось привлечь внимания специалистов к своему проекту и изыскать средства хотя бы для изготовления моделей изобретения. При- знание и содействие Циолковский получил только от советской общественности и Правительства. Благодаря поддержке Осоавиахима он мог изго- товить в 1931г. довольно крупную — в 10 м длиною — модель оболочки своего дирижабля. Дальнейшее развертывание работ по постройке воздушного корабля перешло в комбинат дири- . жаблестроя в Москве, который образовал в своем * составе особое конструкторское бюро по соору- жению воздушного корабля Циолковского. Осенью 1935 г. это бюро, по сообщению началь- ника Дирижаблестроя, „успешно разрешило ряд сложнейших технических проблем конструирова- ния и производства этого корабля. Для про- верки работ строится модель корабля в 1000 куб.м, которая позволит окончательно уточнить методы производства. После этого будет заложен корабль средней кубатуры по полной схеме Циолковского". Надо заметить, что дирижабль Циолковского имеет конструкцию, допускающую весьма боль- шие, даже огромные, размеры, превосходящие масштабы всех существующих воздушных кораб- лей-исполинов. Циолковский предусматривал воз- можность сооружения дирижаблей его системы такой величивы, что они способны будут поднять несколько сот (даже 1500) пассажиров. Переходя к идеям Циолковского в области ракетного — или, как часто говорят, реактив- ного — летания, отметим, что Циолковскому принадлежит заслуга разработки классической теории движения ракеты. Он первый установил относящиеся сюда основные зависи- мости; в частности, уравнение ракеты, выведен- ное Циолковским, связывает окончательную скорость ракеты с количеством сожженного горючего и со скоростью вытекания продуктов горения (зависящею от природы горючего): V ~ мк где е — 2.72 (основание натуральных логариф- мов); v — окончательная скорость, приобретае- мая ракетой в среде без тяжести, с — скорость вытекания продуктов горения из сопла ракеты; М{ — начальная и Мк — конечная масса ракеты (т. е. масса ракеты до начала горения заряда и по окончании горения). Исследуя вопрос огорючем для ракеты, Циолковский установил, что наиболее выгодным (в смысле получения максимальной скорости) зарядом для ракеты должен быть не порох, а горючие жидкости как бензин, нефть, спирт, с жидким окислителем. Только такие „жидкост- ные" ракеты, а не пороховые, способны успешно служить орудием заатмосферного транспорта. Наконец, Циолковский продумал подробный план постепенного завоевания чело- веком мирового пространства — начиная от подъема на ракете в разреженные слои атмосферы и кончая облетом и посещением планет в ракетном корабле с последующим воз- вращением на Землю. Все эти соображения, тщательно обоснованные соответствующими расчетами (см. том II „Избран- ных трудов"), впоследствии получили полное подтверждение в работах зарубежных теоретиков реактивного движения. Постепенно на Западе появилась целая литература о ракетах, а затем приступлено было и к опы.ам сооружения ракет с жидким зарядом. В самые последние годы такие жидкостные ракеты удалось, наконец, построить — пока в виде небольших моделей (около 2 м длины). Существующий в Москве Научно-исследовательский институт реактивного движения Наркомтяжпрома специально занят техническими вопросами, относящимися к ракет-
1935 ПОТЕРИ НАУКИ № 9 ным конструкциям и полетам. Кроме того, вопросами ракетостроения занимаются, в порядке общественном, активисты Осоавиахима и Авиа- ционного научно-инженерного общества (Авиа- ВНИТО) в Москве, Ленинграде, Горьком и в других городах Союза. Цель сооружения первых жидкостных ракет — исследование тех высот стратосферы/ которые недоступны для самых больших стратостатов.1 Циолковский родился в 1857 г. в селе Ижев- ском 6. Рязанской губ. в крайне бедной семье мелкого служащего по лесному ведомству. Скарлатина, перенесенная юным Циолковским на 11 году жизни, имела последствием неизлечи- мое притупление слуха, помешавшее его школь- ному обучению. Все свои знания, в том числе и по высшей математике, он приобрел без посторонней помощи, путем самообразования. В 1879 г. Циолковский сдал экзамен на право преподавания математики в начальных училищах и с следующего года началась его почти 40-лет- няя преподавательская деятельность — сперва в начальной, потом в средней школе — по мате- матике, физике и космографии. Лишь в 1920 г. ухудшение здоровья заставило его прекратить учительскую работу. На этот несложный фон внешней жизни Циолковского накладывается интенсивная твор- ческая деятельность в условиях полуголодного существования — экспериментальная работа, проектирование, расчеты, ли:ературно-научные труды по технике, астрономии, физике, даже биологии. Благоприятные условия для спокойной работы были предоставлены Циолковскому лишь Совет- ской властью, обеспечившей его материально и почтившей его орденом Красного Трудового Знамени. 75-летие со дня рождения Константина Эдуардовича чествовалось в 1932 г., как празд- ник всей страны. , Память Циолковского увековечена рядом ме- роприятий. Совнарком постановил присвоить имя Циолковского Московскому учебному комбинату дирижаблестроения, учредить стипендию и пре- мии имени Циолковского, издать его труды и т. п, ‘Я. Перельман. М. П. Тушнов. Охваченные энтузиазмом социалистического строительства советские уче- ные нередко забывают думать о своем здоровье, о необходимости беречь свои силы. Так было и с одним из оригинальнейших и талантливейших ученых нашей страны — Михаи- лом- Павловичем Тушновым. Еще в июле этого года, когда он проводил свой месячный отпуск в прекрасном санатории КСУ, врачи, напутствуя его после курса лечения, настойчиво указывали ему на необходимость быть „умеренным" в работе и не пренебрегать отды- хом хотя бы в выходные дни, так как состояние его сердца внушает серьезные опасения. Но, по- 1 Подробнее об идеях Циолковского и о совре- менном состоянии ракетной проблемы см. в моей книге „Межпланетные путешествия" (печатается 10-е изд.); технические подробности — в книге изобретателя советской жидкостной ракеты М. К. Тихонравова „Ракетная техника", 1935. М. П. Тушнов. пав в привычную трудовуюж'обстановку, 'М. П. Тушнов, как водится, забыл обо всех этих советах и указаниях и ушел с головой в повседневные треволнения лабораторной и клинической работы. Как всегда, он ходил на заседания, торопился с одного места работы на другое, консультировал, писал, готовил доклады, „горел" новыми мыслями, пока 19 сентября его сердце неожиданно не от- казалось работать, и наступил конец его науч- ным исканиям. Михаил Павлович принадлежал к типу тех ученых, которые идут в науке собственными путями и завоевывают новые области. Его всю жизнь привлекали не те разделы науки, где руками других уже открыта золотонос- ная жила и где нужно только присоединиться к дележу научной „добычи", а его тянуло к себе всегда новое, неизведанное, он сам выдвигал и создавал новые участки работы, открывавшие широкие перспективы. Это — путь наиболее трудный и неблагодар- ный, ибо первые препятствия обычно бывают наиболее тяжелыми и на преодоление их прихо- дится затрачивать много энергии. Но зато такие пионеры, идущие в авангарде и первые проби- вающие брешь в новое, и особенно ценны, так как на эту роль не всякий охотно идет, вернее — эту задачу берут на себя немногие ... И сейчас есть много исследователей, которые не согласны с Тушновым в его основных взглядах, но не най- дется, пожалуй, ни одного, который бы не ценил и не уважал в нем прежде всего смелого пионера- исследователя, не останавливающегося ни перед какими трудностями и решительно и уверенно идущего вперед. И хотя Михаил Павлович не был учевым- общественником и вне своей области исследова- ния и в своих методологических установках от- части отставал от жизни, тем не менее он при- 89
1935 ПРИРОДА № 9 надлежал целиком советской социалистической науке. Смерть застала Михаила Павловича в самом разгаре его научно-исследовательской работы и в самом расцвете его способностей, на 56-м году жизни. Из этих 55 лет целых 33 года было посвя- щено непрерывной научной работе, а вся моло- дость ушла на то, чтобы пробиться к возможности заниматься исследовательской деятельностью, что в царское время было не так-то легко. Михаил Павлович родился в 1879 г. в Казани в семье скромного служащего на волжском паро- ходстве и уже в 10-летнем возрасте остался круг- лым сиротою. Благодаря материальной поддержке сестер ему удалось окончить сначала Казанский учительский институт, представлявший собою в то время не вуз, а нечто в роде специализи- рованной средней школы, а затем и Казанский ветеринарный институт, при котором он и был оставлен для подготовки к профессорскому зва- нию. Здесь, в Казани, Михаил Павлович прошел все ступени ог оставленного при кафедре, что соот- ветствует современной аспирантуре, через долж- ность ассистента и приааг-доцента до профессуры и заведывания кафедрой бактериологии и биохи- мии; здесь, в Казани, Михаил Павлович сложился как исследователь, пионер и новатор; здесь же в сравнительно скромной лабораторной обста- новке и были осуществлены те его научные ра- боты, которые сделали его имя широко извест- ным не только в нашем Союзе, но и за границей. Лишь в 1930 г. Михаил Павлович перебирается в Ленинград, где и развертывает широкую науч- ную деятельность во Всесоюзном институте экс- периментальной медицины и в филиале Всесоюз- ного института экспериментальной ветеринарии. С 1932 г. М. П. был приглашен работать в Москве в прекрасно оборудованной лаборатории Крем- левской больницы, так что одно время он работал наполовину в Ленинграде, наполовину в Москве, и лишь за 2 года до смерти, с переводом ВИЭМ в Москву, Михаил Павлович окончательно поры- вает с Ленинградом и переносит свою работу целиком в Москву. Здесь помимо руководства специальной лабораторией п; и лечебно-санитар- ном управлении Кремля он состоял еще заведую- щим отделом органо-препаратов ВиЭМ и в каче- стве действительного члена Всесоюзной академии сельскохозяйственных наук имени В. И. Ленина был председателем ее ветеринарной секции. Все более дававшая себя знать в последние годы тяжелая болезнь сердца (грудная жаба) не в со- стоянии была снизить научной и организацион- ной активности Михаила Павловича, и он умер от припадка сердечной астмы скоропостижно, не прерывая своей исследовательской работы до самого последнего дня. Научная работа была „ведущим звеном** во всей жизни Михаила Павловича, и он весь цели- ком отдавался ей. В голове его всегда лихора- дочно бились новые мысли и новые варианты опытов, и каждого, кто соприкасался с Михаилом Павловичем, невольно заражала та жажда иссле- дования, тот экспериментаторский энтузиазм, который не оставлял его ни на один момент. Более ранние работы М. П. Тушнова, нашед- шие свое литературное оформление в его маги- огерской диссертации: „К учению о спермото- ксинах". Казань, 1911 г. и в монографии: „К био- логии спермотоксинов". Казань, 1917 г., касаются пограничной .области между иммунологией и фи- зиологией размножения. Заинтересованньй уче- нием о цитотоксинах, с одной стороны, и резуль- татами эндокринологических исследований в об- ласти биологии размножения — с другой, он поставил себе весьма смелую по тому времени задачу активно вмешаться в процесс оплодотво- рения у высших животных и человека и создать такое воздействие на яйцевые клетки самок, чтобы слияния их с спермиями и оплодотворения не происходило и чтобы все остальные физиоло- гические процессы оставались при этом ненару- шенными. После ряда опытов, ему удалось изго- товить особые спермотоксические сыворотки, которые при введении в организм самки вызы- вали в нем своеобразный „иммунитет против беременности**. Действие подобных прививок про- должалось в течение нескольких месяцев, а затем надо было повторять их, иначе способность к за- чатию снова восстанавливалась. Во время иммун- ного состояния половая жизнь привитых самок не давала никаких уклонений ог нормы; они также обнаруживали половую охоту и совокуплялись с самцами, как и нормальные животные, но только слияния гамет у них не происходило. В то же время не наступало у таких иммунных самок и каких-либо болезненных расстройств, и, вообще, никаких побочных влияний таких прививок обна- ружить у опытных животных не удалось. Проблема использования спермотоксинов для вмешательства в процесс размножения животных была поставлена М. П. впервые и гораздо раньше, чем к этой же мысли пришли за границей. Зна- чение ее выходит далеко за пределы возможности применения спермотоксинов в целях регулирова- ния деторождения, или выяснения этиологии не- которых случаев бесплодия, но представляет и крупный биологический интерес, так как вскры- вает некоторые новые стороны процесса оплодо- творения. Собственно, из этой проблемы, кото- рую М. П. понимал очень широко, выросло и то учение о лизатах и о приемах лиаатотерапии, которое явилось делом жизни М. П. и доставило ему широкую известность. Здесь в кратком не- крологе не место излагать эту интересную про- блему тем более, что читатели „Природы" отчасти знакомы с ней по статье самого Михаила Павло- вича, напечатанной сравнительно недавно на страницах этого журнала.1 Еще менее уместным было бы здесь писать о той страстной дискуссии, которая вспыхнула вокруг вопроса о действии лизатов и которая продолжается и посейчас. Но как ни расходятся мнения на счет того, каким образом и на что влияют лизаты, ни у кого не возникает сомнения в том, что эти продукты рас- пада тканей являются новым, неучитывавшимся до сих пор гуморальным факюром большой фи- зиологической силы и что они могут быть исполь- зованы как для терапевтических целей, так и в жи- вотноводстве. Выяснение роли лизатов в организме имеет и огромное теоретическое значение. Еще в 18*3 г. Карл Вейгерт в своей „Теории патологического новообразования тканей** обращал уже внимание 1 Проф. М. П. Тушнов. Учение о гисголизатах. Природа, № 9, 1934*г., стр. 37 —44.
1935 КРИТИКА И БИБЛИОГРАФИЯ № 9 на активную роль продуктов распада и на уча- стие их в процессе нормальной регуляции орга- низма. „Раневые гормоны" Габерландта, автоли- заты Газа, „тканевые эмульсии" Миягава — это все „нащупывание" той же проблемы, любопыт- ные лабораторные опыты, не выраставшие все же в новую область исследования. И только Михаил Павлович сумел через практическое использова- ние этого гуморального фактора для медицинских и зоотехнических целей поднять и теоретический интерес к этому вопросу на такую высоту, что в ко- роткое время выросло целое учение о лизатах. Так же, как после знаменитых опытов с вытяжками ив семенных желез Броун-Секара,уже нельзя было исследователям не заинтересоваться гормонами, так и после работ М. П. в области лизатов созда- лось такое положение, что ни биолог, ни эндокри- нолог, ни врач, ни зоотехник не могут уже пройти мимо этого вопроса. Как ни горестна утрата такого талантливого и активного ученого, как М. П. Тушнов, но для науки эта потеря только в том, что прервалось, и уже навсегда, участие самого М. II. в разработке этой новой и увлекательной проблемы. Сама же она, конечно, будет разрабатываться дальше, вы- яснятся еще новые закономерности гуморальных отношений живого организма, и, чем больше бур- ные дискуссии недавних дней о лизатах будут отходить в прошлое, тем все больше будет це- ниться громадная заслуга М. П. как пионера и основоположника учения о лизатах. Активный ученый никогда не умирает совсем, так как созданное им в науке продолжает жить й расти еще долгое время. А. Немилое. __1___ Ш. Флао. Профессор Ш. Флао (Charles Flahault). Весной этого года, на юге Франции, в возрасте 83 лет, скончался один из наиболее заслуженных деятелей французской науки, член Institut de France, проф. Ш. Флао, с именем которого связана блестящая научная деятельность в различных отраслях ботанической науки в течение более чем полувека. Флао — блестящий профессор, организатор крупного Ботанического института в Монпелье, создатель целой школы ботанико-географов, уче- ный, оказавший сильное влияние на успехи бота- нической науки. На III Международном ботани- ческом конгрессе в 1910 г. Ш. Флао совместно с проф. К. Шреттером изложили принципы ботанико-географических исследований и по- нятий, принятые конгрессом единогласно и со- храняющие свое значение до настоящего вре- мени. Деятельность Ш. Флао в Монпелье составила эпоху в истории ботанической науки Франции. Его светлый облик сохранится навсегда в умах ученых всего мира. И. Палибин. Чарльз Робертсон (Charles Robertson, 1858— 1935). 17 июня в Карлинвиле, Иллинойс, в воз- расте 75 лет скончался Ч. Робертсон.' За сорок с лишним лет своей научной деятельности им опубликовано свыше 120 работ, посвященных преимущественно систематике и экологии насеко- мых. Как систематик Робертсон получил мировое признание в изучении пчелиных (Apoidea), хотя работал также и в других группах насекомых и даже растений; количество описанных им видов чрезвычайно солидно; описания для своего вре- мени следует признать достаточными. Фрагмен- тарно созданная им система подотряда может считаться пока наилучшей. В трактовке некото- рых родов и групп Робертсон не всегда умел нахо- дить верное положение, но эти частные несовер- шенства не умаляют исторического (особенно американского) значения работ Робертсона. Вто- рой цикл вопросов, интересовавший Робертсона и тесно увязанный им с первым, составляли про- блемы экологические. Уже первые работы 1890 г. были посвящены вопросам антофилии. Класси- ческая проблема взаимоотношений между расте- нием и насекомыми получила в лице Робертсона достойного исследователя; им был накоплен боль- шой фактический материал, опубликованный в ряде работ и затем суммированный в книге „Цветы и насекомые" (Flowers and Insects), вы- шедшей несколько лет назад в Американском научном издательстве. Экологическими работами Робертсон интересовался до последних лет, как систематик же он прекратил работу уже довольно давно. Историческая роль Робертсона как эколога еще более высока. По справедливому замечанию Пэркса (Parks) в деле исторического развития экологии в США Робертсону принадлежит одно из почетных мест. В. Попов. 91
1935 ПРИРОДА № 9 Критика и БИБЛИОГРАФИЯ Библиография Дальневосточного края. Т. II. Геология, полезные ископаемые, палеон- тология. Изд. Всесоюзн. ассоц. с.-х. библ., 415 стр., М., 1935. Президиум ДВКрайисполкома в 1931 г. решил предпринять работу по изданию генеральной библиографии Дальнего Востока и поручил ее составление Всесоюзной ассоциации сельскохозяйственной библиографии в Москве, которая и выпустила недавно том, обнимающий литературу за годы 1890—1931 по геологии, палеонтологии и полезным ископаемым. В предисловии редакция мотивирует необходи- мость этого труда, территорию, которую он захва- тывает, указывает объем,учети розыск материалов, классификацию его и затруднения, встретившиеся при работе (неполнота наших даже столичных библиотек). Затем перечислены имеющиеся би- блиографии по геологическим наукам отдельных частей ДВ, составители труда и дан список исполь- зованных источников — сборников, журналов, га- зет, которые вместе с отдельными книгами и бро- шюрами дали 2708 библиографических единиц, сведенных в 2000 нумерованных записей, соста- вивших этот труд. Последний разбит на следую- щие главы: работы общего характера; организа- ция и история геологических исследований, гео- физика, геохимия и минералогия, динамическая геология, историческая геология и стратиграфия, петрография, полезные ископаемые, инженерная геология, палеонтология, биографии исследова- телей и библиография. Отличием этой библиографии, делающим ее особенно полезным справочником, являются крат- кие, а для особенно важных сочинений подробные аннотации, т. е. указания существенного содер- жания данной книги, статьи, заметки, сборника, так что пользующийся библиографией может су- дить о том, в какой степени данный источник является для него нужным. Пользование облег- чается подробными указателями, занимающими 110 стр.; эти указатели следующие: авторов и за- главий, коллективных авторов и учреждений, лич- ных имен, предметный, географических названий, латинских назваииий ископаемых животных и растений. Отметим еще, что Дальний Восток взят не в узких административных рамках и труд обни- мает литературу не только Амурского, Уссурий- ского, Охотско-Камчатского и Чукотско-Анадыр- ского края и Сахалина, но также Восточного Забайкалья и Северной Манчжурии. С другой стороны, недостатком его является включение только литературы на русском языке. Но это огра- ничение, а также отсутствие библиографии по литературе всего периода до 1890 г. (отчасти вос- полняемое известной сибирской библиографией Межова, впрочем, лишенной аннотаций), не ме- шает горячо приветствовать появление этого нуж- ного труда и пожелать продолжения его, т. е. скорейшего выпуска томов, посвященных осталь- ным отраслям знания, особенно по физической географии, сельскому хозяйству и этнографии. Литература по ДВ краю очень обширна, сильно разбросана, так что разыскание ее связано с боль- шими затруднениями и потерей времени; а Зна- чение этого края очень велико, и дальнейшее подробное изучение его—один из самых очеред- ных вопросов. Но чтобы изучать, нужно знать, что уже сделано, в чем и где пробелы и недостатки. В. А. Обручев. Поправка В статье „Химия растений и их родственные отношения" (Природа, № 8, 1935 г., стр. 90, левый столбец, 19 строка сверху) вместо 69 комбинаций следует читать: в 9 комбинациях. Напечатано ио расаоряяению Академии Наук СССР Ноябрь 1935 г. Непременный секретарь академик В, Волгин, Ответственный редактор академик А, А. Борисяк, Зам. ответственного редактора проф. Я, М, Урановский, (Акад. С, И, Вавилов, акад. Б. А. Коллер, акад. Н, С. Кур~ каков, проф. А, Ю, Харит, проф. Ю, Ю, Шахсель (Prof. Dr. J. Schaxel). Ответственный секретарь редакции д-р М, С, Королицкий, Технический редактор А, Д, Покровский, — Ученый корректор А» А, Мирошников, Обложка работы А. А. Ушина. Сдано в набор 14 октября 1935 г. — Подписано к печати 15 ноября 1935 г. Левгорлит № 31966. — Бум. 72 X НО см. — 53/< печ. — 72 800 тип. вн. в л. — Тираж 7500. — АНИ № 1034. — Заказ № 2556. ТАН — 9 л., 12. 92
РУКОВОДИТЕЛИ ОТДЕЛОВ И СОТРУДНИКИ „ПРИРОДЫ1 атемат ка. Акад. С. /А Бернштейн (редактор отдела), доц. Б. И. Сегал (пом. ред.), акад. И. М. Виноградов, доц. В. Д. Купрадзе и др. \ Физика к астрономия. Акад. С. И, Вавилов (редактор отдела), доц. М, С Эйгенсон (пом. ред. по отд. астрономии), про*. В. А. Амбарцумиан, | акад. А. А. Аелопольскии^ доц. М. П. Бронштейн, проф. А. Б. Вериго, дсп Б. М. Вул, проф. Б. П, Герасимович, почетн. чл. АН проф. С. П. Глазенап, Д. И. Еропкин, проф. Н. И. Идельсон, проф. Н. Н. Калитин, чл.-корресп. АН проф. К). А. Крут- ков, акад. П. П. Лазарев, чл.-корресп. АН проф. Г. С, Ландсберг, акад. В, Ф. Миткевчч, проф. Л. В. Мысовский, чл.-корресп. АН проф. /7. М. Никифоров, чл.-корресп. АН проф. Б. В. Нумеров проф. С. В. Орлов, чл.-корресп. АН проф. К. Д. Покровский, акад. Д. С. Рождественский, акад. Н. Н. Се- менов, чл.-корресп. АН Д. Л. Талмуд и др. Химия. Акад. Н. С. Курнаков (редактор отдела), доц. М. А. Бендецкий (пом. ред), проф. М. А. Блох, А. П. Виноградов, проф. А. А. Iринберг, Prof. Dr. G. Hiittig (Pray), проф. С. H. Да- нилов, проф. О. Е. Звягинцев, проф. В. Я. Курбатов, А. В. Лозовой, проф. Б. Н. Меншуткин, проф. В. И Николаев, проф. Н. А. Орлов, проф. А. Д. Петров, проф. В. С, Садиков, чл.-корресп. АН проф. Н.И. Степанов, проф. Н.А. Тр 'Фонов, Э.Х. Фрицман, чл.-корресп. АН проф. В. Г. Хло- пин, проф. С. А. Щукарев, чл.-корресп. АН проф. А. А. Яковкин и др. Геология с палеонтологией. Акад. А. А. Борисяк (редактор отдела), доц. В. 4. Ковда (пом. ред.) акад. Д. Архангельский, чл.-к< рресп. АН Проф. Д. С. Белянкин, акад. В. г 1, Вернадский, Jрезидент Всесоюзн. Акдд. Наук акад А. П. Карпинский, акад. Ф. Ю. Левинсон-Лессинг, проф. Б. Л. Личков, акад. В. А. Обручев, проф. Ю. А. Орлов, М.И. Сумгин, акад. А.Е. Ферсман, чл.-корресп. АН проф. А. В. Шубников, проф. Я. С. Эдельштейн и др. Общая биология. Проф. Ю. К Шаксель (Pi >f Dr. J. SchaxeT) (редактор отдела), проф. Б. Н. Вишневский, С. Я. Залкинд, И, И. Канаев, проф. 3. С, Кацнельсон, чл.-корресп. АН проф. Н. К. Кольцо-, ;роф. А. В. Немилое, проф. П. Фонвиллер (Prof. Dr. Vonwiller), проф. Н. Г. Хлопин и др. Ботаника. Акад. 5 А. Келлер (редактор отдела), чл.-корресп. АН проф. Н. А. Буш, проф. Е. В. Вульф, проф. Н. Н. Иванов, чл.-корресп. АН проф. Б. Л. Исаченко, акад. В л. Комаров, проф. А. Н. Криштофович, акад. ВУАН В. Н. Люб-гменко, | почетн. чл. АН И. В. Мичурин, j проф. И. В. Палиб^.г. проф. В, Ф. Р здооский, акад. А А. Рихтер, проф. В. А. 1 раншель, проф. Б. А. Федченко,£акадИ^А^^^^^^*^^7] проф. К. А. Фляксбергер, акад. ВУАН Н. Г. Холодный и др. Зоология. Акад. А Н. Северу ов ( юдактор отдела), проф. Д. М. Федотов (пом. ред.), чл.-коррес г. АН проф. Л. С. Берг, проф. С. Й. Боголюбский, проф. Б. С. Виноградов, проф. К М. Де- рюгин, проф. В А. Догель, проф. В, И. Жадин, акад. С. А. Зеонов, почетн. чл. АН проф. Н. М. Кни- пович, проф. Н. Я. Кузнецов, проф. Г. У. Линдберг, проф. Б. С. Матвеев, проф. А. К. Мордвилко, проф. Е. Н. Павловский, Ю.'М. Ралль, проф. П. В. Серебровский, М. И. Тихий, А Я. Тугаринов, Н. В. Шарлемань, проф. Б. Н. Шванвич, акад. И. И. Шмалвгаузен, проф. П. Ю. Шмидт, А. А. Штакельберг, проф. В. Л. Якимов и др. Физиология. Акад. Л. А. Орбели ‘.редактор отдела), д-р Э. А. Асратян (пом. ред.), проф. К. М. Былое, проф. Б. М. Завадовский, проф. М. М. Завадовскии, проф. Г. П. Зеленый, проф. В. С. Исупов, проф. X. С. Коштоянц, проф. Е. М. Крепе, доц. Ю. В. Медведев, акад. И. П. Павлов, проф Н. А. Подкопаев, акад. А. А. Ухтомский, проф. А. Ю. Харит, проф, Л. С. Штерн, проф. В. А. Энгельгардт и др. Ге» вт <ка. Акад. Н. И. Вавилов (редактор отдела), Ю. Я. Керкис, д-р Д. Костов (Dr D. Ког- toff), Т. К. Лепин, проф. Г. Г. Мёллер (Prof. Н. J. Muller), ак<ч(. ВУАН А. А. Сипегин и др. Ижкрмиологи!... Акад. Г. А. Надсон (редактор отдела), д-р А. А. Имшенецкий (пом. ред.), чл.-корресп. АН проф. Г. Д. Беленовский, Т. Л. Гинзбург-Карагичева, проф. В. П. Израильский, проф. Л. И. Рубенчик, проф. Б. П. Эберт и др. Почвоведе аве. Чл.-корресп. АН проф. Б. Б. Полынов (редактор отдела), проф. Р. И. Аболин, И- Н. Антипов-Каратаев, проф. А. М. Панков, акад. Л, И. Прасолов и др. Истор-я и философия ст:твозиания. Проф Я. М. Урановский (редак ор.отдела), проф. С. Ф. Васильев, проф. Б. Н. Выропаев г л.-корресп. АН проф. Б. М Гессен, доц. Б. М. Кедров, проф. А. А. Максимов (Москва), проф. Г. С. Тымянский, проф, Е А. Финкельштейн, проф. Р. А. Янковский и др. В журнале принимают также участие: проф. В. Я. Альтберг, акад. А. А. Байков, инж. В. Н. Васильев, чл.-коррееч. АН проф. В. Г. Глушков, проф. Н. А. Копылов, проф. Н. Н. Кузнецов-Угам- <жий, проф. П. А. Молчанов, почетн. чл. АН проф. Н. А. Морозов, проф. Б. П. Мультановскиа, А. И. Толмачев и др.
Цена 1 р. 25 к. ИЗДАТЕЛЬСТВО АКАДЕМИИ НАУК СССР ПРОДОЛЖАЕТСЯ ПОДПИСКА НА 2-е ПОЛУГОДИЕ 1935 ГОДА = НА ЕЖЕМЕСЯЧНЫЙ ПОПУЛЯРНЫЙ = ЕСТЕСТВЕННО-ИСТОРИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ ИЗДАВАЕМЫЙ АКАДЕМИЕЙ НАУК СССР 24-й год издания „ПРИРОД А“ _ ** »**” Ответственный редактор акад. А. А. БОРИСЯК Зам. ответственного редактора проф. Я. М. Урановский Члены редакционной коллегии: акад. С. И. Вавилов акад. Б. А. Келлер, акад. Н. С.Кур- на* в, проф. А. Ю. Харит, проф. Ю. Ю Шаксель (Pref. Dr. J. Schaxel). Отв. секретарь ре дикции д-р М. С. Королицкий. Журнал популяризирует достижения современного естествознания в СССР и за границей, наиболее обилие вопросы техники и медицины и освещает их связь с социалистическим строительством? Информируя читателей о новых данных в области конкретного знания, журнал вместе с тем освещает общие проблемы естественных наук, преодолевая реак- ционные направления в теоретическом естествознании. В журнале представлены все основные отделы естественных наук, rpi кннзовьны также отделы: естественные науки в строительство СССР, природные ресурсы Сок 1 ССР, история н философия естествознания, новость науки, научные съезды в кон- ференции, жизнь институтов и лабораторий, критика I библиография. Редакторами отделов являются: математики— акад. С. Н. Бернштейн; фи- зики и астрономии — акад. С. И. Вавилов; химии — акад, Н. С. Кур: аков; геологии с палеонтологией — ака . А А. Борисяк; общей биологии — проф. Ю. Ю. Шаксель (Prof. Dr. J. Schaxel); ботаники — акад. Б. А. Келлер; зоологии — акад. А. Н. Северцов; физиологии — акад. Л А. Орбели; генетики — акад. Н. И. Вавилов микробиологии — акад. Г. А. Надсон; почвоведения — чл.-корресп. АН проф. Б. Б. Полынов. Журнал рассчитан на научных работе >ков и аспирантов; естест“нников в обще- ственников, на преподавателей естеств >внания зысших и средних школ. Журнал стр.иится удовлетворить запросы всех, кто интересуется современным состоянием естественных наук, в частности широкие круги работников прикладного знания, со- трудников отраслевых институтов: физиков, химиков, растениеводов, животноводов, инженерно-технических, медипинских оаботников и т. д. ПОДПИСНАЯ ЦЕНА; На год за 12 №№ . . На Vi год* за 6 №№ . 15 руб. — коп. 7 руб. 50 коп. Подписку и деньги направлять в Отдел распростоанеипя Издателг-тва Академия Наук СССР: 1. Москва, ул. Горького, 20/2, тел. 48-33; 2. Ленинградское отделение Изда- тельства. Ленинград 164, В. О., Менделеевская лин., 1, тел. 5-92-62. Подписка принимается также доверенными Издательства, спабже-ными специальными удостовеоениями? Редакция: Ленинград 164, В. О., Менделеевская лин., 1, тел. 669-38 в 555-78.