риродаЕжемесячный
популярный
естественнонаучный
журнал1976 Академии наук СССР
природаЕжемесячный	Основан в 1912 годупопулярныйестественнонаучныйжурналАкадемии наун СССРеРЕДАКЦИОННАЯ КОЛЛЕГИЯГлавный редакторакадемикН. Г. БАСОВДоктор физико-математических наукЕ. В. АРТЮШКОВДоктор биологических наукА. Г. БАННИКОВАкадемикД. К. БЕЛЯЕВАкадемикА. И. БЕРГЧлен-корреспондент АН СССРЮ. В. БРОМЛЕЙДоктор биологических наукA.	Л. БЫЗОВЗаместитель главного редактора
доктор физико-математических наукB.	М. ГАЛИЦКИЙ
Член-корреспондент АН СССР
Б. Н. ДЕЛОНЕДоктор физико-математических наукC.	П. КАПИЦА
АкадемикБ. М. КЕДРОВЧлен-корреспондент АН СССР
Н. К. КОЧЕТКОВ
Член-корреспондент АН СССР
В. Л. КРЕТОВИЧДоктор физико-математических наукБ. В. КУКАРКИНДоктор философских наукГ. А. КУРСАНОВАкадемикК. К. МАРКОВДоктор философских наукН. Ф. ОВЧИННИКОВЗаместитель главного редактораВ. М. ПОЛЫНИНЗаместитель главного редакторадоктор геолого-минералогических наукЮ. М. ПУЩАРОВСКИЙЗаместитель главного редакторадоктор биологических наукА.	К. СКВОРЦОВДоктор геолого-минералогических наук
М. А. ФАВОРСКАЯ
Заместитель главного редактора
кандидат технических наукА.	С. ФЕДОРОВАкадемик
Г. М. ФРАНКЧлен-корреспондент АН СССРВ.	Е. ХАИНЧлен-корреспондент АН СССР
Р. Б. ХЕСИЯ
Академик
Н. В. ЦИЦИНДоктор географических наук
Л. А. ЧУБУКОВ
Ответственный секретарь
И. Б. ШИШКИН
АкадемикВ.	А. ЭНГЕЛЬГАРДТ
Доктор биологических наукА.	В. ЯБЛОКОВНа первой странице обложки. Пегий лунь —
редкий и охраняемый вид нашей орнитофауны.
См. заметку Г. М. Стегера «Пегий лунь».Фото Г. М. Стегера.На четвертой странице обложки. Синтетические
полупроводниковые алмазы. Их желтая окрас¬
ка связана с присутствием в кристаллической
решетке значительных концетраций азота. См.
статью В. С. Вавилова и Е. А. Коноровой «По¬
лупроводниковые алмазы».Фото А. К. Невежина, А. Г. Лобова (АПН).Редакция рукописей не возвращает.<g) Издательство «Наука»,
«Природа», 1976 г.
3(727)Март 1976 годаВ НОМЕРЕНаука в десятой пятилеткеМ. А. МокульскийПрименение синхротронного излу¬
чения для структурных исследо¬
ванийВ, А. ВахрамеевПалеоботаника на XII Междуна¬
родном ботаническом конгрессеЮ. В. СелезневГенная инженерия: к истории во¬
проса1718Ю. А. Багдасаров«Взрывные» котловины Централь¬
ного Казахстана	28Е. М. АлексееваНаходка в Анапе	30В, С. Вавилов, Е. А. КонороваПолупроводниковые алмааы	36К охране подземных водИ. Н. Яницкий, В. В. ПименовСюрпризы подземной гидро¬
сферы	44Н.	В. РоговскаяКарта естественной защи¬
щенности подземных вод от
загрязнения	57Г. А. РазумовПодземные водохранилища 62
В. Н. КунинПодземные воды и охрана
окружающей среды	70Г. А. БурбаЛунные черты Меркурия	77А.	А. Корольков, А. П, МоэеловДиалектика и метафизика в эволю¬
ционных исследованиях	90Г. М. СтегерПегий луньА.	Н. ФормозовВ ДагестанеИз альбома А. Н. ФормозоваA.	А. НасимовичПионер отечественной экологииB.	П. ГоранскийВспышка Новой в созвездии Ле¬
бедяТ. И. ГалкинаЭкситонная капляА.	К. ШвыреваЭласмотерии СтавропольяX. Готье-ПилтерсВерблюд — чудо пустыниНОВОСТИ НАУКИН.	Г, Басов, А. В. Сидоренко,
К. П. Флоренский100109117122124126128138IАлександр Павлович Виноградов! 14JРЕЦЕНЗИИ
Г. К. ЦвераваУ истоков научных контактов СССР
и США	147Ж. Я. Грушанская, А. И. КороткинО механике движения животных 150С.	А. ОстроумовКурс общей биохимии	152НОВЫЕ КНИГИ	154В КОНЦЕ НОМЕРАВ.	П. Данильченко, А. В. ЧернецовРеальные рыбы на Страшном суде 156
Организация науки«Природа», 1976, № 3Наука в десятой пятилеткеИтоги девятой пятилетки показывают, что совет¬
ский народ значительно продвинулся вперед по пути
строительства коммунистического общества. Благодаря
самоотверженному труду рабочего класса, колхозного
крестьянства, интеллигенции, трудящихся всех союзных
республик значительно возрос экономический потенциал
страны, эффективность общественного производства,
усовершенствовалась его структура. Выполнение основ¬
ных задач девятой пятилетки в области народнохозяйст¬
венного строительства позволило обеспечить повышение
материального и культурного уровня жизни советского
народа. Укрепилось идейно-политическое единство на¬
шего общества, содружество народов нашей Родины.
Продолжался процесс постепенного преодоления су¬
щественных различий между умственным и физическим
трудом, между городом и деревней.Совершенствование социальной структуры совет¬
ского общества сопровождалось возрастанием произ¬
водственной и общественной активности советских
людей.Вот лишь несколько цифр, характеризующих не¬
которые итоги развития экономики нашей страны за го¬
ды девятой пятилетки.Национальный доход, используемый на потребле¬
ние и накопление, увеличился на 28%, а абсолютный
его прирост составил 76 млрд рублей. Необходимо от¬
метить, что большая часть этого прироста (около четы¬
рех пятых) получена за счет повышения производитель¬
ности труда. Увеличился на 43% объем промышленно¬
го производства, доля в наибольшей мере определяю¬
щих технический прогресс отраслей — машиностроения,
электроэнергетики, химической и нефтехимической про¬
мышленности — в общем объеме промышленного про¬
изводства возросла с 31% в 1970 г. до 36% в 1975 г.
Быстрыми темпами увеличивался выпуск продукции ма¬
шиностроения, особенно той ее части, которая позво¬
ляет облегчить или заменить труд человека трудом
машин. Так, в 1,8 раза увеличилось производство при¬
боров и средств автоматизации, а вычислительной тех¬
ники — в 4 раза. Возросла выработка электроэнергии,
добыча нефти, газа, угля, дальнейшее развитие получи¬
ла атомная энергетика.Успешно осуществлялась программа подъема
сельского хозяйства, рассчитанная одновременно на ре¬
шение текущих задач и на создание предпосылок даль¬
нейшего развития этой отрасли. В целом, несмотря на
исключительно неблагоприятные погодные условия,
среднегодовой объем валовой продукции сельского хо¬
Наука в десятой пятилеткеззяйства по сравнению с предыдущим пятилетием увели¬
чился на 13%.За годы пятилетки на 24% возросли реальные до¬
ходы в расчете на душу населения.Достойный вклад в реализацию решений
XXIV съезда КПСС, в рост научно-технического потен¬
циала нашей страны внесли советские ученые. Успешно
развивались фундаментальные и прикладные исследова¬
ния, что способствовало решению важнейших народно¬
хозяйственных проблем. Получены новые выдающиеся
достижения в различных областях науки и техники,
в освоении космического пространства.Большие задачи стоят перед советской наукой в
новом, десятом пятилетии, главная цель которого со¬
стоит в последовательном осуществлении курса Комму¬
нистической партии на подъем материального и куль¬
турного уровня жизни народа на основе динамичного
и пропорционального развития общественного произ¬
водства и повышения его эффективности, ускорения
научно-технического прогресса, роста производитель¬
ности труда, всемерного улучшения качества работы во
всех звеньях народного хозяйства.Партия ждет от советских ученых дальнейшего
расширения и углубления исследований закономерно¬
стей природы и общества,' повышения их вклада в
решение актуальных проблем строительства материаль¬
но-технической базы коммунизма, развития фундамен¬
тальных и прикладных наук.Курс партии на повышение эффективности обще¬
ственного производства, Hd опережающий рост его ка¬
чественных показателей требует сосредоточить внима¬
ние ученых на важнейших проблемах научно-техниче-
ского прогресса, от решения которых зависит успеш¬
ное развитие экономики, культуры и самой науки, пре¬
дусмотреть развертывание таких исследований, резуль¬
таты которых открывали бы принципиально новые пути
и возможности преобразования производительных сил,
создания лучшей'тёхники и технологии. Необходимо по¬
вышать уровень эффективности и самих научных иссле¬
дований, отдачу труда научных работников, совершен¬
ствовать методы внедрения научных достижений в на¬
родное хозяйство.Один из резервов повышения эффективности нау¬
ки— сокращение сроков проведения исследований за
счет использования новейших технических средств.
В решениях партии предусматривается укрепление ма¬
териальной базы научных, проектных и конструкторских
организаций путем улучшения их оснащенности прибо¬
рами, оборудованием, материалами, средствами вычи¬
слительной и организационной техники. Вместе с тем
пристального внимания ученых заслуживают вопросы
планирования и управления научными исследованиями,
вопросы совершенствования управления процессами ин¬
формационного обеспечения. Большую роль должно
сыграть повышение ответственности научных коллекти¬
вов и их руководителей за уровень и качество иссле¬
дований, обоснованность предлагаемых рекомендаций,
усиление заинтересованности работников науки в ре¬
зультатах их деятельности.В планах десятой пятилетки большое значение
4Наука в десятой пятилетиепридается дальнейшему развитию естественных и техни-
ческих наук. Будут расширяться исследования по теоре¬
тической и прикладной математике, ядерной физике,
физике плазмы, твердого тела, низких температур, ра¬
диофизике и электронике, квантовой электронике, ме¬
ханике, оптике, астрономии, создающих базу для уско¬
рения научно-технического прогресса, особенно же раз¬
вития атомной энергетики, совершенствования сущест¬
вующих и разработки новых способов преобразования
энергии, создания и внедрения принципиально новой
техники, новых материалов, технически ценных кри¬
сталлов.Планируется расширить исследования в области
синтеза химических соединений, создания новых хими¬
ческих процессов с высокоэффективными каталитиче¬
скими системами, разработки научной основы техноло¬
гии с преимущественным использованием замкнутых
циклов.В целях ускорения решения важнейших медико¬
биологических проблем борьбы с сердечно-сосудисты-
ми, онкологическими, вирусными и профессиональными
заболеваниями, болезнями нервной системы будут уси¬
лены исследования в области молекулярной биологии,
физиолого-биохимических основ жизнедеятельности че¬
ловеческого организма.Дальнейшая разработка теории и методов генети¬
ки позволит создать новые ценные сорта растений, по¬
роды животных и культуры микроорганизмов, а также
способы получения физиологически активных веществ
для ряда отраслей промышленности, сельского хозяйст¬
ва и медицины.В новой пятилетке большое внимание будет уде¬
ляться развитию научных основ рационального исполь¬
зования и охраны почв, недр, растительного и живот¬
ного мира, воздушного и водного бассейнов, расширят¬
ся комплексные исследования Мирового океана.Расширение исследований по изучению земной ко¬
ры и верхней мантии Земли обеспечит дальнейший
прогресс в познании процессов формирования и зако¬
номерностей распределения месторождений полезных
ископаемых.Для дальнейшего увеличения минерально-сырье¬
вых ресурсов, обеспечения опережающего роста разве¬
данных запасов сырья по сравнению с темпами разви¬
тия добывающих отраслей, особенно в районах дей¬
ствующих горнодобывающих предприятий и вновь ос¬
ваиваемых районах страны, потребуется значительное
расширение геолого-разведочных работ, повышение их
эффективности, технической оснащенности, создание и
внедрение высокопроизводительного оборудования. Бу¬
дет ускорено выявление новых месторождений нефти,
природного газа и конденсата прежде всего в Сред¬
нем Приобье и на севере Тюменской области, в Во¬
сточной Сибири, Якутской АССР и Коми АССР, в Ар¬
хангельской области, Средней Азии и Казахской ССР
(Прикаспийская впадина). Шире развернутся геолого¬
разведочные работы в шельфовых зонах морей и океа¬
нов, в первую очередь на нефть и газ. Усилится развед¬
ка месторождений коксующихся и энергетических углей,
особенно в Европейской части СССР, богатых и легко-
Неука в десятой пятилетке5обогатимых руд для черной и цветной металлургии,
драгоценных металлов и алмазов, сырья для атомной
энергетики и производства минеральных удобрений,
подземных вод.Десятым пятилетним планом предусматривается
развитие методов прогнозирования погоды и стихийных
бедствий, расширение исследований по изучению кос¬
мического пространства, по применению космических
средств в познании природных ресурсов Земли, в ме¬
теорологии, навигации и связи.Прирост промышленной продукции преимуще¬
ственно за счет увеличения производительности труда
ставит перед творцами новой техники задачу после¬
довательного перехода от создания и внедрения отдель¬
ных машин и технологических процессов к разработке
и массовому применению высокоэффективных систем
машин, обеспечивающих механизацию и автоматизацию
всего производственного цикла.Поднятие эффективности народного хозяйства на
более высокий уровень потребует от ученых создания
новых, более совершенных способов добычи полезных
ископаемых, ориентированных на более полную пере¬
работку сырья, на уменьшение отходов и их утилиза¬
цию с тем, чтобы максимально уменьшить воздействие
на окружающую среду.Одно из важных направлений научных исследова¬
ний, намеченных партией, заключается в совершенство¬
вании методов прогнозирования влияния производства
на окружающую среду, методов и средств борьбы с
выбросами вредных веществ в атмосферу, создания эф¬
фективной системы контроля за состоянием окружаю¬
щей среды и источников ее загрязнения.Определены главные направления исследований в
области, общественных наук. Будет продолжена работа
по научному обобщению всемирно-исторического опыта
КПСС, по исследованию теоретических проблем разви¬
того социализма, закономерностей его перерастания в
коммунизм, механизма их действия и использования.
Представители общественных наук продолжат разработ¬
ку теории создания материально-технической базы ком¬
мунизма, совершенствования общественных отношений,
формирования нового человека, развития социалисти¬
ческого образа жизни.Важное место займут изучение проблем научно-
технической революции, поиски путей повышения эф¬
фективности и интенсификации общественного произ¬
водства, совершенствования управления, планирования и
прогнозирования социально-экономических процессов.Одновременно будут расширяться исследования
по вопросам социалистической экономической интегра¬
ции, внешнеэкономических связей СССР с другими за¬
рубежными государствами, продолжится изучение
проблем современного мирового развития.Перед советскими учеными ставится задача уси¬
ления взаимосвязи естествённых, общественных и тех¬
нических HavK.Для успешного выполнения заданий партии необ¬
ходимо всемерно развивать творческую активность со¬
ветских ученых.УДК. 001, 500.53
6	Физика	«Природа», t9?6, № 3Применение синхротронного излучения
для структурных исследованийМ. А. МокульскмйМарк Александрович Мокульский, доктор физико-матема тиче-
ских наук, начальник биологического отдела Института атомной
энергии им. И. В. Курчатова. Основные научные труды посвя¬
щены действию излучений на полимеры, изучению строения био¬
полимеров, применениям синхротронного излучения для струк¬
турных исследований.ПРИРОДА И СВОЙСТВА СИНХРО¬
ТРОННОГО ИЗЛУЧЕНИЯХорошо известно, что заряженная
частица, движущаяся с переменной ско¬
ростью, излучает электромагнитные вол¬
ны. Это явление называется тормозным
излучением. Под торможением при этом
понимают любое изменение скорости ча¬
стиц: увеличение, уменьшение или пово¬
рот. Причина торможения в общем слу¬
чае — взаимодействие частиц с силовым
полем. Вид поля очень сильно влияет на
характер излучения. В частном случае,
когда частица движется в магнитном поле
(ее скорость при этом меняется только
по направлению), возникающее излучение
называется магнитно-тормозным, а ча¬
ще — синхротронным. Последнее название
возникло в связи с тем, что в земных
условиях самым существенным случаем
магнитно-тормозного излучения является
излучение электронов при движении в
магнитном поле циклического ускорите¬
ля — электронного синхротрона.Синхротронное излучение — весьма
распространенное явление природы: лю¬
бой заряд, движущийся в магнитном по¬
ле, представляет собой источник такого
излучения. Синхротронное излучение воз¬
никает, например, когда электрон прохо¬
дит сквозь магнитное поле атома и ког¬да заряженная космическая частица про¬
ходит сквозь магнитное поле звезды.В лабораториях синхротронное излу¬
чение (СИ) появилось в 40-х годах наше¬
го века, когда были запущены первые
синхротроны. Оно приобрело известность
как фактор, мешающий повысить энергию
электронов. С ростом энергии электронов
очень быстро увеличивались потери энер¬
гии на излучение. Сейчас СИ — одно из
хорошо изученных физических явлений.
Построена весьма детальная теория этого
явления, выяснена его роль в формирова¬
нии орбиты электронов в ускорителях,
проведены эксперименты по наблюдению
синхротронного излучения от внеземных
источников (и даже — внегалактических).Но не чисто ускорительные и не
астрофизические проявления СИ привле¬
кают к нему сегодня наибольшее внима¬
ние. СИ все более становится лаборатор¬
ным инструментом исследования вещест¬
ва. И вполне возможно, что синхротро¬
нам, которые до сих пор строились толь¬
ко для исследований по физике высоких
энергий, уготована в будущем совсем дру¬
гая роль — быть источником света (точнее,
электромагнитного излучения в широком
диапазоне спектра) для спектроскопии,
рентгеноструктурного анализа, физики
твердого тела, физики атомов и молекул,
химии, молекулярной биологии.
Применение синхротронного излучения для структурных исследований7Особенно сильные претенденты на
роль такого источника света — не обыч¬
ные синхротроны, а так называемые нако¬
пители электронов, В синхротроне сгусток
электронов, ускорившись за малые доли
секунды до высокой энергии, выбрасыва¬
ется на мишень. В накопителе сгусток,
достигнув высокой энергии, оказывается
на стационарной замкнутой орбите и дви¬
жется по ней, получая извне лишь не¬
большие попутные толчки, компенсирую¬
щие потери энергии на излучение. Сверх¬
высокий вакуум в камере накопителяряющихся инжекций электронов, что со¬
провождается большим количеством
жесткого излучения, а также с тем, что в
накопителе резко уменьшено рассеяние
электронов на остаточном газе в вакуум¬
ной камере — такое рассеяние тоже со¬
провождается очень жестким излучёнием.
Малый радиационный фон позволяет ра¬
ботать в непосредственной близости к ка¬
мере накопителя (нет необходимости по¬
мещать приборы и людей за многометро¬
выми защитными стенами, как это делает¬
ся на обычных синхротронах).ускоряющийпромежутокСхема вакуумной камеры накопителя, Магнитное
поле, удерживающее сгусток на орбите, изобра¬
жено цветным пунктиром.(10'9 Тор) обеспечивает большое время
жизни сгустка, и он живет там часами,
проходя за это время многие миллиарды
километров. Важные свойства накопителя,
как источника СИ, таковы: 1) большой на¬
копленный ток, 2) малые поперечные раз¬
меры сгустка электронов (вместе с пер¬
вым свойством оно обеспечивает высокую
светимость сгустка, 3) малый радиацион¬
ный фон вокруг ускорителя.Последнее свойство связано с тем,
что накопитель не требует часто повто-О	свойствах синхротронного излуче¬
ния уже писалось1, и здесь мы лишь кон¬
спективно эти свойства перечислим.1.	Спектр Си: непрерывный, форма
спектра зависит от энергии электронов и
величины магнитного поля.Накопитель с энергией электронов
2 ГэВ и обычными железными магнита¬
ми с полем 16—18 тыс. Гс имеет спектр
СИ с максимумом, близким к 1 А. Харак¬
терная черта спектра — резкий спад ин¬
тенсивности в сторону коротких волн.2.	Направленность СИ: очень ост¬1 См,: К а п и ц а С, П. Магнитно-тормо3-
ное излучение — новый инструмент иссле¬
дований.— «Природа», 1971, № 10.
8М. А. Мокульскийрая; почти все излучение направлено впе-
ред по касательной к орбите электрона
(обычно отклонение от касательной не
превышает нескольких минут).3.	Интенсивность СИ: сильно зависит
от энергии электронов и от величины
магнитного поля. Для опытов с примене¬
нием СИ полезно знать не интенсивность
излучения, а плотность потока излучения
в том месте, где находится образец, а ча¬
ще — спектральную плотность потока, вы¬
ражаемую в числе квантов СИ, падающих
в секунду на единицу площади и имею-Спектр синхронного излучения. На осях в ло¬
гарифмическом масштабе нанесены значения
плотности потока фотонов а зависимости от
длины волны.щих длины волн от Л до А.+ ДХ.
Спектральную плотность потока можно
измерять, например, в таких величинах:
фотон/мм1 с-А (обычно указывают также
величину тока в ускорителе).Спектральную плотность потока N
можно выражать и иначе, например, в
единицах мощности: Вт/мм2 A-N — функ¬
ция длины волны и параметров ускори¬
теля.Е7N (фотон/мм2 с А)	рг/ (X),Здесь Е — энергия электронов, R—■ ра¬
диус их орбиты, f (Л) — некая универ¬
сальная функция длины волны, вычисляе¬
мая теоретически.На сегодняшний день достигнуты
огромные значения плотности потока СИ.
В спектральном интервале ДЛ/~1 А вели¬
чина N достигает 10’5 фотонов/мм2-с-А
и более.4.	Поляризация СИ: носит, строго
говоря, довольно сложный характер,
однако основная его черта очень про¬
ста— большинство фотонов линейно поля¬
ризовано (вектор электрического поля ле¬
жит в плоскости орбиты).ДИФРАКЦИОННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯСТРУКТУРЫ ВЕЩЕСТВАИз широкого круга объектов и явле¬
ний природы, которые могут быть иссле¬
дованы с помощью СИ, мы будем гово¬
рить только об одном — об исследовании
атомной структуры вещества дифракцион¬
ным методом. В спектре СИ современ¬
ного синхротрона или накопителя присут¬
ствуют в большом количестве кванты
рентгеновского диапазона „от нескольких
десятых долей до 3—4 А. Это обстоя¬
тельство и создает возможность примене¬
ния синхротронного излучения в рентге¬
ноструктурном анализе.Дифракционные исследования струк¬
туры вещества — одно из самых крупных
достижений физики XX в. Именно благо¬
даря дифракционным структурным иссле¬
дованиям было экспериментально показа¬
но существование кристаллических реше¬
ток, выяснено пространственное располо¬
жение атомов в кристаллах и молекулах.
Данные этих исследований сегодня лежат
в основе таких наук, как физика твердо¬
го тела, химия, молекулярная биология,
и связанных с ними областей техники.В истории дифракционных структур¬
ных исследований много ярких эпизодов,
по достоинству оцененных, однако, толь¬
ко учеными. Такими эпизодами, настоя¬
щими «запусками спутников» в области
структурных исследований, были расшиф¬
ровки атомных структур молекул белков
миоглобина и гемоглобина, сделанные в
Применение синхротронного излучения для структурны* исследовании9лабораториях Дж. Кендрю и М. Перутца
в Англии в начале 60-х годов.Идея дифракционного метода ис¬
следования структуры вещества в принци¬
пе проста. Если «осветить» интересующий
нас объект каким-либо излучением —
рентгеновскими лучами, видимым светом,
нейтронами или электронами, излучение
будет частично рассеяно или, как говорят,
дифрагировано объектом. Затем, хорошо
измерив все рассеянное излучение, мож¬
но довольно много сказать о структуре
тела. При хорошем качестве образца ко-Схема дифракционного исследования структуры
с помощью синхротронного излучения.личество структурной информации, извле¬
каемой из дифракционного опыта, может
быть огромным. Практически удается
определить, например, координаты не¬
скольких тысяч атомов, входящих в моле¬
кулу белка, или такие тонкие детали
структуры, как размах тепловых колеба¬
ний атомов.Вот простейшая схема опыта. Излу¬
чение, выходящее из источника — рент¬
геновской трубки (если 3Trf электромаг¬нитное излучение) или ядерного реактора
(если это нейтроны), попадает на образец.
Картина рассеяния излучения — дифрак¬
ционная картина — регистрируется каким-
либо детектором (фотопленкой, системой
счетчиков и т. п.). Очень важно, что фор¬
мирование дифракционной картины опре¬
деляется волновыми свойствами излуче¬
ния. Каким бы «корпускулярным» ни ка¬
залось используемое излучение, именно
волновая сторона его сущности управляет
дифрагированными частицами. Это прин¬
ципиальное обстоятельство немедленнопорождает существенную трудность —
оказывается, что измерение волнового
потока не сводится к измерению его на¬
правления и интенсивности. Столь же важ¬
ной его мерой является фаза. В то же
время мы, как правило, не имеем воз¬
можности измерить фазу дифрагирован¬
ных пучков. В принципе такое измерение
возможно, однако практически для ко¬
ротковолновых излучений, используемых
в дифракционных структурных исследова¬
ниях (>.— порядка размера атомов, т. е.1	А), измерить фазы пока не удается.
Таким образом, извлекаемая нами из ди¬
фракционного опыта информация о рас¬
сеянных волнах всегда неполна. Эта не¬
полнота и мешает нам восстановить по
результатам опыта структуру рассеиваю¬
10М. А. МокульскийСхема объемной модели молекулы миоглобина,
структура которого была выяснена Дж. Кендрю
с сотрудниками.щего тела. Учеными было затрачено мно¬
го усилий, чтобы найти методы определе¬
ния фазы дифрагированных волн. Реше¬
ние этой проблемы структурного анализа
(а она так и называется: «фазовая проб¬
лема») иногда возможно получить тем
или иным обходным приемом, например,
с помощью внедрения в исследуемую мо¬
лекулу добавочного тяжелого атома (зо¬
лота, ртути, урана и т. п.). Сложность
этого способа связана с необходимостью
выполнить условие: внедренный атом недолжен заметно изменить конформацию
молекулы (метод поэтому и называется
методом «изоморфных производных»).
Иногда этого не удается добиться. Другой
способ определения фаз требует съемки
рентгеновской дифракционной картины
при несколько разных длинах волн.
В принципе этот метод позволяет опреде¬
лить фазы, но возможности его ограни¬
чиваются отсутствием подходящих источ¬
ников рентгеновского излучения.Ниже мы познакомимся и с други¬
ми методическими проблемами, возни¬
кающими в структурном анализе, и выяс¬
ним, какие из них могут быть преодолены
использованием синхротронного излуче¬
ния.Первое сообщение об успешных
Применение синкротроиного излучения для структурных исследованийиопытах по применению СИ для рентгено¬
структурного анализа появилось в 1971 г.2.
Опыты были проведены на синхротроне
DESY в Гамбурге. Несмотря на не вполне
благоприятные условия, характерные для
синхротронов, в этих опытах были получе¬
ны большие сокращения экспозиции.Для того чтобы выпустить наружу
из вакуумной камеры накопителя часть
рождающегося там синхротронного излу¬
чения, от камеры ускорителя делается от¬
вод — так называемый канал синхротрон¬
ного излучения. Отверстие в конце кана¬
ла закрывается тонкой пластинкой из бе¬
риллия— легкого, стойкого металла,
хорошо пропускающего излучение с дли¬
ной волны меньше 4—5 А.Спектр синхротронного излучения,
вышедшего наружу, «обрезан» бериллием
со стороны длинных волн, мягкое рентге¬
новское и ультрафиолетовое излучение
остаются внутри ускорителя.Существуют разные схемы рентге¬
новских дифракционных опытов. Наиболее
распространенная изображена на с. 00.
Пучок СИ, вышедший из ускорителя, на¬
правляется на поверхность кристалла-мо¬
нохроматора. В соответствии с классиче¬
ской формулой Брегга, этот кристалл
отражает лишь излучения с длинами волн,
даваемыми формулой2d sin О(здесь d — период кристалла, $—угол
падения и отражения луча, п — целое чис¬
ло 1, 2, 3 ...). Меняя угол мы мо¬
жем в широких пределах менять длину
отраженной волны.Спектр отраженного излучения
очень удобен для экспериментов. Он со¬
держит линию с длиной волныК = 2d sin О(п = 1) и обычно более слабые линии с
длинами волн )J 2, )J 3 и т. д., назы¬
ваемые высшими гармониками. Отметим,
что при работе с СИ высшие гармоники
излучения, отраженного от кристалла-мо¬
нохроматора, могут оказаться весьма
сильными. Это бывает, когда основная
гармоника имеет большую длину волны
>.~3—4 А. Такое излучение поглощается
в выходном окне, в воздухе и в образце
гораздо сильнее, чем его высшие гармо¬JRosenbaum G., Holmes К. С.,
Witz J.—«Nature», 192И, v. 230, № 5294.
p. 434.ники. В таких случаях высшие гармоники
стараются убрать. Это можно сделать, на¬
пример, выбором кристалла-монохрома¬
тора (интенсивность гармоник разная у
разных кристаллов). Другой способ по¬
давления гармоник основан на использо¬
вании явления полного отражения, хоро¬
шо известного в оптике «видимого» света.
В рентгеновской оптике это явление вы¬
глядит так: пучок рентгеновского излуче¬
ния, падающий на поверхность под очень
малым углом, может отразиться от нее,
если угол падения меньше некоторого
граничного угла & (обычно этот угол со¬
ставляет доли градуса). Величина этого
угла тем меньше, чем меньше длина вол¬
ны. Если в спектре излучения содержат¬
ся длины волн X, Х/2, А/3 и т. д.,
то можно выбрать угол падения на по¬
верхность так, что основная гармоника >.
отразится от нее, а высшие гармоники
полностью поглотятся.Такой метод подавления гармоник
хорош тем, что его можно сочетать с фо¬
кусировкой пучка СИ. Сделав поверхность
вогнутой, мы можем получить очень су¬
щественный выигрыш в плотности потока
излучения. Расчеты показывают, а опыт
подтверждает, что сегодня известными
методами монохроматизации и фокуси¬
ровки можно создать такую плотность по¬
тока СИ в рентгеновском диапазоне, ко¬
торая совершенно недостижима с помо¬
щью обычных генераторов рентгеновских
лучей.Сравним спектр СИ со спектром из¬
лучения обычной рентгеновской трубки.
Этот последний состоит из нескольких
очень узких линий характеристического
излучения, наложенных на сплошной
спектр тормозного излучения. Одна из
этих узких линий обычно много ярче дру¬
гих. Она и используется для опытов. На¬
бор характеристических линий задан зако¬
нами природы. В тех случаях, когда экс¬
перимент требует излучения с длинной
волны, не совпадающей с характеристиче¬
ской, приходится «вырезать» монохрома¬
тором нужный фрагмент сплошного спе¬
ктра излучения рентгеновской трубки.
В этом случае плотность излучения пада¬
ет в сотни раз по сравнению с характе¬
ристическим излучением и на много по¬
рядков — по сравнению с синхротронным
излучением. Таким образом, накопитель
электронов позволяет обеспечить плот¬
ность рентгеновского излучения в десятки
и сотни раз более высокую, а для опы¬
тов с нехарактеристическими длинами
волн — в десятки тысяч раз более высо-
12м. а. ллокульскииДифракция синхротронного излучения на кри¬
сталле белка —антитиреоидно го фи топреципити-
на. Снимок получен автором с сотрудниками
на так называемой прецессионной камере, в ко¬
торой образец и пленка совершают прецессион¬
ное движение относительно о пучка излучения.
Длина волны излучения 1,35 А, угол прецессии
22°, ток в накопителе ^ 30 мА, энергия элект¬
ронов 2 ГэВ, время съемки 1,5 ч.кую, чем самая современная рентгенов-
ская трубка.Конечно, речь идет здесь не о лю¬
бом накопителе электронов. Как было
сказано, спектр и плотность потока синхро¬
тронного излучения накопителя сильно за¬
висят от энергии электронов, накопленно¬го тока, магнитного поля, от расстояния
между точкой излучения квантов и точ¬
кой, в которой мы эту плотность изме¬
ряем. Приведенные выше оценки интен¬
сивностей относятся к накопителю с до¬
статочно высокими параметрами, а имен¬
но: с энергией электронов не менее2	Гэв, током несколько десятков милли¬
ампер, магнитным полем 12—15 тыс. Гс.
Такие параметры в настоящее время до¬
стигнуты (иногда превзойдены) всего на
нескольких накопителях мира. В их числе
накопитель ВЭПП-3 Института ядерной
физики СО АН СССР. Именно здесь, в
Новосибирске, в 1973 г. группой сотруд¬
ников Института атомной энергии им.
И. В. Курчатова и Института ядерной фи¬
зики были поставлены первые в СССР
Применение синхротронного излучения для структурных исследований13успешные опыты по дифракции синхро¬
тронного рентгеновского излучения3.
Опыты были проведены по простейшей
схеме, уже представленной читателю этой
статьи. В этих опытах без всяких фоку¬
сирующих устройств были получены
очень большие плотности излучения. Вы¬
игрыш в экспозиции при регистрации ди¬
фракционной картины достиг 50—100 раз.
Яркость дифракционной картины иногда
была так велика, что картину можно бы¬
ло ясно видеть на флюоресцирующем
рентгеновском экране в освещенной ком¬
нате. Мы приводим рентгенограмму кри¬
сталлического белка (носящего сложное
название — антитиреоидный фитопреципи-
тин), полученную с помощью пучка син¬
хротронного излучения.ПЕРСПЕКТИВЫ ПРИМЕНЕНИЯ СИВ СТРУКТУРНОМ АНАЛИЗЕЧто же может дать структурному
анализу синхротронное излучение? Какие
новые перспективы открываются перед
структурным анализом в связи с появле¬
нием накопителей?Первая наиболее очевидная пер¬
спектива — резкое сокращение времени
съемки. Малая экспозиция — это не про¬
сто экономия времени, но и возможность
исследования структуры тела, меняющей¬
ся во времени. До сих пор рентгено¬
структурному анализу (за малыми исклю¬
чениями) были доступны лишь долгожи¬
вущие структуры. При работе с рентге¬
новскими трубками время регистрации
рентгеновских дифракционных картин да¬
же от сильно рассеивающих образцов из¬
меряется многими минутами. Применяя
различные методы, усиливающие изобра¬
жение (рентгеновский электронно-оптиче¬
ский преобразователь, телевизионная тех¬
ника), можно сократить экспозицию до
секунд и даже до долей секунды. Однако
по-прежнему недоступны для структур¬
ных исследований процессы, длительность
которых составляет миллисекунду или
меньше. Среди них процессы фазовых пе¬
реходов в конденсированных телах, кон-
формационные переходы в макромолеку¬
лах белков и нуклеиновых кислот, пере¬
стройки в сложных биологических объек¬
тах (субклеточных структурах, мышечныхволокнах, нервных клетках). Оценки пока¬
зывают, что совместное использование на¬
копителя как источника излучений и спе¬
циального рентгеновского электронно¬
оптического преобразователя для реги¬
страции дифракционной картины позволит
сократить экспозицию до долей миллисе¬
кунд. «Покадровая» с малой длительно¬
стью кадра регистрация дифракционных
картин в процессе перестроек может от¬
крыть нам новые существенные свойства
объектов.Далее, большая плотность потока
СИ позволит исследовать структуру об¬
разцов очень малых размеров. Сегодня
мы на обычной рентгеновской установке
можем зарегистрировать рентгенограмму
белкового кристалла размерами 0,1 X
Х0,1X0,1 мм3. Экспозиция будет длиться
десятки часов. Исследовать таким же спо¬
собом кристалл размером 0,01 Х0,01 X0,01 мм3 (объемом 10-6 мм3) невозмож¬
но— экспозиция займет годы. Многие
белки именно потому не поддаются пока
структурному исследованию, что кристал¬
лы их слишком малы. Увеличение плотно¬
сти потока излучения на 2—3 порядка со¬
здает возможность для съемки очень ма¬
лых кристаллов, а также биологических
объектов микроскопических размеров,
многие из которых вообще не кристалли¬
зуются и поэтому в настоящее время не
исследуются структурными методами. Ра¬
зумеется, работа с микрообъектами будет
трудна по многим причинам, но перспек¬
тивы тут все же очень большие.Пожалуй, самые важные возможно¬
сти применения СИ в структурных иссле¬
дованиях создаются благодаря тому, что
мы можем теперь вести рентгеновскую
съемку при любой длине волны (в том
самом диапазоне от 0,3 до 4 А, о кото¬
ром говорилось в начале статьи). Доказа¬
но4, что, зарегистрировав с высокой точ¬
ностью дифракционные картины от данно¬
го кристалла, в рентгеновских лучах трех
разных длин волн (в трех разных «кра¬
сках»), можно определить фазы дифрак¬
ционных картин и затем чисто вычисли¬
тельным методом восстановить атомную
структуру образца. Длины волн при этом
надо выбрать такими, чтобы они лежали
по разные стороны от А.К— края полосы
поглощения К-оболочки одного из ато¬
мов. Этот прием основан на явлении ано¬
мального рассеяния рентгеновских лучей.‘Мокульская Т. Д., М о к у л ь-	^с к и й М. А., Никитин А. А., А м а-
шин В. В., Кулипанов Г. Н., Л у-кашев В. А., С к р и не к и й А. Н.	'Herzenberg A. and Lau H.S.M.—«ДАН», 1974, т. 218, № 4. с. 824.	«Acta Cryst.»», v. 22, p. 24.
14М. А. МокульскийУпрощенное описание этого явления вы¬
глядит так. Атом, как многоэлектронная
система, обладает набором собственных
частот шк, (oL, ... Когда частота падаю¬
щего кванта ш далека от всех этих ча¬
стот, говорят о нормальном рассеянии
кванта атомом. В области нормального
рассеяния амплитуда рассеянного излуче¬
ния мало меняется при небольшом изме¬
нении частоты кванта, а фаза не меняет¬
ся вовсе. Когда щ близка к одной из соб¬
ственных частот ц)к, toL, небольшие из¬
менения а вызывают резкое изменениеСхематическое изображение небольшого участка
шкалы электромагнитных волн рентгеновского
диапазона. Характеристические линии излучения
атомов никеля, меди и тантала. Красным цве¬
том показан сплошной спектр синхротронного
излучения.амплитуды и фазы рассеянного излуче-
ния. Это и называется аномальным рас¬
сеянием. Явление аномального рассеяния
и раньше использовалось в рентгенострук¬
турном анализе, но с появлением воз¬
можностей работать с излучением любой
длины волны, подходя вплотную к резо¬
нансным частотам атомов, эффективность
использования аномального рассеяния
резко возрастает.Сейчас, когда благодаря появлению
накопителей (источников СИ) созданы
возможности для решения фазовой проб¬
лемы методом «многоцветной» съемки,
видимо, осталось недолго ждать появле¬
ния такой работы. В применении к бел¬
кам, структуру которых можно расшиф¬
ровать сейчас только при помощи метода
изоморфных производных, «многоцвет¬
ная» съемка открывает новую эпоху. Ме¬
тодически это будет нелегкая пробле¬
ма — точно зарегистрировать сложную
рентгеновскую дифракционную картину
(требуется точность 1—2%). Фотопленки
и другие аналоговые детекторы не могут
обеспечить такой точности. Для измере¬
ния интенсивности потребуются специаль¬
ные дифрактометры5, приспособленные
для работы с источником излучения пере¬
менной яркости (каковым является нако¬
питель). Это могут быть дифрактометры
с двумя каналами, один из которых все
время контролирует интенсивность пер¬
вичного пучка. Однако наиболее интерес¬
но использовать для этой цели новый
прибор — так называемый координатно¬
чувствительный детектор рентгеновского
излучения.Не останавливаясь на физических
принципах устройства этого прибора, ука¬
жем только, что он представляет собой
двумерную (или одномерную) матрицу,
составленную из счетчиков. Каждый факт
регистрации кванта одним из счетчиков
передается на ЭВМ (с указанием «адре¬
са» счетчика, т. е. с указанием коорди¬
нат ячейки, в которую попал квант) и за¬
писывается в ее оперативную память. Ин¬
формация о распределении квантов по
поверхности матрицы может быть выведе¬
на из ЭВМ, обработана и использована
для расшифровки структуры. Такие уст¬
ройства, содержащие тысячи работающих
параллельно счетчиков и резко сокраща¬
ющие время регистрации потока, уже су¬
ществуют. Высокая точность измерения
дифрагированных потоков излучения, од¬
новременность их регистрации, цифровое
представление получаемой информации —
характерные особенности нового инстру¬
мента рентгеноструктурных исследований.5	Дифрактометр — прибор для регистра-
ции рентгеновской дифракционной кар¬
тины — состоит из устройств, удержива¬
ющих и поворачивающих нужным обра¬
зом кристалл и счетчик квантов. Совре¬
менные автоматические дифрактометры
управляются ЭВМ, информация о пото¬
ках квантов записывается в памяти ма¬
шины.
Применение синхротронного излучения для структурных исследований15Отметим, что многоканальные координат¬
но-чувствительные детекторы, так же как
и накопители электронов, были созданы
для целей физики высоких энергий. Сей¬
час и те, и другие начинают применяться
в разных областях нау^и.Таким образом, наиболее современ¬
ный вариант рентгеноструктурного экспе¬
римента предполагает использование на¬
копителя электронов в качестве источни¬
ка излучения и координатно-чувствитель-
ного счетчика в качестве детектора.В июне 1975 г. в результате совме-назван синхротрон кым дифрактометром.
Он включает в себя монохроматор, ра¬
ботающий в широком интервале длин
волн, поворотную оптическую скамью с
рентгеновской камерой и систему юсти¬
ровки.В качестве координатно-чувствитель¬
ного детектора использована многоЬрово-
лочная пропорциональная камера, рабо¬
тающая в линии с ЭВМ. Прибор был
установлен на пучок синхротронного из¬
лучения накопителя ВЭПП-3. Первые же
пробные опыты показали огромные воз-Схема установки с многоканальным детектором.
1 —пучок синхротронного излучения, кристалл и
пучок дифрагированного излучения; 2 — многока¬
нальный детектор; его рабочая поверхность
изображена в виде сетки — двумерного набора
ячеек; 3 — цифровой процессор — электронное
устройство, определяющее координату ячейки,
зарегистрировавшей кванты; процессор снабжен
контрольным дисплеем, на котором видна кар¬
тина дифракции; 4 — ЭВМ, в оперативную память
которой передается сигнал о регистрации
кванта вместе с координатой ячейки; 5 — циф¬
ропечатающее устройство и телетайп; 6—дисп¬
лей, на который может быть выведено изобра¬
жение рентгено граммы, записанной в памяти
ЭВМ.стной работы сотрудников Института
атомной энергии им. И. В. Курчатова и
Института ядерной физики ^С О АН СССР
был создан прибор, который может бытьможности всего комплекса, большое со¬
кращение времени эксперимента, возмож¬
ность видеть картину дифракции на экра¬
не дисплея6, наблюдать за ходом накоп¬
ления данных и т. д. Конечно, такого ро¬
да комплексы очень сложны и дороги (по
сравнению с обычной рентгеновской уста¬
новкой), но они позволят проводить рент¬
геновские дифракционные эксперименты,
которые еще недавно считались невоз¬
можными.Еще одна область применения син¬
хротронного излучения — исследования6 Устройство, позволяющее получать на
экране электронно-лучевой трубки изо¬
бражение графиков, текстов, чертежей
и т. п.
16М. А. Мокульскиймалоуглового диффузного рассеяния
рентгеновских лучей. Этот метод не обла¬
дает «атомным» разрешением, т. е. не
позволяет определять трехмерную струк¬
туру тела так, чтобы выявлялись положе¬
ния отдельных атомов, но в ряде случаев
он дает очень полезные сведения о бо¬
лее крупных деталях структуры, сведения,
которые иногда невозможно получить
другим путем. Метод позволяет, напри¬
мер, определить размеры и форму био¬
логических макромолекул в растворе, об¬
наружить внутри субклеточной биологиче¬
ской частицы или вируса области повы¬
шенной плотности или периодическую
структуру. Для того чтобы выполнить эти
исследования, необходимо измерить пото¬
ки излучения, рассеянного образцом под
очень малыми углами к направлению пер¬
вичного пучка — от нескольких угловых
минут до градуса, а это, в свою очередь,
требует хорошей параллельности первич¬
ного пучка рентгеновских лучей. Синхро-
тронное излучение, благодаря своей ма¬
лой расходимости и высокой интенсивно¬
сти, очень удобно для малоугловых ис¬
следований. Например, естественная кол¬
лимация излучения накопителя ВЭПП-3
такова, что позволяет без особых труд¬
ностей зарегистрировать в образце про¬
странственную периодичность с размера¬
ми в тысячи ангстрем — довольно слож¬
ная задача для обычной методики.Естественно, что координатно-чув¬
ствительные детекторы могут применяться
и для регистрации диффузных рентгено¬
грамм растворов, аморфных гелей и стек¬
лообразных твердых тел. Кольцевые рент¬
генограммы таких объектов могут быть
успешно зарегистрированы одномерным
координатно-чувствительным детектором,
расположенным по радиусу картины. Упо¬
минания о системах, содержащих синхро¬
трон и одномерный детектор, уже появи¬
лись в научной литературе7. Возможно,
что эти системы сделают реальностью ис¬
следования кинетики структурных перехо¬
дов методом малоуглового диффузного
рассеяния.Из длинного списка возможных при¬
менений синхротронного излучения для
структурных исследований мы рассказали
лишь о некоторых, наиболее очевидных.
Имеются и другие. Синхротронное излу¬
чение поляризовано (в отличие от излу¬
чения рентгеновской трубки), и эта поля¬ризация, конечно, будет использоваться
для изучения различных анизотропных
эффектов (например, для изучения рас¬
сеяния рентгеновских лучей на намагни¬
ченных образцах). До настоящего време¬
ни поляризованные рентгеновские лучи
использовались мало, главным образом
из-за того, что не удавалось получить
поляризованного излучения большой ин¬
тенсивности.Прекрасная естественная коллима¬
ция пучка СИ позволяет провести пучок
высокой интенсивности до образца, нахо¬
дящегося в трудных условиях (высокая
или низкая температура, сильное магнит¬
ное или электрическое поле и т. п.).Синхротронное излучение имеет
импульсный характер. Сгусток электронов,
движущихся в накопителе, имеет длину
всего несколько десятков сантиметров.
Излучение попадает на образец лишь тог¬
да, когда сгусток пролетает мимо окна
канала СИ. Длительность вспышки СИ, по¬
падающей при этом на образец, состав¬
ляет примерно 10"9 с, что в сотни раз
меньше длительности одного оборота сгу¬
стка. Истинная (пиковая) интенсивность
СИ, таким образом, в сотни раз выше той
средней интенсивности, о которой мы все
время говорили. Если мы из всего спект¬
ра СИ хотим выделить узкую линию с
длиной волны А.= 1 А (энергия кванта
—12,4 кэВ) и относительной шириной
ДА/А=10_3, то истинная интенсивность
СИ этой линии на накопителе ВЭПП-3 со¬
ставит 1014 квантов/мм2-с в пучке с рас¬
ходимостью меньше одной угловой мину¬
ты. В настоящее время уже обсуждаются
возможности использования импульсного
характера синхротронного излучения на¬
копителей.Совершенно особым разделом
структурных исследований с помощью СИ,
может быть, станет рентгеновская голо¬
графия. Практически в этой области сей¬
час ничего существенного не сделано. Во¬
прос требует теоретического и экспери¬
ментального исследования.Рентгеноструктурный анализ на син-
хротронном излучении еще только рож¬
дается. Сделаны, по существу, первые ша¬
ги, созданы лишь основы методики. Одна¬
ко физики, теоретики и экспериментато¬
ры настолько хорошо подготовили почву
для развития работ, что автор позволяет
себе сделать такой прогноз: уже в ны¬
нешнем десятилетии лучшие структурные
работы будут сделаны с помощью син¬
хротронного излучения.'Barrington Leigh J. and Ro¬
senbaum G.— «J. Appi. CrysK», 1974,
v. 7, o. 1 17.УДК 621.304.612; 621.386.8
Бота ника««Природа», 1976, № 3 \ЦПалеоботаника на XII Международном
ботаническом конгрессеПрофессор В. А. ВахрамеевГеологический институтАН СССРМоскваНа XII Международном
ботаническом конгрессе (3—10
июля 1975 г., Ленинград)1 об¬
суждались вопросы, касающие¬
ся не только современных, но
и вымерших растений. Одна из
наиболее интересных палеобо¬
танических проблем, которой
был посвящен специальный
симпозиум,— это время появле¬
ния первых наземных расте¬
ний, их морфология, анатомия
и систематика. Появление на¬
земных растений, произошед¬
шее в силуре (400—430 млн
лет), устанавливается по присут¬
ствию в горных породах это¬
го возраста спор с трехлуче¬
вой щелью разверзания, обрыв¬
ков сосудистой ткани (трахеид)
и эпидермиса с устьицами.
Наиболее древним, пол¬
ностью сохранившимся назем¬
ным растением, по мнению
большинства палеонтологов,
можно считать куксонию, об¬
ладающую тонким дихотомиче¬
ски разветвленным стеблем и
терминальными спорангиями.Уже в девоне появились
протогимноспермы — полно¬
стью вымершая группа расте¬
ний, имеющая черты строения
как папоротников (органы раз¬
множения), так и голосемен¬
ных (строение древесины)-
Наиболее известный предста¬
витель этой группы — археопте-
рис, остатки которого извест¬
ны из верхнего девона почти
всех континентов земного ша¬
ра. Детальный анализ девон¬
ских растений гиении и кала-
мофитона, ранее считавшихся
древнейшими представителями1	Тезисы докладов XII
Межд уна род ного ботани¬
ческого конгресса. Л.,
1975.Археоптерис: в и ч р д у — ре¬
конструкция,	внизу — ветвь
со спороносными перьями (по
Беку, 1962).членистостебельных, обнару¬
жил у них многие признаки,
указывающие на принадлеж¬
ность к прапапоротникам. Тем
самым первое появление чле¬
нистостебельных отодвигается
на конец девона.С изучением растений
мелового периода связана про¬
блема происхождения началь¬
ных этапов эволюции и быст¬
рого распространения покры¬
тосеменных. Первые достовер¬
ные находки их остатков свя¬
заны с нижнемеловыми отло¬
жениями (•—-1 20 млн лет). Древ¬
нейшие формы представляли
собой кустарники или неболь¬
шие деревья преимущественно
с мелкими листьями. Но уже в
начале позднего мела начали
преобладать крупнолистные
растения. Высказано мнение,
что покрытосеменные возникли
в результате обмена генетиче¬
ской информацией между раз¬
личными группами голосемен¬
ных (кейтониевые, чекановские-
вые и др.)| которые появи¬
лись в раннем мезозое и име¬
ли сомкнутые вместилища се-
мезачатков, снабженные при¬
способлением для опыления.Изучение распределения
на земном шаре тропических
и умеренных флор прошлых
эпох, которому также был по¬
священ отдельный симпозиум,
указывает на дрейф континен¬
тов, особенно континентов
Южного полушария. Необычай¬
ная однородность состава уме¬
ренной гондванской флоры
позднего палеозоя, остатки ко¬
торой найдены от Антарктиды
до Индостана, ныне удаленных
по широте более чем на чет¬
верть земной окружности, пол¬
ностью согласуется с предло¬
жением о существовании в
это время материка Гондваны.
Остатков растений умеренного
пояса в мезозое южных мате¬
риков не найдено. Юрские
флоры Патагонии и Антаркти¬
ды носят тропический или, по
крайней мере, субтропический
характер. Это указывает на пе¬
ремещение частей распавшейся
Гондваны в течение раннего
мезозоя из умеренного пояса
в тропический.УДК 58; 56:581
jg Молекулярная биология	«Природа», 1976, N2 3Генная инженерия: к истории вопросаЮ. В. СелезневЮлий Владимирович Селезнев, кандидат медицинских наук, заве¬
дующий отделом биологии журнала «Природа».О генной (генетической) инженерии
заговорили, вероятно, тогда, когда были
сделаны первые попытки изменить гене¬
тическую конституцию человека, хотя де¬
ло касалось всего-навсего клеток его ко¬
жи, культивируемых вне организма. Раз¬
витие генной инженерии вызвало всеоб¬
щий интерес: биологи возлагают надежды
на решение фундаментальных проблем
молекулярной биологии и лечения неко¬
торых наследственных заболеваний. С ос¬
новными проблемами генной инженерии
читатели «Природы» уже могли познако¬
миться в № 1 журнала за этот год. Здесь
же мы коснемся лишь истории вопроса.В 1971 г. американские исследова¬
тели К. Меррил, М. Гайер и Дж. Петри-
чани сообщили, что при помощи фага
к можно перенести из хромосомы ки¬
шечной палочки Е. со I i в клетку человека
ген, определяющий синтез фермента га-
лактозо-1-фосфатуридил-трансферазы1.
Дефицит этого фермента обусловливает у
человека наследственное нарушение угле¬
водного обмена, выражающееся в неспо¬1	М е г г i I С- R., G е i е г М. R., Р е t г i-
с i a n i J.— «Nature», 1971, v. 233, p. 398.собности организма усваивать галактозу —
молочный сахар грудного молока. Галак¬
тоза, оставаясь нерасщепленной, накапли¬
вается в тканях, что приводит к ряду тя¬
желых органических и психических нару¬
шений. Галактоземия (так называется за¬
болевание) кончается смертью в раннем
возрасте.Перенос генов с помощью фагов от
одной бактериальной клетки к другой
(трансдукция) — явление хорошо извест¬
ное и изученное бактериальной генети¬
кой. Американские биологи пытались осу¬
ществить перенос in vitro из бактериаль¬
ной (прокариотной, т. е. не имеющей
сформированного ядра) клетки в челове¬
ческую (эукариотную, т. е. со сложным
ядерным аппаратом) клетку. Исходя из
идеи об универсальности генетического
кода, можно было надеяться, что бакте¬
риальный ген будет нормально функцио¬
нировать в дефектной клетке человека,
больного галактоземией. Доказательством
нормального функционирования перене¬
сенного гена был бы, прежде всего, син¬
тез на его ДНК матричной, или инфор¬
мационной, РНК, а затем синтез на мат¬
рице мРНК самого фермента — белковой
молекулы.В этом опыте было показано, что в
клетках человека, обработанных фагом,
образуется фаговая мРНК и, самое глав¬
Генная инженерия: к истории вопроса19ное, происходит образование нужного
фермента.Было только неясно, внедрялся ли
фаговый ген в ядро клетки или же оста¬
вался в цитоплазме (например, в ДНК ми¬
тохондрий). Так или иначе, фермент син¬
тезировался и активность его сохранялась
при клеточном размножении в течение41	дня—довольно большого срока.В этих опытах для контроля исполь¬
зовался и другой фаг, который выращи¬
вался на бактериях, не имевших того же
«целебного» гена. И когда клетки инфи-Перенос генетической информации с помощью
вируса (трансдукция).цировали этим видам фага, то фермента,
расщепляющего галактозу, не находили.Таким образом, на основании этих
опытов можно было говорить о настоящей
«генотерапии», генной инженерии с «ле¬
чебным эффектом», по крайней мере на
клетках.	,К сожалению, в дальнейшем эти
опыты не были подтверждены самими ав¬
торами. Не удалось подтвердить и другие
опыты, на этот раз австралийских исследо¬
вателей2 из Национального университета
в Канберре, по переносу бактериальных
генов, ответственных за усвоение галакто¬
зы и лактозы, при помощи фагов А. и
Ф80 в культивируемые растительные
клетки.Возникает вопрос, возможен ли во¬
обще перенос генов высших (эукариот-
ных) организмов с помощью вирусов, или
он происходит лишь у бактерий (прока¬
риотов), которые не имеют ядерного ап¬
парата. В 1965 г. советский генетик С. М.
Гершензон обнаружил, что вирус поли-
эдроза (заболевание тутового шелкопря¬
да) способен переносить гены насекомых,
определяющих окраску яиц3. Гершензон
писал в своей статье: «Обнаружение
трансдукции у многоклеточного организ¬
ма доказывает возможность интеграции
вируса и ядерных элементов клетки не
только у бактерий и актиномицетов, но и
у высших форм с характерным для них
ядерным аппаратом. Существование не
подозревавшегося ранее способа внепо-
ловой передачи наследственных свойств у
многоклеточных организмов должно учи¬
тываться при решении ряда вопросов па¬
тологии, генетики и эволюции».Следует отметить, что вирусная
трансдукция может быть осуществлена не
только между клетками одного вида, но
и между клетками различных видов выс¬
ших животных. Так, была произведена
вирусная трансдукция между мышиными
клетками и клетками человека, находя¬
щимися в культуре11. Иными словами, ви¬
русы (в частности фаги) способны пере¬
носить генетическую информацию в со¬
ставе ДНК своего генома. Здесь уместно
вспомнить, что обмен генетической ин¬2	D о у С. Н., Gresshof* Р. М.,
R о I f f В. G.— «Ргос. Natl. Acad. Sci.
USA.*, 1973, v. 70, p. 723.3Гершензон С. М.— «Вопросы виру¬
сологии», 1965, № 2, с. 172.4Qasba Р. К., Aposhian Н. V.—«Ргос. Natl. Acad. Sci. USA», 1971, v. 69,p. 2345.вирус, несущий
новую генетичесную
информациювирусДИН вирусаДНИ нлетнДНИ вируса
с частью ДНИ
клеткибелковая оболочка
20Ю. В. Селезневформацией между бактериями при помо¬
щи фагов — явление, широко распрост¬
раненное в природе и известное с нача¬
ла 50-х годов. В 1952 г. американские ис¬
следователи М. Циндер и Дж. Ледерберг
обнаружили фаговую трансдукцию у мик¬
роорганизмов кишечной группы сальмо¬
нелл. Это наблюдение — по сути откры¬
тие геноинженерных процессов в приро¬
де. В природе исследователи могли на¬
блюдать и явления эписомной (внехромо-
сомной) наследственности у бактерий.
Интенсивное изучение такого рода на-ветствующими наследственными признака¬
ми. Это явление называется трансформа¬
цией и было описано в 1944 г. амери¬
канскими исследователями из лаборато¬
рии О. Эвери. Именно трансформацией
стало возможным объяснить загадочное
превращение одной расы пневмококков в
другую, которое еще в 1928 г. наблю¬
дал Ф. Гриффит. А в 1962 г. Е. и В. Ши-
бальские5 (США) обнаружили трансфор¬
мацию при обработке ДНК культивиру¬
емых клеток человека. Поэтому можно
сказать, что первый геноинженерный про-Перенос генетической информации с помощью
выделенной ДНК (трансформация). Трансформи¬
рующая ДНК, проникшая в ядро, может
объединяться с ДНК хромосомы или образо¬
вывать внехромосомную структуру (экэосому).следственности относится к 50—60-м го¬
дам, когда были открыты кольцевые эпи¬
сомы F, Col, факторы множественной ус¬
тойчивости к антибиотикам — R, которые
используются s современной геноинжене-
рии. А сам термин «плазмиды», или эпи¬
сомы, которым обозначают внехромосом-
ные структуры, определяющие наследст¬
венность клетки, и который столь популя¬
рен сейчас, был введен в 1952 г. Ледер-
бергом.Однако известно, что ДНК и без по¬
мощи фага и плазмид может проникнуть
внутрь клетки. Придать бактериям неко¬
торые наследственные признаки, которы¬
ми они раньше" не обладали, можно и е
результате обработки этих бактерий дру¬
гой ДНК, полученной из бактерий с соот-цесс исследователи наблюдали еще в
1928 г. Однако результаты единичных
успешных экспериментов по трансгенозу
(переносу генетической информации) при
помощи трансдукции и трансформации в
клетках высших организмов, как правило,
оказывались невоспроизводимыми. Не бы¬
ли исключением и данные Шибальского.
Когда в 1972 г. он пытался повторить свои
опыты, ему не удалось этого сделать.Изучение процессов трансдукции и
трансформации у бактерий показывает,
что даже у столь просто устроенных ор¬
ганизмов существуют факторы, препятст¬
вующие обмену генетической информа¬
цией. Хорошо известно явление абортив¬
ной (неполной) трансдукции, явления,
обусловленного тем, что .чужеродная ДНК
не включается в состав генома бактерии-1	S гуЬа I sk а Е, Н., Szybalsky W.—
«Ргос. Natl. Acad. Sci. USA», 1972, v. 48,D.	2026.выделенноеядро
Генная инженерия: к истории вопроса21реципиента или же она не способна к ав¬
тономной репликации.А трансформирующая ДНК может
проникнуть только лишь в так называе¬
мую компетентную бактериальную клет¬
ку. Компетентность же клетки определя¬
ется стадией ее жизненного цикла.Не следует удивляться поэтому, что
эксперименты по переносу генетической
информации в сложно устроенных клет¬
ках высших организмов кончаются неуда¬
чей или же результаты таких эксперимен¬
тов непостоянны.мацию путем трансдукции или тра нсфо рмации,
реализует ее. На матрице ДНК синтезируется
информационна я РНК (транскрипция). На мат¬
рице информационной РНК с участием рибо¬
сом происходит синтез полипептид ной молеку¬
лы фермента (трансляция).•Между тем с развитием молекуляр¬
ной биологии рос ее методический уро¬
вень. В 1967 г. М. Гулиан, А. Корнберг
и Р. Синсхаймер4 осуществили «в про¬
бирке» синтез функционально активной
формы фага ФХ174 при помощи фер¬
ментов ДНК— полимеразы и лигазы.
Значение этой работы состоит в том, что
биологи -научились создавать биологиче¬
ски активные молекулы.Группой исследователей из Гарвард-“ G и I i а п М., Kornberg A, Sin-
s h е i m е г R. L.— «Ргос. Natl. Acad. Sci-
USA», 1967, v. 58, p. 2321. ,rского университета под руководством
Дж. Беквиса был выделен индивидуаль¬
ный ген (лактозный оперой); и, наконец,
группой Г. X. Кораны был осуществлен
«полухимический синтез гена аланиновой
транспортной тРНК (о чем уже писала
«Природа»7). И хотя ген Кораны не ра¬
ботал in vitro, сама процедура его'полу-
чения являлась вершиной биохимического
эксперимента.В последнее время основные дости¬
жения генной инженерии связывают в
значительной степени с применением спе¬
цифических ферментов бактериальных
клеток — рестриктирующих эндонуклеаз.О существовании рестриктирующих
эндонуклеаз начали думать в начале 50-х
годов, когда в нескольких лабораториях
была обнаружена рестрикация (ограниче¬
ние размножения) фагов. Отсюда и дру¬
гое, в настоящее время более распрост¬
раненное название этих ферментов — рес-
триктазы.Это настоящие «скальпели», кото¬
рые разрезают чужеродную ДНК, прони¬
кающую внутрь клетки, обеспечивая свое¬
образный «иммунитет» бактерий. Эти
«скальпели» применяют при современной
«генотрансплантации». Таким образом, и
эти инструменты дала в руки исследова¬
телей сама природа.В настоящее время известно более
50 видов «скальпелей» рестриктаз, но наи¬
большее применение нашла рестриктаза
из Е. С о I i.Причем действие каждого «скальпе¬
ля» эндонуклеазы очень специфично. Спе¬
цифичность выражается в том, что фер¬
мент атакует определенные участки в
нуклеотидных последовательностях моле¬
кул ДНК. Так, фермент из Hemophilus
influenzae (палочки Пфейфера) разрезает
нуклеотидную последовательность между
тимином и цитозином, а фермент из
Е. Coli EcoRI —между аденином и гуани¬
ном. О специфичности действия рестрик-
таз говорит то, что ДНК вируса SV40 рас¬
щепляется рестриктазой из Н. influenzae
на 11 ферментов, а ферментом из Н. pa¬
rainfluenzas— только на 4е. В 60-е гбды9
было показано, что рестриктазы способ-; Б р е с л е р С. Е. Горизонты молекуляр¬ной генетики.— «Природа», 1972, N9 1.8 Da ппа К.( Nathans D.— «Ргос.Natl. Acad. Sci. USA.., 1963, v. 68, p. 2193.
’Glower S., Shell Y., Symons N.,
Stacey N.— «Genet. Res.», 1963, v. 4,
p. 480, А г b e r W., Morse M.— «Gene¬
tics», 1965, v. 51, p. 137.
22Ю. В. СелезневДНК из фага Л, Электронная микрофотография.
Стрелка указывает место разрыва с липкими
концами. (По Г. Рису и Б. Чендлеру, 1963.)Специфичность действия эндонуклеаз (рестрик-
таз). Вверху рестриктаза из палочки Пфейфера
(Hemophilus influenzae) расщепляет нуклеотид¬
ную последовательность ДНК между цитози¬
ном и тимином. Участки расщепления указаны
стрелками. Рестриктаза из кишечной палочки
EcoRI разрезает ДНК между адеином и гуани¬
ном.ны расщеплять не только фаг А, но и
эписомы (F, Col и др.). Таким образом, к
началу 70-х годов в арсенале генной ин¬
женерии имелись такие векторы, средства
по переносу генов, способные к автоном¬
ной репликации, как фаг А, кольцевые
эписомы Col, F и R-факторы, а также
«разрезающие» ферменты — рестриктаэы
и «сшивающий» фермент — лигаза (по¬
следний применялся еще группой Корн-
берга при синтезе фага ФХ174 и груп¬пой Кораны при «сборке» из коротких
нуклеотидных фрагментов, синтезирован¬
ных химическим путем, гена аланиновой
тРНК). В 1972 г. стал известен еще один
вектор — онкогенный вирус обезьян SV40.
Исследовательская группа из Стенфорд¬
ского университета (США) под руковод¬
ством П. Берга10 биохимическим путем
получила гибридную молекулу кольцевой
структуры, состоящей из ДНК вируса
SV40 и ДНК фага X, несущего галактоз-
ный оперон Е. СоI i. Процедура получения
гибридной молекулы представляет собой
ряд последовательных операций.1.	Воздействие на кольцевые моле¬
кулы вирусов рестриктазой EcoRI, чтобы
разрезать кольцо и получить линейные
структуры.2.	Присоединение липких концов,
состоящих из повторяющихся нуклеотид¬
ных последовательностей адениловых для
одной ДНК и тимидиловых — для другой.
Длина этих липких концов невелика —
50—100 нуклеотидов. Присоединение осу¬
ществляется ферментом концевой поли-
нуклеотидтрансферазой. Действию этого
фермента должна предшествовать обра¬
ботка экзонуклеазой фага Л, которая
приводит к укорочению нитей ДНК с про¬
тивоположных концов.3.	Так как пары оснований А — T
комплементарны, т. е. подходят друг к
другу, то линейные молекулы при сме¬
шивании образуют кольцевидные струк¬
туры, объединенные водородными связя¬
ми. После воздействия лигазой замыкают¬
ся химической связью 4 пробела.В дальнейшем исследователи отка¬
зались от применения экзонуклеаз и кон¬
цевых трансфераз и стали применять
более простую методику. При совместной
обработке двух видов ДНК рестриктаза-
ми образуется смесь линейных или цик¬
лических структур с липкими концами,
объединенными водородными связями.
Если затем в эту смесь ввести лигазу, об¬
разуются рекомбинантные гибридные, или
«химерные» (по терминологии С. Коэна),
молекулы ДНК. Впервые эту методику
применили в 1972 г. Дж. Мерц и Р. Дэ¬
вис. Долгое время исследователям не
удавалось ввести плазмиды в кишечные
палочки, находящиеся в пробирке.10 J а с k s о n D. A.. Symons R. Н.(
Berg Р.— «Ргос. Natl. Acad. Sci. USA»,1972, v. 69, p. 2904.	Г ТА JЦАЦ ........ ЦАТ ГкТ Г ........ А /Т Г ^^А ATTЦ т/а .......,т/а цт т А Аhr а/т ....
Генная инженерия: к истории вопроса23В 1972 г. группе Коэна1 1 удалось это
осуществить. Ученые ввели в бактериаль¬
ные клетки плазмиды R и получили авто¬
номно реплицирующиеся, функционально
активные структуры, т. е. внехромосом-
ные факторы, которые способны прида¬
вать кишечной палочке устойчивость к ан¬
тибиотикам. С. Коэн и А. Чанг получили
в 1973 г. из фрагментов плазмиды R6-5
знаменитую ныне плазмиду pSCIOI.В 1973 г. группа Коэна из плазмиды
pSCIOI, придающей бактерии устойчи¬
вость к тетрациклину, и плазмидыRSF1010, определяющей устойчивость к
стрептомицину Е. Coli, получила реком¬
бинантную плазмиду pSC109, сообщив¬
шую бактериальной клетке устойчивость
к обоим антибиотикам12.В 1974 г. Чанг и Коэн13 из плазми¬
ды р1258, определяющей устойчивость
золотистого стафилококка к пенициллину,
эритромицину, кадмию и ртути, и из плаз¬
миды pSCIOI получили гибридные плаз¬
миды pSC 112 и рSC113, которые прида¬
вали кишечной палочке устойчивость к пе¬
нициллину, характерную для стафилокок-фаг Xрестринтаза Eco R Iэнзонуклеаза фага Xнонцевая трансферазаллл-ттт—VWрекомбинантная молекула,
сшитая лигазойПолучение гибридного вируса, содержащего
фрагменты ДНК фага Я с галактозным оперо-
ном Е, coli и вируса SV40. После действии
рестриктазы образуются линейные молекулы
ДНК обоих видов вирусов. С помощью фер¬
мента концевой полинуклеотидтрансфераэы к
ним присоединяются липкие концы, образован¬
ные повторяющимися нуклео'тидными последова¬
тельностями (полимер тимидина и полимер аде-
нозина). Так как аденин и тимин — комплемен¬
тарные пары оснований, при смешивании ли¬
нейных молекул образуются кольцевидные
структуры, объединенные водородными связя¬
ми. Фосфодиэфирные связи замыкают при по¬
мощи лигазы."Cohen S. N., Chang А. С. Y-,
Hsu L.— м Р г о с. Natl. Ac-ad. Sci. USA»,
1972, v. 69, p. 2110.ка. Позже группа Коэна14 провела рабо¬
ту по введению в плазмиду pSCIOI ге¬
нов, кодирующих синтез рибосомных РНК
шпорцевой лягушки...Создание кишечной палочки — это¬
го постоянного обитателя кишечника че¬
ловека, устойчивой к действию антибио¬
тиков, эксперименты с онкогенными виру¬1	2 С о h е п S. N.( Chang А. С. Y., Boy¬
er Н. W., Helling R.— «Ргос. Natl.
Acad. Sci. USA», 1973, v. 70, p. 3240.13	Chang A. C. Y., С о h e n S. N.— «Proc.
Natl. Acad. Sci. USA», 1974, v. 71( p. 1030.14	M о г г о w J., Cohen S. N.,
Chang A. C. Y., Boyer H. B.— "Proc.
Natl. Acaq. Sci. USA», 1974, v. 71, p. 1747.
24Ю. В. Селезневсами имеют не только научное, но и
большое общественное значение.•В июле 1974 г. было опубликовано
Обращение15 специально созданной ко-
мисии Национальной академии наук США,
подписанное виднейшими специалистами.
В нем говорилось: «Не исключено, что
новые элементы ДНК, введенные в ки¬
шечные палочки, получат широкое рас¬
пространение среди животных, растений,
бактерий и людей, причем последствия
этого непредсказуемы». Непредсказуе¬
мость «поведения» носителей рекомби¬
нантных молекул — вот что насторажива¬
ло исследователей.Вероятно, это и вызвало интерес к
изучению сразу в нескольких лаборато¬
риях возможности применения в качестве
вектора мутантов фага л, хотя плазми¬
ды позволяют включить более крупные
фрагменты чужеродной ДНК, чем фаг.
Однако, с другой стороны, как считают
сотрудники Пастеровского института в Па¬
риже А. Рамбак и П. Тиоллэ14, фаг >.
имеет два преимущества как трансдуци-
рующая частица: 1) с помощью фага К
гибридная ДНК может быть получена в
большом количестве, так как каждая бак¬
териальная клетка может продуцировать
несколько тысяч копий фага, и легко изо¬
лирована как компонент фага; 2) деталь¬
ная изученность генома фага позволяет
исследовать проявление чужеродного ге¬
на как in vivo, так и in vitro. Таким об¬
разом, при использовании фага уменьша¬
ется неконтролируемость рекомбинантных
молекул. Можно еще добавить, что «кон¬
троль за размножением и передачей фа¬
гов менее труден и, как следствие этого,
риск безграничного неконтролируемого
распространения — очень незначителен» 17.Характерно, что во время морато¬
рия, последовавшего за Обращением, по¬
явились всего лишь три публикации по
генной инженерии и все они касались изу¬
чения возможностей фага как вектора.Ученые, подписавшие июльское Об¬
ращение, опасались, как возможного по¬
следствия опытов по генной инженерии,
увеличения распространения злокачест¬венных опухолей. Это касалось в особен¬
ности экспериментов с применением в ка¬
честве вектора обезьяньего онкогенного
вируса SV40, с которым связаны большие
надежды эукариотной геноинженерии. По
воле случая с этим вирусом был постав¬
лен нежелательный массовый экспери¬
мент: в 1963 г. в США вакцина против
полиомиелита оказалась случайно зара¬
женной вирусом SV40. Теперь за вакци¬
нированными ведется наблюдение. Повы¬
шения частоты опухолей у них не наблю¬
далось, однако у многих отмечено появ¬
ление антител к вирусу, значит, вирус по¬
пал в организм.Не подтвердились опасения иссле¬
дователей и в отношении массового рас¬
пространения маркированных штаммов
кишечной палочки. На конференции в
Асиломаре (Калифорния) сотрудник ис¬
следовательской лаборатории в Колин-
Дэйле Е. Андерсон представил доказа¬
тельства неспособности лабораторной ли¬
нии Е. со I i конкурировать в росте с нор¬
мальной кишечной палочкой, содержащей¬
ся в кишечнике человека18. Однако, со¬
гласно рекомендациям конференции, в
опытах по генной инженерии лучше ис¬
пользовать «ослабленные» линии бакте¬
рий и фагов: например, мутанты фага
не размножающиеся при температуре че¬
ловеческого тела, и «ослабленные» му¬
танты кишечной палочки, которые не син¬
тезируют диаминопимелиновую кислоту,
входящую в состав оболочки бактериаль¬
ной клетки, а также мутантные линии
Е. со I i, которые не растут при темпера¬
туре человеческого тела.На этой конференции были предло¬
жены меры предосторожности во время
проведения экспериментов по генной ин¬
женерии, не отличающиеся, кстати, от
обычных мер при работе с возбудителя¬
ми инфекций. В решениях конференции
все дозволенные эксперименты делятся
на 3 степени опасности (опыты, связанные
с большей степенью опасности, должны
сопровождаться более строгими мерами
предосторожности).1.	Опыты с организмами, обменива¬
ющимися генетической информацией в
природных условиях, и опыты по введе¬
нию генов беспозвоночных и холодно¬
кровных животных в бактериальные клет¬
ки требуют обычного автоклавирования
для обеспечения стерильности и элемен-15	NAS ban on plasmid engineering.—	—^^^
«Nature», 1974, v. 250, p. 175.,4Rambach A., Tiollais P.— «Ргос.Natl. Acad. Sci. USA», 1974, v. 71, p. 3927.	10 Berg conference favours use of. weak17 «La Recherche», 1975, № 54, p. 245.	strains.— «Nature», 1975, v. 254, p. 6.
Генная инженерия: к истории вопроса25тарных предосторожностей при использо¬
вании пипеток.2.	Опыты по слиянию ДНК тепло¬
кровных животных и бактериальных ДНК
требуют специально оборудованных бок-
сированных (изолированных) помещений,
находящихся под отрицательным атмо¬
сферным давлением. Работа в этих усло¬
виях должна сопровождаться переодева¬
нием в стерильную одежду. Экспери¬
менты такого рода рекомендовано прово¬
дить с использованием «ослабленных»
мутантов.3.	Еще большие предосторожности
надо соблюдать в опытах по введению в
бактериальную хромосому генов, приво¬
дящих к образованию токсинообразую¬
щих бактерий, и работа с такими виру¬
сами, как вирус оспы.Опыты по введению генов ботули-
нической палочки, ответственных за ток-
синообразование, в плазмиды кишечной
палочки даже не обсуждались, так как эти
опыты по сути дела ведут к созданию
бактериологического оружия.Подводя итоги конференции в Аси-
ломаре, французский научно-популярный
журнал «La Recherche» (1975, № 56) вы¬
нес в заголовок статьи лозунг, который
устраивает большинство ученых: «Генная
инженерия: зеленый свет, но осторож¬
ность».«Исследования по рекомбинантным
молекулам ДНК — это центральный путь,
на котором молекулярная генетика спо¬
собна разрешить Ьажные медицинские
проблемы»,— сказал в Асиломаре лауре¬
ат Нобелевской премии Ледерберг. Путь
этот, по-видимому, не так уж прям, но,
если вспомнить успехи молекулярной био¬
логии за последние 20 лет, оптимизм
Ледерберга не так уж не обоснован.Во всяком случае, использование
плазмидной техники даст возможность
вводить некоторые гены человека в бак¬
териальные клетки с целью получения
массовых количеств ценных биологически
активных веществ. Например, введение
инсулинового гена в бактерию позволи¬
ло бы получать большие количества это¬
го ценного гормона, необходимого при
лечении некоторых форм сахарного диа¬
бета. Но для этого требуется изолиро¬
вать инсулиновый ген, что само по себе
непросто. Кроме того, остается неясным,
как будет вести себя эукариЪтный ген в
бактериальной (прокариотной) клетке. Не¬давно опубликована работа группы Коэ¬
на1 9 о принципиально новом методе вы¬
деления эукариотных генов (гистоновых
генов морского ежа), который в дальней¬
шем, возможно, найдет широкое приме¬
нение.Сущность этого метода заключает¬
ся в следующем. Смесь тотальной ДНК
морского ежа и плазмид pSCIOI обраба¬
тывают рестриктаэой EcoRI, гибридные
молекулы сшивают лигазой, а затем про¬
изводят трансформацию бактерий гибрид¬
ными плазмидами. Так как плазмида
рSC101 придает кишечной палочке спо¬
собность расти на среде с тетрацикли¬
ном, отбирают только клетки тетрацик-
линустойчивых бактерий, несущие гисто-
новый ген. ДНК, выделенную из плазмид,
денатурируют, т. е. переводят в однонит¬
чатую форму, а затем гибридизируют с
гистоновой информационной РНК, мечен¬
ной тритием. При смешивании денатури¬
рованной ДНК, содержащей гистоновый
ген, с меченой РНК образуется двунитча¬
тый комплекс ДНК — РНК с одной мече¬
ной нитью. Образование этого комплекса
происходит успешно, так как нуклеотид¬
ные последовательности совпадают. (Если
же в составе ДНК плазмиды нет гисто¬
новых генов, то не появятся участки го¬
мологии и не образуется двунитчатый
комплекс.) При последующей обработке
рибонуклеазой негибридиэоеаешаяся РНК
разрушается, однако фермент не дейст¬
вует на РНК, находящуюся в составе ком¬
плекса. Отбирают пробы с наибольшей
радиоактивностью. Клетки, из которых
были получены пробы с наибольшей ак¬
тивностью, рассеивают с меньшей густо¬
той и подращивают. Вновь производят
гибридизацию и определяют активность.
Таким образом, почти из 500 тыс. бакте¬
риальных клеток были отобраны только 3,
которые несли плазмиды с гистоновыми
генами. Если учесть огромный потенциал
размножения кишечной палочки, при ко¬
тором 1 клетка через 15 ч способна об¬
разовать клон, содержащий 10 млрд кле¬
ток, то такая производительность может
удовлетворить исследователей. Гены мож¬
но будет получать граммами. Это вполне
ощутимые количества, если вспомнить,
что речь идет о столь же, если не в боль¬
шей мере, биологически активных веще¬
ствах, как гормоны, антибиотики, вита¬
мины.» К ed es L. Н., Chang А. С. Y., Ho¬
useman D.( Cohen S. N.— «Nature»,
1975, v. 255, p. 533.
26Ю. В. СелезневПолучение гистоновыж генов. Смесь плазмид
pSC101 и ДНК морского ежа подвергают фраг¬
ментирующему действию рестриктаэы. Затем в
смесь вводят лигазу. Образуются гибридные
плазмиды двух типов: а —плазмиды без гисто¬
нового гена (большая часть) и единичные
плазмиды с гистоновым геном. Гибридные плаз¬
миды вводят в культуру Е. coli, которую рас¬
тят на среде с тетрациклином с целью отбо¬
ра бактериальных клеток, несущих плазмиду, так
как эта плазмида придает бактерии тетраци-
клмнустойчивость. Из части бактериальны*
клеток, выросших на среде с тетрациклином,выделяют плазмиды, денатурируют плазмидную
ДНК, чтобы перевести ее в однонитчатое
состояние и производят гибридизацию с препа¬
ратом меченой информационной РНК гистоно-
вых генов. Так как эта РНК комплементарна
ДНК гистонового гена, то она образует дву¬
нитчатый гибридный комплекс с однонитчатой
ДНК плазмиды (типа б). Негибридизованная
РНК остается однонитчатой. В процессе после¬
дующей обработки рибонуклеазой она разруша¬
ется, тогда как двунитчатый комплекс РНК
сохраняется. Сохраняется и ра д иоа ктивно сть,
которая обнаруживается счетчиком в пробе «б».PSC101гистоновый генплазмидыДНИ морского ежа'ШГдействие лигазыдействие рестриктазывведение плазмид
в Е. Coliвыделенные плазмидыw АДл—	денатурацияк*.	ррр		 а	6	—/#&—-РРРгиоридизация с меченой
мРНКобработка рибонуклеазой
» ЛЛЛяшш- - и определение радиоактив¬
ности
Генная инженерия:к истории вопроса27Но какова же степень их биологи¬
ческой активности? Как показали исследо¬
вания группы Коэна, на этих генах могут
синтезироваться нужные информационные
РНК, т. е. образуются будто бы полно¬
ценные матрицы для синтеза гистонов. Но
будут ли на этих матрицах синтезиро¬
ваться полноценные полипептидные цепи
гистонов? Ведь рибосомы, без которых
немыслим синтез белковых молекул, раз¬
личаются по структуре и локализации в
про- и эукариотных клетках. Как оказа¬
лось, в опытах с так называемыми мини¬
клетками (клетками, содержащими не
бактериальные хромосомы, а только плаз¬
миды) синтез белков на матрице эукари-
отного гена происходит, но состав бел¬
ков — несколько особый. Это наблюдение
указывает на существование фундамен¬
тальных различий в определенных био¬
синтетических процессах у про- и эукари¬
отов.Остается неясным, будут ли нор¬
мально работать гены эукариотов в про¬
кариотных клетках. Возможно также, что
гены прокариотов (бактериальные гены)
не способны нормально функционировать
в клетках высших организмов. Может
быть, именно этим объясняются не¬
удачные попытки повторить опыты Мер¬
рила и др.Не проще ли использовать для це¬
лей генной инженерии эукариотные гены,
вводя их в клетки эукариотов?Эукариотные гены расположены в
хромосомах. Для манипулирования гена¬
ми высших организмов нужно изолиро¬
вать хромосомы из клетки, не повреж¬
дая их структуры. Это научились делать
в начале 60-х годов20. Однако и к на¬
стоящему времени не ясно, как ведут се¬
бя гены в таких хромосомах при пере¬
носе их в однотипные клетки. Например,
при переносе изолированных хромосом
человека в клетки мыши одни гены рабо¬
тают, другие — нет21. Мало того, показа¬
но, что с каждым клеточным делением 3
из 100 клеток мыши утрачивают донор¬
ский ген, внесенный с хромосомой22.
Авторы последнего сообщения пишут:
«Эти данные свидетельствуют против
предположения о стабильной интеграциигенетического материала человека в мы¬
шиный геном».Между тем вирус SV40 встраивает
свой геном в 7-ю хромосому человека,
сохраняется в ней неопределенно долгое
время и проявляет свою активность,, вы¬
рабатывая свои антигенные белки23.Но не следует забывать о его ве¬
роятной онкогенности. П. Берг с сотруд¬
никами еще в 1972 г. показал при кон¬
струировании гибрида из SV40 и фага А,
что рестриктаза разрушает очень важную
область в геноме вируса (область обра¬
зования «ранних белков»). Может быть,
при этом исчезают и онкогенные свойст¬
ва вируса и он утрачивает свои свойства
вектора для клеток эукариотов? Только
экспериментальная проверка может дать
ответы на эти вопросы. Выше мы описы¬
вали опыты Натанса с применением раз¬
личных рестриктаз, которые расщепляют
ДНК вируса SV40 на разные фрагменты.
Натане мог бы пойти по пути Коэна, ко¬
торый, в полном смысле, создал свою
плазмиду pSCIOI. Возможно, Натане мог
бы из фрагментов SV40 получить полно¬
ценный вектор, лишенный онкогенных
свойств... Однако Натане, единственный из
подписавших июльское Обращение, пре¬
кратил опыты по генной инженерии.Мы пытались установить начало ис¬
тории генной инженерии. Но если нам
что-то удалось в этом плане,— то лишь
показать, что это не так просто. Генная
инженерия основана на совокупности всех
знаний, методических приемов и средств,
которыми располагает современная моле¬
кулярная биология. Трудно сказать пока,
что из сделанного давно или недавно при¬
годится завтра генным инженерам. Одна¬
ко, несмотря на огромные достижения
молекулярной биологии, предстоит еще
огромная работа, чтобы генная инжене¬
рия действительно вошла в практику и
оправдала свое назначение в полном смы¬
сле слова.3	С г о с е С. М., Koprowsky Н.—
чРгос. Natl. Acad. Sci. USA>», 1975, v. 72,
p. 1658.>°Hsu Т. C. et el.— «Exptl. Cell Res,»., УДК 57.577.1; 575
1963, suppl. 9, p. 220.21	Burch J. W., McBride O. W.—«Proc. Natl. Acad. Sci. USA»,— 1975, v. 72,p. 1799.	^22	W i I I e с k e K., Ruddle F.— «Proc,NaH. Acad. Sci. USA», 1975, v. 72, p. 1782.
28 Геология«Природа», 1976, № 3«Взрывные» котловины Центрального КазахстанаЮ. А. Багдасаров
Кандидат геолого-минера-
логических наукВсесоюзный научно-исследова¬
тельский институт
минерального сырья
Министерства геологии СССР
МоскваДо сих пор среди гео¬
логов существовало мнение,
что две крупные котловины
Казахстана — Ишимская и При¬
вал хашско-Илийская (350—
400 м над ур. м.) — имеют
тектоническое происхождение.
Однако недавно, в июне
1974 г., на Втором казахском
республиканском совещании в
г. Балхаше Б. С. Эейлик (на¬
чальник Балхашской геологи¬
ческой экспедиции Министерст¬
ва геологии КазССР) на основа¬
нии анализа геологических,
геофизических и геоморфоло¬
гических материалов и изуче¬
ния высотных и космических
фотоснимков высказал предпо¬
ложение, что эти котловины
образовались в результате па¬
дения гигантских метеоритов,
глубоко проникших в земную
кору, а частично и в верхнюю
мантию, и взорвавшихся на
большой глубине.О масштабе этих гипоте¬
тических катастроф, произо¬
шедших около 400 млн лет
назад, можно судить по разме¬
рам воронок — нынешних де¬
прессий. Так, Ишимская струк¬
тура в поперечнике достигает
700 км, а диаметр ее первич¬
ного кратера в центре — око¬
ло 350 км. Прибалхашско-Илий-
ская впадина, эллипсоидальной
формы, с длинной осью
720 км и короткой 600 км,
имеет центральный купол —
Итмурунское поднятие попе¬
речником около 200 км. Эта
котловина с севера и северо-
запада ограничена оз. Балхаш,
с запада — Чу-Илийскими гора¬
ми, с юга — отрогами Джун¬
гарского Алатау.Обе структуры хорошо
выражены в рельефе. Геофи¬
зические исследования фикси¬
руют под ними магнитные и
гравитационные поля. Разрыв¬
ные нарушения в пределах
обеих депрессий имеют ра¬Схематическая	картаИшимской (Тениэской)
впадины:	1 —рыхлыеотложения меэокайноэоя,
перекрывающие впади¬
ну; 2—осадочные поро¬
ды Туранской впадины;
3 — слабодислоцирован-
ные отложения среднего
карбона; 4 — кристалли¬
ческие породы палеозоя
и протерозоя; 5 — грани-
тоиды; 6— разломы.Схемы составлены на
основе	Тектоническойкарты Евразии (мас¬
штаб 1:500 000).диально-кольцевое строение с
четко выраженными центрами.
В поднятиях внутри депрессий
обнажаются породы, претер¬
певшие сильный метаморфизм,
характерный для взрывных
воздействий, наблюдаемых вклассических метеоритных во¬
ронках.По периферии Ишим¬
ской котловины древние поро¬
ды сильно разрушены. Это
позволяет вести добычу буто¬
вого камня в карьерах без
взрывных работ — факт, доста¬
точно примечательный, так как
вокруг котловины разрушенные
породы всюду постепенно
сменяются скальными монолит¬
ными толщами.Если гигантские депрес¬
сии Казахстана действительно
метеоритного происхождения,
то падение огромных небесных
тел, проникающих в земную
кору до верхней мантии, не-
«(Взрывные» котловины Центрального Казахстана29минуемо должно было сущест¬
венно «загрязнить» эти обо¬
лочки космическим веществом.
Поэтому, по мнению Зейлика,
в пределах этих котловин
должны находиться крупные
массивы ультраосновных пород
с повышенным содержанием
железа, никеля, титана, ко¬
бальта и т. д.Подобную возможность
связи массива основных пород
Садбери в Канаде, содержащих
огромные скопления медно-ни-
келевых руд, с падением ги-Схематическая	картаПрибал хашской	впади¬ны: 1 — рыхлые отложе¬
ния третичного и четвер¬
тичного возраста, пере¬
крывающие Прибалхаш-
скую впадину; 2 — об¬
ласть неглубокого зале¬
гания	кристаллических
пород, перекрытых рых¬
лыми отложениями;
3— кристаллические по¬
роды нижнего и средне¬
го палеозоя; 4—грани-
тоиды.гантского небесного тела
недавно - проанализировал
В. И. Смирнов1. Его данные
совпадают с высказываниями
видных канадских геологов о'Смирнов В. И. Ме¬
теоритная гипотеза про¬
исхождения Садбери.—
«Геология рудных место¬
рождений», 1974, № 2.метеоритном происхождении
массива Садбери.Гипотеза Зейлика вызва¬
ла оживленную дискуссию. Од¬
нако собрать доказательства в
пользу этой космической вер¬
сии или опровергнуть ее до¬
статочно трудно: почти пол¬
миллиарда лет, прошедшие со
времени предполагаемых паде¬
ний метеоритов, сделали свое
дело — интенсивный многоэтап¬
ный магматизм, интрузивный и
вулканический, неоднократная
смена морских и континенталь¬ных условий, осадконакопление
и периоды эрозии и денуда¬
ции — все эти факторы до не¬
узнаваемости изменили облик
территорий, подвергшихся ко¬
смической бомбардировке, ка¬
кой бы апоклипсической силы
она ни достигала. По-видимо-
му, проблема может быть раз¬
решена лишь путем комплекс¬
ных исследований — тщательно¬
го анализа разрушенных по¬
род на дне и периферии де¬
прессий, изучения новых сним¬
ков из космоса и другими ме¬
тодами.Однако уже имеющиеся
данные приводят к анализу
роли космогенного вещества
на Земле. Общеизвестно изо¬
билие кратеров и сильнейшая
переработка	поверхностиЛуны, а возможно и Марса,
космическим	метеоритным.материалом. Возраст большей
части крупных метеорных кра¬теров Луны (1,5—3 млрд лет
и более) соответствует, по-
видимому, тому времени, ког¬
да околосолнечное пространст¬
во было значительно сильнее
«загрязнено» астероидным
материалом.Земля, с ее большой по¬
верхностью, массой и грави¬
тационным полем, тогда
естественно должна была под¬
вергаться гораздо более интен¬
сивной космической бомбарди¬
ровке. Наиболее крупные не¬
бесные тела пробивали атмо¬
сферу и достигали поверхнос¬
ти Земли. И если геологиче¬
ские, атмосферные, а затем и
биологические процессы су¬
мели почти полностью зале¬
чить рубцы на лице нашей
планеты, то состав земной ко¬
ры, а возможно, и верхней
мантии должны были сохра¬
нить следы таких бомбарди¬
ровок.Можно предположить,
что несколько миллионов лет
назад упавшие на Землю ме¬
теориты послужили причиной
образования месторождений
железа на наиболее стабиль¬
ных участках земной коры, та¬
ких как Бразильский и Гвиан¬
ские щиты, в районе оз. Верх¬
него, оз. Лабрадор и др. Воз¬
можно, что четыре группы
крупных интрузивов основных
пород (Садбери, Норильский,
Печенгский и Мончегорский)
также возникли под дейст¬
вием метеоритных бомбарди¬
ровок. Все они тяготеют к од¬
ному поясу между 68 и 70°
с. ш. и кроме них на Земле
практически нет подобных
образований. Только ли внут¬
ренними процессами развития
Земли обусловлено появление
этих сложных районов с круп¬
ными скоплениями характер¬
нейших металлов небесных
тел — железа, никеля, ко¬
бальта.Подобные примеры, ко¬
личество которых можно легко
умножить, говорят в пользу
того, что геологи, геофизики,
геохимики, тектонисты должны
с большей серьезностью отно¬
ситься к возможной роли ко¬
смического вещества в форми¬
ровании геологических тел,
какой бы фантастический, на
первый взгляд, характер она
ни принимала.УДК 55
30 Археология«Природа», !976, № 3Находка в АнапеЕ. М. Алексеева
Кандидатисторических наукНачальник Анапской
экспедиции Института
археологии АН СССР
МоскваЛетом 1975 г. ежегодная
экспедиция Института археоло¬
гии АН СССР проводила рас¬
копки в окрестностях Анапы
(Краснодарский край), на тер¬
ритории древнего города Гор-
гиппии. Этот город возник еще
в V в. до н. э. Название го¬
рода связывают с именем Гор-
гиппа, правившего городом в
начале IV в. до н. э. Горгип-
пия входила в состав Боспор-
ского царства и была одним
из его центров.Поиски археологов увен¬
чались в этом году большой
удачей. В центре Анапы на од¬
ной из новостроек, в котлова¬
не под жилой дом, совершен¬
но неожиданно были обнару¬
жены два склепа. В одном из
них найдено большое количе¬
ство ценных изделий, в дру¬
гом — прекрасно сохранившие-ди — агоры. Площадь обрамля¬
ли монументальные здания, от
которых сохранились громад¬
ные блоки, выпиленные из из¬
вестняка, части фундаментов,
сложные архитектурные дета¬
ли, украшавшие дома и пло¬
щадь мраморные статуи.В Горгиппии раскопаны
рыбоэасолочные цистерны, ви¬
нодельни, гончарные печи,
фундаменты жилых домов, во¬
достоки, колодцы, некрополь.
В строительных комплексах,
могилах, культурных слоях най¬
дено множество бытовых
предметов и всевозможной по¬
суды. Среди находок преоб¬
ладают керамические изделия.ся фрески.Древности из Анапы
привлекали внимание архео¬
логов еще в прошлом веке.
Систематически Горгиппия ис¬
следуется с 1959 г. 15 экспе¬
диций Института археоло¬
гии АН СССР возглавляла
И. Т. Кругликова; сейчас на ба¬
зе этих раскопок под откры¬
тым небом создается экспози¬
ция.Археологические работы
в Анапе проходят преимуще¬
ственно в местах новостроек.
Постоянное наблюдение за
земляными работами в совре¬
менном городе позволило
установить границы, планиров-Вход в расписной склеп.Фото А. А. Бойцова.ку и стратиграфию древнего
города. Направление главной
магистрали, ширина которой
достигала 8 м, оставалось не¬
изменным на протяжении вось¬
ми веков существования горо¬
да, мостовая же заново пере¬
кладывалась не менее четырех
раз. Сейчас известно направле¬
ние узких переулков, распо¬
ложение центральной площа-
Находка в Анапе31По формам сосудов и харак¬
теру глины определяют изде¬
лия местных гончаров и приве¬
зенные из различных центров
Средиземноморья и стран Во¬
стока.Найденные склепы дали
богатый археологический мате¬
риал.Свод одного склепа был
обнаружен на глубине 80 см
от современной поверхности
земли. Он сложен из громад¬
ных блоков известняка и воз¬
веден с таким расчетом, что
замковый ряд камней удержи¬
вает всю каменную дугу полу¬
циркульного свода. Свод вы¬
держал многовековую тяжесть
земли и существовавших над
ним построек. Погребальная
камера склепа, начиная от пя¬
ты свода, вырублена в скаль¬
ном грунте. Камень пористый,
он легко пропускает грунто¬
вые воды. Вода постоянно по¬
ступала в оба склепа, созда¬
вая археологам тяжелые усло¬
вия для работы. Со времени
античной эпохи уровень грун¬
товых вод под современной
Анапой значительно повысил¬
ся. Раскапывая древние ко¬
лодцы, цистерны виноделен и
склепы, мы отмечали появле¬
ние грунтовых вод с глубины
3—3,5 м от поверхности^
земли.Стены коридора (дромо-
са), ведущего в склеп, и сте¬
ны погребальной камеры обли¬
цованы громадными известня¬
ковыми блоками, иногда весом
до тонны. Дромос от погре¬
бальной камеры отделяли ка¬
менные двери, закрывавшиеся
снаружи толстым деревянным
засовом. Щели между камня¬
ми в кладке стен заложены
плоскими кирпичами и акку¬
ратно замазаны известью. Пло¬
щадь погребальной камеры
14 м2, наибольшая высота
3,5 м.Погребальная камера це¬
ликом оштукатурена и распи¬
сана в технике фрески. Шту¬
катурка тонкая, не более2	см, с примесью песка и мел¬
ких раковин. Тонкий и грубый
слой штукатурной основы —
отличительная	особенностьпозднеантичных росписей. Ана¬
лиз стиля росписи Анапского
склепа 1975 г. позволяет дати¬
ровать его 11 — первой поло¬
виной III в. н. э., склеп отно¬Критский бык. Фрагмент фре¬
ски.Фото А. А. Бойцова.сится к последнему периоду
существования Горгиппии. Бо¬
лее ранние росписи, например,
III — II вв. до н. э. имеют
толстую многослойную штука¬
турную основу. Зернистость
слоев постепенно уменьшается
по мере приближения к распи¬
сываемой поверхности, подкра¬
сочный слой нередко содер¬
жит мраморную пудру. Спо¬соб приготовления штукатур¬
ной основы для фресковых
росписей был детально разра¬
ботан в строительном деле ан¬
тичной эпохи, о чем .свиде¬
тельствуют, например, главы
трактата архитектора и инже¬
нера I в. до н. э. Витрувия
(«Десять книг об архитекту¬
ре»). Высококачественную шту¬
катурку изготавливали и в Се¬
верном Причерноморье: такая
штукатурка найдена при рас¬
копках столицы Боспорского
царства Пантикапеи (современ¬
ная Керчь).В росписях анапского
склепа художники использова¬
ли краски не менее восьми
32М. АлексееваФреска, изображающая борьбу цветов: белую, черную, крас-
Геракла с амазонкой.	ную, желтую, зеленую, синюю,. Фото А. А. Бойцова. голубую и розовую. Зеленый
и синий цвета чрезвычайно
редки в античных росписях из
Северного Причерноморья.
Так, по свидетельству Витру¬
вия, секрет изготовления зеле¬
ной краски заключался в полу¬
чении яри-медянки в плотно
закрытых пифосах (глиняных
бочках), куда помещали мед¬
ные листы и виноградные ло¬
зы, залив их уксусом. Некото¬
рые краски получали путем
окрашивания белой глины или
мела специально добытым со¬
ком растений.Фрески в склепе распо¬
ложены горизонтальными поя¬
сами. Наибольшей многоцвет-
ностью отличается полоса мет¬
ровой ширины, помещенная
над красным цоколем. Она за¬
нята нарисованными кругами,
квадратами и ромбами. Каж¬
дая геометрическая фигура
расписана в подражание рисун¬
ку пестрого мрамора; роспись
полосы в целом имитирует
пестрокаменную облицовку
стен, применявшуюся для
украшения богатых домов и
общественных зданий.Наиболее	интересенфриз с сюжетной росписью,
расположенный в верхней ча¬
сти стены. На нем помещены
картины, повествующие о две¬
надцати подвигах Геракла. Изо¬
бражения Геракла известны в
скульптуре, на мраморных сар¬
кофагах, монетах. В стенных
росписях эти сюжеты встреча¬
ются впервые. Появление Ге¬
ракла на стенах гробницы тем
более странно, что обычно в
склепах изображали лишь бо¬
гов, связанных с погребальны¬
ми культами, и бытовые сцены
из жизни умерших. В анапском
склепе во фриз с подвигами
Геракла включен прекрасный
семейный портрет. Погребен¬
ные в склепе изображены так¬
же на стене напротив входа —*■
это сидящие в креслах мужчи¬
на, женщина и стоящий перед
ними юноша. Вся композиция
обрамлена двумя павлинами,
причудливыми орнаментами и
растениями.- На стенах склепа
изображено множество гир¬
лянд, птиц и животных. Сме¬
шение инкрустационного стиля
с цветочным в сочетании с сю¬
жетной росписью и портрета¬
ми определяет дату склепа.В расписном склепе
стояло три саркофага, каждый
Наиодка в АнапезэГеракл стреляет в стимфилий-
ских птиц, у которых вместо
перьев железные стрелы.Фото А. А. Бойцова.выпилен из монолитной глыбы
известняка и закрыт такой же
тяжелой каменной крышкой.
Пока сооружался и расписы¬
вался склеп, умерших предва¬
рительно погребли в каменных
саркофагах. Крышки примазы¬
вались раствором извести к ка¬
менному ящику и соединялись
с ним одной-двумя железны¬
ми скрепами, залитыми на
обоих концах свинцовыми
пломбами. Три саркофага по¬
мещены в погребальную каме¬
ру одновременно, когда шту¬
катурка была еще сырой, о
чем говорят повреждения ее
поверхности. В росписях замет¬
на поспешность. Расписной
склеп ограблен в древности,
погребальный инвентарь отсут¬
ствовал. Грабители проникли в
погребальную камеру, проло¬
мив один из камней свода.
Постепенно, за семнадцать по¬
следующих веков, через это
отверстие погребальную каме¬
ру склепа затянуло землей.Второй склеп распола¬
гался в метре от расписного.
Конструкция его проста. По¬
гребальная камера вырублена
в скальном грунте и, подобно
обычным могилам, засыпана
землей. В скальном склепестояли два саркофага, они так¬
же выпилены из монолитных
глыб известняка и закрыты та¬
кими же тяжелыми крышками.
Один саркофаг украшен тонко
вырезанными нишами и цвета¬
ми, на нем дополнительно
процарапано примитивное ант¬
ропоморфное изображение.
Засыпанный землей скальный
склеп уцелел полностью. Ске¬
леты погребенных в этом скле¬
пе не сохранились, в отдель¬
ных частях саркофагов замече¬
на лишь коричневатая труха от
костей. В расписном склепе
при его ограблении покойники
были вытащены из саркофагов
на пол; кости скелетов этого
склепа сохранились.Из вещей, найденных в
склепе, наиболее интересны
стеклянная чаша, бронзовая
курильница, украшенная эмаля¬
ми, и бронзовые стригели с
эмалями на рукоятках (стри-
гелями спортсмены очищали
тело от налипшего на масло
песка). Эти изделия, весьма
сложные по технике, высоко
ценились в древности.В потусторонний мир
умерших сопровождали погре¬
бальные золотые венки (цент¬
ральный щиток одного украша-2	«Природа» № 3
34Е. М. Алексеева
Находка в Анапе35Вверху — золотой оклад руч¬
ки железного кинжала, украшен¬
ный бирюзой и гранатами.В середине — пластины в
виде птиц, украшавшие шка¬
тулку. Золото.Внизу — украшения конской
сбруи: слева — голоча льва; зо¬
лото, агат (?); справа —деко¬
ративная бляшка; золото, би¬
рюза.Фото В. И. Клещенко.Фреска в расписном склепе.
Семейный портрет.	^Фото А. А. Бойцова.ет рельефное изображение
Афродиты с Эротом), золотые
украшения (бусы, булавка,
пряжка, шейная гривна, брас¬
лет, перстни с резными ага¬
тами), золоченая конская
упряжь, шкатулка, украшенная
золотыми пластинами в виде
птиц, стеклянные, бронзовые и
серебряные сосуды, серебря¬
ные ложечки и бронзовые све¬
тильники, оружие, золотые на¬
глазники, нагубники и нагруд¬
ники. Особенно выделяется ко¬
роткий кинжал в деревянных
ножнах. Рукоятка кинжала и
ножны обложены золотым ли¬
стом, украшены бирюзой и
гранатами. На рукоятке кинжа-
^ ла рельефно изображены три
орла, на ножнах помещен пав¬лин и девять раз повторен мо¬
тив: орел терзает зайца. Изо¬
бражений на золотом листе
выбивалось, возможно, на
бронзовой основе. Углубления
на тыльной стороне фигур за¬
полнялись каким-то смолистым
веществом, затем пластина на¬
носилась на рукоятку и нож¬
ны, края ее загибались. Так
украшалось парадное оружие.Найденные склепы — ве¬
роятно, усыпальницы одной
богатой семьи, возможно,
семьи правителя города. Скле¬
пы относятся к одному време¬
ни. Исследование и реставра¬
ция этих уникальных памятни¬
ков древнего искусства только
начинаются.УДК 930.26
36 Физика	«Природа», 1976, № 3Полупроводниковые алмазыВ.	С. Вавилов, Е. ▲. КонороваВиктор Сергеевич Вавилов, доктор физико-математических наук,
заведующий сектором радиационной физики полупроводников
физического института им. П. Н. Лебедева АН СССР. Область
научных интересов — радиационная физика полупроводников и
неравновесные процессы при сильном возбуждении в полупро¬
водника*. Монографии: Действие излучения на полупроводники.
М., Физматгиз, 1963; Радиационные эффекты в полупроводниках
и полупроводниковых приборах. М., Атомиздат, 1969 (совместно
с Н, А. Ухиным). Лауреат Государственной премии СССР.Елена Александровна Конорова, кандидат технических наук, стар¬
ший научный сотрудник лаборатории физики полупроводников то¬
го же института. Область научны* интересов — исследование
физических свойств алмазов и полупроводников, ионное внедре¬
ние в полупроводники.Алмаз с давних пор привлекал вни¬
мание. Сначала он получил широкую из¬
вестность как драгоценный камень для
ювелирных изделий, а затем, благодаря
своей исключительной твердости,— как
материал для абразивной промышленно¬
сти, где в настоящее время использует¬
ся очень интенсивно.По мере развития физики твердого
тела алмаз привлекал все больший инте¬
рес со стороны исследователей. Дело а
том, что при комнатной температуре и
нормальном давлении термодинамически
равновесной формой существования угле¬
рода является не алмаз, а графит. Чтобы
углерод принял форму алмаза, нужны
высокие температуры (около 2000°С) и
высокие давления (свыше 50 тыс. атм).Однако если кристалл алмаза уже вырос,
он может существовать неограниченно
долгое время в нормальных условиях и
даже при достаточно высоких температу¬
рах и давлениях.Алмаз — кубический кристалл с чис¬
то ковалентными связями между атомами
углерода и в некоторых отношениях по¬
добен своим соседям в таблице Менде¬
леева — кремнию и германию, хорошо
изученным и широко используемым полу¬
проводникам. Однако в отличие от них
чистый алмаз является изолятором, так
как ширина запрещенной зоны, отделяю¬
щей зону проводимости от валентной зо¬
ны, составляет 5,4 эВ.Благодаря простоте кристаллической
структуры, чисто ковалентным связям и
Полупроводниковые алмазы37простой электронной структуре атома уг¬
лерода, алмаз — хорошая модель твердо¬
го изолятора. На алмазе в свое время
проверялась теория теплопроводности не¬
металлических кристаллов. При этом ока¬
залось, что в соответствии с теорией ал¬
маз обладает очень высокой теплопро¬
водностью.— при комнатной температуре
его теплопроводность больше, чем у
меди 1.Первые опыты, устанавливающие за¬
коны внутреннего фотоэффекта в кри¬
сталлах, были проведены на алмазе не-Расположение атомов углерода в кристалличе¬
ской решетке алмаза. Параметр решетки
а равен 3,567 • 10"8 см.мецкими физиками Б. Гудденом и Р. По¬
лем еще в 1923 г. Затем алмаз стал объ¬
ектом исследования при изучении оптиче¬
ских явлений, таких как комбинационное
рассеяние света и люминесценция. Осво¬
божденные светом носители заряда в ал¬
мазе (электроны и дырки) имеют боль¬
шие подвижности и, таким образом, боль¬
шие скорости дрейфа в электрическом1	Механизм теплопроводности металлов и
кристаллов-изоляторов различен. При
комнатной температуре металлы обычно
обладают большей теплопроводностью,
чем изоляторы. Однако свойства кри>
сталлической решетки алмаза обуслов¬
ливают очень высокую теплопроводность:
при комнатной температуре даже боль¬
ше, чем у меди.поле. Поэтому, когда в 1945 г. была впер¬
вые высказана мысль о регистрации и
спектрометрии ядерных излучений с по¬
мощью кристаллов, из доступных в то
время материалов наиболее подходящим
сочли алмаз . Впоследствие детекторы
ядерных излучений стали изготавливать на
основе германия и кремния, поэтому они
получили название полупроводниковых
детекторов. Однако высокие требования
науки и техники опять вернули внимание
исследователей к алмазу как детектору
ядерных излучений.В настоящее время в Физическом
институте им. П. Н. Лебедева АН СССР
разработан детектор на основе природно¬
го алмаза-изолятора. В некоторых обла¬
стях применения новый алмазный детек¬
тор обладает серьезными преимущества¬
ми перед кремниевыми и германиевыми:
малыми шумами, способностью работать
при повышенных температурах, устойчи¬
востью к воздействию радиации и хими¬
чески активных сред. Интерес к алмазу
возрос в еще большей степени, когда вы¬
яснилось, что он может обладать полу¬
проводниковыми свойствами.ПРИРОДНЫЕ ПОЛУПРОВОДНИКО¬
ВЫЕ АЛМАЗЫВ 1952 г. английский физик Дж. Ка-
стерс обнаружил, что некоторые образцы
природных алмазов являются полупровод¬
никами. Эти алмазы имеют голубую окра¬
ску, которая придает им весьма привле¬
кательный вид. Они встречаются в Южно¬
африканских месторождениях как отдель¬
ные редкие экземпляры.Полупроводниковые природные ал¬
мазы всегда обладают проводимостью
p-типа, т. е. носители заряда в них дыр¬
ки. Дырки в алмазе имеют подвиж¬
ность при комнатной температуре
~1500 см2/Вс. Подвижность в диапазоне
температур 200—450 К у*к®_ пропорцио¬
нальна Т~3^2. При температуре выше
450 К подвижность убывает с повышени¬
ем температуры еще быстрее. Энергия
активации, т. е. энергия, необходимая для
перевода дырки в валентную зону (тер¬
мически или с помощью возбуждения
светом), равна 0,37 эВ. Поэтому полупро¬
водниковые алмазы поглощают инфракра¬
сный (ИК) свет. ИК-поглощение начина¬
ется с энергии фотона 0,3 эВ и распро¬
страняется на красную и даже оранже¬
вую часть спектра. Это поглощение и
обусловливает голубую окраску полупро¬
водниковых кристаллов.
38В. С. Вавилов, Е. А, КонороваСинтетические алмазы, выращенные Р. Вентор-
фом и X. Стронгом (США), Бесцветные про¬
зрачные кристаллы — алмазы с малым содержа¬
нием примесей; желтые — содержат значитель¬
ные концентрации азота, голубые—полупровод¬
никовые алмазы с примесью бора.VПоглощение ИК- и видимого света
сопровождается фотопроводимостью, по¬
этому в принципе полупроводниковые ал¬
мазы могут служить удобными и чувст¬
вительными приемниками для достаточно
широкой области спектра. Большая энер¬
гия активации дырки обусловливает силь¬
ную зависимость электрического сопро¬
тивления кристалла от температуры, что
в сочетании с исключительно большой
теплопроводностью приводит к возмож¬ности создания на основе алмаза терми¬
стора — чувствительного прибора для из¬
мерения температуры. Однако природ¬
ные полупроводниковые алмазы не могли
получить широкого практического приме¬
нения, так как добывались а очень ма¬
лых количествах.Полупроводниковые свойства обыч¬
но связаны с присутствием в кристаллах
примесей. В германии и кремнии, эле¬
ментах IV группы таблицы Менделеева,
электронную проводимость создают до¬
норы — элементы V группы (фосфор,
мышьяк, сурьма), а дырочную проводи¬
мость — присутствие акцепторов, элемен¬
тов III группы (бора, алюминия и т. д.).
Так как алмаз — тоже элемент IV группы
и имеет такую же кристаллическую струк¬
Полупроводниковые алмазы39туру, то логично было предположить,
что полупроводниковые свойства алмаза
также связаны с присутствием элемента
111 группы.В природных алмазах (изоляторах)
современными методами анализа было
обнаружено присутствие примесей многих
элементов: железа, кремния, магния и др.
Однако основные примеси — это азот и
алюминий. Содержание алюминия в от¬
дельных образцах доходит до тысячных
долей процента, азота — до 1%. Хотя
азот, элемент V группы, должен бы быть
донором и создавать в алмазе электрон¬
ную проводимость, все алмазы, содержа¬
щие азот,— хорошие изоляторы. Иссле¬
дования показали, что для возбуждения
валентного электрона атома азота в зону
проводимости алмаза нужна достаточно
большая энергия активации ~4 эВ. Для
сравнения: в кремнии энергия активации
большинства доноров равна сотым долям
электрон-вольта. Поэтому при комнатной
температуре в алмазе, содержащем азот,
свободных электронов нет. Атомы же
алюминия, которых обычно меньше, чем
атомов азота, полностью компенсированы.В полупроводниковых алмазах поло¬
жение оказалось обратным: азота в пре¬
делах точности измерений обнаружено не
было, а алюминий всегда присутствовал.
Поэтому в течение долгого времени по¬
лупроводниковые свойства алмаза связы¬
вались с алюминием, который и считался
акцептором в алмазе. Однако в 1970 г.
английские физики А. Коллинз и А. Уилль¬
ямс показали, что акцептором в природ¬
ных полупроводниковых алмазах является
не алюминий, а какой-то другой элемент,
вероятнее всего бор. Интересно отметить,
что природные полупроводниковые алма¬
зы не обнаруживали большого разнообра¬
зия свойств. Поэтому можно было пред¬
положить, что акцептором во всех най¬
денных в природе полупроводниковых ал¬
мазах является один и тот же элемент.
В принципе, по аналогии с кремнием, ак¬
цепторами могут быть все элементы
111 группы, и тогда оптическое поглоще¬
ние и энергия ионизации должны отли¬
чаться в зависимости от преобладания той
или иной, примеси. Однако в алмазах это¬
го не наблюдалось.СИНТЕТИЧЕСКИЕ ПОЛУПРОВОДНИ¬
КОВЫЕ АЛМАЗЫЧерез несколько лет после осуще¬
ствления группой американских физиков
(1955 г.) синтеза алмаза в лабораториибыли получены первые синтетические по¬
лупроводниковые алмазы как в Советском
Союзе, так и в других странах. В процес¬
се синтеза в решетку алмаза вводились
бор, алюминий и бериллий. Эти примеси
всегда обусловливали появление проводи¬
мости дырочного типа. Первые полупро¬
водниковые алмазы представляли собой
кристаллы небольших размеров (ребро
октаэдра редко превышало 1 мм) и, види¬
мо, содержали большое количество не¬
контролируемых примесей. На лучших об¬
разцах были выполнены электрические иПропускание света синтетическими алмазами с
различными примесями. По оси ординат — ве¬
личина пропускания, по оси абсцисс—длина
волны X .Вверху — спектр пропускания алмаза с боль¬
шим содержанием азота. Видно, что в присут¬
ствии азота алмаз поглощает свет в ультрафио¬
летовой части спектра, начиная с длины волны
0,4 мкм. В ИК-области имеется поглощение,
свойственное чистым алмазам и обусловленное
колебаниями атомов решетки; неглубокий мини¬
мум пропуска'ния дает азот. Пунктирной линией
обозначено пропускание чистого алмаза,В середине — спектр пропускания алмаза с
добавками алюминия и бора. Видно дополни¬
тельное поглощение в ИК-области спектра, про¬
стирающееся в видимую область.Внизу — спектр пропускания алмаза с добав¬
кой алюминия. Он ничем не отличается от про¬
пускания чистого алмаза.
40В.	С. Вавилов, Е. А. Комороваоптические измерения. Исследовались
главным образом алмазы, легированное
алюминием и бором. Во всех образцах,
легированных бором, всегда присутство¬
вал и алюминий. Исследования физиче¬
ских свойств полупроводниковых синтети¬
ческих алмазов привели к выводу — акцеп¬
тор в них тот же, что и в природных ал¬
мазах, независимо от того, вводили ли на¬
меренно бор или только алюминий.' Од¬
нако увеличение содержания боря всегда
приводило к значительно большему росту
проводимости, чем увеличение содержа¬
ния алюминия. Хотя это обстоятельство и
вызвало некоторые сомнения, однако на
первых стадиях исследований основКьГм ак¬
цептором в алмазе считался алюминий.В 1971 г. X. Стронг и Р. Венторф
(США) сообщили о новом методе выра¬
щивания алмазов, который позволил кон¬
тролировать процесс роста и получать
большие кристаллы (5—6 мм в попереч¬
нике) с совершенной структурой и с раз¬
личными свойствами. Были выращены кри¬
сталлы-изоляторы с малым содержанием
азота, которые в природе встречаются
редко, а также и полупроводниковые кри¬
сталлы.Исследования ИК-поглощения, а за¬
тем определение в тех же образцах со¬
держания азота, алюминия и бора пока¬
зали, что полупроводниковые свойства,
поглощение ИК-света и голубая окраска
связаны с присутствием в алмазе атомов
бора, которые, видимо, замещают атомы
углерода в узле решетки. В совершенных
кристаллах алмаза содержание алюминия
оказалось небольшим. Алюминий, кото¬
рый был обнаружен ранее в природных
и синтетических алмазах в больших коли¬
чествах, вернее всего находился в виде
металлических включений. Как и всегда в
подобных случаях, получение более чис¬
тых материалов с контролируемыми свой¬
ствами позволило внести ясность в во¬
прос о природе акцептора в полупровод¬
никовых алмазах. Приведенные данные,
конечно, не определяют поведения дру¬
гих элементов 111 группы, например, алю¬
миния, индия и др., в решетке алмаза.
Возможно, алюминий также является ак¬
цептором, но его растворимость в алма¬
зе очень мала, а те количества, в кото¬
рых он входит в решетку, не могут обес¬
печить полупроводниковых свойств.При синтезе в лаборатории полу¬
проводниковых алмазов с проводимостью
электройного типа получено не было.
В то же время получение полупроводни¬
кового алмаза с электронной проводимо¬стью представляет большой принципиаль¬
ный интерес. Дело в том, что многие по¬
лупроводниковые приборы, например
большинство транзисторов, работают на
принципе р-п-перехода, когда в одном
кристалле существует как область с элект¬
ронной проводимостью, так и с дырочной.
Хотя некоторые полупроводниковые при¬
боры могут быть созданы и на кристал¬
ле с одним типом проводимости (так на¬
зываемые монополяриые приборы), отсут¬
ствие хороших полупроводниковых
свойств для двух типов- проводимости яв-Ионное внедрение (имплантация) в решетку
кристалла. Путь частицы в кристалле при
ионном внедрении показан сплошной красной
линией. Пунктирные линии — перемещения меж-
доуэельных атомов на пути внедрившего с я иона.
Полупроводниковые алмазы41ляется ограничением в практическом при¬
менении. Помимо этого, изучение свойств
полупроводников с электронной проводи¬
мостью может дать новую интересную
информацию о зонной структуре алмаза.ИОННОЕ ВНЕДРЕНИЕ В АЛМАЗЗа последнее десятилетие в полу¬
проводниковой технологии получил разви¬
тие новый метод легирования полупро¬
водников — метод ионной имплантации.
Примесные атомы рнедряются в решеткуВверху — теоретические профили распределе¬
ния концентрации атомов бора (I) и радиа¬
ционных дефектов (II) в алмазе. Энергия ио¬
нов — 40 кэВ.Внизу — экспериментально полученный про¬
филь распределения удельной проводимости ГГ
по глубине кристалла после внедрения ионов
бора. Заштрихована область максимальных ра¬
диационных нарушений. Видно, что полупровод¬
никовый слой закрыт слоем алмаза-изолятора.
Таким образом, получается с вьеобра зна я струк¬
тура диэлектрик—проводник, которая может
найти применение в электронике.полупроводника в виде пучка ускоренных
электрическим полем ионов. Ионы почти
любого элемента могут быть созданы в
ионном источнике, конструкции которых
в настоящее время разнообразны. Из ис¬
точника ионы попадают в ускоритель, где
ускоряются до энергии в несколько де¬
сятков килоэлектрон-вольт. При энергии
100 кэВ скорость, например ионов бора,
достигает значения 10е см/с. Если ионы с
такой скоростью достигают мишени (твер¬
дого полупроводника или металла), они
внедряются в нее и проходят до своей
остановки расстояния, равные нескольким
десятым микрона. Попав в кристалличе¬
скую решетку мишени, ионы передают
свою энергию электронам атомов мише¬
ни, ионизируя их, а также и всему ато¬
му как целому. В последнем случае атом
мишени покидает свое равновесное поло¬
жение в решетке, оставляя за собой пус¬
тое место — вакансию, а сам застревает в
,)дном из междоузельных положений.
Внедренный ион на своем очень коротком
пути может создать таких дефектов ре¬
шетки от сотен до тысяч, в зависимости
от своей массы и энергии, а также от ма¬
териала мишени.На первый взгляд может показать¬
ся, что такой метод введения примеси не
может быть эффективным: ускоритель
представляет собой громоздкое устройст¬
во, примесь вводится на небольшую глу¬
бину, и образуется большое количество
дефектов, которые не могут не сказать¬
ся на свойствах полупроводника.Однако выяснилось, что недостатки
метода в большинстве случаев устранимы,
а достоинства очевидны. Само внедрение
примесей на небольшую глубину, которую
можно варьировать, меняя энергию
ионов, уже явилось достоинством в ряде
практических применений в микроэлект¬
ронике. Дефекты решетки устраняются
отжигом при температурах ниже той, при
которой возможно введение примеси ме¬
тодом диффузии. Наиболее существенное
достоинство метода заключено в возмож¬
ности введения разнообразных примесей
в количествах, намного превышающих
предел растворимости данного элемента
в материале мишени. Благодаря этому
могли быть получены полупроводники с
принципиально новыми свойствами. Имен¬
но так и получилось с алмазом.Первые результаты опытов по ион¬
ному внедрению в алмаз были опублико¬
ваны американскими и советскими физи¬
ками в 1965—1966 гг. Эти результаты не
были особенно обнадеживающими, одна-0,05	0.1	о 15расстояние от поверхности, мнм
42В. С. Вавилов. Е А- Коноровако было решено продолжать исследова¬
ния. Очень важно было выяснить, можно
ли восстановить кристаллическую струк¬
туру алмаза после бомбардировки иона¬
ми. В настоящее время известно, что об¬
лучение большими дозами ионов (напри¬
мер, 10'6 ионов бора на 1 см2) приво¬
дит к аморфизации всего поверхностного
слоя полупроводника. В случае алмаза,
который, как уже было сказано, не явля¬
ется термодинамически устойчивой фор¬
мой существования углерода при обычных
условиях, это очень существенно, так как
сплошной аморфный слой при нагревании
переходит в устойчивую фазу углерода —
графит. Однако, если доза облучения не¬
сколько меньше так называемой критиче¬
ской дозы аморфизации, аморфная фаза
образует не сплошной слой, а отдельные
участки, подобные островкам, которые
окружены со всех сторон кристаллом.
Оказалось, что при отжиге в этих остров¬
ках кристаллическая структура алмаза
восстанавливается. Отжиг должен произво¬
диться при температуре 1400—1500°С, ва¬
кууме 10”5 Тор и при еще меньшем пар¬
циальном давлении кислорода. Таким об¬
разом, для алмаза оказалось возможным
внедрять ионы бора с энергией 40 кэВ
дозой 1015 ионов/см2. При этом у поверх¬
ности алмаза образуется тонкий полупро¬
водниковый слой с концентрацией атомов
бора 1019 — 1020 атомов/см3. От поверх¬
ности алмаза такой слой отделен слоем
алмаза-изолятора. Существование изоли¬
рующего слоя связано с особенностями
введения примеси методом ионного внед¬
рения.Полупроводниковые слои алмаза с
внедренными ионами бора имеют дыроч¬
ную проводимость. Подвижность дырок
достаточно велика — до 800 см2/В с.
Энергия активации для перевода дырки
в валентную зону равна 0,3 эВ, т. е.
близка к энергии активации в объемных
кристаллах алмаза.Для физики ионного легирования
важно выяснить природу электрически ак¬
тивного центра (донора или акцептора).
Концентрация примеси очень велика, и
поэтому совсем не очевидно, что все ато¬
мы займут положение в узлах кристалли¬
ческой решетки. Кроме того, примесь мо¬
жет образовать комплексы с дефектами
решетки. Расположение атомов внедрен¬
ной примеси в решетке было в свое вре¬
мя хорошо изучено для кремния. Оказа¬
лось, что после отжига некоторые приме¬
си (например, галлий) только частично
располагаются в узлах, значительное жечисло занимает междоузельные положе¬
ния. Для бора в алмазе такие исследо¬
вания пока не выполнены. Однако опти¬
ческие измерения показали почти полное
совпадение свойств акцепторов в ионно¬
легированных слоях алмаза и полупровод¬
никовых объемных кристаллах. Видимо,
электрически активным центром в этих
слоях является бор, замещающий угле¬
род в узле решетки.Наверное, наиболее интересным ре¬
зультатом ионного внедрения было полу¬
чение алмаза с электронным типом про¬
водимости. Такие слои были получены
при внедрении ионов лития в решетку ал¬
маза. Однако ионы лития при внедрении
в алмаз ведут себя несколько отлично от
других ионов. Если для бора максимум
проводимости находится почти на той же
глубине, что и максимум концентрации
бора, то для лития после отжига макси¬
мум проводимости лежит гораздо глубже
от поверхности, чем максимум концентра¬
ции. Это обстоятельство пока не полу¬
чило окончательного объяснения, однакоЭлектролюминесценция алмаза. Пластинка из
алмаза-изолятора, в одну сторону которой
внедрен бор, в другую — литий. Толщина
пластинки -— 100 мкм. Пластинка лежит на алю¬
миниевой подложке (темный фон), которая
служит одним электродом. Вторым электродом
служит игла. Вся алмазная пластинка светится
сине-зеленым светом, поэтому отчетливо видна
на фотографии. Белые пятна соответствуют
наиболее сильному свечению.
Полупроводниковые алмазы43представляется разумным следующее
предположение. Известно, что для таких
полупроводников, как кремний и герма¬
ний, литий является электрически актив¬
ным донором только в том случае, если
он занимает междоузельное положение.
При отжиге литий может либо занять ва¬
кансию и покинуть междоузлие, либо об¬
разовать комплекс с дефектами решетки,
который не является электрически актив¬
ным центром. Небольшая часть ионов ли¬
тия за счет вторичных эффектов может
проникать в кристалл на значительно
ббльшую глубину. Эти ионы попадают в
область, где концентрация дефектов (ва¬
кансий) мала. Атомы лития остаются в
междоузлиях и, таким образом, становят¬
ся донорами.Полупроводниковые алмазы, леги¬
рованные литием, в настоящее время не
изучены в той степени, как алмазы, леги¬
рованные бором. Кроме того, пока не
удалось получить омического контакта к
алмазу с электронным типом проводимо¬
сти. Поэтому электрические измерения
натолкнулись на ряд трудностей. Сейчас
установлено, что энергия активации про¬
водимости для литиевого донора ~0,17 эВ;
проводимость полупроводниковых слоев
алмаза с электронной проводимостью
больше, чем с дырочной. Возможно, по¬
движность электронов в этих слоях близ¬
ка к их подвижности в чистом алмазе,
т. е. ~2000 см 2/В ■ с.Электронные по/^упроводниковые
алмазы могут быть созданы также путем
внедрения ионов элементов V группы таб¬
лицы Менделеева — фосфора, мышьяка,
сурьмы. Однако внедрение этих элемен¬
тов в алмаз не прошло столь успешно,
как внедрение бора и лития. После отжи¬
га при температуре выше 800°С полупро¬
водниковые свойства исчезали — сопро¬
тивление слоя с внедренными ионами вос¬
станавливалось практически до сопротив¬
ления изолятора. При температуре отжи¬
га до 800°С большая часть радиацион¬
ных дефектов сохраняется в кристалле, и
такие слои представляют собой сильно
компенсированные полупроводники с ма¬
лой подвижностью. Тем не менее путем
внедрения в алмаз бора, фосфора или
сурьмы был впервые получен р-п-пере-
ход на алмазе.Помимо описанных выше способов
получения полупроводниковых алмазов
следует сказать еще об одном, который
начинает развиваться в Советском Союзе.
В Институте физической химии АН СССР
были выращены в вакуума- монокристал-лические алмазные пленки на алмазе,
толщина которых достигала нескольких
микрон2. Этот способ представляется
перспективным, так как можно получить
полупроводниковые алмазы с малым ко¬
личеством неконтролируемых примесей.
Условия для загрязнения посторонними
примесями в вакууме И' при более низ¬
ких температурах, видимо, должны быть
лучше, чем при синтезе при высоких дав¬
лениях и температуре 2000°С. Пока в ли¬
тературе не опубликовано сведений о по¬
лучении таким способом пленок, легиро¬
ванных той или иной примесью. Однако
можно надеяться, что это дело недалеко¬
го будущего.•Полупроводниковые алмазы пред¬
ставляют серьезный интерес для полупро¬
водниковой электроники. Благодаря боль¬
шой теплопроводности, температурной
стойкости и большой электрической проч¬
ности полупроводниковые элементы на
основе алмаза могут быть сделаны мало¬
габаритными без потери в мощности. Ма¬
лая диэлектрическая проницаемость и
большие подвижности носителей заряда
делают возможным применение алмаза в
качестве материала для высокочастотной
техники. Малые обратные токи в р-п-пе-
реходах и p-i-п-структурах могут обеспе¬
чивать малые шумы в приборах. Алмаз
обладает интенсивной электролюминес¬
ценцией в голубой и ближней ультрафио¬
летовой части спектра, поэтому на его ос¬
нове могут быть разработаны эффектив¬
ные светодиоды.Пока алмаз только начал входить в
электронную технику (детекторы ядерных
излучений, теплоотводы для полупровод¬
никовых лазеров и лавино-пролетных дио¬
дов из арсенида галлия, термисторы). Ве¬
роятно, в ближайшие годы область при¬
менения алмаза в электронике значитель¬
но расширится. Поэтому большое значе¬
ние будет иметь дальнейшее развитие
ионной технологии и технологии получе¬
ния полупроводниковых пленок и кристал¬
лов алмаза.^Дерягин Б. В., С п и ц ы н Б. В.,
Алексеенко А. В., Городец¬
кий А. Е., 3 а х а р о в Л. П., Н а з а -
рова Р. И — «ДАН», 1973, т. 213, с. 1054.УДК 621. 315. 592
44Г идрогеология«Природа», 1976, № 3К ОХРАНЕ ПОДЗЕМНЫХ ВОДВ нашей стране большое внимание уделяется пробле¬
мам сохранения окружающей среды. Одннм из аспектов »той
проблемы является охрана недр. В прошлом году приняты
Постановление Верховного Совета СССР «О мерах по даль¬
нейшему усилению охраны недр и улучшению использования
полезных ископаемых» и «Закон Союза Советских Социалисти¬
ческих Республик об утверждении основ законодательства
Союза ССР и союзных республик о недрах».Наряду с разнообразными объектами, подлежащими
рациональному использованию и сохранению, упоминаются и
подземные воды. Бережное, разумное отношение к ним дол¬
жно лечь в основу их эксплуатации. Обеспечение водой —
одна из острейших проблем современности. В наше время
очень важно всемерно развивать новые методы изучения и
оценки ресурсов подземных вод, разрабатывать научные осно¬
вы борьбы с их загрязнением, а также постоянно искать пути
их рационального использования.Мы знакомим наших читателей с некоторыми новейши¬
ми достижениями советских ученых в области охраны подзем¬
ных вод, а также общей оценкой этих исследований.Сюрпризы подземной гидросферыИ. Н. Яницкий, В. В. ПименовСохранение высокого качестве сре¬
ды обитания под все усиливающимся на¬
тиском промышленного и сельскохозяйст¬
венного развития становится все более ак¬
туальной проблемой. Известно, что зем¬
ная поверхность и поверхностные воды
уже не могут вместить всех отходов и
побочных продуктов производства, часто
токсичных, угрожающих жизни. Поэтому
изыскиваются различные способы их уда¬
ления с поверхности в какие-то другие
сферы. Особое значение отводится приэтом глубоким горизонтам артезианских
бассейнов с высокоминерализованной во¬
дой. До сих пор здесь исходят из пред¬
положения о застойном режиме глубоких
подземных вод. Считается, что захоронен¬
ные в глубоких горизонтах токсичные
промышленные стоки вреда принести не
могут.Но действительно ли подземные во¬
ды в нижних частях гидросферы являют¬
ся застойными?
Сюрпризы подземной гидросферы45ЭЛИЗИОННАЯ КОНЦЕПЦИЯВ глубоких прогибах литосферы, как
правило, распространены рассолы, отли¬
чающиеся тяжелым удельным весом.
В верхних слоях они разбавляются и сме¬
няются более легкими пресными водами.
В гидрогеологии сложилось представле¬
ние, будто глубинные рассолы очень сла¬
бо подвижны или вовсе неподвижны. Если
это так, каким же путем формируются
гигантские месторождения горючих газов
и нефти, для мобилизации органического
вещества которых требуется дальняя
транспортировка?Для объяснения этого была создана
так называемая элизионная концепция, со¬
гласно которой в процессе уплотнения
осадочных толщ из глубоких частей арте¬
зианского бассейна происходит отжатие
седиментогенной воды, т. е. «первичной»
морской воды, захваченной породой в
процессе формирования осадочной тол¬
щи. Такая вода находится под большим
давлением пород, превосходящим гидро¬
статическое; поэтому она может двигать¬
ся даже по слабо наклонным проницае¬
мым слоям к краевым частям бассейнов
и в некоторой мере перетекать по так на¬зываемым гидрогеологическим окнам в
вышележащие горизонты, иначе говоря,
снизу вверх. Там, где покрышки особен¬
но надежны, из-за отсутствия разгрузки
геостатического напора формируется
сверхвысокое пластовое давление — оно
часто фиксируется при разведке нефте¬
газовых месторождений.Решив, таким образом, в какой-то
мере проблему формирования нефтега¬
зовых месторождений, элизионная кон¬
цепция одновременно поставила под со¬
мнение возможность абсолютного застоя
даже седиментогенных вод. Главной же
ее заслугой является признание возмож¬
ности передачи горного давления прони¬
цаемым водонасыщенным системам и со¬
здание в них напоров, значительно пре¬
восходящих гидростатическое давление.
Так, для низов гидросферы было объяс¬
нено наличие потенциальных сил, способ¬
ных перемещать по пластам и вверх боль¬
шие массы минерализованных вод.Но оказалось, что эти силы могут
проявиться практически повсеместно и
действовать в области гидрогеологических
окон в сравнительно короткие промежут¬
ки времени. Для более глубокого пони¬
мания этих процессов неоценимую услугуИгорь Николаевич Яницкий, кандидат геол ого-минералогическиж
наук, старший научный сотрудник Всесоюзного научно-исследова¬
тельского института минерального сырья Министерства геологии
СССР. Горный инженер-геолог. Занимается организацией гелие¬
метрической службы Советского Союза.Владимир Вячеславович Пименов, старший научный сотрудник
Центрального научно-исследовательского института «Электрони¬
ка» Министерства электронной промышленности. Инженер-кон¬
структор. Принимает активное участие в региональных гелие¬
метрических исследованиях.
46И. Н. Яницкий, В. В. Пименовпредставили результаты гелиеметрических
исследований. Мы уже рассказывали, ка¬
кое значение имеет водногелиевая съемка
при изучении тектонической обстановки'.
Теперь рассмотрим, какие результаты
дает эта съемка в познании миграции под¬
земных вод.ОСНОВЫ ГЕЛИЕМЕТРИИПОДЗЕМНЫХ ВОДПрежде всего важно установить,
действительно ли, как утверждает элизи-
онная концепция, в глубоких частях арте-Разрез (внизу) водонасыщенной пластовой
системы в области гидрогеологического окна,
по которому вода перемещается снизу вверх
(А — Б). На графике (вверху) показан ано¬
мальный эффект различных индикаторов, зави¬
сящий от градиентов их концентрации. По¬
скольку у гелия вертикальный градиент кон¬
центрации в приповерхностном слое в десятки
раз более интенсивен, чем у других индика¬
торов, его аномалии надежнее отражают зоны
повышенной проницаемости тектонической или
фациал ьно-л итол огической природы. 1 — слабо-
проницаемые породы; 2 — водоносный комплекс;
3 — зона повышенной приницаемости; h — глу¬
бина.'Еремеев А. Н., Яницкий И. Н. Ге¬
лий раскрывает тайны земных недр.—
«Природа», 1975, № 1.эианских бассейнов существует первичная,
т. е. седиментогенная, морская вода? Что¬
бы ответить на этот вопрос, рассмотрим
новые данные водногелиевой съемки2 и
попробуем внести некоторые коррективы
в существующие представления.Известно, что гидростатическое дав¬
ление с глубиной увеличивается линейно,
прибавляясь на каждые 10 м столба при¬
мерно на одну атмосферу. Так, 100 м
столба даст 10 атм, 1000 м — 100 атм,
10 тыс. м — 1000 атм (1 кбар, или 0,1 Па
в единицах СИ). Гидростатическое давле¬ние развито повсеместно, как в открытых
бассейнах, так и в подземных пластовых
артезианских или жильно-трещинных си¬
стемах разломов раскрытого типа. В соот¬
ветствии с указанным ростом давления,
легко подсчитать равновесные количества
растворенного в воде воздушного гелия
(см. табл. 1).Итак, на глубине 1 км в воде теоре¬
тически может быть 5-10_3 мл/л равновес-2	Более подробно об этом см.: В и н д ю-
к о в П. М., Еремеев А. Н., Я н и ц-
к и й И. Н.— «Водные ресурсы», 1974, № 5;
Яницкий И. Н.— «Советская геоло¬
гия», 1974, № 11; Левина Л. Е., Пи¬
менов В. В., С т а д н и к В. Е. и др.—
Экспресс-информация ВИЭМС. Сер. X.
t975, вып. 1, с. 22.
Сюрпризы подземной гидросферы47Таблица 1Количества растворенного в воде гелия,
разновесные его содержанию в атмосферном
воздухе при различных давленияхДавление,атмКоличество
гелия, нл/jДавление,атмКоличество
гелия, мл/лi5-10-*1005•10~32МО-43001,5 10'2105.10-*10000,05Распределение свободного подвижного гелия в
многослойной водонасыщенной системе, состоя¬
щей из коллекторов и водоупоров: желтое —
теоретический профиль; красное — эксперимен¬
тально установленный ход кривой. Диффузион¬
ная проницаемость гелия во всей системе
примерно одинаковая (коэффициент диффузии
гелия в воде и в водонасыщенных глина* ра¬
вен 5 10-5 см2/с). Ступенчатый характер при¬
ращения концентрации гелия (Сце) с глуби¬
ной со скачками градиентов в непроницаемых
порода* свидетельствует о преобладании дина¬
мической фильтрации воды. 1 —с лабопроницае-
мые породы; 2—5 — водоносные комплексы
различной минерализации.ного атмосферному воздуху гелия. По¬
пробуем представить себе механизм по¬
добного насыщения в природе. Если на¬
сыщение происходит на поверхности под
давлением 1 атм, то более чем 5■ 10-5 мл/л
гелия в воде раствориться не может. На¬
до, чтобы атмосферный воздух в весьма
больших количествах был захвачен быст¬
рым нисходящим потоком и сжат водой в
закрытых условиях на глубине. В какой-то
мере это можно допускать в высокогор¬
ных условиях, например в Армении.Но как в таком случае поведет се¬бя атмосферный азот? Он тоже раство¬
рится в воде, однако создаст предельную
по гаэонасыщенности фазу: при сбросе
давления (допустим, в нижележащем гри¬
фоне) он сразу же выделится в форме
пузырей и дегазирует воду. В таком газе
и воде при их анализе вновь будет полу¬
чена атмосферная упругость гелия, что
и подтверждено результатами съемки.Эти данные позволяют обоснованно
отрицать возможность накопления гелия в
недрах из атмосферного воздуха. Этот
механизм в природе просто «не рабо¬
тает». По-видимому, гелий, попадающий в
сферу Земли с метеоритной пылью, сразу
же теряется из верхних слоев атмосферы
вместе с диссипирующим из нее в космос
земным гелием.Сне ,мл/л 10100т^±Р^р-Г,-Г^-Тг?г I LTrTTTIT1-| II~200h M|/23lill U4tei "fell
48И. Н, Яницкий, В, В. ПименовОднако значительно более высокие,
чем упомянутые в табл. 1, концентрации
гелия в подземных водах встречаются
очень часто. Возникает вопрос: есть ли
какой-то иной механизм гелиенасыщения,
отличный от связанного с атмосферным
воздухом?Такой механизм известен и ни у ко¬
го сомнений не вызывает. Это —<Х-распад
радиоактивных элементов, рассеянных в
породах повсеместно. Точно известны ко¬
личества гелия, образуемого при а-рас-
паде в рядах урана и тория; известны
временные характеристики процесса. От¬
сюда легко вычислить предельно возмож¬
ные количества накопившегося в породах
гелия, пористое пространство которых за¬
полнено водой (см. табл. 2).Сравнение цифр табл. 1 и 2 сви¬
детельствует об абсолютном преоблада¬
нии процесса гелиенакопления в воде за
счет нормально рассеянного радиоактив¬
ного вещества. В последнем, однако, слу¬
чае имеется в виду полное отсутствие по¬
терь гелия во всем принимаемом к расче¬
ту диапазоне геологического времени.Но как в природе создаются усло¬
вия накопления гелия без каких-либо по¬
терь со времени образования породы и
до сего дня? Ведь для этого должна бы¬
ла быть обеспечена абсолютная консерва¬
ция системы порода — вода. Здесь, на
первый -взгляд, как бы совпадает концеп¬
ция гелиенакопления в осадочной толще
и элизионная концепция.Посмотрим, однако, какой из этих
концепций более соответствует фактиче¬
ское распространение гелия.ГЕЛИЙ — ИНДИКАТОР
ВОДООБМЕНАПри решении ряда гидрогеологиче¬
ских проблем часто требуется узнать на¬
правление и скорость потока подземных
вод. С этой целью в исследуемый гори¬
зонт вводят какие-либо индикаторы, поз¬
воляющие наблюдать движение воды.
Обычно используют интенсивные красите¬
ли или реагенты, иногда меченые атомы.
Однако с помощью этих индикаторов
обычно трудно создать концентрирован¬
ную аномалию, не нарушая природных
гидродинамических условий; все они, кро¬
ме того, подвержены сорбции вмещаю¬
щими породами и в определенной мере
загрязняют воду.Исследования показали хорошую
«работоспособность» гелия в столь, каза¬
лось бы, «непривычной» для него ролиТаблица 2Гелиенасыщенность воды, находящейся
в поровом пространстве пород различного
возраста. Радиоактивность оптимально высокая,
отвечающая породам гранитоидного составаСтратиграфическое
подразделение породГеологический
возраст пород,
млн летКоличество
гелия в воде,
заполняющей
поровое
пространство
породы, мл/лЧетвертичные0,0011,5 10-»90,011,5-10-*Э0,11,5 10-4»1,00,0005Плиоценовые10,00,005Нижнемеловые100,00,15Нижнекембрийские500,00,75Протерозойские1000,01,50Архейские3000,04,50индикатора. Например, минерализация во¬
ды в осадочной толще большой мощно¬
сти нередко изменяется от рассола внизу
(250—300 г/л) до ультрапресных вод ввер¬
ху (0,1 г/л). Перепад здесь около 4 по¬
рядков. Что касается упругости гелия, то
в этом же интервале она изменяется от
2—3 до 5'10"‘ атм, т. е. его перепад кон¬
центраций составляет около 6 порядков!
Значит, информативность гелия соответст¬
венно выше на 2 порядка. Явные преиму¬
щества определяются химической инерт¬
ностью и диссипацией гелия из атмосфе¬
ры в космос.Известно, что коэффициент диффу¬
зии гелия в воде и в водонасыщенных
глинах одинаков — он составляет
5-10“5 см2/с. Это важное обстоятельство
позволяет рассматривать многослойную
систему осадочной толщи для диффузи¬
онного механизма миграции гелия изо¬
тропной. Графическое решение задачи
для параметров гелиеобразования в рам¬
ках табл. 2 дает прямую линию, угол на¬
клона которой определяется исключитель¬
но величиной радиоактивности вмещаю¬
щей среды. Именно на этом принципе
основывался предложенный В. П. Савчен¬
ко в 1933 г. способ определения геоло¬
гического возраста подземных вод.Но все это явилось упрощенной схе¬
мой, тогда как фактическое распределе¬
ние гелия оказалось совершенно иным.
Вопреки ожидаемому плавному увеличе¬
нию содержания гелия в водонасыщенной
пластовой системе сверху вниз, соответ¬
ствующему возрасту слагающих пород, во
Сюрпризы подземной гидросферывсех изученных районах установлено рез¬
ко выраженное ступенчатое нарастание
его концентраций с максимумами гради¬
ентов только в разделяющих водоупор¬
ных слоях. Градиенты концентраций меж¬
ду смежными коллекторами оказались на¬
ибольшими в верхней части разреза; в
средней части они обычно уменьшаются и
всегда вновь увеличиваются вблизи кри¬
сталлического субстрата, в базальных сло¬
ях. Среднее приращение содержания ге¬
лия с глубиной также более интенсивное,
по сравнению с расчетным для условий
отсутствия водообмена при известном
уровне радиоактивности осадочной толщи.Полученные формы многочисленных
вертикальных концентрационных профи¬
лей однозначно свидетельствуют, что ве¬
дущей формой миграции гелия является
динамическая фильтрация с фазой-носите-
лем — водой, а не молекулярная диффу¬
зия в застойной воде и вмещающей поро¬
де; динамический водообмен происходит
в пределах всей многослойной осадочной
системы, только более интенсивно в верх¬
ней части и замедленно в средней части;
основные источники гелия находятся ниже
осадочной толщи и они значительно мощ¬
нее предельно допустимых, на основе ко¬
торых составлена табл. 2.Так, при использовании гелия возни¬
кают жесткие рамки граничных условий,
впервые позволяющие привести в соответ¬
ствие систему «режим подземных вод —
радиогенный источник гелия». Именно эта
неувязка была причиной ряда ошибочных
выводов при изучении раздельных аспек¬
тов проблемы: т. е. когда говорили о ба¬
лансе гелия с местным радиогенным его
источником, закрывали глаза на подвиж¬
ность вод; в других случаях заведомо об¬
ходили молчанием факт явного избытка
гелия.Благодаря отмеченным геохимиче¬
ским особенностям и высоким аналитиче¬
ским возможностям, гелий выполняет
роль точного вертикального маркера во¬
ды, он может служить как бы ее паспор¬
том. Режимные наблюдения показали, что
любые перетоки подземных вод немед¬
ленно отражаются в поле гелия соответ¬
ствующими изменениями его концентра¬
ций. Гелий 'надежно регистрирует также
изменения ресурсов подземных вод, их
баланс, поскольку при восполнении запа¬
сов за счет инфильтрации происходит
уменьшение, а при сокращении подпиты¬
вания — увеличение его концентраций. Не
менее заманчивы перспективы примене¬
ния техногенного гелия взамен применяе¬мых ныне в той или иной мере токсич¬
ных индикаторов.В условиях пересеченного рельефа
динамические потоки распространяются
по зонам повышенной проницаемости
(разломам и пластам) вниз. На склонах и
в пониженных частях рельефа выходы та¬
ких вод образуют нормальную зону вы¬
клинивания подземного стока. Нисходя¬
щие потоки путем передачи давления вы¬
жимают воду из нижележащей зоны за¬
медленного водообмена. В результате на¬
блюдается сложная картина смешивания
вод приповерхностной и глубокой цирку¬
ляции, отражаемая всеми гидрохимиче¬
скими и температурными показателями,
в соответствии с их информативностью.И гелий здесь вновь оказался са¬
мым информативным индикатором водо¬
обмена. Даже в вулканических системах
он дает объективные сведения о массооб-
мене поверхности с недрами планеты,
в то время как все химически активные
элементы молчат.ГЛУБИННЫЙ КОНЦЕНТРАТТеперь рассмотрим некоторые но¬
вые данные о формах проявления ано¬
мально высокой гелиеносности. Как отме¬
чалось, количества гелия в глубоких арте¬
зианских водах обычно близки максималь¬
но возможным параметрам его радиоген¬
ной генерации в условиях абсолютно за¬
крытой системы. Так, например, в цоколе
Центрального седиментационного бассей¬
на Русской платформы на глубине 2—3 км
количества гелия составляют И—2 мл/л.
Известны, однако, случаи еще более вы¬
сокой гелиенасыщенности. Среди них
обычно называют подземные газы Севе-
ро-Американской платформы, разломов
Восточной Африки и др.Но зачем ездить в Африку? В ряде
районов Прибалтики и в Карелии на глу¬
бине 100—200 м гелия в воде уже
2—3 мл/л. Сопоставим эти количества с
цифрами табл. 2: налицо резко выражен¬
ное несоответствие между фактическим
количеством гелия и его возможной про¬
дукции в породах. Что это — проявление
сверхдлительного накопления гелия в
условиях абсолютно закрытой системы
или мы имеем дело с сверхмощными ис¬
точниками гелиеобразования в недрах
Земли?О сверхдлительности процесса в
данном случае говорить не приходится —
вмещающие воду породы относятся к де¬
вону и кембро-ордовику. Максимальные
50И. Н. Яницкий, В. В. Пименовколичества гелия для них по табл. 2 не
могут превышать 0,75 мл/л. Если же
учесть ультрапресный характер вод и дру¬
гие признаки активного водообмена с по¬
верхностными и атмосферными водами,
то максимальное время для «возраста»
воды в данном случае не может быть бо¬
лее 100 тыс. лет. Отсюда предельное со¬
держание гелия теоретически не должно
превышать 2-10"4 мл/л, что примерно в
10 тыс. раз ниже фактического.Однако, что значит в этом смысле
Прибалтика по сравнению с Москвой, гдедублер известной Боенской скважины уже
около 10 лет эксплуатирует рассол с со¬
держанием гелия около 15 мл/л? Интерес¬
но отметить, что до интенсивной эксплуа¬
тации здесь, как и во всех соседних сква¬
жинах, содержание гелия было «нормаль¬
ным», т. е. 0,8 мл/л. Теперь, даже при
условии полного отсутствия потерь, коли¬
чество гелия соответствует времени на¬
копления, в 20 раз превышающего воз¬
раст вмещающих коллекторов и в 2 раза
большего возраста Земли.Но и это еще не предел. Исследо-Рвслределение гелий (вверху) в дву*
(I и II) моноклинально залегающих пластах в
области разлома (вниз у). Гелиевая съемка
позволяет выявлять наиболее важные для ин¬
женерной геологии гидрогеологические окна, ко¬
торые являются каналами потенциального за¬
грязнения подземных вод. Кривые I и II от¬
носятся к соответствующим пластам на разре¬
зе. 1 — слабопроницаемые породы; 2 — водонос¬
ный комплекс; 3 — зона повышенной проницае¬
мости; 4 — положение водозаборных скважин
(точек наблюдения).вдния показывают, что в некоторых слу¬
чаях устанавливаются содержания гелия
25—30 мл/л, а в отдельных разломах на
глубине всего 1—2 км получены значения
и до 100 мл/л. Так мы постепенно прибли¬
жаемся к порогу, на наш взгляд, неве¬
роятного — к проблеме существования в
недрах концентрированной гелиевой фа¬
зы. А на исследуемых, относительно не¬
больших, глубинах сохранению этой фазы
мешает указанный активный водообмен.Об	этом однозначно свидетельствует не
только случай с дублером Боенской сква¬
жины, но и многие другие примеры. Вот
и получается, что связь гелия с возрастом
пород полностью отсутствует, а его рас¬
пределение зависит исключительно от
факторов гидродинамики. В целом же
Сюрпризы подземной гидросферы51структура поля гелия отражает именно
характер и глубину водообмена3.«НРАВЫ» ГИДРОДИНАМИКИРедко бывает, чтобы весь разлом на
поверхности проявился выдержанной ли¬
нейной гелиевой аномалией. Обычно он
прослеживается s форме четок, приуро¬
ченных к сопряжениям разноориентиро¬
ванных систем разломов — к структурным
узлам. Наиболее контрастны гелиевые
аномалии при непосредственном выходеВверху — график содержания гелия в воде.
Внизу — геологический разрез. В горных райо¬
нах характерно наиболее контрастное распреде¬
ление гелия. Здесь особенно наглядно проявля¬
ется влияние двух абсолютно господствующих
факторов формирования поля гелия — тектоники
и гидродинамики. Локальные резко дифференци¬
рованные аномалии свидетельствуют о достаточ¬
но хорошей проницаемости разломов по вертика¬
ли при выраженной субгоризонтальной изолиро¬
ванности жильно-трещинных систем. В некоторых
разломах, приуроченных к повышенным частям
рельефа, наличие гелиевых и гидрохимических
аномалий можно объяснить только восходящими
потоками глубинной природы. 1 —гранитоиды;2	— баэальтоиды; 3 —дислоцированные осадоч¬
ные породы нижнего структурного этажа;
4 — осадочные породы верхнего структурного
этажа; 5 — разломы; 6 — наложенная трещинова¬
тость зоны выветривания; 7 — направление дви¬
жения подземных вод.кристаллического субстрата на дневную
поверхность. В случае экранирования фун¬
дамента осадочной толщей интенсивность
и контрастность аномалий снижается.Но почему же нет полного рассея¬
ния гелиевых аномалий в условиях выхо¬
да субстрата на поверхность, хотя извест¬
но, что приповерхностная зона активного
водообмена развита повсеместно? Эта зо¬
на почти везде выражена наличием
ультрапресных вод; определены скорости
приповерхностного стока для горизонта
щебенистой коры выветривания, состав¬ляющие в равнинных условиях величины
порядка 1—2 см з год.Единственным объяснением контра¬
стного поля гелия может быть только
преобладание скорости восходящего по
проницаемой зоне глубинного потока над
скоростью «бокового» стока. Такое преоб¬
ладание должно быть многократным. Но
ведь тогда гелиевые аномалии должны
сопровождаться гидродинамическими ку¬
полами, проявляющимися локальными по¬
вышениями уровня подземных вод.3	Водообмен хорошо выражен в поле ге¬
лия также по открытым бассейнам —
океанам и морям. Разница лишь в скоро¬
сти процесса, намного более интенсивно¬
го в открытых, чем в артезианских, бас¬
сейнах.
52И. Н. Яницмий, В. В. ПименоАнализ результатов водно-гелиевой
съемки и инженерно-геологических иссле¬
дований подтверждает такое предположе¬
ние. Создается впечатление, что форма
объемной концентрационной поверхности
гелиевых аномалий повторяет элементы
гидродинамической поверхности, однако.в
резко телескопированном виде.Связь гелиевых и гидродинамиче¬
ских аномалий порождает новые важные
вопросы. Легко было объяснять гидроди¬
намические аномалии перетоками вод
приповерхностной циркуляции. Но содер¬
жание гелия в воде в ряде случаев бы¬
вает столь большим, что вариант неглу¬
бокой циркуляции полностью отпадает.Длительное время гелиевая съемка
в горных районах вообще не велась: по
всем канонам казалось, что гидравлически
связанные жильно-трещинные системы
должны сбрасывать вмещаемые ими воды
в пониженных частях рельефа. Поэтому
трассировку разломов здесь считали воз¬
можной только по отдельным аномалиям,
приуроченным к ущельям, что не могло
обеспечить структурному картированию
достаточной выразительности.В 1973 г. при съемке в горах Арме¬
нии гидрогеологу Л. А. Кузнецовой уда¬
лось зафиксировать гелиеносный и слабо-
минерализованный источник, расположен¬
ный на большой высоте; никакой логиче¬
ски объяснимой зоны питания на его 10 л
вблизи нет — и от Арагаца и от Зангезу-
ра массив отделен ущельями глубиной
500—700 м. А ведь это 50—70 атм гид¬
ростатического давления! И ниже по скло¬
ну — ни одного аномального по гелию
родника из десятков обследованных. Ста¬
ло быть, в природе существует какой-то
«насос», который поднимает воду на во¬
дораздел. Тогда возникает вопрос — как
же он устроен. Как он связан с глубокой
зоной питания сквозь всю высокогорную
систему самого активного водообмена?
Ведь скорости стока достигают здесь де¬
сятков метров в сутки, да и давления
измеряются десятками , атмосфер. Подоб¬
ного рода образования, вероятно, пред¬
ставляют собой изолированные гидроди¬
намические системы. Пока единственно
приемлемым объяснением способа их ра¬
боты является допущение передачи воде
геостатического давления, выжимающего
флюид.Так мы подходим к явлению, чем-4	И в в н ч у н П. П. Рифы нерифового
происхождения.— «Природа», 1972, № 11.то напоминающему гидровулканизм П. П.
Иванчука4, но распространенному гораз¬
до шире в любых геологических усло¬
виях в виде замедленных восходящих по¬
токов. С другой стороны, вновь приходит¬
ся вспомнить об эффекте отжатия воды
из пород — безусловно рациональном
зерне элизионной концепции.Немало новых фактов принесло изу¬
чение других источников Армении. Ока¬
залось, в частности, что знаменитые по
вкусу и качеству ереванские питьевые во¬
ды также содержат повышенные концент¬
рации гелия. Но особый интерес предста¬
вил мощный выход термальных углекис¬
лых вод источника Борот Ахпюр5, вскры¬
ваемый Ведийским ущельем в зоне Ере¬
ванского сейсмически активного разлома.
Несколько лет назад источник разбурили
скважинами для определения запасов
бальнеологических минеральных вод.
В одной из скважин, попавшей в осевую
часть разлома, бушует водно-газовый гри¬
фон. Но, кроме него, в интервале 300—
400 м в дне ущелья дренируется несколь¬
ко десятков мелких родников, впадающих
в протекающий здесь ручей. А самый
верхний из них — холодный и пресный —
оказался наиболее гелиеносным. Более
того, его выход резко поднимает содер¬
жание гелия и в воде ручья. Ниже по
открытому потоку концентрация посте¬
пенно уменьшается как за счет потерь ге¬
лия в атмосферу, так и при смешивании
с термальными углекислыми водами, сиг¬
нал гелия в которых ниже, чем в атмо¬
сферном воздухе,— почти нулевой. Ока¬
залось, что распределение гелия в ручье
точно отражает весь баланс питания под¬
земными водами с высокой или низкой
концентрацией6.Но какова же структура источника
Борот Ахпюр, если в единой системе раз¬
лома на расстоянии сотен метров сущест¬
вуют обособленные, не смешивающиеся
типы вод — холодных пресных и термаль¬5	В переводе означает — Бурлящий род¬
ник.6	Подобным же образом впервые была
установлена информативно сть гелиевой
съемки и по наземным потокам. Этот вид
исследований был испытан И. К. Поле¬
новым в Карелии, где модуль подземно¬
го стока значительно более высок. Фак¬
тор разбавления глубинных вод там
очень интенсивен: до верхней зоны ак¬
тивного водообмена не доходят ни теп¬
ловые, ни гидрохимические сигналы. Од¬
нако аномальные сигналы гелия на уча¬
стках дренажа прорывают даже столь
сложные условия.
Сюрпризы подземной гидросферы53ных газонасыщенных? Какой из них более
глубокой циркуляции? Почему холодная
вода более гелиеносна, чем теплая, и как
связать все это с глубиной? На первый
взгляд кажется, что холодная вода более
глубинная, что вообще не вяжется с
обычными представлениями. Не более
обосновано и предположение о нулевой
гелиеносности углекислых вод, которое
высказывалось некоторыми специалиста¬
ми. В чем же здесь дело?Действительно, сопоставление сигна¬
лов по природному и полученному в ап¬парате Киппа углекислому газу показало
некоторое приращение концентрации ге¬
лия в первом случае, в то время как хи¬
мически чистый газ дал отсчет абсолютно¬
го нуля. Значит, причина только в интен¬
сивном разбавлении гелия углекислым га¬
зом, которого, например, в воде Борота
Ахпюра 4 объема к 1 объему воды. Раз¬
бавление в данном случаев, с учетом в
100 раз большей емкости газовой фазы,
равно 400.Но даже с учетом разбавления в не¬
которых углекислых источниках сигналы^Не мл/лСхематический разрез через сейсмически актив¬
ный разлом в районе термального углекислого
источника Борот Ахпюр в Армении (внизу)
и графики распределения гелия (вверх у).
1 — ненарушенные породы; 2— зона разлома;
3 — осевая часть разлома; А —наземный водо¬
ток (ручей); 5 — выходы подземных вод. Кри¬
вые распределения гелия: 1 —по выходам под¬
земных вод, II — в воде ручья.Опробование родников и скважин на этом участ¬
ке позволило установить весьма неравномерное
распределение гелия в пределах одного раз¬
лома, что свидетельствует о наличии в нем
сложной системы проницаемых трещин и цирку¬
ляции вод различного происхождения.гелия оказались заметно повышенными.
Так, повышены они в водах известного
Боржоми и отдельных источниках группы
Минеральных вод. Особенно высокая
гелиенасыщенность была выявленаВ.	А. Игумновым опять-таки в Армении и
пока только в двух точкам Зангезурского
разлома — в районе Кировакана и в урочи¬
ще Шагат Сисианского района. Стоит ум¬
ножить сигнал в газе этих источников на
газовый фактор, чтобы получить рекордно
высокую упругость гелия, выходящую за
рамки всех допустимых параметров ра¬
диогенного гелиенакопления.Месторождения удалены друг от
друга на расстоянии около 300 км, и, по-
видимому, не только Зангезурский раз¬
лом «повинен» в их образовании. Ничего
54И. Н. Яницкий, В. В. Пименовподобного, например, нет в Арзни или
в Джермуке. Нет сомнений, что выходы
сверханомальных по гелию вод приуроче¬
ны к сопряжениям двух систем разломов,
первая из которых имеет общекавкаэское
простирание и четко выражена как в
рельефе, так и на высотных снимках; вто¬
рая — антикавказского (субмеридиональ-
ного) направления и почти незаметна. Об¬
разуемые в их сопряжении проницаемые
системы связаны, по-видямому, с очень
глубокими источниками гелия и углекис¬
лого газа.НЕВЕРОЯТНОЕ ИЛИ ЗАУРЯДНОЕ?Региональная водно-гелиевая съемка
охватила большие пространства Советско¬
го Союза. Но везде ее результаты в
принципе стереотипны >— картина прони¬
цаемости литосферы четко выражена в
ряде мест Казахстана, на Украинском щи¬
те или на Воронежском кристаллическом
массиве. При увеличении мощности экра¬
нирующего слоя осадочных пород конт¬
растность аномалий снижается. Но там,
где мобильность разломов превышает па-Схема поля гелия Днепровско-Донецкой впади¬
ны (по данным В. М. Коробейника, 1975). Это
один из глубочайших и сложно построенных
прогибов континентальной коры. Кристалличе¬
ский субстрат погружен здесь на 12—15 км.
В разрезе отмечается чередование водоупорных
и водонас ыщенных пластов; минерализация под¬
земных вод изменяется от слабой на поверх¬
ности до концентрированны* рассолов на глуби¬
не 3—5 км. Некоторые авторы высказывают мне¬
ние об абсолютном застое подземных вод Днеп¬
ровско-Донецкой впадины на таких глубинах. Ге¬
лиевая съемка фиксирует восходящие потоки
подземных вод уже на глубине первых десятков
метров от поверхности, что, вероятно, обуслов¬
лено активным термодинамическим режимом
недр этого региона. Содержание гелия в под¬
земных водах в зоне активного водообмена на
уровне 100—200 м: менее 1 (1); 1—4 (2); 4—16	(3) и более 16 (4) значений в единицах
статистического фона; 5 — границы мегаблоков;6	— разломы, трассируемые методами глубинной
геофизики.раметры тектоники стабильных районов,
картина проницаемости становится отчет¬
ливой при любой мощности осадочной
толщи. Такой мы видим ее в Днепровско-
Донецкой впадине. Признаки резко выра¬
женной вертикальной гидравлической свя¬
зи наблюдаются здесь не только в поле
гелия, но и по обычным гидрохимическим
показателям. Именно в таких условиях
при картировании разлом'ов бессильны да¬
же геофизические методы, поскольку в
сложно построенной многослойной текто¬
нической системе физические поля от
разных источников обычно накладываются
и теряют информативность.Районов, подобных Днелровско-До-
нецкой впадине, с выраженной вертикаль¬
ной гидравлической связью немало. Отли-
Сюрпризы подземной гидросферы55Схемы геологического строения, гидродинами¬
ческих напоров и концентрационной поверхности
гелия для одного из фрагментов литосферы.
Внизу —блок геологических пород различной
проницаемости в горизонтальной поверхности
среза, отражающий сочетание стратиграфической
и тектонической ситуаций. В середине —
гидродинамичес ка я поверхность на горизонталь¬
ной плоскости среза воспроизведена по изо¬
гипсам удельных напоров (Ah). Вверху —
концентрационная поверхность гелия для того
же среза, составлена по величинам упругости
гелия в воде (ДрНе). 8 глубоких зонах лито¬
сферы давление пород частично передается по¬
лураскрытым гидравлическим системам. Это со¬
здает напоры, интенсивность которых часто пре¬
восходит гидростатическое давление и выжимаетгелиенбсный флюид из недр к поверхности.
В этих случаях гид р оизогипс ы имеют форму
куполов с конфигурацией которых совпадает бо¬
лее рельефная концентрационная поверхность
гелия. Так, водно-гелиевая съемка позволяет
выявлять активные формы вертикальной мигра¬
ции подземных вод, наименее слабо изученные
в инженерной геологии. 1 — кристаллический
субстрат, 2 — базальные слои, 3 — известняки,4	— глинистые сланцы, 5 -— разломы. *ВЖЙ: i^i -А Р Не, атм
56И. Н. Яницкий, В. В. Пименовчаются этой особенностью многие районы
Поволжья (особенно в крутых изгибах
Волги), Средней Азии, Западно-Сибир¬
ской низменности и др. Литосфера по
вертикали газо- и водопроницаема гораз¬
до сильнее, чем принято было считать.
Вероятно, это обычное состояние полу¬
проницаемой земной коры. Вполне обыч¬
ны и медленно восходящие по сопряже¬
ниям разломов потоки подземных вод.
За медленностью и скрытостью процесса
их просто не замечали.Мы не знаем пока точного механиз¬
ма передачи глубинному флюиду геоста-
тического давления, но нет сомнений, что
такой механизм существует и действует
безотказно. Мы не знаем также, сколько
ювенильной воды содержится в потоке,
но она там безусловно есть. Космические
исследования американских специалистов
подтвердили постоянную диссоциацию па¬
ров воды в верхней атмосфере на ато¬
марный водород и кислород, после чего
первый уходит в космос, а второй возвра¬
щается на Землю. Так может решиться
вопрос о природе высоких концентраций
кислорода в атмосфере. В этом случае
по данным гелиевой съемки может ре¬
шиться вопрос о механизме пополнения
водного бассейна Земли, размеры кото¬
рого за последние 200 млн лет как будто
бы не изменялись. Для такого пополне¬
ния одного пировулканизма недостаточно.•То, о чем до сих пор говорилось,
можно отнести к «высоким материям».
Какая разница, скажет читатель, откуда
берется гелий и куда движется подзем¬
ная вода... Есть, однако, в цепи затрону¬
тых вопросов прямой выход к самой ак¬
туальной части современной действитель¬
ности — к проблеме жизни человечества,
или, более точно, к равновесию тончай¬
шего слоя среды обитания Земли, един¬
ственного для нас оазиса Вселенной. Для
решения столь многогранной проблемы
надо очень хорошо знать все «отноше¬
ния» среды обитания с недрами планеты.
Когда же подводишь баланс этих знаний,
то он складывается, к сожалению, пока
лишь к вопросам. И результаты водно-ге-
лиевой съемки явились для нас особым
сюрпризом, подорвавшими миф об изо¬
лированной или законсервированной от
внешних влияний глубоких зон подземной
гидросферы.Вот почему с тревогой читаем мы
в журнале «Юность» такие строки о Пер¬
вомайском химическом комбинате:
«...Оказалось, что никак нельзя использо¬вать только ничтожную часть отходов —
самые зловредные, ядовитые, высококон¬
центрированные. Их решено закачивать
глубоко в землю...»7.Гелиевая съемка показала, что это-
го-то как раз делать и нельзя. Особенно
в массированных, глобальных масштабах,
так как очень скоро подземные воды вы¬
несут токсичные продукты к поверхности.
Недаром на III Международном гидро¬
геологическом конгрессе в Монтпелье
(Франция, 1974) проблема загрязнения
подземных вод в ряде промышленно-раз¬
витых стран обсуждалась уже как совер¬
шившийся факт. Таким образом, единст¬
венной возможностью остается проекти¬
рование предприятий с действительно
полностью замкнутым производственным
циклом, чего бы это ни стоило. И мы
должны решить эту проблему как можно
быстрее.7Чапковский А. «Юность», 1975, № 4,
с. 100—104.УДК 551.49; 550.4; 546.291РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРАВиндюков П. М., Еремеев А. Н., Яниц¬
кий И. Н.—«ВОДНЫЕ РЕСУРСЫ», 1974, № 5.Голоскоков В. В., Кузьмина В. Т., Леви¬
на Л. Е., Панюшкин В. В., Пименов В. В.—«ПРИБОРЫ И ТЕХНИКА ЭКСПЕРИМЕНТА», 1973,
№ 1.Дикун А. В., Коробейник В. Н., Яниц¬
кий И. Н.— «ИЗВ. АН СССР. СЕР. ГЕОЛ.», 1975,
№ 1.Еремеев А. Н., Яницкий И. Н. ГЕЛИЙ РАС¬
КРЫВАЕТ ТАЙНЫ ЗЕМНЫХ НЕДР,— «Природа»,
1975, № 1.Левина Л. Е., Пименов В. В., Стадник В. В.,
Голоскоков В. В., Ермаков Н. Н„ Горяй¬
нов Ю. А., Яницкий И. Н.— ЭКСПРЕСС-ИН¬
ФОРМАЦИЯ. ВИЭМС, 1975, сер. X, вып. 1.Яницкий И. Н.— «СОВЕТСКАЯ ГЕОЛОГИЯ»,
1974, № 11.Eremeev A. N., Sokolov V. A., Solowov А. Р.,
Yanitsky I. N.— GEOCHEM. EXPL., INST. AND
METAL. L. 1972.
Г идрогеология«Природе», 1976, N9 3Карта естественйой защищенности подземных
вод от загрязненияН.	В. РоговскаяНина Васильевна Роговская, профессор, доктор геолого-минера-
логических наук, заведует отделом региональной гидрогеологии
Всесоюзного научно-исследовательского института гидрогеологии
и инженерной геологии (ВСЕГИНГЕО) Министерства геологии
СССР. Занимается изучением подземных вед Советского Союза
и зарубежных стран. Главный редактор Атласа гидрогеологиче¬
ских карт территории СССР, заместитель главного редактора
фундаментального издания «Гидрогеология СССР».Во Всесоюзном научно-исследова-
тельском институте гидрогеологии и ин¬
женерной геологии (ВСЕГИНГЕО) разра¬
ботана методика и создан макет карты
естественной защищенности подземных
вод от загрязнения. Такая карта по тер¬
ритории СССР будет составляться впер¬
вые. Это вызвано необходимостью охра¬
ны подземных вод от прямого воздейст¬
вия хозяйственной деятельности человека
на подземную гидросферу. Прежде все¬
го, это воздействие сказывается на наи¬
более ценных пресных и солоноватых во¬
дах, которые, как правило, залегают
вблизи от поверхности.Хотя проблема охраны подземных
вод имеет длительную историю, она ни¬
когда не решалась в плане выявления
условий естественной защиты подземных
вод от загрязнения, созданных самой при¬
родой. Вместе с тем, учитывая высокий
современный технический уровень про¬
мышленности и интенсификации сельско¬
го хозяйства, очень важно знать, каковы
потенциальные возможности естественной
защищенности подземных вод. Эти сведе¬
ния необходимы для своевременного пла¬
нирования размещения объектов возмож¬
ного загрязнения, равнб как и самих ме¬
роприятий по охране подземных вод.При составлении обычных гидрогео¬
логических карт объектом картирования
являются водоносные горизонты, исполь¬
зуемые для питьевых или технических це¬
лей. Эти карты содержат, как правило,
информацию двух планов: относящуюся к
водовмещающим породам (условия рас¬
пространения, залегания, литологический
состав и водно-физические свойства по¬
род) и относящуюся к собственно под¬
земным водам (их динамика, качество,
количество). Другими словами, во всех
случаях картируется объект возможного
загрязнения — водоносный горизонт — но
без характеристик путей и результатов за¬
грязнения. Совершенно очевидно, что со¬
держание карты защищенности должно
быть иным. Картированию здесь подле¬
жат не сами водоносные горизонты, а ис¬
тинные водоупоры, существование кото¬
рых в природе, по-видимому, очень огра¬
ничено, и слабофильтрующие толщи,
больше по традиции называемые водо-
упорами. Они перекрывают водоносные
горизонты сверху, и именно они являют¬
ся как бы механическими барьерами, пре¬
пятствующими проникновению вглубь за¬
грязняющих веществ с поверхности.Опыт показывает, что в большинст- >
ее случаев загрязняющие вещества, по¬
падающие в подземные воды в виде вод¬
ных растворов, могут мигрировать вместе
saH. В Роговская\0э4т
Карта естественной защищенности подземных вод от загрязнения	59Условные категории защищенности подземных вод от вертикального проникновения химического
загрязнения.Объент защитыГрунтовые водыНапорные водыестественныефакторызащищенности.условныекатегориизащищенностиСуммарная мощность выдержанных* водоупорных слоев
в разрезе толщи пород зоны аэрации, мМощность глин
первого регио¬
нальна выдер¬
жанного водо-
упора, мпрослоиглинпрослоисуглинковпрослои глин
и суглинковIЗащищенныеболее 10более 100более (5+50)**/ более- 10IIУсловно защищенные3-1030-100более (1,5+15)
илименее (5+50)/-'V /IIIНе защищенныеменее 3менее 30менее (1,5+15)7/,/ менее 4 /* Выдержанным слоем считается слой,	*’ В скобках: первая цифра —мощностьимеющий постоянный литологический со-	глин, вторая —мощность суглинков,став и мощность на площади распростра¬
нения морфогенетического типа рельефа
второго порядка (как минимум).Так выглядит макет карты защищенности под¬
земных вод одного из районов СССР (мас¬
штаб 1 : 200 ООО). Карта сопровождается разре¬
зом по линии I—I (см. с. 00). Основой для
составления такой карты служат материалы
геологической, гидрогеологической и инженерно¬
геологической изученности территории при со¬
хранении преемственности классификации гидро¬
геологических элементов и условных знаков
общих гидрогеологических карт. Поскольку ле¬
генда чрезвычайно сложна, мы ее не воспро¬
изводим. Тем не мен^е даже неискушенный
читатель сможет уловить главную смысловую
нагрузку. Так, прежде всего бросается . в глаза,что мы одновременно получаем сведения по
защищенности грунтовых (сплошная краска) и
напорных (цветная штриховка) подземных вод.
Сопоставляя с картой геологический разрез,
легко себе представить, что данный район
расположен в межгорной долине реки (она де¬
лит его примерно посередине). Этот синкли¬
нальный прогиб (обратите внимание на изгиб
пластов в разрезе) заполнен мезозойскими и
кайнозойскими отложениями. Самые молодые,
четвертичные, отложения залегают на размытой
поверхности палеогеновых глин (белое пятно на
карте и частая горизонтальная штриховка на
разрезе) и песчаников верхнего мела. На боль-
60Н. В. Рогоескаяс подземными водами по пласту. Следо¬
вательно, вредное действие на состав под¬
земных вод оказывается не только в рай¬
оне расположения источника загрязнения,
но и в удаленных от него местах.Что же мы понимаем под загрязне¬
нием подземных вод? Это любые физиче¬
ские, химические и биологические изме¬
нения качества воды, которые делают ее
частично или полностью непригодной для
использования. Кроме бактериологическо¬
го и радиоактивного загрязнения, наибо¬
лее широко распространено химическое
загрязнение — появление в составе под¬
земных вод новых веществ или в увели¬
чении содержания ранее имеющихся ком¬
понентов естественного химического со¬
става, при котором происходит ухудше¬
ние качества подземных вод и она пере¬
стает удовлетворять требованиям питье¬
вых норм. Именно химическое загрязне¬
ние питьевых вод наиболее трудно устра¬
нимо. Основными загрязняющими вещест¬
вами являются хлориды, сульфаты,
фенолы, железо, аммоний, нитриты, ни¬
траты, органические соединения, медь,
мышьяк, хром, цианиды, свинец, нефте¬
продукты и др.Проникают инородные растворы в
водоносные горизонты или путем ин¬
фильтрации (фильтрации) через зону
аэрации на всей площади распростране¬
ния грунтовых вод и в области питания
водоносных горизонтов; или путем пря¬
мого перелива через горные выработки,
плохо оборудованные бездействующие
скважины и т. д.; или через «гидрогео¬
логические окна» первого от поверхности
регионального водоупора (или фильтраци¬
ей через всю его толщу); наконец, в ре¬
зультате перемещения загрязненных рас¬
творов по водоносному горизонту от оча¬
га загрязнения к водозаборам под влия¬
нием откачек или к естественным дренамшей части территории породы зоны аэрации
высокопроницаемы, а маломощные прослои
суглинков и глин (см. разрез) имеют преры¬
вистое распространение. Поэтому здесь грун-
товые воды не защищены от загрязнения или
защищены условно (красный и зеленый цвета).
Исключение составляет левобережная терраса,
где в зоне аэрации распространен водоупор
мощностью 11 м (палеогеновые глины), защи¬
щающий грунтовые воды этого участка.Что касается напорных вод, то они залегают
на правом склоне долины глубоко и перекры¬
ты водоупором большой мощности (синяя штри¬
ховка), а на левобережье, где расположена
область питания грунтовых и напорных вод,
они уязвимы для любого вида загрязнения с
поверхности (красная и зеленая штриховки).•Когда мы говорим о защищенности
подземных вод от загрязнения, у многих
может возникнуть ассоциация с понятием
«охраны подземных вод». Однако эти по¬
нятия различны, и прежде всего потому,
что под охраной подземных вод понима¬
ют совокупность узаконенных правил и
технических мероприятий, обеспечиваю¬
щих рациональную эксплуатацию подзем¬
ных вод, т. е. инженерные мероприятия.
Но в природе на пути миграции вод мо¬
гут встречаться различные природные
«препятствия», не пропускающие или за¬
трудняющие проникновение загрязняю¬
щих веществ в водоносный горизонт как
с поверхности земли, так и из областей
питания. Эти «препятствия» мы и рассмат¬
риваем как фактор защищенности. В чис¬
ле природных факторов, которые выпол¬
няют роль естественных механических
или физико-химических барьеров, опреде¬
ляющих условия защищенности, назовем7	главных. Они нашли отражение на на¬
шей карте и составляют ее сущность:зона аэрации — ее мощность, геоло-
го-литологическое строение (включая ве¬
щественный состав), наличие в ее толще
прослоев слабопроницаемых пород и на¬
сколько они выдержаны по площади
(обычно это суглинки и глины), водно-фи-
зические и сорбционные свойства пород;первый от дневной поверхности ре¬
гиональный водоупор, на котором форми¬
руются грунтовые воды — характер его
распространения, мощность и литологиче¬
ский состав пород водоупора;гидродинамическая изолированность
основного (используемого) водоносного
горизонта от смежных горизонтов и по¬
верхностных вод, условия питания и дре¬
нирования грунтовых и напорных вод;
растительный покров;
химический состав подземных вод
защищаемого горизонта, обусловливаю¬
щий различные физико-химические вза¬
имоотношения между водой и загрязни¬
телем. Эти взаимоотношения (реакции)
также будут зависеть и от вещественно¬
го характера водовмещающих пород1;водно-физические (фильтрационные)1	В силу недостаточного изучения про*
цессов физико-химического обмена в си¬
стеме	«вода — порода — загрязнитель»
на данном этапе приходится ограничи¬
ваться лишь общей характеристикой хи¬
мического состава грунтовых и напорных
вод, а также химического состава воз¬
можного загрязнения.
Карта естественной защищенности подземных вод от загрязненности61свойства пород, физико-химическая ха¬
рактеристика водоносных горизонтов, от
которых зависят изменения скорости
фильтрации и условия миграции химиче¬
ских элементов;и,	наконец, очень важно выявить
локальные условия интенсивной фильтра¬
ции, как-то: физико-геологические про¬
цессы, тектонические разломы и др.Нельзя не отметить, что картирова¬
ние всех этих факторов — задача слож¬
ная, поскольку в настоящее время мы
еще не располагаем критериями оценки
многих из защитных свойств перечислен¬
ных факторов. В частности, трудно оце¬
нивать боковую (горизонтальную) фильт¬
рацию загрязняющих растворов по водо¬
носному пласту. Для этого необходимы
данные по миграционной способности за¬
грязняющих элементов и скорости их дви¬
жения в зависимости от фильтрационных
(и диффузионных) свойств пород. В на¬
стоящее время таких данных очень мало
и для получения их нужны эксперимен¬
тальные исследования. Поэтому в качест¬
ве объектов картирования мы выбираем
те из них, которые можем хотя бы ка¬
чественно оценить и которые имеют для
всех типов природных условий первосте¬
пенное значение в связи с защищенно¬
стью грунтовых и напорных вод.Задача по составлению карты защи¬
щенности, таким образом, сводится к вы¬
явлению и систематизации данных по при¬
родным факторам, защищающим грунто¬
вые и напорные воды, а также к разра¬
ботке критериев оценки этих факторов.
Но прежде чем приступить к такой рабо¬
те, необходимо выявить основные, т. е.
эксплуатируемые в конкретном районе
водоносные горизонты. При этом надо
помнить, что когда в данном месте ис¬
пользуются грунтовые воды, наиболее
важным объектом картирования служит
зона аэрации, а в случае использования
напорных вод — первый от поверхности
региональный водоупор.Исходя из этих положений, в леген¬
ду карты защищенности включены 4 ос¬
новных раздела:I.	Региональные факторы защищен¬
ности грунтовых вод;II.	Региональные факторы защищен¬
ности напорных вод;III.	Локальные факторы, нарушаю¬
щие защищенность подземных вод;IV.	Оценка региональных факторов
защищенности грунтовых и напорных вод.Поскольку на данном этапе мы не
располагаем разработанной на основе экс¬
периментальных данных оценочной клас¬
сификацией применительно к различным
типам загрязнителей, приходится исполь¬
зовать для составления среднёмасштаб-
ных карт условные градации категорий
защищенности грунтовых и напорных вод.
Эти категории основаны на допущении то¬
го, что «защитная» способность зоны
аэрации зависит от наличия и мощности
в ее разрезе экранирующих прослоев
слабопроницаемых пород, т. е. суглинков
и глин (см. табл.). Защитная же способ¬
ность регионального водоупора зависит
как от его мощности, так и от постоян¬
ства фациального состава.Рационально выбранное сочетание
картографических средств (таких как цве¬
товой фон, штриховка, крап, изолинии,
контурные линии, индексы) позволяет от¬
разить на карте необходимую часть пере¬
численных выше характеристик естествен¬
ных факторов защищенности, сохранив
при этом всю геологическую сущность и
картографическую выразительность. Ис¬
пользуются знаки, принятые для гидро¬
геологических и инженерно-геологических
карт. Категории защищенности грунтовых
и напорных вод отражаются на карте
цветовым фоном и цветной штриховкой.Карта может быть построена для
любого района территории СССР на осно¬
ве геолого-гидрогеологического картиро¬
вания. Она должна отражать пространст¬
венные и генетические связи геолого-ли-
тологического строения и мощности толщ
пород зоны аэрации с рельефом и его
происхождением, т. е. с геоморфологией.
Поэтому карта строится на геоморфоло¬
гической основе, дающей наибольшую
«разрешающую» способность, поскольку
для каждого морфо-генетического типа
территории существует определенная за¬
висимость между рельефом, веществен¬
ным составом пород и условиями залега¬
ния грунтовых вод.Карта защищенности сопровождает¬
ся профилем и краткой пояснительной
запиской, служащей для характеристики
исходных данных, с изложением принци¬
пиальных особенностей условий защищен¬
ности, их оценки и обоснования практи¬
ческих рекомендаций.УДК 551.49
62 ГидрогеологияПодземные водохранилищаГ. А. РазумовГеннадий Александрович Разумов, кандидат технических наук,
старший научный сотрудник Производственного и научно-и сс ле-
до вател ьс кого института инженерных изысканий Госстроя СССР.
Занимается вопросами инженерной гидрогеологии и подземной
гидродинамики, использования подземных вод, дренажа и осу¬
шения.Строительство водохранилищ, кана¬
лов, орошение сельскохозяйственных по¬
лей, дренаж и другие гидромелиоратив¬
ные работы вносят существенные измене¬
ния в окружающую природную обстанов¬
ку. Не меньшее влияние, хотя и косвен¬
ное, оказывает на нее также массовая
застройка территории промышленными и
гражданскими сооружениями. К сожале¬
нию, эти изменения проявляются не толь¬
ко на поверхности земли, а захватывают
и подземное пространство на глубину
иногда во многие десятки, а то и сот¬
ни метров.С гидрогеологической точки зрения
главный результат такого воздействия —
подъем уровней и напоров подземных
вод на территориях, часто занимающих
большую площадь. Отсюда — и заболачи¬
вание, и засоление почв, и развитие вла¬
голюбивых видов растений, и повышение
уровней воды в малых реках и ручьях,
и даже образование новых озер в пони¬
жениях рельефа. В районах всеобщей
урбанизации наблюдаются неизбежные
утечки воды в грунт, конденсация и на¬
копление влаги под фундаментами зданий
и асфальтовым покрытием городских
улиц и площадей.Насыщение водой толщи грунтов
означает возникновение новых горизонтов
грунтовых вод, размеры которых частопревышают природные водоносные пла¬
сты. Исследование их гидродинамического
и гидрохимического режима, изучение
форм их влияния на природные условия,
их использование и борьба с вредным
воздействием на окружающую среду —
важные вопросы современной науки и
техники.ТЕХНОГЕННЫЕ ВОДОНОСНЫЕГОРИЗОНТЫИтак, в категорию инфильтрацион-
ных вод следует включить большую груп¬
пу подземных вод нового типа — техно¬
генных, т. е. искусственно образующихся
в результате технической деятельности
человека.Водохранилища, построенные на
различных территориях, влекут за собой
часто самые серьезные изменения естест¬
венных гидрогеологических условий.
Большинство наших равнинных рек полу¬
чает питание за счет притока в них под¬
земных вод. Создание' же подпора реч¬
ной воды в верхнем бьефе плотины вызы¬
вает и подъем уровня (напора) подзем¬
ных вод в прибрежной зоне, что умень¬
шает подземное питание реки. Ширина
этой полосы колеблется от нескольких
сот метров в хвостовой части водохрани¬
лищ до десятков километров в припло-
Подземные водохранилища63Подъем уровня воды Волги в зоне влияния Са¬
ратовского водохранилища (район г. Вольска).
Подпор плотины Балаковской ГЭС вызывает
подъем уровней грунтовых вод на большой дли¬
не береговой полосы, где в связи с этим про¬
исходит и преобра эование ландшафта. Так, по¬
вышение базиса эрозии приводит к тому, что
овраги заполняются наносами. Получая дополни¬
тельное питание из поднявшихся капиллярных и
грунтовых вод, растительность развивается более
интенсивно.Фото автора.тинной части. Таким образом, формиру¬
ются дополнительные емкости, своеобраз¬
ные подземные водохранилища. Их обра¬
зование имеет свои положительные и
свои отрицательные стороны.Фильтрующаяся в берега вода по¬
полняет существующие и создает новые
водоносные горизонты, запасы воды кото¬
рых соизмеримы с объемом воды в самих
водохранилищах. Поэтому они могут рас¬
сматриваться как средство искусственного
восполнения запасов подземных вод (так
называемое «магазинирование»). Однако
в водохозяйственных расчетах водохрани¬
лищ фильтрационные потери воды зача¬
стую считаются безвозвратными. На са¬
мом деле фильтрация в берега и дно
водохранилищ может 'рассматриваться какперевод части поверхностного речного
стока в «подземные хранилища». И по¬
скольку их объемы весь,..а велики, нельзя
не учитывать их при оценке запасов под¬
земных вод. Фильтрационные воды не те¬
ряются, а остаются в зоне искусственного
водонасыщения грунта и могут с успехом
быть использованы в народном хозяйстве.
Вот как пишет об этом Н. H. Веригин:
«В СССР и за рубежом пополнение запа¬
сов подземных вод при создании водо¬
хранилищ является значительно большим,
чем их пополнение всеми другими спо¬
собами, взятыми вместе (подвод речных
вод к инфильтрационным бассейнам вбли¬
зи действующих водозаборов, закачка по¬
верхностных вод в водопроницаемые по¬
роды через скважины и др.)»1.Одним из примеров возможности
рационального использования фильтраци¬
онных вод, например волжских водохра¬
нилищ, служит предложенное автором
обеспечение водой Спасского сельскохо¬
зяйственного массива орошения, который
находится в зоне влияния Саратовского
водохранилища. Здесь волжская вода, на¬'Васильев С. В., Веригин Н. Н.,
Разумов Г. А., Шержуков Б. С.
Фильтрация из водохранилищ и прудов.
Под ред. Н. Н, Веригина. М., «Колос»,
1975.
64Г. А. Разумовсыщая прибрежные грунты, проникает в
глубь территорий предстоящего сельско¬
хозяйственного освоения, т. е. сама под¬
ходит к месту орошения2. «Взять» ее
здесь могут водозаборные скважины, ко¬
торые не только подадут подземную во¬
ду на орошение, но и будут играть ме¬
лиоративную роль, понижая уровень грун¬
товых вод и тем самым предотвращая за¬
соление почвы.Такой подход может быть принят не
только для Спасского массива орошения,
но и для многих других объектов пред¬полагаемого освоения, расположенных в
пределах действия подпора плотин круп¬
ных волжских водохранилищ (Волгоград¬
ского, Саратовского, Куйбышевского).
А ведь именно в этом районе, согласно
разработанной Ленинградским институтом
Гипроводхоз «Схеме ирригационного раз¬
вития Нижнего и Среднего Поволжья»,
предстоит освоить под орошение более8	млн га сельскохозяйственных земель.
Источником орошения по этой схеме
должны служить поверхностные воды, ко¬
торые предполагается забирать из ВолгиСхема образования фильтрационного озера в
прибрежной эоне во до х ра нил ища. Дамба об¬
валования защищает береговую территорию от
подтопления поверхностными водами. Однако
вода из водохранилища фильтруется (показано
стрелками) в его дно и берега, образуя в пони¬
жении рельефа целое озеро. При этом возникает
депрессионная поверхность грунтовых вод, ко¬
торая имеет уклон в направлении к фильтра¬
ционному озеру. Городскую застройку прихо¬
дится защищать специальным дренажом.2	Разумов Г. А. Подземная вода. Во¬
дозаборные сооружения, дренаж, ирри¬
гация. М., «Наука», 1975.крупными насосными станциями. Произ¬
водительность этих станций должна дости¬
гать нескольких десятков кубометров в
секунду, а напор — десятков метров. При
этом водозабор вынужденно носит крайне
неравномерный внутригодовой характер:
в вегетационный период в течение неко¬
торого времени насосные станции будут
работать на всю свою мощность, осталь¬
ное время — почти простаивать. Поэтому
использование фильтрационных вод путем
откачки из водозаборных скважин в пе¬
риод «пик» может быть весьма эффектив¬
ным. Например, для Спасского массива
орошения, по расчетам автора, только ча¬
стичный переход на подземные источники
в период наиболее интенсивного поливаплотинаводохранилище
Подземные водохранилище65может дать экономию, превышающую
2 млн р. в год3.За счет чего возможен здесь эконо¬
мический эффект? Снижение производи¬
тельности насосных станций, уменьшение
длины и ширины магистральных кана¬
лов — вот что дает использование филь¬
трационных подземных вод. Кроме того,
их откачка играет и дренажную роль, т. е.
является средством борьбы с вредным
воздействием подтопления в береговой
зоне водохранилищ, А это воздействие
часто бывает очень существенным. Подни¬маясь к поверхности земли, грунтовые во¬
ды вызывают настоящее наводнение сни¬
зу: подтапливают города, сады, посевы,
приводят к заболачиванию и засолению
почвы. Например, в результате фильтра¬
ции из Каховского водохранилища уро¬
вень грунтовых вод на громадной терри¬
тории междуречья Днепр — Молочная
только за 4 года поднялся на 3,5 м.
В связи с этим во многих поселках и де¬
ревнях для защиты жилых зданий и дру¬
гих сооружений приходится проводить
осушительные и дренажные работы. Кро-fСС*ИЙ Массив орошения11'П—|2 (Wm/ilJ 1i -\.,v 1Схематический гидрогеологический разрез бе¬
реговой полосы в пределах Спасского массива
орошения (Поволжье). В результате подпора
воды в Волге естественный уровень грунтовых
вод (показан пунктиром) повысился на 5—8 м
в разных местах. Повышенный уровень пока¬
зан сплошной линией. Зона водо насыщения
грунтов распространяется на десятки километ¬
ров и образует, по существу, новый горизонт
подземных вод. Их можно использовать для
орошения. 1 — пески, 2 — глины, 3 — суглинки,
4—• почвенный слой.1	Там же.4Ширинкин В. В. Особенности режи¬
ма подземных вод в зоне влияния Крас¬
ноярского водо хранил ища.— В кн.; Во¬
просы изучения режима подземных вод
и инженерно-геологических процессов.
М., ВСЕГИИГЕО, 1974.ме того, при подтоплении земель здесь
резко увеличилась и необходимость уст¬
ройства мелиоративного дренажа на сель¬
скохозяйственных полях.Важно также отметить, что с года¬
ми интенсивность подтопления растет и
постепенно достигает своего наибольшего
значения. При этом увеличивается как ши¬
рина фильтрационного потока, так и его
глубина. Например, подпор от плотины
Красноярского водохранилища на Енисее
с 1967 по 1972 г. распространился в глубь
берега и в разных местах на расстояния
1,5—3,0 км.Расчеты изменения фильтрационных
потерь и уровней подземных вод в ство¬
ре подпорной плотины показывают, что3 «Природа» № 3
66Г. А. Разумовесли расход поступающей в берег воды
из поверхностного водохранилища со вре¬
менем снижается, то подъем уровней
грунтовых вод на прибрежной террито¬
рии, наоборот, увеличивается.Таким образом, возникающие сти¬
хийно под воздействием человека под¬
земные водохранилища — это долговре¬
менный природопреобразующий фактор,
которого нельзя не учитывать при освое¬
нии территории.ПОДЗЕМНЫЕ ИСТОЧНИКИ
ОРОШЕНИЯДлина магистральных оросительных
каналов СССР превышает 300 тыс. км, что
составляет более 3/4 расстояния между
Землей и Луной. Тысячи лет земледельцы
пользовались оросительными каналами в
засушливых районах планеты. Но сегодня
канал во многом стал так же архаичен,
как паровоз. Его коэффициент полезного
действия столь же низок, как КПД паро¬
вой машины Уатта. Например, знаменитый
Каракумский канал первые годы работал
с КПД, равным 0,25. Это значит, что в
землю утекало до 3/4 объема драгоцен¬
ной воды, взятой из Амударьи. И только
в последнее время, когда близлежащие
пески пустыни достигли полного влагона-
сыщения и уровень прибрежных грунто¬
вых вод сравнялся с уровнем воды в ка¬
нале, фильтрационные потери снизились
до 30%. Это считается почти нормаль¬
ным. Подсчитано, что к 1980 г. из Кара¬
кумского канала будет постоянно филь¬
троваться 40 м3/с воды (это производи¬
тельность, например, Большого Гиссарско-
го канала).В нашей стране, кроме магистраль¬
ных, существуют и сотни тысяч рядовых
каналов внутрихозяйственной ороситель¬
ной сети. Каждая ирригационная систе¬
ма — это ветвистое дерево, стволом кото¬
рого служит свой магистральный канал.
От него отходят ответвления I и 11 поряд¬
ков, а уже от них — мелкие каналы, пи¬
тающие временные оросители, откуда во¬
да течет по бороздам к растениям.
И если учесть, что каждый элемент ирри¬
гационной сети теряет до 20—25% транс¬
портируемой по нему воды (без учета ис¬
парения), то можно не досчитаться десят¬
ков Каракумских каналов, из которых
можно было бы оросить сотни тысяч гек¬
таров сельскохозяйственных земель.Кроме прямых убытков, фильтрация
из каналов ведет к пополнению естест¬
венных грунтовых вод и вызывает ихподъем, достигающий многих метров. Ча¬
сто в связи с этим начинается подтопле¬
ние земель, а в низинах даже образуют¬
ся «фильтрационные» озера. Кроме того,
при подъеме уровней грунтовых вод из
земли вымываются вредные соли. Подни¬
маясь вверх, образовавшийся раствор до¬
стигает почвенного слоя и после испаре¬
ния влаги соли покрывают землю белым
налетом, который губит посевы. Чтобы
избежать засоления, приходится устраи¬
вать специальный дренаж для понижения
уровня грунтовых вод и отвода с полей
лишней влаги. А уже засоленные земли
приходится промывать. Во многих районах
освоения новых земель одновременно с
оросительной сетью каналов сразу строят
дренажную систему. Затраты на дренаж и
промывку почв зачастую превышают сто¬
имость самой оросительной сети.Как же избежать всего этого? Во-
первых, повысить противофильтрационные
свойства самих каналов. Для этого приме¬
няют гидроиэолирующую «одежду» — по¬
крывают откосы и дно каналов бетоном,
железобетоном, асфальтобетоном, поли¬
этиленовой пленкой и т. п. Во-вторых,
там, где это возможно, вообще отказыва¬
ются от земляных каналов и применяют
для подачи воды трубы и лотки, из ко¬
торых вода не фильтруется. Но, главное,
там, где можно, стараются отказаться от
традиционного принципа полива, когда за¬
трачивается большое количество лишней
воды, которая просачивается в почву и
испаряется.Природа сама подсказывает эффек¬
тивный метод орошения: дождевание.
При этом вода доставляется к посадкам
и посевам с наиболее высоким КПД и,
кроме того, вблизи растений создается
благоприятный для их роста воздушно¬
влажностный и температурный режим.Избавиться от непроизводительных
потерь воды помогает также подпочвен¬
ное орошение. Оно состоит в том, что
вместо каналов и борозд для подачи во¬
ды растениям применяют зарытые в зем¬
лю дырчатые трубы, по ним вода в нуж¬
ном количестве поступает под почвой не¬
посредственно к корням растений. Лиш¬
няя вода не расходуется. Еще более
экономично так называемое «капельное
орошение», которое недавно стало при¬
меняться на Ближнем Востоке, в Италии
и других южных странах. В нашей стране
этот способ начинает' использоваться, на¬
пример, в Краснодарском крае для оро¬
шения чая. Его идея заключается в том,
что оросительная вода под напором пода¬
Подземные водохранилища67ется к корневой системе каплями с по¬
мощью специальных трубок. В этом слу¬
чае поливной воды подается столько,
сколько требуют растения, а не столько,
сколько нужно с учетом ее испарения и
фильтрации, как бывает при самотечном
поливе.Но самым радикальным методом
избежать потери оросительной воды сле¬
дует признать использование подземных
источников. К сожалению, эта область
развивается у нас еще недостаточно ин¬
тенсивно — за счет ресурсов подземнойГрафик распространения подпора грунтовых
вод в глубь береговой территории от Краснояр¬
ского водохранилища. Ширина зоны подтопле¬
ния грунтовыми водами (в км показана на оси
ординат) для разных мест различна: ъ пос. Сов-
хакасия (фильтрующие горизонты — песчани¬
ки, алевролиты) она достигает 3 км (I), в пос.
Куртак (песчаники)—около 2,5 км (II), в Ново¬
селове (песчаники, аргиллиты) — 1,8 км (III) и
в Приморске (песчаники, аргиллиты, алевроли¬
ты) — 1,5 км (IV). Как видим, даже за 5-летний
период (с 1967 по 1972 г.) стабилизации уров¬
ней грунтовых вод не наступает.гидросферы в СССР орошается всего
около 2% всех поливных земель. Для
сравнения укажем, что, например, в США
эта величина превышает 20%, в Индии —
66%5.В области орошения подземные во¬
ды сегодня особенно эффективны именно
по приведенным выше соображениям,
т. е. потому, что подаваемая на сельско¬
хозяйственные поля поливная вода, толь¬
ко частично расходуясь на питание расте¬
ний, в больших количествах стекает вниз
и пополняет водоносный горизонт. Отка¬чивая эту воду из скважин и подавая об¬
ратно на орошение, т. е. повторно исполь¬
зуя, мы значительно повышаем степень
использования оросительной воды вооб¬
ще. Кстати, этот принцип широко распро¬
странен в промышленности под названи¬
ем принципа «оборотного водоснабже¬
ния». Только там для повторного исполь¬
зования воды нужны специальные аккуму¬
лирующие пруды и водоудерживающие
сооружения, а здесь к услугам естест¬
венные подземные емкости.Говоря о преимуществах подземных
источников орошения, нельзя, конечно,5	Орошение и осушение в странах мира.
Под ред. Е. Е. Алексееве кого. М., «Колос»,
1974.
68Г. А. Разумовзабывать, что пока еще ирригация требу¬
ет огромных расходов воды, а местные
запасы подземных (особенно самых верх¬
них, грунтовых) вод нередко бывают весь¬
ма ограничены. Но в условиях примене¬
ния дождевания, подпочвенного, капель¬
ного орошения и рациональных режимов
полива (а они требуют значительно мень¬
шего расхода воды) даже сравнительно
небольшие линзы пресных грунтовых вод
могут оказаться пригодными для ороше¬
ния.Один из удачных примеров исполь¬зования грунтовых вод для дождевания —
это опытно-производственная ороситель¬
ная система в Чегемской долине на Се¬
верном Кавказе. В ее проекте поначалу
были приняты лишь старые способы ре¬
шения проблемы: облицовка каналов во¬
донепроницаемыми покрытиями, исполь¬
зование железобетонных лотков и труб,
из которых вода не фильтруется, и т. п.
Но все это оказалось дорого. Поэтому
сначала в экспериментальном порядке ре¬
шено было организовать орошение с по¬
мощью дренажных подземных вод, koto-о. М3/сут80007000 I-600050004000Графики изменения во времени расхода Q и
уровня Н грунтовых вод в прибрежной зоне
водохранилища (расчеты автора). Эти графики
совмещены и различаются по цвету: расход
Q — синяя линия и шкала, уровень воды Н —
черные линии и шкала. На оси абцисс показа¬
но время. Как видно, расход воды на фильтра¬
цию из водохранилища (фильтрационные поте¬
ри) со временем уменьшается от 8000 до
6700 м3/сут. Уровни же грунтовых вод повы¬
шаются. При этом вблизи береговой линии на
расстояние 1^200 м (от 35 до 43 м) они
выше, чем на большем удалении при 1^500 м
(от 25 до 37 м ) .рые все равно нужно было откачивать,
так как они подтопляли сельскохозяйст¬
венные поля. Применение дождевания
дало дополнительный экономический
эффект*.6 Для опытного участка размером в3	тыс. га было за проектиро ва но 23 дре¬
нажно-оросительных скважины, каждая
из которых обеспечивает подачу 60—
100 л/с воды. От одной скважины могут
работать два дождевальных аппарата
типа «Фрегат». Технико-экономические
расчеты, проведенные в Северо-Кавказ-
ском Гипровод хозе, показывают, что гек¬
тар орошаемых земель в Чегемской до¬
лине с поверхностным поливом стоит
800 р,, а при использовании подземных
вод с дождеванием — 500 р.
Подземные водохранилища69ПОД ФУНДАМЕНТАМИ ДОМОВВодный режим и баланс поверхност¬
ных и подземных вод, как это оказалось,
в сильной степени зависит от ландшафт¬
ных, подземных и других изменений, вы¬
зываемых гражданским, промышленным,
транспортным и другим строительством.
Но и тут, как везде в природе, есть и
положительные стороны, и отрицатель¬
ные. К наиболее удивительным результа¬
там влияния застройки территории на ее
подземное пространство, пожалуй, можно
отнести возникновение новых водоносных
горизонтов. Еще в начале 50-х годов было
замечено, что после завершения строи¬
тельства в городах и на промышленных
площадках, в подвалах зданий появля¬
лась вода. Это явление имело место даже
в засушливых районах пустынь и полу¬
пустынь, где грунтовые воды всегда были
большой редкостью.Причину загадочного процесса объ¬
ясняет гидрогеология и грунтоведение.
Дело в том, что в результате строитель¬
ства промпредприятий и городских квар¬
талов, закрытие поверхности земли, зда¬
ниями и асфальтом, вызывает усиленное
выделение в грунте под ними конденса¬
ционной влаги. Водяные пары устремля¬
ются к подошве фундаментов, где темпе¬
ратура ниже, чем в атмосфере и конден¬
сируются в грунтовых порах. Этот про¬
цесс проявляется повсеместно. Поднимите
летом кирпич, лежащий на земле — под
ним обязательно будет мокрое пятно.
Вспомните стог сена, долгое время про¬
стоявший в поле,— когда его убирают,
почва внизу оказывается влажной. Обра¬
зующийся под сооружениями и асфаль¬
товым покрытием конденсат испарится не
может, поэтому он начинает скапливаться
в грунте и образует целую «верховодку».Однако это только-одна из причин
самоподтопления застроенных террито¬
рий. К конденсационной влаге очень ча¬
сто добавляются утечки из водопровод¬
ной и канализационной сети трубопрово¬
дов, вода из цехов заводов и фабрик с
«мокрой» технологией производства и т. п.
Таким образом, в районах массовой за¬
стройки часто скапливается так много
подземной влаги, что появляются новые
горизонты грунтовых вод. Быть может;
стоит подумать об их использовании, ска¬
жем, для полива городских ^леных на¬
саждений.Вместе с тем появление таких скоп¬
лений подземных вод приводит к подтоп¬
лению оснований зданий и сооружений.Если к тому же в районе застройки рас¬
пространены просадочные, набухающие
или другие неустойчивые грунты, то про¬
исходит значительное ослабление основа¬
ний сооружений, что в конечном счете
может приводить к авариям и разрушени¬
ям. Поэтому борьба с вредным,воздейст¬
вием самоподтопления на застроенных
территориях чрезвычайно актуальна. Во
многих странах прибегают к гидроизоля¬
ции и дренажу сооружений, планировке
поверхности земли и организации поверх¬
ностного стока дождевых и талых вод,
а также другим важным защитным сред¬
ствам, которые предотвращают ослабле¬
ние оснований зданий и сооружений.В заключение напомним, что при
подсчетах и оценке прогнозных запасов
подземных пресных вод не учитываются
искусственно образующиеся инфильтраци-
онные воды. А ведь они составляют впол¬
не соизмеримую с естественными водами
часть общих запасов подземной гидро¬
сферы. Как и всякое другое «вторичное
сырье», искусственные воды требуют и
экономической оценки. Повсеместное
включение их в систему водопотребления
может дать ощутимый народнохозяйст¬
венный эффект, который в р^де случаев
равноценен открытию новых ресурсов
пресных подземных вод.УДК 551.49, 628.113
70 Гидрогеология«Природа», 1976, N9 3Подземные воды и охрана окружающей средыВ. Н. КунинВладимир Николаевич Кунин, член-корреспондент АН СССР, док¬
тор географически* наук, директор Института водных проблем
АН СССР. Зан имается изучением антропогенных воздействий на
природные воды и водные ресурсы. В 1971 —1973 гг.— старший
научный советник секретариата ООН при подготовке и прове¬
дении Стокгольмской конференции по окружающей среде.Когда автор делал свои первые по¬
пытки самостоятельных научных исследо¬
ваний, на него неизгладимое впечатление
произвела научно-популярная книга вы¬
дающегося английского астронома Дж.
Джинса (1877—1946) и особенно следую¬
щие ее строки, написанные около полу¬
века назад:«Уже давно на звезды перестали
смотреть как на простые светящиеся точ¬
ки; мы видим теперь в каждой из них как
бы эксперимент в титаническом масштабе,
как бы тигель для высоких температур;
сама природа орудует в нем при темпе¬
ратурах и давлениях, оставляющих далеко
за собой все те, которыми мы распола¬
гаем в лабораториях, и дает нам возмож¬
ность наблюдать результат; при этом мы
можем встретиться с такими свойствами
материи, которые ускользают от физика
на Земле ввиду незначительности шкалы
физических состояний, которыми он мо¬
жет располагать. Так, например, в туман¬
ностях материя может существовать при
плотностях по крайней мере в миллион
раз меньших, чем все доступные нам на
Земле; в некоторых звездах она, напро¬
тив, в миллион раз плотнее. Как же мо¬
жем мы надеяться постичь все свойства
из лабораторных опытов, в которых нам
может быть дана только одна часть намиллион миллионов частей шкалы плотно¬
стей, имеющихся в природе?»1.Больше всего, признаюсь, я был тог¬
да поражен идеей Джинса, теперь, может
быть, и кажущейся тривиальной, о том,
что для понимания процессов, происхо¬
дящих внутри нашей планеты, необходи¬
мо изучать далекие миры. Нет, моя про¬
фессия далека от астрономии, и мои зна¬
ния в этой области не выходят за преде¬
лы статей для «смежников», публикуемых
в этом журнале.Однако я понимаю, сколь порази¬
тельны открытия, сделанные астрономами
за истекшие десятилетия. Теперь остает¬
ся ждать, когда же эти открытия будут
использованы для объяснения структуры
и процессов, происходящих внутри Земли.
Кто нам скажет об этом: астрофизики,
физики, физико-химики или, наконец, гео¬
логи-тектонисты и «земные» геофизики?
Кто нам откроет глаза? Или вообще нет
оснований ждать ответа н_а эти вопросы?
Может быть, наша Земля — уникум, и
свойства, устанавливаемые для других ми¬
ров, «не подходят» для нашей планеты?..Я понимаю: все это вопросы диле-’Джинс Джемс Вселенная вокруг нас.
М.— Л., Гостехиздат, 1932.
Подземные воды и охрана окружающей среды71танта, и поэтому они, может быть, не¬
уместны. Но я должен пояснить, почему
это важно тем, кто изучает природные во¬
ды в практических целях.Конечно, любые тектонические на¬
рушения очень важны для определения
путей миграции подземных вод. Особенно
важны разрывные нарушения и среди них
зоны, где пересекаются разрывные нару¬
шения различных простираний. Именно
они являются проводниками для воды,
иногда (но, конечно, далеко не всегда) —
на большие расстояния и кое-где со зна¬
чительными скоростями.Особенно резко это проявляется
там, где мало атмосферных осадков, где,
если нет пресных подземных вод, близ¬
ко связанных с пресными водами рек, на¬
до искать в первую очередь разрывные
нарушения и их пересечения. Так обстоит
дело и в Копетдаге, и в прилегающих
районах Ирана, и в коренном цоколе Кы¬
зылкумов, выходящем к поверхности, и во
многих других районах, конечно, не толь¬
ко засушливых. Просто в них эти обстоя¬
тельства проявляются более резко и они
имеют большее практическое значение.Вот почему все это особенно важно
специалисту, занимающемуся самой верх¬
ней пленкой гидросферы суши — пресны¬
ми и слабо-минерализованными водами,
т. е. теми водами, без которых не может
существовать человек и подавляющее
большинство других» живых организмов на
Земле.У гидрогеологов, по крайней мере
советских, сложилась довольно стройная
концепция трехзонального расчленения:
зона активного водообмена, близко свя¬
занная с атмосферными осадками и река¬
ми, зона затрудненного водообмена и,
наконец, зона застойных вод, куда про¬
цессы круговорота воды (т. е. гидрологи¬
ческого цикла) проникают лишь теоре¬
тически, а практически вода считается за¬
стойной, нередко сингенетичной, т. е. со¬
храняющейся там примерно с тех времен,
когда она была захвачена осадками при
формировании геологических слоев на
дне моря. Естественно, что последняя, за¬
стойная зона захватывает самые нижние и
самые «закрытые» этажи артезианских си¬
стем, где, естественно, преобладают вы¬
сокоминерализованные и рассольные
воды.В этой логически ясной схеме встре¬
чались и нарушения: иногда под сильно
солеными водами оказывались менее со¬
леные; нарушали стройную картину сме¬
ны состава вод — трещинные воды кри¬сталлического фундамента или карстовых
полостей. Все это получало объяснения,
исходя из местной реальной обстановки,
и узаконились термины «нормальной» и
«обратной зональности» подземных вод;
причем последняя, т. е. обратная зональ¬
ность, считалась как бы ненормальной.Конечно, жестких границ между
этими зонами установить было невозмож¬
но, не говоря о том, что далеко не все
специалисты вообще разделяли такую
концепцию.Ученые хорошо знают, что открытие
нового явления и метода его надежной
оценки иногда опрокидывают устоявшие¬
ся представления.Так, похоже, получается в результа¬
те создания нового портативного прибо¬
ра, позволяющего быстро и с высокой
точностью определять количество раство¬
ренного в воде гелия. Результатам ис¬
пользования этого нового метода посвя¬
щена статья И. Н. Яницкого и В. В. Пи¬
менова.Как изучение из космоса открыло
новые структурные особенности поверх¬
ности Земли и ее недр — слишком вели¬
ки оказались эти образования, для того
чтобы они обнаруживались наземной или
самолетной съемкой,— так и водно-ге¬
лиевая съемка с удивительной детально¬
стью и отчетливостью проявила новый
тектонический рисунок на поверхности.Водно-гелиевая съемка показывает,
что любое «слабое» место земной коры,
любые гидрогеологические окна в мощ¬
ных толщах осадочных артезианских си¬
стем, тем более разрывные нарушения,
являются путями движения гелия снизу
вверх вместе с водой, грубо говоря, в
вертикальном направлении. Инертность
гелия и его низкое и более или менее
одинаковое содержание в приземной
атмосфере и в подземных водах, близко
связанных с атмосферным питанием, т. е.
преимущественно на небольших глубинах,
но его резкое, на несколько порядков,
увеличение в водах кристаллического ло¬
жа, если даже оно оказывается возле
дневной поверхности,— все это вместе
взятое показывает, что гелий оказался
удивительной природной меткой, помо¬
гающей определять миграцию природных
и техногенных вод в земной коре и, ве¬
роятно, в поверхностных водоемах.Механизм его перехода из области
критических (для воды) температур и дав¬
лений неизвестен. Какие флюиды (и флю¬
иды ли вообще) заставляют его попол¬
нять нижний этаж подземной гидросфе¬
72В. Н. Кунинры, гидрогеологи не знают и едва ли
смогут объяснить этот процесс и меха¬
низм, пользуясь своими традиционными
методами.Но как только гелий попадает в об¬
ласть «настоящей» воды, механизм стано¬
вится более или менее понятным для на¬
шей профессии. Огромное геостатическое
давление и (или) гидростатический напор
заставляют воду «искать» любую ослаб¬
ленную зону или, еще «лучше», разлом
и вместе с растворенным гелием стре¬
миться к поверхности. Поскольку такого
рода наблюдения подтверждаются на
огромных территориях и в тысячах точек,
возникает вопрос: откуда берется этот
гелий?Кто ответит на этот вопрос, опи¬
раясь на факты и статистически однознач¬
но подтвержденные наблюдения водно¬
гелиевой съемки?С точки зрения охраны водных ре¬
сурсов и, более широко, охраны окру¬
жающей среды, нам важны следующие
обстоятельства.Только отсутствие нарастания сигна¬
лов гелия сверху вниз от поверхности к
глубоким горизонтам осадочного чехла
может быть известной гарантией того, что
токсичные промышленные стоки, нагне¬
таемые в эти горизонты, действительно
оказываются захороненными, т. е. изоли¬
рованными от среды обитания человека.
В каждом реальном участке это положе¬
ние должно быть тщательно доказано.Иные изолированные условия, по
крайней мере на Земле, имеются только
в центральных частях ледяного купола
Антарктиды в том случае, если имеется
возможность гарантированно рассчитать и
соотнести скорость протаивания и выноса
в Мировой океан со временем распада
радиоактивных осколков до безопасного
уровня.Другое обстоятельство имеет, если
так можно выразиться, диаметрально про¬
тивоположное направление. Низкий уро¬
вень сигнала гелия в атмосферных осад¬
ках и речных водах позволяет прослежи¬
вать глубину и скорость проникновения
поверхностных вод в водоносные гори¬
зонты с пресной или слабоминерализован¬
ной водой, горизонты, используемые как
источники водообеспечения для самых
разнообразных нужд человека. Возможно,
впервые в истории науки появляется воз¬
можность построения численной модели
влагообмена и скоростей восполнения
бассейнов подземных вод и проведение
на этой основе подлинной границы зоныактивного водообмена, если она действи¬
тельно существует. Но, может быть, еще
более важно применить водно-гелиевый
метод для попытки рассчитать возмож¬
ность использования естественных емко¬
стей подземных вод в периоды маловод¬
ных лет как временные резервы воды,
восполнимые в периоды многоводных лет
и работающие как водохранилища, не за¬
нимая больших площадей на поверхности.И, наконец, последнее. С того мо¬
мента, как вулканологи США установили
постоянные наблюдения на Гавайских вул¬
канах, идут споры — есть ли вода (конеч¬
но, речь идет о водяном паре) в возго¬
нах лавы, а если есть, то «попутная» ли
эта вода, захваченная при подъеме лавы,
или ювенильная, т. е. содержащаяся в
глубоких недрах, откуда поступает лава.
С тех пор количество данных прямых наб¬
людений сильно увеличилось, а ясности
нет. Может быть, теперь появится такая
возможность. И вопрос не в том, сущест¬
вует ли ювенильный приток воды, а в
том, каков его объем. Ведь, в конце кон¬
цов, конденсат всегда имеет шансы быть
маломинерализованным, поскольку с глу¬
бин может поступать, теоретически гово¬
ря, конденсат — дистиллированная вода.Я полагаю, что на все эти вопросы
будет легче ответить, если прибор, фик¬
сирующий с высокой точностью сигналы
гелия в водном растворе, будет сконст¬
руирован так, чтобы его можно было
опускать на забой глубоких и сверхглу¬
боких скважин и получать надежные за¬
меры дистанционно.Другая статья, Н. В. Роговской, ка¬
сается естественной защищенности под¬
земных вод от загрязнения. В этом от¬
ношении подземные воды имеют извест¬
ные преимущества перед поверхностны¬
ми. Эти последние полностью беззащит¬
ны от техногенного загрязнения — про¬
мышленные и коммунальные стоки, стоки
с полей с их ядохимикатами и минераль¬
ными удобрениями и даже выбросы в ат¬
мосферу рано или поздно оказываются в
реках, озерах и водохранилищах, в соот¬
ветствии с присловьем: «Все в море
будет».Огромная самоочищаемая способ¬
ность рек во многих случаях оказывает¬
ся на пределе или даже за этим преде¬
лом. В таком положении, например, ока¬
зываются крупные участки Волги.Как же обстоит дело с подземны¬
ми водами?Давно известна и многократно пуб¬
ликовалась цифра, предложенная видным
Подземные воды и охрана окружающей среды73гидрогеологом Геологической службы
США Р. Нейсом. Нейс считает, что в тол¬
ще первой полумили пород заключено
около 4 млн км3 пресной и слабоминера¬
лизованной воды, т. е. объем, в 140—
150 раз превышающий объем годового
стока всех рек Земли. Грубо говоря, эту
толщу глубиной около 800 м, может быть,
надо рассматривать как зону активного
водообмена, о которой упоминалось вы¬
ше. Цифра Нейса, конечно, далека от
точности, но порядок величин она отра¬
жает.Что же следует из этого с точки
зрения охраны подземных вод от загряз¬
нения?Цифра «150» показывает, что водо¬
обмен в подземных водах происходит во
столько же раз медленнее, чем водооб¬
мен поверхностных вод (в одних случаях
эта разница может быть всего в несколь¬
ко десятков раз, в иных — во много со¬
тен раз, но мы берем некоторое среднее
значение).Хорошо известно, что чем застойнее
вода, тем быстрее она загрязняется и
медленнее самоочищается. Примеры ка¬
скадов из крупных водохранилищ демон¬
стрируют это с поразительной ясностью.
Приходится лишь удивляться, какой могу¬
чей способностью к самоочищению, на¬
пример, все еще обладает Волга ниже по¬
следнего искусственного барьера — Вол¬
гоградской плотину. И это при сравни¬
тельно низких ее скоростях течения на
почти безуклонном отрезке и множестве
дельтовых протоков.Конечно, нельзя механически подхо¬
дить с этой меркой к подземным водам
и считать, что в среднем подземные во¬
ды будут очищаться, если их загрязнять,
в 150 раз медленнее. Но этот факт нельзя
сбрасывать со счетов. Его очень важно
учитывать, но как это делать точно —
не знаю. Для подтверждения сказанного
приведем «типичный пример серьезного
загрязнения подземных вод в результате
непреднамеренной случайности, произо¬
шедшей на северо-востоке страны
(США.— В. К.) в 1957 г., когда 30 тыс.
галлонов (около 110 тыс. л.—В. К.) реак¬
тивного топлива (что-то сходное с керо¬
сином? — В. К.) было разлито по поверх¬
ности на военно-воздушной базе. Водо¬
носный горизонт, представленный трещи¬
новатыми кристаллическими породами,
оказался столь загрязненным, что в тече¬
ние 15 лет после этого не удавалось вос¬
становить существовавшую ранее тради¬ционную систему водоснабжения базы из
буровых скважин»2.Я обращаю внимание на характер
водоносного горизонта — трещиноватые
кристаллические породы, характерные
обычно тем, что они содержат ультра-
пресные активно сменяемые воды и что
речь идет о наиболее увлажненной тер¬
ритории США — северо-востоке страны.
Что же можно ждать, скажем, от заилен¬
ных песков с относительно слабой водо¬
отдачей и соответственно ничтожными
скоростями движения, т. е. более или ме¬
нее типичных условий для водоносных го¬
ризонтов, воду которых потребляют де¬
сятки или сотни миллионов сельских жи¬
телей на всех континентах.Другим «отягчающим» обстоятель¬
ством для подземных вод являются гид-
робионты. Все живое в поверхностных во¬
дах — макрорастительность и фитопланк¬
тон «работают» на «очистку» воды хотя
бы одной своей фотосинтезирующей дея¬
тельностью, обогащая воду кислородом.
Огромную положительную очистительную
роль играют микроорганизмы, пока не
достигнут порог их жизнедеятельности от
чрезмерного загрязнения. В подземных
водах есть, конечно, микроорганизмы, но
их так мало, что едва ли они могут
иметь «очистительное» значение.Еще одно «отягчающее» обстоятель¬
ство для подземных вод — та среда, ко¬
торую они заполняют. Всем, конечно, из¬
вестно, что одним из мощнейших инстру¬
ментов искусственной очистки загрязнен¬
ных вод является фильтрация их через
песчаные фильтры. Время от времени эти
фильтры заменяются или как-то восста¬
навливаются и продолжают свою полез¬
ную деятельность. В природе никто не
может заменить или регенерировать
фильтрующую среду: вода практически
всегда идет через одни и те же породы.
Кроме того, в природе очень редко
встречаются те чистые пески, которые ис¬
пользуют для очистных фильтров на стан¬
циях очистки. Тем не менее, в ряде слу¬
чаев загрязненные воды могут в процес¬
се естественной фильтрации в естествен¬
ных условиях самоочищаться. Это показал
и большой опыт искусственного воспол¬
нения подземных вод. При этом процесс
очистки ничего не стоит.2	М i I I е г D. М., S с a I f М. R. New Pri¬
orities for Ground-Water Quality Pro¬
tection Ground Water. November —De¬
cember 1974, p. 342.
74В. Н. КунинК сожалению, это довольно редкое
явление и в природе, и в искусственных
ситуациях.Чаще всего породы содержат много
мелкозема, коллоидных частиц, а главное,
пожалуй, заключается в том, что проис¬
ходит лавинообразное появление все но¬
вых и новых загрязнителей. Речь, по су¬
ществу, идет о появлении сотен, точнее
тысяч, новых ингредиентов в год, оказы¬
вающихся в сточных водах и проникаю¬
щих в подземные воды. Некоторые из них
могут быть токсичными, а о действии на
организмы многих из них (особенно со¬
вместном) вообще нет сведений.Великолепные рассчетные схемы
распространения загрязнителей, создан¬
ные аналитическим гением гидромехани¬
ков или воспроизведенные на моделях,
математических и физических, не имеют
практического значения, если не дан ана¬
лиз сложных взаимоотношений между
раствором и породой. Эти взаимоотноше¬
ния, определяемые раньше в основном
ионным обменом и известные давно, ка¬
сались преимущественно привычных нам
солей в ионной или иных формах.Теперь все бесконечно усложни¬
лось: различные фенолы, нефть и ее мно¬
гочисленные дериваты, детергенты и пе¬
стициды, минеральные удобрения «азот¬
ных и фосфатных» рядов, не усваиваемые
почвенными микроорганизмами, и мно¬
гое, многое другое. Как это все взаимо¬
действует, как сорбируется, как и с ка¬
кой скоростью разлагается и какие новые
соединения возникают, как все это соот¬
носится с поровыми растворами и т. п.—
вот далеко не полный перечень практи¬
чески нерешенных вопросов, и для их ре¬
шения нужны многочисленные наблюде¬
ния, реальные только при наличии авто¬
матического сбора и дистанционной пере¬
дачи информации. Поэтому начало, поло¬
женное картированием естественной за¬
щищенности подземных вод, имеет важ-
нре государственное значение.Вот что у меня получилось, когда
редакция «Природы» попросила меня
прокомментировать статьи, касающиеся
подземных вод. Но все сказанное отно¬
сится лишь к отдельным сторонам проб¬
лемы охраны подземных вод.А есть ли общая концепция охра¬
ны подземных вод? Есть ли границы ис¬
пользования ресурсов, есть ли границы
для систем искусственной очистки от за¬
грязнения? Есть ли, грубо говоря, ка-
кая-то общая стратегия?Такие вопросы, естественно, возни¬кают у каждого мыслящего человека, по¬
нимающего, что прогресс научно-техниче¬
ской революции и развития промышлен¬
ного и сельскохозяйственного производ¬
ства и в качественном и в количествен¬
ном отношении безграничны, по крайней
мере, в пределах обозримой перспек¬
тивы.Да, общая стратегия вроде бы есть.Если говорить о подземных водах,
то первая теоретическая позиция заклю¬
чается в единстве природных вод. Это
одна из величайших теоретических кон¬
цепций о природе нашей планеты, авто¬
ром которой является В. И. Вернадский.
Но в жизни эту концепцию нередко ме¬
шает практически использовать ведомст¬
венная разобщенность. Если одно ведом¬
ство занимается только поверхностными
водами, а другое только подземными, то
налицо оказывается поразительный раз¬
рыв между теорией и практикой, неиз¬
бежно отрицательно отражающийся в по¬
вседневной жизни.Бесполезно говорить о борьбе с за¬
грязнением только подземных вод или
только поверхностных вод. Несмотря на
то, что методы сбора первичной инфор¬
мации нередко различны, методы оцен¬
ки процессов иногда также различны,
в широком научном плане можно гово¬
рить только о единой системе борьбы с
загрязнением природных вод, имея при
этом в виду не только воды суши, но
также водяные пары атмосферы и воды
морей и океанов.Мало того, в нашей стране выра¬
ботан единый комплексный подход к ис¬
пользованию и охране водных ресурсов.
Такая единая концепция очень важна, так
как она предусматривает, с одной сторо¬
ны, как-то сбалансировать, нейтрализовать
что ли, требования, часто противоречи¬
вые, различных заинтересованных сторон
к природным водам как важнейшему при¬
родному ресурсу, а с другой стороны, со¬
хранить этот ресурс в чистоте.Гигантская природная система кру¬
говорота воды в природе будет работать
безотказно, пока существует Солнце. Че¬
ловек еще не обладает возможностью
сколько-нибудь существенно ускорять или
замедлять работу этого отлаженного при¬
родного механизма. Но человек уже в со¬
стоянии изменять качественный состав во¬
ды в очень заметных размерах и притом
не только в жидкой, но и в газообраз¬
ных фазах гидрологического цикла.Задача состоит в том, чтобы комп¬
лексное использование и охрана водных
Подземные воды и охрана окружающей среды75ресурсов обеспечивали облагораживание
этих ресурсов. Плановая, и только плано¬
вая система ведения хозяйства и разви¬
тия в общегосударственном масштабе мо¬
гут обеспечить удовлетворительное реше¬
ние всех проблем водопользования.Теперь — о стратегии в использова¬
нии и охране водных ресурсов «на пер¬
спективу».Пришла пора психологической пере¬
стройки: надо понять, что очистные со¬
оружения, за редким исключением, всей
проблемы решить не могут. И если исхо¬
дить из концепции примата очистных со¬
оружений, то любое государство может
быть разорено, так как по мере качест¬
венных изменений и количественного ро¬
ста производства очистные сооружения
будут все дороже и сложнее. Уже в бли¬
жайшие годы удельная стоимость очистки
воды и стоимость эксплуатации очистных
сооружений резко возрастут. Но при этом
часть загрязнителей, и при том опасных,
останется в сточных водах. Сами же объ¬
емы сточных вод становятся столь боль¬
шими, что концепция разбавления их чи¬
стой речной водой с таким расчетом, что¬
бы поток после разбавления нес вполне
удовлетворительную воду, теряет всякое
практическое значение.Таким образом, единственное ради¬
кальное решение проблемы — это созда¬
ние безотходных производств по «приме¬
ру» природы. Но категорически не сле¬
дует смешивать эту ,точку зрения с ло¬
зунгом «назад к природе». Этот «пейзан¬
ский идеализм» не имеет ничего общего
с тем, о чем здесь говорится. И если ло¬
зунг все же нужен, то нужно говорить
«вперед к природе!». Огромное число
процессов и явлений природы еще не по¬
няты и не ясно, как их можно использо¬
вать технологически. Постановке этих во¬
просов был посвящен ряд докладов по
охране биосферы на Общем собрании
АН СССР, в том числе А. П. Виноградо¬
ва, С. С. Шварца, В. А. Ковды, Б. Н. Ла-
скорина3.Мы не предлагаем ничего нового.
Все сказанное известно. Ясно, что во мно¬
гих случаях безотходное производство
(в том числе и без сброса загрязненных
стоков) можно реализовать уже сегодня.i	Мы обращаем особое внимание на
статью Б. Н. Ласкорина «Создание тех¬
нологических процессов, исключающих
вредное воздействие промышленности на
биосферу».— «Водные ресурсы», 1973,
№ 5.	*Самое удивительное при этом, что более
совершенные технологические процессы
переработки, требующие, естественно,
дополнительных вложений, иногда значи¬
тельных, дают значительно большую пря¬
мую или косвенную прибыль.Но практически главная трудность
для уже разработанных или, по крайней
мере, теоретически доказанных методов
более совершенного использования ре¬
сурсов заключается в наличии не прямой,
а косвенной прибыли, т. е. для данного
ведомства этот дополнительный ресурс
или товар не нужен ему, не планируется
и является для него лишь обузой. В об¬
щем и тут повторяется все то, о чем мы
ежедневно читаем во всех газетах:
о трудностях с внедрением нового.В создании безотходных произ¬
водств такая ситуация будет встречаться
на каждом шагу, и если противоречия
между ведомственными и государствен¬
ными интересами не будут преодолены,
любые конкретные предложения в этом
направлении окажутся нереальными. Та¬
ким образом, главная трудность носит ор¬
ганизационный характер.Конечно, для множества произ¬
водств нет пока ни технологического, ни
даже теоретического решения, и поэтому
для ученых, конструкторов, технологов и
экологов (будем называть так биологов,
которые знают не только биологию, но и
возможности приспособления видов и со¬
обществ к изменяющимся жизненным
условиям) непочатый край деятельности.
Однако, повторяю, начинать надо с орга¬
низационных мероприятий. Решение проб¬
лемы по созданию замкнутых и безотход¬
ных производств в масштабе всей страны,
вероятно, возможно в течение примерно
четверти века или деже большего време¬
ни. Но для этого должны быть приняты
безотлагательные мероприятия уже те¬
перь. Они должны заключаться в том, что
любое производство, проектируемое и
планируемое в наши дни, должно удовле¬
творять в первую очередь указанные
принципы. Если этого не будет сделано
сегодня, нет никаких гарантий, что мы не
поставим следующее за нами поколение
в довольно трудное положение.Необходимо отказаться от изолиро¬
ванного планирования по отраслям и на¬
править, как это ни трудно, свою основ¬
ную деятельность на комплексное Плани¬
рование безотходного производства, не¬
зависимо от ведомственных выгод, но
имея в виду общегосударственную эф¬
фективность. Другого пути у нас нет,
76В. Н. Кунини это доступно только централизованно¬
му планированию.Конечно, имея в виду «дальний при¬
цел», нельзя действовать без учета тре¬
бований сегодняшнего дня. И это наибо¬
лее очевидный раздел деятельности: надо
выполнять существующие решения в от¬
ношении конкретных объектов (Волга,
Урал и т. п.) и общие законы Советско¬
го государства (охрана природы, охрана
водных ресурсов и др.).Хотелось бы обратить внимание на
два нерешенных вопроса, представляю¬
щих наиболее слабые и потому наиболее
опасные стороны организационного, науч¬
ного и технического решения всей проб¬
лемы: мероприятий, связанных с улучше¬
нием окружающей среды, дальнейшее
развитие и контроль. Невозможно пред¬
ставить себе всеобъемлющий надведом-
ственный орган в масштабе всего госу¬
дарства, а тем более в глобальном масш¬
табе, который разрабатывал бы и внедрял
новые методы очистки и новое размеще¬
ние производств, создавал бы новую без¬
отходную технологию, обеспечивал бы
международные договора, да еще конт¬
ролировал бы уровни загрязнения вод
и т. п. Такой орган, который «все может
и все должен»,— утопия.Эта негативная позиция позволяет
обосновать позитивные соображения:все, что связано с разработками и
внедрением новых методов очистки и но¬
вых безотходных производств,— дело ми¬
нистерств и ведомств;все, что связано с новыми принципа¬
ми размещения производств, населенных
пунктов и общественного транспорта,—
дело плановых органов. Люди, занятые
планированием, должны коренным обра¬
зом изменить рутинный образ мышления
и работы. Это все очень трудно, но ино¬
го пути не видно.Состояние контроля качества воды
не является удовлетворительным, но в
этой сфере гораздо больше организаци¬
онных проблем, чем научных, и обсуж¬
дать их здесь было бы неуместно.РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРАГолубев В. С., Еремеев А. Н., Яниц¬
кий И. Н.— «ГЕОХИМИЯ», 1974, № 7.Дикун А. В., Коробейник В. М., Яниц¬
кий И. Н	«ГЕОХИМИЯ», 1975», № 11.Коробейник В. М., Яницкий И. Н.— «ДАН»,
1975, т. 221, № 2.Семихатов А. Н. ГИДРОГЕОЛОГИЯ. М., Сель-
хозгиз, 1954.Семихатов А. Н., Духанина В. И. — «ТРУДЫ
ВСЕГИНГЕО», сб. 14. М., 1956.Стронг М., Кунин В. Н. ПРИРОДНАЯ СРЕДА —
ЕДИНОЕ ЦЕЛОЕ.— «Природа», 1973, № 5.Шипунов Ф. Я. НАСТОЯЩЕЕ И БУДУЩЕЕ
ЛАНДШАФТНОЙ СФЕРЫ.—«Природа», 1971,
№ 5.Яницкий И. Н„ Коробейник В. М., Соэино-ва Т. В.—«ГЕОТЕКТОНИКА», 1975, № 6.Kunin V. N., Kovalevsky V. S., Eremeev A. N.,
Yanitsky I. N.—MEMORIES OF THE CONGRESS
IN MONTPELLER, France. Т. X., 1974.УДК 502.7; 551.49
Ас тро н оми я«Природа», 1976, N9 377Лунные черты МеркурияГ. А. БурбаГеоргий Александрович Бурба, младший научный сотрудник ла¬
боратории сравнительной планетологии Института геохимии и
аналитической химии им. В. И. Вернадского АН СССР. Зани¬
мается изучением Луны и планет картографич ес ним методом,Фототелевизионные изображения
Меркурия, полученные с помощью косми¬
ческой станции «Маринер-10», позволили
исследовать геологическую историю пла¬
неты. Сочетание такой же, как у Земли,
средней плотностц (5,5 г/см3) с неболь¬
шим размером (диаметр Меркурия
4880 км, т. е. более 1/3 земного) позво¬
ляло вначале предполагать уникальную
историю развития поверхности Меркурия.
Вместо этого было обнаружено порази¬
тельное сходство с поверхностью Луны.Долгое время, располагая только
результатами наземных наблюдений Мер¬
курия— ближайшей к Солнцу планеты,
астрономы имели возможность судить
лишь о ее глобальных характеристиках.
Наблюдения в оптическом диапазоне по¬
казывали, что по фотометрическим и по¬
ляриметрическим свойствам поверхность
Меркурия напоминает лунную. Однако
эти характеристики зависят в основном от
поверхностного слоя толщиной в доли
миллиметра. Разглядеть какие-либо дета¬
ли рельефа в телескопы не удавалось,
и на картах Меркурия до самого послед¬
него времени были изображены лишьФотографии любезно предоставлены На¬
циональным управлением США по аэро¬
навтике и исследованию космического
пространства (НАСА).темные и светлые пятна, как и на пер¬
вых зарисовках, сделанных в конце про¬
шлого века итальянским астрономом
Дж. Скиапарелли и в начале нынешнего
века французским астрономом Е. Антони-
ади. Оба эти ученые известны тщатель¬
ными зарисовками поверхности Марса,
которые по своей детальности не пре¬
взойдены до сих пор. А вот Меркурий
оказался «неудобным» для картографиро¬
вания объектом из-за небольшого разме¬
ра и значительной удаленности от Земли.Считалось, что период вращения
Меркурия вокруг своей оси совпадает с
периодом его обращения вокруг Солнца,
т. е. Меркурий повернут к Солнцу посто¬
янно одной и той же стороной (как Луна
к Земле). Лишь радиолокационные наблю¬
дения в 1965 г. показали, что планета вра¬
щается вокруг своей оси с периодом 58,6
земных сут, делая ровно полтора оборота
за время своего 88-суточного пути вокруг
Солнца. Радиолокационные наблюдения
последних лет, проведенные в США
Р. Гольдштейном и С. Зохаром, позволи¬
ли получить ряд профилей высот поверх¬
ности. На этих профилях распознаются ха¬
рактерные черты крупных кратеров.Автоматические станции достигли
Венеры, Марса и Юпитера, на Луне побы¬
вали даже экспедиции, а о Меркурии мы
78Г. А. Бурба
Лунные черты Меркурия79Меркурия, полученных
и удаление (слева)
неты на правом сним-
и напоминает лунные
ie кратеры, как и на
лучами.
80Г. А. Бурбарасполагали лишь только наземными дан-
ными. Первым (и пока единственным) ап¬
паратом, направленным к Меркурию, яви¬
лась космическая станция «Маринер-10»,
запущенная 3 ноября 1973 г.1 Пролетев5	февраля 1974 г. вблизи Венеры, стан¬
ция передала научную информацию о
ней, в том числе телевизионные снимки
облачного покрова. Гравитационное поле
Венеры изменило траекторию «Марине-
ра-10», придав ей направление, необхо¬
димое для подлета к Меркурию. 29 мар-лосолнечной орбите, делая один виток за
176 сут. Поскольку Меркурий совершает
за этот период два витка вокруг Солнца,
то каждые 176 сут. «Маринер-10» сбли¬
жался с планетой. Вторая встреча произо¬
шла 21 сентября 1974 г., а третья —
17 марта 1975 г. Во время всех трех про¬
летов вблизи Меркурия приборы, установ¬
ленные на станции, передавали информа¬
цию о планете. Дальнейшая связь со
станцией прекратилась из-за того, что ис¬
точники электропитания были исчерпаны.Рис. 2. Схема расположения снимков, приведен¬
ных в статье. Цифры обозначают номер ри¬
сунка.та 1974 г. «Маринер-10» прошел на рас¬
стоянии ~700 км от поверхности Мер¬
курия, произведя фотографирование и из¬
мерение различных характеристик плане¬
ты и околопланетного пространства.
В дальнейшем станция вращалась по око-’ Об устройстве станции см.: — «Приро¬
да», 1974, № 3, с. 104.ИССЛЕДОВАНИЯ «МАРИНЕРА-10»Из снимков поверхности Меркурия,
полученных на стадии близкого пролета
станции около планеты, были составлены
фотомозаики, покрывающие почти все
освещенное полушарие (рис. 1). При пер¬
вом, втором и третьем пролетах «Мари-
нера-10» Солнцем были освещены одни
и те же области поверхности (рис. 2). По¬
сле первого пролета снимками с удовлет¬
ворительным для геологического дешиф¬
рирования освещением было покрыто
25% поверхности планеты, после второго
пролета — еще 12%. В областях с благо¬
приятным освещением разрешение сним¬
ков составило 1,5—2 км, что сравнимо с
хорошими наземными телескопическими
Лунные черты МеркурияeiРис. 3. Участок (площадью 120X145 км), покры¬
тый крупными древними кратерами и меньши¬
ми по размеру более молодыми кратерами.
Диаметр четкого кратера в центре снимка 12 км.
Около него расположен указанный стрелкой
кратер Хун Кал, выбранный в качестве начала
системы координат на Меркурии.снимками Луны. На отдельных фотогра¬
фиях разрешение достигает 1,5—0,15 км.
Фотограмметрическим методом (т. е. пу¬
тем измерений по фотографиям) рассчи¬
тывается сеть опорных точек на Мерку¬
рии, которая послужит координатной
основой для карт поверхности, подготав¬
ливаемых Геологической службой США.
По этим картам будет проведено систе¬
матическое геологическое картирование
Меркурия. В качестве начала координат¬
ной системы на поверхности планеты выб¬
ран кратер диаметром ~1,5 км, располо¬
женный точно на меридиане 20° э. д.
вблизи экватора (на 0°, 4 ю. ш.). Этот
кратер (рис. 3) получил название Хун Кал,
что на языке индейцев майя означает
«двадцать» (как известно, майя были хо¬рошими астрономами, а система счета у
них базировалась на числе 20).Фотографии, полученные во время
эксперимента по поиску спутников Мер¬
курия, охватившие район до 30 планет¬
ных радиусов, не содержат изображения
спутников размером более 5 км. Ожида¬
ется, что последующая обработка снимков
снизит этот предел до 2 км. Заметной
атмосферы и ионосферы у Меркурия не
обнаружено (давление у поверхности не
более 10'® мбар, электронная плотность —
до 4 тыс. электронов/см1)2.Один из наиболее неожиданных ре¬
зультатов — обнаружение у Меркурия
магнитного поля, которое, по мнению
группы специалистов во главе с Н. Нес¬
сом, является собственным магнитным по¬
лем планеты, а не результатом взаимо¬
действия Меркурия с солнечным ветром.
Причем оказалось, что для наилучшего2	Такие же величины иарактерны и дляЛуны.
82Г. А. БурбаРис. 4. Наиболее яркий кратер на сфотографи¬
рованном полушарии Меркурия. Диаметр кра¬
тера 40 км, он является центром очень большой
яркой области, которая была обнаружена уже
на первых фотографиях, полученных «Марине-
ром-tO» с расстояния около 3 млн км. Кратеру
присвоено имя Дж. Койпера. Более крупный
кратер, на валу которого расположен кратер
Койпера, имеет в поперечнике 80 км, на его дни¬
ще также расположена центральная горка.согласия измеренного поля с его диполь-
ным представлением необходимо, чтобы
диполь располагался не в центре плане¬
ты, а на расстоянии 0,47 радиуса от не¬
го. Полярность магнитного поля Мерку¬
рия совпадает с земной и противополож¬
на полярности магнитных полей Марса и
Юпитера.С помощью инфракрасного радио¬
метра С. Чейз и др. измерили тепловое
излучение над ночной стороной Мерку¬рия. Температура вдоль маршрута «Мари-
нера-10» постепенно понижалась от 130 К
(местный вечер) до минимальной величи¬
ны 100 К (полночь). На «послеполуноч-
ной» части планеты наблюдались местные
повышения температуры на 10 К. Величи¬
на тепловой инерции пород, слагающих
поверхность, оказалась почти такой же
низкой, как у Луны. Таким образом, бы¬
ли подтверждены результаты наземных
телескопических измерений, показывав¬
ших сильные температурные перепады
между дневной (до 600—650 К) и ночной
(около 200- К) сторонами планеты.ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВАПОВЕРХНОСТИИз наземных наблюдений было из¬
вестно, что интегральные оптические свой¬
ства Меркурия довольно близки к сред¬
ним для Луны. Из этого делался вывод о
глобальном сходстве микрорельефа и
среднего состава поверхности этих двух
объектов. «Маринер-10» дал возможность
Лунные черты Меркурия83Рис. 5. Сильно кратерированная поверхность
при низком положении Солнца над горизонтом.
Хорошо видна большая пересеченность мест¬
ности, вызванная наложением многочисленных
кратеров. Диаметр четкого воронкообразного
кратера (правее и ниже центра снимка) —
25 км. В нижнем левом углу внутри плоскодон¬
ного кратера диаметром 100 км хорошо разли¬
чается уступ на равнинном (вероятнее всего,
вулканогенном) материале, заполняющем дни¬
ще кратера. Высота уступа 400 м. Подобные
уступы обнаружены во многих кратерах.определить региональные различия опти-
ческих свойств. Вскоре послед запуска
«Маринера-10» для непосредственного
сравнения фотометрических характеристик
с него было выполнено фотографирова¬
ние Земли и Луны.Распределение относительной ярко¬
сти на отдельных снимках Меркурия, по¬
лученных на подлетном участке траекто¬
рии, фактически идентично сходному рас¬
пределению лунных данных, полученныхкак с «Маринера-10», так и с помощью
наземных наблюдений. Более того, поля¬
риметрические характеристики в ультра¬
фиолетовом участке спектра неотличимы
от таких же характеристик Луны. Это сви¬
детельствует о том, что поверхность Мер¬
курия везде покрыта тонкозернистым ма¬
териалом, аналогичным лунному реголиту.Одним из наиболее ярких участков
является кратер Койпер3 (11° ю. ш., 31°з.	д.), отражающий 24% падающего на
него света (рис. 4). Гладкие поверхности
равнин, напоминающие лунные моря, вы¬
глядят более светлыми, чем их лунные
аналоги. Сильно кратерированная поверх¬
ность имеет внешний вид и альбедо, ха¬
рактерные для лунных материков. Контра¬
сты деталей на поверхности Меркурия3	Кратер назван именем известного аме¬
риканского астронома Джерарда Койпе-
ра, занимавшегося исследованием пла¬
нет и входившего в группу телевизион¬
ного эксперимента на «Маринере-10>».
Койпер скончался 23 дека бря 1973 г., ког¬
да аппарат был еще на пути к Меркурию.
84Г. А- БурбаРис. 6. Одь(Оиз изображений.полученныхчерезн есколькоми н утпосле того,как «Маринер-10»максимальнОприблизился к М|вркурию 29 мар-та1974 г.Видныкратеры диа/*етром до150 м,наиболее кРу пныекратеры 2км. ГряданизкихУСтупов их <о лмо вв левой части снимкаоченьнапоминаетизвилистые грядына поверх но стилуиных мор>ей. Раз1мер участка40x50 км.мягче, чем на Луне, границы между свет¬
лыми и темными участками постепенные
и довольно нечеткие. Светлые лучи, по¬
добные лунным, пересекают в различных
направлениях поверхность Меркурия.Для изучения вариаций химического
состава поверхности Меркурия были ис¬
следованы региональные цветовые разли¬
чия, полученные путем наложения изо¬
бражений, сделанных через оранжевый
фильтр, на изображения, полученные сультрафиолетовым фильтром. Резко вы¬
раженных региональных контрастов обна¬
ружено не было. Подобные слабые цве¬
товые различия характерны и для Луны.
Они, вероятно, связаны с различиями в
составё поверхностного материала. Как и
на Луне, более яркие районы на Мерку¬
рии, в общем, краснее среднего фона,
хотя имеется целый ряд исключений. На¬
пример, светлый кратер Койпер краснее,
а светлый кратер близ 36° с. ш.,
127° з. д.— синее среднего фона. Подоб¬
ная же «цветовая аномалия» наблюдается
у лунного кратера Аристарх, отличающе¬
гося своей необычно сильной активностью
(вспышки, свечения), которая связана с
выделениями газов в районе этого крате¬
ра. Таким образом, у М'ёркурия наблю¬
дается удивительная близость с Луной как
в региональных цветовых вариациях, так
и в вариациях по яркости. Региональные
различия в оптических свойствах на Луне
отражают химические и минералогические
вариации в пределах общего железо-си-
ликатного состава материала поверхности.
Лунные черты Меркурия85Сходные вариации предполагаются и для
Меркурия по данным фотографирования
с «Маринера-10».КРАТЕРЫ И КРУГОВЫЕ БАССЕЙНЫПреобладающая форма рельефа на
Меркурии, как и на Луне,— кратеры.
Плотность кратеров в общем такая же,
как на Луне. С увеличением размера кра¬
теры переходят в бассейны — круговые
структуры, минимальный диаметр кото¬
рых устанавливается произвольно и дляРис, 7. Карта-схема основных элементов рель¬
ефа Меркурия в пределах 60° от терминатора
(по Б. Мюррею и др.). Крупные бассейны про¬
нумерованы. Бассейны 1—6, 14, 15 имеют в диа¬
метре более 300 мм. Участки с равнинным ма¬
териалом заштрихованы. Галочками обозначе¬
на местность с холмисто-линейчатым рельефом.
Уступы показаны линией со штрихами в сторо¬
ну более низкой местности. Лучи вокруг крате¬
ров указывают на наличие выбросов.Меркурия принят за 200 км. Кратеры на
Меркурии морфологически близки к лун¬
ным кратерам такого же размера, и у них
наблюдаются те же стадии разрушения,
что и у лунных. Это показывает, что на
Луне и Меркурии -действуют сходные
процессы образования и эрозии кратеров.
По мнению Б. Мюррея и другие ученых,
входящих в группу телевизионного экспе¬
римента на «Маринере-10», такими про¬
цессами являются преимущественно уда¬
ры метеоритов.Кратеры диаметром менее 10 кмимеют облик от неглубоких округлых по¬
нижений до чашеобразных впадин с хо¬
рошо развитым валом, окруженных вы¬
брошенным материалом, полями вторич¬
ных кратеров и системами светлых лучей
(у некоторых кратеров). Более разрушен¬
ные кратеры, у которых отсутствуют вы¬
бросы материала, нет полей вторичных
кратеров и заметно возвышающихся ва¬
лов, обычно имеют вид мелких, плоско¬
донных впадин, иногда заполненных ма¬
териалом равнин (рис. 5).У более четких и, вероятно, более
молодых объектов обычно имеются пло¬
ские днища и террасы на внутренних
склонах, а также центральные горки или
кольцевые комплексы в центре днища.
Меркурианские кратеры значительно
86Г. А Б у р 6 оРис. 8. Темная, гладкая, относительно слабо
кратерированная поверхность, являющаяся
частью пояса равнин, окружающего Бассейн
Калорис. Эта поверхность близка по внешнему
виду к лунным морям. Темный материал вда¬
ется заливами в более древнюю пересеченную
поверхность (в верхней части снимка). Четкий
кратер с центральной горкой и расположенный
справа от него кратер с ярким ореолом имеют
диаметр соответственно 30 и 10 км. Размер уча¬
стка около 500x 700 км.мельче, чем лунные такого же размера.
Все эти различия согласуются с большей
величиной силы тяжести на Меркурии, что
может изменять расстояние баллистиче¬
ского разлета выбросов и также является
причиной большей степени разрушения
кратера в результате оползания и осыпа¬
ния его вала.Строение круговых бассейнов раз¬
личается в зависимости от их размеров,
относительного возраста и степени затоп¬ления равнинным материалом. У мень¬
ших бассейнов, как правило, имеются два
хорошо сохранившихся кольца с диамет¬
ром внешнего вала примерно в два разе
большим, чем внутреннего. Оба вала име¬
ют относительно низкий рельеф. Радар¬
ные измерения с Земли дали для одного
из бассейнов (диаметром 330 км) высоту
внешнего вала над днищем 1,5 км. В не¬
которых бассейнах внутреннее кольцо ча¬
стично покрыто равнинным материалом,
а в области между двумя кольцами рас¬
положены холмы неправильной формы.
На сфотографированном полушарии Мер¬
курия обнаружено восемь бассейнов диа¬
метром более 300 км и девять — мень¬
шего размера.Бассейн Калорис (Жары, или Зноя),
крупнейший структурный объект, полу¬
ченный на снимках «Маринера-10», бли¬
зок по внешнему виду и по размеру к
лунному бассейну Моря Дождей. Бассейн
Калорис ограничен кольцом гор диамет¬
ром около 1300 км, которые образуют
уступ неправильной формы, поднимаю¬
Лунные черты Меркурия87*	-VAV•	‘V ♦4'i t•лМ:■ -Г-ЖРис. 9. Холмисто-линейчата я местность, состоя¬
щая из многочисленных вытянутых холмов вы¬
сотой от 0,1 до 1,8 км. Валы кратеров расчле¬
нены на отдельные гребни, пространство меж¬
ду которыми заполнено равнинным материа¬
лом, так же как и днище кратера диаметром
80 км в центральной части снимка. Долина
справа от этого кратера имеет ширину 7 км и
длину более 100 км. Размер участка 220x250 км.
Подобный рельеф является результатом разви¬
тия поверхности в течение длительного перио¬
да времени.щийся на 2 км над днищем бассейна.
Между 23° и 30° с. ш. этот уступ сильно
сглажен и выглядит покрытым равнинным
материалом. В северо-восточной части
бассейна имеется слабо выраженный
внешний уступ на расстоянии около
150 км позади основного. Между этими
двумя уступами находится поверхность,
для которой характерны относительно
гладкие холмы и купола. Радиальная си¬
стема цепочек холмов расходится от ос¬новного уступа на расстояние по крайней
мере в один диаметр бассейна.РАВНИНЫРавнины представляют собой отно¬
сительно ровные участки поверхности, как
правило, не имеющие кратеров диамет¬
ром более 10 км и сильно напоминаю¬
щие лунные моря (рис. 6). Равнины моло¬
же, чем окружающая их сильно кратери-
рованная поверхность. Они занимают дни¬
ща многих бассейнов и кратеров диамет¬
ром более 100 км, а также участки вокруг
некоторых крупных бассейнов и располо¬
жены преимущественно на одном полу¬
шарии Меркурия (рис. 7). Различная сте¬
пень заполнения бассейнов равнинным
материалом легко объяснима, если пред¬
положить, что равнины формировались во
время периодов вулканизма, которые сле¬
довали за формированием большинства
бассейнов.Равнины, покрытые грядами и усту¬
пами, окружают с востока Бассейн Кало-
88Г. А. Бурбсрис дугообразным поясом шириной от
1000 до 1500 км. Наземные радиолока¬
ционные исследования показывают, что
этот пояс продолжается по крайней мере
до юго-западного вала бассейна пример¬
но на 1—2 тыс. км в сторону, которая
была не освещена во время пролетов
«Маринера-10». Холмы или более пересе¬
ченный рельеф местами проступают че¬
рез поверхность, показывая, что материал
равнин в этих местах относительно тонок
(рис. 8).Равнинная поверхность внутри Бас¬
сейна Калорис покрыта многочисленными
грядами и трещинами. Гряды имеют вы¬
соту около 300 м, ширину от 1,5 до 13 км
и длину до 300 км; они очень похожи
на лунные морские гряды. Ширина тре¬
щин— от 6 км до ~ 700 м (предел раз¬
решения фотографий). Наиболее широкие
трещины — плоскодонные и похожи на
лунные грабены. Трещины тянутся парал¬
лельно грядам или даже проходят вдоль
их гребней. То, что направление трещин
имеет тенденцию следовать за направле¬
нием гряд, наводит на мысль о взаимо¬
связи этих структур.В поясе равнин, окружающих Бас¬
сейн Калорис, наблюдается по крайней
мере два типа равнинного материала —
более ранний и более поздний, занимаю¬
щий меньшую площадь. Практически оди¬
наковая плотность кратеров на равнинах
внутри и вне Бассейна Калорис указыва¬
ет на то, что возрасты этих поверхностей
близки.На полученных фотографиях не об¬
наружено таких прямых свидетельств вул¬
канизма, как конусы, купола, уступы ла¬
вовых потоков. Однако следует сказать,
что имеется только узкий пояс поверхно¬
сти вблизи утреннего и вечернего терми¬
наторов с освещением, благоприятным
для обнаружения подобных объектов,
имеющих малую высоту.Происхождение материала равнин —
это ключевой вопрос, поскольку широко
развитый вулканизм в сочетании с боль¬
шой плотностью планеты должен был
сильно повлиять на химическую диффе¬
ренциацию Меркурия. Большие объемы и
площади равнинного материала являются
основными аргументами в пользу его вул¬
канического происхождения.Бассейн Калорис на одной из ран¬
них стадий своего развития, вероятно,
имел вид впадины лунного Моря Восточ¬
ного, почти не затопленной морским ма¬
териалом. Впоследствии впадина Бассей¬
на Калорис и прилегающие области былизаполнены вулканогенным материалом,
образовавшим наблюдаемые сейчас рав¬
нины. Вероятно, бассейны, заполненные
равнинным материалом, могут быть ме¬
стами гравитационных аномалий, анало¬
гичных лунным масконам4. Однако для
обнаружения таких аномалий требуются
детальные измерения с помощью искусст¬
венного спутника Меркурия.ОСОБЫЕ ОБЪЕКТЫ РЕЛЬЕФАНа фотографиях, полученных с «Ма¬
ринера-1 0», обнаружены объекты релье¬
фа, присущие только Меркурию и пред¬
ставляющие особый интерес, поскольку
они могут отражать процессы, не проте¬
кавшие на других планетах. К таким объ¬
ектам относятся крупные уступы и мест¬
ности с холмисто-линейчатым рельефом.
Крупные уступы лучше всего видны в
сильно кратерированных областях. Они
имеют извилистые очертания и достигают
в длину более 500 км. Измерения длины
теней показывают, что высота уступов до¬
ходит до 3 км. Часто крупные кратеры
прерывают линию уступов, указывая на
то, что по крайней мере некоторые из
уступов сформировались до образования
крупных кратеров.Местность с холмисто-линейчатым
рельефом занимает полуэллиптический
район площадью 500 тыс. км2 с центром
на 20° ю. ш. и 20° з. д. Поскольку во¬
сточная граница этого района скрыта тер¬
минатором, площадь его может быть зна¬
чительно больше. Эта местность в какой-
то степени напоминает поверхность с хол¬
мами и бороздами к северо-западу от
лунного Моря Влажности. Холмы в об¬
щем шире, чем на Луне. В холмисто-ли¬
нейчатой местности на Меркурии имеются
кратеры, валы которых расчленены на
холмы и депрессии (рис. 9). Одни крате¬
ры более сильно разрушены, чем другие
подобного же размера. Это показывает,
что рельеф здесь развивался в течение
продолжительного периода, а не являет¬
ся результатом единичного катастрофиче¬
ского события.Днища многих кратеров на холми¬
сто-линейчатой местности почти полно¬
стью затоплены равнинным материалом,
который образует заливы, расчленяющие
валы кратеров, и, безусловно, более мо¬
лодой, чем холмисто-линейчатый рельеф.4	См,: Марков М. С., Суханов А. Л.
Масконы лунных морей.— «Природа»,
1970, № 3.
Лунные черты Меркурия89Таким образом, формирование холмисто¬
линейчатого рельефа произошло между
концом периода интенсивного кратерооб-
разования и началом периода излияния
равнинного материала, заполняющего Бас¬
сейн Калорис и другие районы.ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ ПЛАНЕТЫОсновываясь на материалах, полу¬
ченных с помощью «Маринера-10», мож¬
но сделать вывод, что вначале на Мерку¬
рии был период интенсивного кратерооб-
разования и формирования огромных бас¬
сейнов, затем последовало широкое раз¬
витие вулканизма, о чем свидетельствует
материал равнин. Предполагаемая после¬
довательность событий в значительной
степени ближе к лунной; следует под¬
черкнуть также большое химическое
сходство с Луной в масштабе равнинных
подразделений (т. е. в масштабе лунных
морей). Однако в глобальном масштабе
плотность Меркурия гораздо больше, чем
у Луны, следовательно, Меркурий должен
быть химически дифференцированной
планетой. Возможно, под внешними сили¬
катными слоями имеется обогащенное
железом ядро.То, что материал верхних слоев
Меркурия на глубину от сантиметров до
метров имеет железо-силикатный состав,
по крайней мере в с^мых общих чертах
сходный с лунным (плотность от 3,0 до3,3 г/см3), известно уже много лет на
основании наземных радиолокационных,
оптических и инфракрасных измерений.
Теперь силикатный состав для внешнего
слоя толщиной по меньшей мере в не¬
сколько километров показан непосредст¬
венно по данным, полученным «Марине-
ром-10». Возможно, сходство Меркурия с
Луной продолжается и на большую глу¬
бину. Силикатный материал должен про¬
стираться значительно глубже, чтобы дать
то большое количество вулканического
материала, которое покрывает обширные
равнинные области.Весьма возможно, что некоторые из
топографических объектов в сильно кра-
терированных районах довольно древние
(4—4,5 млрд лет). Сохранение древних
кратерированных поверхностей наклады¬
вает пределы на время завершения хи¬
мической дифференциации. В частности,
дифференциация должна была завершить¬
ся к тому моменту, когда образовались
древнейшие из сохранившихся форм
рельефа. Весьма eepoflfhio, что разогрев,
требуемый для дифференциации перво¬начально однородной планеты, должен
был значительно изменить весь рельеф
поверхности путем деструктивного вулка¬
низма, атмосферных эффектов или даже
расплавления. Следовательно, дифферен¬
циация Меркурия должна была произой¬
ти до окончания стадии интенсивного
кратерообразования.Уступы и гряды глобального масш¬
таба позволяют предполагать, что на
Меркурии происходили крупные сжатия.
Отсутствие сходных объектов на Луне и
Марсе говорит о том, что подобные объ¬
екты отражают события, специфические
для Меркурия и связанные с его внут¬
ренним строением и эволюцией. Одним
из наиболее правдоподобных выглядит
предположение, что обогащенное желе¬
зом ядро пр!и остывании сжалось и это
повлекло за собой сжатие внешних слоев.
Холмисто-линейчатая поверхность может
отражать локализованные внутренние про¬
цессы, происходившие до излияния рав¬
нинного материала. Вулканическое запол¬
нение крупных бассейнов и образование
всех равнин произошло, как и на Луне,
после окончания этапа интенсивного кра¬
терообразования. Последовательность со¬
бытий, отражаемых строением поверхно¬
сти Меркурия, удивительно близка к по¬
следовательности развития лунной поверх¬
ности.Что же эти результаты дают для по¬
нимания природы других планет земной
группы? Установлено наличие крупных
круговых бассейнов и кратеров на Луне,
Марсе и Меркурии, указывающее на оди¬
наковость процессов рельефообразования.
На всех этих небесных телах наблюдает¬
ся асимметрия в распределении основных
подразделений поверхности — сильно кра¬
терированных областей и равнин. Эта осо¬
бенность, хотя она до сих пор не нашла
удовлетворительного объяснения, должна
быть признана как общая черта форми¬
рования планет земной группы. Кроме то¬
го, результаты исследования Меркурия
скорее говорят в пользу ранней, чем
поздней химической дифференциации.
Все эти обстоятельства помогут в распо¬
знавании процессов формирования и эво¬
люции Земли, на которой непосредствен¬
ная информация об этих давних геоло¬
гических явлениях в настоящее время не¬
доступна.УДК 523.41
90 Философия естествознания	«Природа», 1976, № 3Диалектика и метафизика в эволюционных
исследованияхА. А. Корольков, А. П. МоэеловАлександр Аркадьевич Корольков, кандидат философских наук,
доцент кафедры диалектического материализма философского
факультета Ленинградского государственного университета. Рабо¬
тает над философскими проблемами биологии; часть публика¬
ций посвящена теории диалектики.Анатолий Павлович Мозелов, кандидат философских наук,
ассистент той же кафедры философского факультета Ленинград¬
ского государственного университета. Работает над философски¬
ми проблемами эволюционной теории.При построении теории естествоис¬
пытатель обобщает исследуемые явления
с определенных философских позиций.
Вопрос заключается в том, каковы эти фи¬
лософские позиции. В предисловии к
«Анти-Дюрингу» Энгельс подчеркивал:
«...именно диалектика является для со¬
временного естествознания наиболее важ¬
ной формой мышления, ибо только она
представляет аналог и тем самым метод
объяснения для происходящих в приро¬
де процессов развития, для всеобщих свя¬
зей природы, для переходов от одной
области исследования к другой '.'Маркс К,, Энгельс Ф. Соч. Т. 20,
с. 367.Законы и категории материалистиче¬
ской диалектики как всеобщие формы и
способы познания реального мира выкри¬
сталлизовывались в ходе общественно¬
исторического освоения человеком окру¬
жающей действительности. Отражение
объективной действительности в научном
познании может быть успешным тогда,
когда категории материалистической диа¬
лектики становятся органическим элемен¬
том культуры мышления ученого. При
этом не следует забывать, что «...искус¬
ство оперировать понятиями не есть нечто
врожденное и не дается вместе с обы¬
денным, повседневным сознанием, а тре¬
бует действительного мышления, которое
тоже имеет за собой долгую эмпириче¬
скую историю, столь же длительную, как
Диалектика и метафизика в эволюционных исследованиях91и история эмпирического исследования
природы»2.Использование идей диалектики в
естествознании — не простая задача. Горя¬
чий сторонник диалектических идей Гете
в беседе с Гегелем как-то заметил: «Ди¬
алектика — великая вещь, но бойтесь,
если она попадет в дурные руки». Мож¬
но было бы привести немало фактов
вольного, субъективистского обращения с
диалектикой, которая превращалась при
этом в софистику и эклектику. Эти фак¬
ты хорошо известны, и подобная вульга¬
ризация диалектики достаточно обстоя¬
тельно раскрыта в литературе последних
лет3. Мы же хотим вести разговор о ре¬
альных коллизиях связи философии и эво¬
люционной теории, вытекающих порой из
объективных трудностей развития науки,
а порой и из предрассудков, которые
имеют место не только в обыденном, но
и научном мышлении. Уместно обратиться
к некоторым историческим урокам фор¬
мирования диалектических идей в эволю¬
ционной теории.СТАНОВЛЕНИЕ ДИАЛЕКТИЧЕСКИХИДЕЙ В ЭВОЛЮЦИОННОЙ ТЕОРИИВ 1922 г. прозвучал призыв Ленина
к естествоиспытателям о необходимости
овладения культурой диалектического
мышления. Ленин выдвигал задачу изуче¬
ния важнейших произведений Гегеля и
теоретического наслёдия основоположни¬
ков диалектико-материалистической фило¬
софии. Задача была не из легких. Она
осложнялась еще тем, что Маркс не оста¬
вил специального труда, излагающего
теорию диалектики. Поэтому необходимо
было понять, «вычитать» ключевые диа¬
лектические принципы, освоить диалекти¬
ческий метод познания по «Капиталу»
и другим произведениям творцов марк¬
сизма. Непосредственную помощь в
освоении законов диалектики оказало
опубликование рукописей Энгельса, объ¬
единенных под единым названием «Диа¬
лектика природы» (1925)4. В 20—30-е го¬
ды появилось немало работ философов и
естествоиспытателей, в которых предпри-1	Там же, с. 14.3	К е д р о в Б. М. О диалектике в совре¬
менном естествознании.— В сб.: Ленин¬
ская теория отражения и современная
наука. М., 1966; Фролов И. Т. Генети¬
ка и диалектика. М., 1968.4	Об истории создания и публикации
этой работы Энгельса см.: Кедров Б. М.
Судьба одной замечательной книги.—
«Природа», 1973, № 5.нимались попытки осмыслить теоретиче-
ские проблемы естествознания с точки
зрения идей, сформулированных в «Диа¬
лектике природы»5.Разумеется, в первых работах, ис¬
пользующих и популяризующих идеи
Энгельса, было немало упрощений. Это
был начальный этап в освоений материа¬
листической диалектики, в сознательном
обращении советских естествоиспытате¬
лей к диалектико-материалистической ме¬
тодологии. Не удивительно поэтому, что
даже некоторые сторонники механицизма
выступали иногда от лица диалектики4.
Так, механоламаркисты в своей концепции
эволюции отстаивали идею об однознач¬
ной причинно-следственной связи между
меняющейся средой и изменением орга¬
низмов. Такую механистическую теорию
движущих сил эволюции они стремились
подкрепить не только новейшими экспе¬
риментальными данными, но и авторите¬
том Энгельса, который будто бы считал
механоламаркизм единственно возможной
формой материализма в биологии7. Не¬
которые из крайних неоламаркистов были
даже убеждены, что идея о прямом при¬
способлении методологически согласуется
с диалектическим материализмом, а в ос¬
нове воззрений генетиков-дарвинистов ле¬
жат «махизм и кантианство»8.Ошибочность подобных точек зре¬
ния, основанных на смешивании философ¬
ских и конкретно-научных проблем, хоро¬
шо понимали те биологи и философы, ко¬
торые в целом восприняли идеи осново¬
положников марксизма-ленинизма о взаи¬
мосвязи философии и частных наук.
Марксистская философия отвергает натур¬
философские притязания непосредственно
философскими методами решать естест¬
веннонаучные вопросы. Дискуссии в рам¬
ках той или иной науки — нормальное5	А г о л И. И. Диалектический метод и
эволюционная теория. М., 1927; Д е б о*
р и н А. М. Энгельс и диалектика в био¬
логии— «Под знаменем марксизма»,
1926, № 1—2; Слепков В. Диалектиче¬
ский материализм и биология.— «Под
знаменем марксизма», 1927, № 10—11 и др.6	Подробнее об этом см.: Завад¬ский К. М. Развитие эволюционной тео¬
рии после Дарвина (1859—1920-е годы)
Л., 1973; рецензию на эту книгу см.: К о-
р о л ь к о в А. А., М а м з и н А. С.— «Во¬
просы философии», 1974, N? 11,
'Слепков В. Наследственность и от¬
бор у человека.— «Под знаменем марк¬
сизма», 1925, N9 4.8	Я ф ф е Г. Ю. Философские основы нео¬
дарвинизма.— «Под знаменем марксиз¬
ма»., 1932, № 7—8, с. 237.
92А. А. Корольков, А. П. Мозеловусловие ее развития, и невозможно от ли¬
ца философии зачеркнуть одно из проти-
воположных направлений как ложное (ра¬
зумеется, если речь не идет о методо¬
логических, философских разногласиях в
науке, где философия обязана высказать
свое компетентное мнение). Механола¬
маркисты не раз в своем нигилистиче¬
ском отношении к теоретическим обоб¬
щениям генетики апеллировали к диалек¬
тическому материализму, тем самым гру¬
бо искажая взаимосвязь философии и
естествознания.Полемика механоламаркизма с дар¬
винизмом в 20—30-е годы примечатель¬
на тем, что в ходе ее вырабатывались
принципы правильного применения мате¬
риалистической диалектики. Такие выдаю¬
щиеся' советские биологи, как Н. И. Вави¬
лов, Н. К. Кольцов, А. С. Серебровский
и др., четко разделяли область собствен¬
но биологических споров (связанных с
дальнейшим развитием эксперименталь¬
ной практики) и область философских,
методологических проблем эволюционной
теории. Генетики-дарвинисты неоднократ¬
но указывали на отсутствие строгих экс¬
периментальных доказательств главной
идеи механоламаркистов — наследования
приобретенных признаков. Они отмечали,
что одна из причин столь широкого рас¬
пространения и живучести центральной
идеи механоламаркизма заключается в ее
простоте и кажущейся очевидности. Меж¬
ду тем хорошо известно, что сама по се¬
бе очевидность к'акой-либо идеи не слу¬
жит достаточным основанием для доказа¬
тельства ее истинности. В истории науки
немало тому примеров: очевидным было
вращение Солнца вокруг Земли. Не огра¬
ничиваясь опровержением идеи прямого
приспособления на основании данных био¬
логии, дарвинисты указывали на методо¬
логические и гносеологические источники
одностороннего истолкования эволю¬
ции механоламаркистами (абсолютизация
внешних факторов развития, механистиче¬
ская трактовка детерминизации эволюци¬
онного процесса, недооценка качествен¬
ной специфики форм организации живо¬
го, смешивание естественнонаучных и
философских проблем и т. д.).Однако мы далеки от мысли идеа¬
лизировать воззрения ученых дарвинов¬
ского направления в те годы. Теоретиче¬
ские позиции ряда генетиков-дарвинистов
также имели определенные недостатки
(например, признание тождественности
выводов генетики с принципами диалек¬
тического материализма, отдельные авто-генетические высказывания и т. п.). Мы
просто хотели подчеркнуть, что в про¬
грессе научного познания эволюции орга¬
нической природы задавали тон те кон¬
цепции, которые впитали в себя основ¬
ную идею классического дарвинизма об
естественном отборе. Сознательное при¬
менение диалектического метода в эво¬
люционной теории позволило советским
ученым сделать ряд важных обобщений
в этой области знания. Достаточно ука¬
зать на имена выдающихся советских уче¬
ных Н. И. Вавилова, Б. М. Козо-Полян-
ского, А. С. Серебровского, И. И. Шмаль-
гаузена и др., в работах которых обнару¬
живается постоянное стремление сделать
материалистическую диалектику фунда¬
ментом теоретического анализа эволюции
органического мира.В конце 30-х — начале 40-х годов в
результате дискуссий по специальным во¬
просам (выяснение элементарных меха¬
низмов эволюции и движущих сил видо¬
образования) и методологическим проб¬
лемам (полемика дарвинизма с номоге¬
незом, механоламаркизмом и т. п.) сфор¬
мировалась эволюционная теория, полу¬
чившая название «синтетической теории
эволюции» (СТЭ) и означавшая новый этап
в познании эволюции органического мира.
Среди основателей синтетической теории
эволюции следует упомянуть советских
биологов С. С. Четверикова9, Н. И. Вави¬
лова, А. С. Серебровского 1 °, И. И. Шмаль-
гаузена и др. В синтетической теории эво¬
люции была разработана строгая концеп¬
ция форм организации живого, в частно¬
сти, теоретически и экспериментально до¬
казано, что элементарная эволюирующая
единица — не организм, а популяция.Такая постановка вопроса об эле¬
ментарном носителе эволюционного про¬
цесса имела большое методологическое
значение, поскольку была преодолена
господствовавшая долгое время идея «ро¬
бинзонады» (в качестве носителя эволю¬
ции рассматривалась отдельная особь).
Далее, если во времена Дарвина сущест¬
вовали только косвенные доказательства
теории естественного отбора, то в рам¬
ках синтетической теории эволюции экс¬
периментально были доказаны разнообра¬
зие и интенсивность селективных сил,
форм и направлений отбора, статистично-9	Подробно о нем и его работах см. под¬
борку статей в «Природе», 1974, № 2.10	См.: X е с и н Р. Б. Теория гена врабо-тах А. С. Серебровского.— «Природа»,1972, № 8.
Диалектика и метафизика в эволюционных исследованиях93го в своей основе11. В то же время по¬
пытки экспериментального подтверждения
других гипотез (номогенеза, прямого
приспособления, в том числе идеи насле¬
дования приобретенных признаков) оказа¬
лись безуспешными12. Научно несостоя¬
тельными оказались те гипотезы эволю¬
ции, в фундаменте которых лежало при¬
знание непротиворечивости развития (от¬
рицание естественного отбора и т. д.).
Наиболее плодотворным преемником на¬
следия Дарвина в современных условиях
оказалась синтетическая теория эволюции,
в рамках которой успешно разрабатыва¬
ются проблемы направленности и крите¬
риев развития главных путей эволюции,
соотношения микроэволюции и макроэво¬
люции и т. п.13.МЕТАМОРФОЗЫ ДИАЛЕКТИКИИ ЭВОЛЮЦИОННОЙ ТЕОРИИЗаслугой Дарвина является соедине¬
ние идеи о реальности вида с идеей о его
развитии. Дарвина по праву можно счи¬
тать одним из основателей диалектическо¬
го учения о развитии в биологии. В от¬
личие от Гегеля, считавшего развитие
предметного мира лишь отчуждением
развития духа, Дарвин рассматривал эво¬
люцию как объективный процесс развития
органического мира.Фактически основой теории, постро¬
енной Дарвином, служит содержательное
противоречие. Не случайно Энгельс в по¬
лемике с Дюрингом обратил внимание
на объективно-диалектический характер
предложенного Дарвином решения во¬
проса о причинах эволюции. В частности,
он отмечал: «...не требуется мальтусов-
ских очков, чтобы увидеть в природе
борьбу за существование, увидеть проти¬
воречие между бесчисленным множест-"Сукачев В. Н. Опыт эксперимен¬
тального изучения межбиотипной борьбы
за существование.— «Труды Петергоф¬
ского биол. ин-та», 1935, т. 15; Шеп¬
пард Ф. М. Естественный отбор и на¬
следственность. М., 1970 и др.,г Исторический обзор борьбы вокруг
.указанных идей см.: Б л я х е р Л. Я. Про¬
блема наследования приобретенных при¬
знаков. М., 1971.'3 Подробнее о синтетической теории
эволюции см.: Завадский К. М. Раз¬
витие эволюционной теории после Дар¬
вина ( 1859—1920-е годы). Л., 1973;
Майр Э. Зоологический вид и эволю¬
ция. М., 1968; Тимофеев-Ресов¬
ский Н. В., Воронцов Н. Н, Я б л о-
ков А. В. Краткий рчерк теории эволю¬
ции. М., 1969.вом зародышей, которые расточительно
производит природа, и незначительным
количеством тех из них, которые вообще
могут достичь зрелости,— противоречие,
которое действительно разрешается боль¬
шей частью в борьбе за существование,
подыас крайне жестокой... К тому же ор¬
ганизмы в природе также имеют, свои за¬
коны населения, которые еще почти со¬
вершенно не исследованы, но установле¬
ние которых будет иметь решающее зна¬
чение для теории развития видов. А кто
дал и в этом направлении решающий тол¬
чок? Не кто иной, как Дарвин»14.Энгельс оценил методологическую
значимость идеи об естественном отборе
на основе борьбы за существование глуб¬
же и всестороннее, чем большинство его
современников, как биологов, так и фило¬
софов: «Подобно тому как Дарвин от¬
крыл закон развития органического мира,
Маркс открыл закон развития человече¬
ской истории...»15 .Логические основания созданной
Дарвином теории эволюции, базировав¬
шейся на неопределенной (случайной) из¬
менчивости и естественном отборе, не
только не нуждались в принятии принци¬
па прямого приспособления, они, напро¬
тив, были глубоко чужды ему. Заметим
попутно, что Дарвин был автором теории
«пангенезиса», но он сам сознавал ее вре¬
менный характер: логический строй его
теории не соответствовал рабочей гипо¬
тезе «прямого приспособления». Хорошо
известна та резко отрицательная оценка,
которую давал Дарвин «принципу совер¬
шенствования» Ламарка. Так, в одном из
писем 1844 г. он недвусмысленно воскли¬
цает: «Да сохранит меня небо от ламар-
кова нелепого «стремления к прогрессу»,
«приспособления вследствие длительного
стремления животных» и пр.»16. Ламарк
идеалистически рассматривал движущие
силы развития живой природы (имманент¬
ное стремление живого к правильным
градациям). При этом он противопостав¬
лял причины поступательного характера
эволюции причинам приспособления орга¬
низмов к конкретным условиям среды17.Современные сторонники ламаркиз¬14	Энгельс Ф. Анти-Дюринг.— Маркс К.
и Энгельс Ф. Со1.. Т. 20, с. 69.15	М а р к с К., Энгельс Ф. Соч. Т. 19,
с. 350.16	Да р в и н Ч. Избранные письма. М.,1950, с. 30.1	' Подробнее см.: Артемьев Г. В. Эво¬
люционная теория, Дарвин и Ламарк.—«Природа», 1970, № 5.
94А. А. Корольков, А. П. Моэеловма, как уже отмечалось выше, пытаются
объяснить теорию развития, основываясь
на идее о противоречивом единстве ор¬
ганизма и среды: «Нужно признать,—
отмечает Е. Д. Логачев,— что существо¬
вание и эволюция живой системы воз¬
можны при наличии как прямой инфор¬
мационной связи (ДНК — РНК—белок),
так и обратной (среда — белок — РНК —
ДНК)«,в. Отрицание некоторыми биоло¬
гами обратной информационной связи,
с его точки зрения, равносильно призна¬
нию эволюции в отрыве от среды. Суще¬
ствует мнение, что «развитие — законо¬
мерный приспособительный процесс, вы¬
текающий из противоречивого единства
организма и среды»19.Подобное изображение эволюции
живого выглядит внешне диалектичным,
якобы говорящем о творческом усвоении
идей и методов материалистической диа¬
лектики. В основу развития как будто бы
положено содержательное диалектиче¬
ское противоречие. Уместно, однако, за¬
дать вопрос, отражает ли подобная кон¬
цепция эволюционного процесса логику
развития объекта исследования?На этот вопрос приходится ответить
отрицательно, поскольку в фундаменте
изложенной постановки вопроса лежит
отождествление закономерностей качест¬
венно различных форм организации живо¬
го, игнорирование такого методологиче¬
ски существенного завоевания дарвиниз¬
ма, как признание элементарной эволю-
ирующей единицей эволюции популяции
и вида, а не особи, индивидуума.Как следствие подобной постановки
вопроса, развитие рассматривается ламар¬
кистами не в качестве взаимодействия
различных типов противоречий (внутриви¬
довых, межвидовых и т. п.), обобщенных
Дарвином в понятии «борьбы за сущест¬
вование», а как прямолинейное детер¬
минирующее воздействие среды на от¬
дельный организм и адекватное наследо¬
вание результатов внешнего воздействия.
Причины же адекватности наследования
не объясняются, берутся как имманентно
данные. «Исторический метод в биоло¬
гии,— пишет А. И. Куроедов,— органиче¬
ски связан с признанием необходимости
наследования приобретенных свойств, без,0Логачев Е. Д. Теоретические про¬
блемы медицинской биологии. Кемерово,
1969, с. 6.|9Никольский Г. В. О некоторых ме¬
тодологических вопросах современной
теории развития органического мира.—
«Виол, науки», 1972, № 9, с. 11.чего невозможно никакое поступательное
развитие живой природы. Без наследова¬
ния приобретаемых свойств не может
происходить усложнение организмов, он¬
тогенетические изменения не вели бы к
филогенезу, к истории вида; это было бы
движение по кругу, исключающее диалек¬
тическое развитие. Сторонники теории
развития всегда подчеркивали в борьбе с
метафизиками необходимость наследова¬
ния приобретаемых свойств»20.Этот отрывок примечателен тем, что
в нем нет даже и намека на фиксацию
противоречия. Более того, здесь вновь
натурфилософски обосновывается (в ко¬
торый уже раз!?) подкупающая своею ка¬
жущейся очевидностью предположение о
наследовании приобретенных признаков,
обратной стороной которого, как подчер¬
кивали неоднократно сами биологи, явля¬
ется идея имманентной способности жи¬
вого целесообразно реагировать на внеш¬
ние воздействия и их изменения, т. е. по
существу телеогенез. Энгельс еще во вто¬
рой половине XIX в. ясно определил
принципиальный порок теории Ламарка,
сравнивая фи логенетически-телео логиче¬
ский преформизм этой теории с логиче¬
ским преформизмом Гегеля. «Влечение
должно, по Гегелю, привести отдельное
живое существо более или менее в гар¬
монию с его понятием. Отсюда ясно, на¬
сколько вся эта внутренняя цель сама
является идеологическим определением.
И те*у не менее в этом суть Ламарка»21.Таким образом, апелляция авторов,
считающих себя «современными дарвини¬
стами», к дарвиновскому учению — еще
одна попытка подкрепить свои эклекти¬
ческие позиции авторитетом Дарвина. Од¬
нако слишком велик водораздел между
течением, выступающим под вывеской
«современного дарвинизма», а в дейст¬
вительности ориентирующегося на посту¬
латы ламаркизма, и тем направлением,
которое стремится к синтезу классическо¬
го дарвинизма с другими биологическими
науками,— направлением, позволяющим
нарисовать целостную картину эволюции
живого с учетом всех новейших откры¬
тий генетики, молекулярной биологии,
экологии, палеонтологии и ряда других
наук. И поэтому нет никакой надобности
искусственными приемами спасать то на-20Куроедов А. И. Борьба выдающих¬
ся ученых за материализм в биологии.
М., 1966, с. 89,21 Маркс К., Энгельс Ф. Соч. Т. 20,с. 524.
Диалектика и метафизика в эволюционных исследованиях95правление, которое оказалось опроверг¬
нутым всем ходом развития теории и экс¬
периментальной практики, направление,
которое традиционно называется ламар¬
кизмом, в какую бы тогу он не рядился.Казалось бы, эти вопросы давно
уже решены, однако заблуждения живу¬
чи, и еще совсем недавно советские био¬
логи были вынуждены вновь выступить на
страницах печати против возрождения
давно опровергнутых идей. Критикуя кни¬
гу А. Е. Фурмана «Диалектическая кон¬
цепция развития в современной биоло¬
гии», изданную в 1974 г., Е. М. Лавренко
и А. Г. Кнорре писали:«Вместо философского анализа ос¬
новных положений современной эволю¬
ционной теории автор восстанавливает в
правах и обсуждает те псевдонаучные
идеи и гипотезы, которые имели хожде¬
ние в биологии в 40—50-х годах и, ка¬
залось бы, окончательно отброшены хо¬
дом развития биологического и философ¬
ского знания в нашей стране. К обсужде¬
нию этих вопросов чисто внешне «прила¬
гаются» некоторые данные молекулярной
биологии и генетики. Все это приводит к
тому, что в книге эклектически сочита-
ются дарвинизм и ламаркизм, идеи му¬
тагенеза и концепция наследования при¬
обретаемых признаков, теория естествен¬
ного отбора и представления об изна¬
чальной целесообразности живого. ...Осо¬
бенно показательно в этом отношении
возрождение концепции наследования >
приобретенных признаков... Сколь невра¬
зумительна формулировка этого «закона»,
столь же туманно, путано излагается его
содержание, где смешиваются понятия
мутаций и модификаций, традиционное
изложение этой ненаучной концепции с
попытками модернизировать ее за счет
фактического слияния с учением о на¬
следственности... Современная генетика,
как известно, успешно изучает наследст¬
венность вопреки концепции наследования
приобретенных признаков...»22.По этой же причине нелепый обо¬
рот приобретает спор с современной тео¬
рией, когда приписывают не свойственные
этой теории грехи. Например, утвержда¬
ется, что синтетическая теория эволюции
будто бы считает отбор единственным
фактором эволюционного процесса. Или
вдруг выдвигаются претензии к этой тео¬
рии эволюции в том, что она будто быг! Лавренко Е.( Кнорре А. Чему
научит такое учебное пособие? —«Ком¬
мунист». 1975, N? Ю, с. 126—127относится с невниманием к проблеме ор-
ганического прогресса и т. п.23. При этом,
как обычно, используются и философские
аргументы, при помощи которых биоло¬
ги, продуктивно разрабатывающие совре¬
менные проблемы эволюционизма, обви¬
няются даже в «идеалистических сры¬
вах»24. Установив таким путем якобы
«ограниченность» критикуемой теории
эволюции, уже не трудно показать, что
она не является формой современного
дарвинизма, а есть некий анахронизм, ру¬
димент в организме современного учения
об эволюции живой природы.По-видимому, подобный вывод был
бы справедливым, если бы синтетическая
теория эволюции, действительно, вопреки
современным экспериментальным дости¬
жениям, возводила некие спекулятивные
построения и не считалась бы с основны¬
ми завоеваниями дарвинизма, генетики и
других наук. Но ведь этого нет1 Напро¬
тив, именно синтетическая теория эволю¬
ции органически сочетает все предшест¬
вующие достижения эволюционной тео¬
рии со всем комплексом современных
биологических представлений. Безусловно,
указанная теория эволюции — это не дар¬
винизм в том виде, в каком он был из¬
ложен его создателем. Сам Дарвин рас¬
сматривал свою теорию эволюции скорее
не как законченный архитектурный ше¬
девр, а как фундамент для будущего
огромного здания. Если бы современное
эволюционное направление оспаривало
ключевые положения теории Дарвина, то
это, конечно, был бы уже не дарвинизм.
Это осознается и самими сторонниками
синтетической теории эволюции. Вот что
мы читаем у одного из самых видных ее
представителей Э. Майра: «Современная
теория эволюции... обязана Дарвину бо¬
лее, чем какому-либо другому эволюцио¬
нисту и построена на базе основных дар¬
виновских концепций. Однако в нее во¬
шло немало последарвиновских положе¬
ний. Такие понятия, как мутация, измен¬
чивость, наследственность, изоляция, вид,
еще туманные в дни Дарвина, сейчас по¬
нимаются более четко и определены го¬
раздо строже»25.25Давиташвили Л. Ш. Современ¬
ное состояние эволюционного учения на
Западе. М., 1966.24 О н же: Учение об эволюционном про¬
грессе (теория ароморфоэа). Тбилиси,1972,	с. 87.2	5 Майр Э. Популяции, виды и эволю¬
ция. М., 1974, с. 10.
96А. А. Корольков, А. П. МоэеловМЕТОДОЛОГИЯ ДАРВИНИЗМА
И МЕТОДОЛОГИЯ НОМОГЕНЕЗАМатериалистическая диалектика дав¬
но установила метафизичность всяких по¬
пыток выбросить из аппарата научного
мышления одну из парных (рефлектиро-
ванных) категорий, как фиктивную, наду¬
манную, не имеющую объективного ана¬
лога. И, тем не менее, такие попытки вре¬
мя от времени предпринимаются. Осо¬
бенно не повезло, пожалуй, в этом отно¬
шении категории случайности. Сколько
раз объявляли ее лишь феноменом не¬
познанной необходимости! Некоторым
ученым казалось нередко, что последо¬
вательный материализм покоится на при¬
знании объективного характера только не¬
обходимости. Поэтому-то так долго оста¬
валась популярной концепция лапласов-
ского детерминизма, настаивавшего на
жесткой, однозначной предопределенно¬
сти любого состояния в мире. Это была
последовательная экстраполяция опыта
классической механики на объяснение
всех прочих процессов, происходящих в
мире. Причем Лаплас выдвигал альтерна¬
тиву: либо событие имеет причину, либо
оно случайно.В марксистской философии давно
уже была четко установлена ложность по¬
добной альтернативы. Признание случай¬
ности совсем не связано с индетерминиз¬
мом. Как раз наоборот — отрицание слу¬
чайности приводит к индетерминизму во
всех тех случаях, когда природа законо¬
мерности оказывается статистической,
основанной на вероятности. Энгельс с
полным правом мог заметить, что «с не¬
обходимостью этого рода мы тоже еще
не выходим за пределы теологического
взгляда на природу»26.Несмотря на обстоятельную разра¬
ботку вопроса о диалектике необходимо¬
сти и случайности, о типах детерминиз¬
ма в объективной реальности27, своеоб¬
разное недоверие к категории случайно¬
сти остается весьма живучим и распро¬
страненным. Лапласовская логика рассуж¬
дений, в явном или неявном виде, то и
дело обнаруживается в науке.Дарвин был одним из первых есте¬
ствоиспытателей, обосновавших неразрыв¬2	4 М а р к с К., Энгельс Ф. Соч. Т. 20,
с. 534.2	1 См., например: Филюков А. И. Эво¬
люция и вероятность. Минск, 1972; Совре¬
менный детерминизм. Законы природы. М.,1973.ную связь необходимости и случайности в
эволюции вполне конкретных объектов —
видов. Именно Дарвин отбросил господ¬
ствующую тогда схему (или случай¬
ность — или необходимость) и показал,
что историческое развитие видов возмож¬
но только на основе и необходимости,
и случайности. Оценивая великий вклад
Дарвина в становление диалектических
идей, Энгельс отмечал: «Дарвин в своем
составившем эпоху произведении исходит
из самой широкой, покоящейся на слу¬
чайности, фактической основы. Именно
бесконечные случайные различия индиви¬
дов внутри отдельных видов, различия,
которые могут усиливаться до выхода за
пределы видового признака,., именно они
заставляют его подвергнуть сомнению
прежнюю основу всякой закономерности
в биологии — понятие вида в его прежней
метафизической окостенелости и неиз¬
менности 2в.Оценка Энгельса стала еще более
рельефной в свете выявления в современ¬
ной эволюционной теории соотношения
организации и дезорганизации. И. И.
Шмальгаузен сознательно использовал ка¬
тегориальный аппарат диалектики для
обоснования смены адаптивных норм в
эволюции, рассматривая в качестве источ¬
ника эволюции противоречие адаптивной
нормы и ее нарушений (мутаций), т. е.
фактически необходимости и случайности.
Примечательно одно из высказываний
Шмальгаузена из опубликованной недав¬
но и еще не известной широкому кругу
читателей работы: «Маркс и Энгельс ви¬
дели основную заслугу Дарвина в том,
что он покончил с креационизмом и теле¬
ологией. Мы можем добавить, что совре¬
менный дарвинизм покончил не только с
идеализмом, но и с механицизмом. Эво¬
люция органического мира, как особо
сложная форма движения материи, обна¬
руживает все черты диалектического раз¬
вития в силу нарастания внутренних про¬
тиворечий. Формулировки Ленина о само¬
движении являются лучшим выражением
наиболее общих закономерностей эволю¬
ционного процесса в современном его
понимании»2Выше мы уже говорили о тех кри¬
тиках, кто направляет свой полемический2Н Маркс К., Энгельс Ф. Соч. Т, 20,с. 535.?9 Шмальгаузен И. И. «Происхож¬
дение видов'» и современные проблемы
дарвинизма.— В сб.: История и теория
эволюционного учения, вып. 1, Л., 1973,с. 15.
Диалектика и метафизика в эволюционных исследо97пыл против «переоценки» Дарвином веро¬
ятностного подхода. Эта странная позиция
приписывает великому эволюционисту аб¬
солютизацию случайности. Между тем хо¬
рошо известно, сколь резко отрицательно
относился Дарвин к гипотезе катастрофиз-
ма, к идее о внезапной способности ато¬
мов организовываться в живые ткани3°.
Дарвиновская теория, отрицая катастро-
фиэм и одновременно постепенное, мо¬
нотонное преобразование живого, рас¬
крыла истинную связь устойчивой органи¬
зации и ее бесконечных случайных нару¬
шений. Эта диалектическая мысль Дарви¬
на получила экспериментальное под¬
тверждение в современной генетике.Идея об естественном отборе (и,
соответственно, мысль о важнейшей роли
случайности в эволюции) оказалась под
обстрелом не только со стороны совре¬
менных механоламаркистов, но и со сто¬
роны приверженцев концепций номоге¬
неза ? '.Номогенетические идеи близки тем
исследователям, которые профессиональ¬
но имеют дело с проблемами исследо¬
вания формальной организации сложных
систем. В частности, теория эволюции на
основе естественного отбора стала пред¬
метом критики со стороны известного
английского кибернетика С. Бира. Концеп¬
цию дарвинизма о саморазвитии видов
Бир называет гилозоизмом (т. е. связы¬
вает с древним учением об универсаль¬
ной одушевленности «природы). Затрудне¬
ния, возникающие в этой концепции,
чрезвычайно велики, считает Бир. Эти за¬
труднения вызваны тем, что в рамках
дарвинизма нет места для появления «им¬
манентной организации»: мутации, возни¬
кающие в результате хаоса в среде нук-
леопротеидов хромосом, вливаются в хаос
окружающей среды; порядок достигается
беспощадной и грубой процедурой запре¬
та. «Как сохраняется порядок при нали¬
чии столь большого количества помех, как
внутри, так и вне системы, совершенно
неясно»32. И далее, опираясь на опыт
организации промышленных предприятий,-
автор делает весьма категоричный вывод:
«Таким образом, в биологии мы прихо¬10	Аргументы Дарвина против гипотезы
катастрофизма см., например, в ^Проис¬
хождении видов», гл. 7.31	О номогенезе см. в статьях А. А. Лю-
бищева, С. В. Мейна и Ю. А. Шрейдера
(«Природа», 1973, № 10), А. А. Яценко-
Хмелевского (там же, 1974, N9 0).32	Б и р Ст. Кибернетика и управление
производством. М., 1965, с. 267.дим к выводу о наличии имманентной ор¬
ганизации, причем эта точка зрения дает
определенные выгоды»33.Даже если такой подход и дает
«определенные выгоды», он не объясняет,
каким образом признание «имманентной
организации» позволяет установить причи¬
ны ее возникновения и развития. Но глав¬
ный вопрос состоит именно в этом: как
объяснить эволюцию организованных си¬
стем, а не просто постулировать сущест¬
вование этой организации.Ясно, что Бир искаженно интерпре¬
тирует дарвиновскую теорию развития
живого. Неопределенная (случайная) из¬
менчивость действительно вносит «беспо¬
рядок» в исторически сложившийся строй
популяционной (или видовой) структуры.
Но в дарвиновской концепции предпосыл¬
кой естественного отбора является не аб¬
солютный хаос, а частичная неупорядо¬
ченность. Под действием естественного
отбора при наличии частичной неупоря¬
доченности выживают особи, более при¬
способленные к конкретным внешним
условиям.Категории случайного и необходи¬
мого оказываются для Бира несовмести¬
мыми. Как уже было сказано, абсолюти¬
зация необходимости в своем логическом
завершении неизбежно приводит к телео¬
логии, к признанию изначальной способ¬
ности к организации, приспособлению,
выражением которого и служит у Бира
так называемая имманентная организация.
Если порядок выводится «из какого-то
«направляющего принципа», из предшест¬
вующей «имманентной организации»,—
делают справедливый вывод К. М. Завад¬
ский и А. С. Мамзин,— то диалектика за¬
меняется здесь стародавним метафизиче¬
ским принципом «предустановленной гар¬
монии», приспособленным в качестве дви¬
жителя развития»34.Исследователи, склонные к номоге-
нетическому объяснению эволюции, иног¬
да отождествляют формальные модели
эволюции с ее действительными законо¬
мерностями. Так, М. С. Агурский пишет:
«Корректная теория численности популя¬
ции также может быть, по-видимому, по¬
строена на основе теории оптимального
планирования»35. Конечно, можно по-33	Там же, с. 268.34	Завадский К. М., Мамзин А. С.
Философские проблемы современной био¬
логии. Л., 1971, с. 36.35	А г у р с к и й М. С. Об оптимальности
в биологии.— «Биол. науки», 1972, N9 3,
с. 15.4	«Природа» N9 3
98А. А. Корольков, А. П. Мозеловпытаться построить такую «корректную»
теорию, только интересно было бы
узнать, кто же в природе занимается пла¬
нированием оптимальной численности по¬
пуляций, если учесть, что автор всячески
настаивает на несовременности теории
естественного отбора? Что же предлага¬
ется взамен известных дарвиновских фак¬
торов эволюции? Послушаем самого авто¬
ра: «Оптимальность в экологии противо¬
речит стохастическому представлению о
борьбе за существование. Скорее можно
отдать предпочтение точке зрения В. Но¬
вака, который вводит понятие социабиль-
ности как потенциальной способности
организмов формировать структурные ас¬
социации постоянно растущей сложно¬
сти »3 4.Нетрудно видеть, что понятие «со-
циабильности» — это еще один вариант
номогенетического объяснения эволюции
как преформированного, предопределен¬
ного развития. В этом объяснении оста¬
ется неясным главное: каковы причины и
механизмы этой «потенциальной способ¬
ности организмов формировать структур¬
ные ассоциации постоянно растущей
сложности»? Развитие живых систем здесь
представляется по образу развития тех¬
нических устройств, у которых всегда
есть конструктор. Но какой же конструк¬
тор создает так называемую «социабиль-
ность»? По-видимому, подобное объясне¬
ние эволюции — лишь видимость решения
проблемы, которое никак не может кон¬
курировать с дарвиновским истолковани¬
ем движущих сил эволюционного процес¬
са. Методологически же все антидарви-
новские варианты теории эволюции воз¬
вращают нас, как правило (в явном или
неявном виде), к архаичным формам не¬
диалектического мышления.Эволюционная теория, как и любая
другая теория, развивалась и будет раз¬
виваться на основе борьбы мнений, на
основе содержательного противоречия,
возникающего внутри теории. При этом
на каждом этапе необходимо осознавать
методологическое значение уже завоеван¬
ных теорией рубежей для ее дальнейше¬
го успешного развития. Одной из важней¬
ших основ плодотворного развития эво¬
люционной теории служит диалектика как
общий метод теоретического воспроизве¬дения действительности,— именно мате¬
риалистическая диалектика позволяет из¬
бежать различного рода индетерминист-
ских, телеологических, механистических
интерпретаций эволюционного процесса.
В свою очередь история и теория эволю¬
ции живого остается одним из фундамен¬
тальных естественнонаучных источников,
способствующих конкретизации и обнов¬
лению категориального аппарата материа¬
листической диалектики.УДК 100.2РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРАМаркс К. К КРИТИКЕ ПОЛИТИЧЕСКОЙ ЭКО¬
НОМИИ.— Маркс К., Энгельс Ф. Соч. Т. 13.Энгельс Ф. ДИАЛЕКТИКА ПРИРОДЫ,—
Маркс К., Энгельс Ф. Соч. Т. 20.Ленин В. И. О ЗНАЧЕНИИ ВОИНСТВУЮЩЕГО
МАТЕРИАЛИЗМА.— Поли. собр. соч. Т. 45.Ленин В. И. ФИЛОСОФСКИЕ ТЕТРАДИ,— Поли,
собр. соч. Т. 29.Дарвин Ч. ПРОИСХОЖДЕНИЕ ВИДОВ. Соч.
Т. 3. М.— Л., 1939.Галл Я. М., Георгиевский А. Б. СИНТЕТИЧЕ¬
СКАЯ ТЕОРИЯ ЭВОЛЮЦИИ КАК СОВРЕМЕН¬
НЫЙ ЭТАП РАЗВИТИЯ ДАРВИНИЗМА,— «Био¬
логия в школе», 1973, N2 3, 4.Завадский К. М. РАЗВИТИЕ ЭВОЛЮЦИОННОЙ
ТЕОРИИ ПОСЛЕ ДАРВИНА. Л., 1973.Завадский К. М., Мамзин А. С. ФИЛОСОФ¬
СКИЕ ПРОБЛЕМЫ СОВРЕМЕННОЙ БИОЛОГИИ.
Л., 1970.Корольков А. А. ДИАЛЕКТИКА МЕРЫ В ЭВО¬
ЛЮЦИОННОМ ПРОЦЕССЕ.— В сб.: Проблемы
диалектики. Л., 1973, вып. 2.Корольков А. А., Мозелов А. П. ЕЩЕ РАЗО ДИАЛЕКТИКЕ И НАТУРФИЛОСОФИИ,—
«Вести. Ленинград, ун-та», 1973, № 23.ФИЛОСОФИЯ И ТЕОРИЯ ЭВОЛЮЦИИ, Сб. М.,1974.ФИЛОСОФСКИЕ ПРОБЛЕМЫ ЭВОЛЮЦИОН¬
НОЙ ТЕОРИИ (материалы к симпозиуму). Ч. 1,2,	3. М., 1971.Фролов И. О ДИАЛЕКТИКЕ НАУЧНОГО ПО¬
ЗНАНИЯ.—«Коммунист», 1974, № 3.34 Там жеФролов И. Т. ГЕНЕТИКА И ДИАЛЕКТИКА. М.
1968.
Зоология«Природа», 1976, № 3 99ЗАМЕТКИ И НАБЛЮДЕНИЯПегий луньГ. М. СтегерМоскваВ конце мая в среднем
течении р. Бикины (Примор¬
ский край), в районе Красно¬
го Яра, мне довелось увидеть
и сфотографировать пегого
луня.Пегий лунь (Circus mela-
noleucus) — представитель от¬
ряда дневных хищных птиц, се¬
мейства ястребиных — относит¬
ся к числу редких птиц, охра¬
няемых в нашей стране.Гнездится пегий лунь в
Восточной Азии: в Северном
Китае, в прилегающих частях
Монголии, а в СССР —от За¬
байкалья до Приамурья, глав¬
ным образом по долинам в
нижнем и среднем течениях
рек с сырыми лугами.В Южном Приморье лу¬
ни появляются в кон1де мар¬
та — начале апреля. Первыми
прилетают самцы, затем самки.
Уже со второй половины ап¬
реля самец и самка охотятся
вместе, примерно с этого вре¬
мени и до начала осенних ко¬
чевок они не покидают друг
друга. Мне довелось наблю¬
дать ритуалы брачных игр.Высоко в небе в стреми¬
тельном полете, как бы бро¬
саясь в стороны, вдруг на
мгновение зависнув, самец то
камнем падает вниз, красиво
расправив крылья, то плавно
взмывает ввысь. Самка с лег¬
костью и изяществом повторя¬
ет все сложные и неожидан-
ные.фигуры брачного полета.
Они пронзительно переклика¬
ются, кружат, медленно сни¬
жаясь. И вот самка, грациозно
подняв крылья, плавно садится
на землю, самец опускается, и
происходит спаривание. Затем
их снова можно увидеть высо¬
ко в небе в стремительном
полете.Постройкой гнезда зани¬Пегий лунь.Фото Г. М. Стегера.мается самка. Помещается оно
всегда на земле и достраива¬
ется в течение всего периода
гнездования. Самец принимает
участие и в постройке гнезда
и в высиживании.Птенцы появляются в
июле, большеголовые, пепель-
но-серые, пушистые. Мне при¬
ходилось наблюдать, как, при¬
неся добычу, родители ощипы¬
вают ее начисто, разрывают
крючкообразно загнутым клю¬
вом и делят между птенцами.Основную пищу пегого
луня составляют небольшие
грызуны, лягушки, мелкие пти¬
цы и крупные насекомые. Под¬
летая к гнезду, самец издаетрезкий крик, нередко самка
поднимается ему навстречу и
принимает добычу.К середине сентября пе¬
гие луни улетают на место зи¬
мовок. Зимуют пегие луни в
Южной и Юго-Восточной Азии.УДК 591.6154’
100А. Н.ФормозовА, Н. Формозов в Тебердинском заповеднике.
1936 г.
Биология«Природа», 1976, № 3 101В ДагестанеА.	Н. Формозе»Александр Николаевич Формозов [1(13).11.1899—
22.XII.1973] доктор биологических наук, профессор, был вид¬
ным ученым-эоологом. Занимался проблемами жологии и зоо¬
географии. 2 S лет преподавал на биологическом факультете
Московского государственного университета. В последние го¬
ды жизни работал в отделе биогеографии Института геогра¬
фии АН СССР. С 1963 г. до конца жизни был членом редкол¬
легии журнала «Природа».Талант А. Н. Формозова был неординарным и прояв¬
лялся не только в его основной специальности, но и во всем,
чем бы он ни занимался. А. Н. Формозов был талантливым
писателем и художником.В »том номере читатель найдет не публиковавшийся
ранее очерк А. Н. Формозова «В Дагестане» и его рисунки
разных лет.О значении научной деятельности А. Н. Формозова рас¬
сказывает хорошо знавший Александра Николаевича зоологА.	А. Насимович.Очерк «В Дагестане» написан в 1943 г. по воспомина¬
ниям о поездке в Дагестан в составе зоологической жспеди-
цни в 192J- г.* Материал любезно предоставлен Э. М. Мурзаевым и
подготовлен к печати А. А. Формозовым.Кондуктор разбудил нас ночью.
Рассвет еле брезжил, когда из душного
прокуренного вагона мы соскочили ifa
хрустящую насыпь полотна у знакомой
станции Билиджи. Свежий ночной воздух
ударил в голову, как вино, разом вывет¬
рив вялую вагонную сонливость. Тревож¬
ное и сладкое предчувствие новых при¬
ключений и интересных встреч начинаю¬
щегося путешествия наполнило бодростьюи,	быть может, не совсем основательной
уверенностью в себе. Я жадно вдыхал
чистые запахи южного леса, могучей, раз¬
нообразной растительности, одевшей по¬
бережье Каспия и всю низменность дель¬
ты р. Самура до сожженных солнцем
предгорий. Огромные' дубы, ясени, ивы,
опутанные лианами и ломоносом, густыеросистые тростники, все зеленые, свежие
чащи спали по сторонам полотна, как тем¬
ные груды. Летучие мыши цыкали над
вершинами; . одна из них долго ловила
бабочку, кружась в освещенном салоне
вокзала, откуда через раскрытые двери
доносилось ровное похрапывание одино¬
кого проезжего. Медленно угасала луна,
за лесами и теплым Каспием нарождалась
утренняя эаря. Заспанный, желтый от ли¬
хорадки лезгин протащился с лестницей.
Фонари потухали один за другим там, где
появлялась его сутулая фигура. Затихли
ночные голоса совок-сплюшек и летучих
мышей, громче защелкали десятки со¬
ловьев. Вот солнце, как оранжевый абри¬
кос, выкатилось над зелеными круглыми
куполами дубов, и роса на кустах засвер¬
102А. Н. Формозовкала тысячью искр. Голубая сизоворонка
вылетела из дупла и села на провода над
дорогой; защебетали ласточки. С лязгом,
дымом и грохотом промчался почтовый
поезд из Баку — и снова птичий щебет,
влажный шелест леса окружили малень¬
кую заброшенную станцию Билиджи.
Здесь все по-старому, как в прошлом го¬
ду, когда с Володей Г.1 мы собирали
птиц и спали на балконе у дома лесни¬
чего.Огромный фургон с четверкой ло¬
шадей забирает нас вместе с другими
пассажирами. Мы отправляемся на запад
по большой дороге, которая долиной Са-
мура уходит далеко в глубину гор и Са-
мурского округа Дагестана. Лиановые ле¬
са, пересеченные полянами и тропами ка¬
банов, быстро редеют после переезда
каменистой мелководной речки Гюльгери-
чой. Потоптанные кабанами участки куку¬
рузы и пшеницы, арыки, на берегах ко¬
торых черепахи лежат так густо, как бу¬
лыжники на мостовой, густые заросли ко¬
лючего держи-дерева — притоны шака¬
лов, фазанов и диких кошек — все это
остается позади. Скрипит и покряхтывает
на камнях наша колымага, весело тарато¬
рят и смеются лезгины, тесно набившиеся
в фургон. Сквозь шумы передвижения я
слышу то песни черноголовых овсянок, то
громкие крики зеленых дятлов. Потом го¬
лоса леса сменяются безмолвием сухих
каменистых склонов предгорий. Три часа
назад все было зелено, ярко, богато,
цветисто. Здесь — сухая глина и щебень
едва прикрыты жалкими высохшими тра¬
вами, низкими колючими кустарниками с
бледной запыленной листвой. Это горная
полупустыня.В горном ауле, куда мы приехали
из Билиджи, я провел за сбором коллек¬
ций несколько дней. Потом вместе с пре¬
паратором мы двинулись дальше в высо¬
когорье. В руках у нас была записка:«Дорогой брат Джуморт! Первым
долгом шлю поклон. Во-вторых, дорогой
брат Джуморт, этим товарищам, что нуж¬
но — дай, а также поезжай с ними на охо¬
ту. И обратно дай им лошадей до селения
Куруш. Секретарь Давид Эфендиев».Мы направлялись к кутанам — лет¬
ним стойбищам пастухов, чтобы оттуда
пробраться к ущельям, где, как говори¬
ли, было много туров. Туда нам доставят
лошади попутчиков, вернуться обратно
поможет Джуморт, пасущий свои стада
на склонах Шах-дага.Лошадей привели в 5 утра. Они бы¬
ли без седел, просто с попонками, рва¬
ными паласами и парами переметных
сум — хуржунов, кое-как подтянутых вя¬
заными шерстяными подпругами. Ездить
без седла и поводьев мне никогда не
приходилось. Но делать нечего — нужно
испытать и этот способ передвижения.Моя коняка испуганно метнулась,
когда я накладывал свою бурку, и каж¬
дый раз тревожно прядала ушами, стоило
мне махнуть рукой или шевельнуть ружь¬
ем. Все это обещало мало удобств в пу¬
ти и, действительно, на крутых склонах
приходилось туго. Без седла и стремян
первое время я съезжал коню на холку
и должен был цепляться за попонку сза¬
ди, чтобы не свалиться через голову к его
ногам.Мы тронулись по узким закоулкам
аула, между высоких каменных стен, по
щебнистым тропам и грязным ручейкам,
которые бежали по ним. Знакомые чума¬
зые ребятишки, стайками собравшись на
плоских крышах, встретили меня разного¬
лосым криком: «Цимил-кьиф-абас». Это
мое новое прозвище. Я получил его в
Куруше, собирая горных зверьков. В пе¬
реводе на русский это звучит довольно
громоздко: «водяная крыса — двугривен¬
ный». Я давал ребятишкам по серебря¬
ной монете за каждого принесенного
зверька, но особенно жадно скупал гор¬
ных водяных крыс, которые, как мне ка¬
залось, имели свои особенности и вероят¬
но были местным, еще не описанным
подвидом2.«Цимил-кьиф-абас,	цимил-кьиф-абас»,— заливаясь смехом, кричали черно¬
глазые девчонки, присев на корточках и
свесив над улицей длинные косы, увешан¬
ные монетками. «Цимил-кьиф-абас» — еле
выговаривает, вторя старшим, маленький
карапуз в огромной бараньей шапке, спу¬
стившейся чуть не до подбородка, в ко¬
ротенькой рубашонке, прикрывающей жи¬
вот как раз до пупка.1	Владимир Георгиевич Гептнер (1901 —
1975) —зоогеограф, профессор Москов¬
ского государственного университета.
(Прим. ред.)2	По этим сборам А. Н. Формозовым и
В. Г. Гептнером действительно был опи¬
сан новый подвид водяной крысы' (Arvi-
cola terrestris kurushi Hept. et Form.).
(Прим. ред.)
В Дагестане103«Вот я вас,— кричу я, подъезжая
поближе к крыше.— Давай, давай мне
этого голопузого!». И я протягиваю руки
к владельцу отцовской папахи, он визжити,	сверкая голым задом, убегает вместе
со всеми подальше от опасного края кры¬
ши. Кто его знает, этого «Цимил-кьиф-
абаса», может, он в самом деле поймает,
выпотрошит и набьет ватой, как водяную
крысу?Я очень дорожил своими знакомст¬
вами среди детей. Десятки острых глаз и
проворных рук помогали мне, собирая то,
что я част не мог найти сам. Ребята при¬
носили землероек и серых хомячков, за¬
вернув их в мягкие зеленые лопухи, что¬
бы не пачкать рук об «нечистых живот¬
ных», молодых горных жаворонков, а од¬
нажды доставили живьем даже ласку.
Как-то утром загорелый, быстроногий па¬
стушонок вытряхнул из окровавленной ко¬
жаной сумки старого тяжелого барсука.
Грудь его была наискось рассечена широ¬
ким лезгинским кинжалом. Пастушонок
долго и восторженно рассказывал мне
что-то, махал рукой вверх к голубым сне¬
гам Шалбуздага. Но я понял только, что
зверя задержали собаки, а старший брат
пастуха пустил в ход оружие, которым
так ловко владеют все горцы. В авар¬
ских, лезгинских, даргинских, кумыкских
аулах ребята часто относились к нам луч¬
ше, чем взрослые. ,Я помню, как старые
аварки, сморщенные до черноты, долго
плевали в сторону, проходя мимо меня,
занятого сниманием шкурок с мышей и
птичек в тени у сакли, и сердито отвора¬
чивались. Помню и аварских детишек, ко¬
торые, увидев, как аккуратно я складываю
маленькие ободранные тушки птичек и
зверьков (чтобы вскрыть их потом и
определить пол), решили, что приезжий
«урус» страдает от недостатка мяса. Они
появились вдруг с длинным куском вяле¬
ной баранины и бережно положили ее в
дорожную пыль у моих ног.Крутой тропой спустились к реке,
проехали мимо маленькой мельницы и
перебрались вброд через другую речон¬
ку. На пологом подъеме нас догоняет
целая кавалькада лезгинских ребятишек.
Они едут по два и по три на одной ло¬
шади. Сидят и спиной вперед и боком,
свеся ноги в остроносых чувяках на одну
сторону. С гиканьем и визгом «головоре¬
зы» пускают лошадей в карьер.В высокогорье мы спешились. Чем
дальше, тем круче подъем; я и мой
спутник — препаратор Федулов понемно¬
гу начинаем сдавать, а проводник шагаетвпереди вьючной лошади привычной не¬
утомимой походкой человека, рожденно¬
го в горах и даже не оглядывается на
нас. Каждый шаг дается нам с трудом —
в ногах словно свинцовые гири. В висках
и темени тупая боль, сердце бьется уча¬
щенно, дышать тяжело — воздуха не хва¬
тает.	*А дорога все вверх и вверх. По зе¬
леному лугу крутого склона тонкой жел¬
товатой полоской пишет она свои узоры,
то теряясь среди скал и камней, то снова
выбегая на травянистые откосы. Там и
сям, вверху над нами и далеко внизу за
ущельем и речкой, рассыпаны на лужай¬
ках стада, как мелкая белая крупа. Кро¬
шечные фигурки пастухов ползают по
кручам или, сидя на камнях, следят за
медленным движением коз и овец. Густая
синева горного воздуха заполняет глубо¬
кий провал между гор, смягчая все кра¬
ски, а там, на темном дне, катится к мо¬
рю пенистая лента Самура. Вершины,
гребни, крутые скаты, прозрачные волны
дальних гор — рельеф огромного куска
беспокойной поверхности Дагестана — ле¬
жит под нами, как голубой персидский
ковер или призрачная выпуклая карта.
Все, что осталось внизу, уже кажется глу¬
бокой тенью; солнце освещает только
вершины, вскоре и наш склон начинают
окутывать сумерки.Просыпаюсь поздно и долго не мо¬
гу понять, где я. В потолке над головой
круглое отверстие. Через него видны
край плоского камня, который отодвину¬
ли, чтобы осветить саклю, синее небо и
близкая гряда быстро проносящихся обла¬
ков. Яркий столб света упирается в гли¬
няный пол, укрытый потертыми паласами.
В дверную щель тоже пробивается свет,
но уже не столбом, а тонкой золотистой
ниткой. Кто-то бегает вверху, потолок
дрожит, с него сыплются кусочки глины
и стучат по коже моего полушубка. Гла¬
за постепенно привыкают к полумраку,
и я начинаю различать толстый самовар
в темном углу и кучку нашего багажа,
наспех брошенного вчера вечером.
И вдруг взрыв красок и света: Федулов
с улицы открывает дверь — за ней возни¬
кает ущелье, налитое прозрачной синевой,
лиловая острая вершина Базардага со
сверкающими пятнами и полосами снега.Часть вещей оставили в кутане и
тронулись на охоту. Прямо под нами вы¬
сились ржавые и желтые скалистые зуб¬
104А. Н. Формозовцы: старые, острые позвонки согбенного
хребта Шахдага. Они рассечены тропинка¬
ми, изрыты бороздами и пещерами, со¬
чатся ручейками и водопадами. Вверху во
впадинах среди зубцов белеет снег, ниже
все склоны усыпаны разношерстными ста¬
дами крупных и мелких скал. Под этими
осыпями начинаются лужайки, которые
сбегают вниз к кутану зеленым бархати¬
стым ковром. Где-то на гребне Шахдага,
по словам приютившей нас старухи, много
туров и есть горные индейки. Но это
склон южный, а я из опыта знаю, что ле¬
том на северной теневой стороне фауна
бывает богаче. Высматриваем в бинокль
узкую тропинку, спускающуюся по слан¬
цевой северной осыпи одного из отрогов
Базардага, и направляемся к ней, считая
что ее проложили туры. Переходим реч¬
ку Арыча-каш и повертываем вправо в
ущелье ручья Ятух-дере. На карте это ме¬
сто обозначено, как урочище Шахдюзи.
Оказалось, что оно изобилует кутанами,
а тропинка, замеченная нами издали, про¬
ложена домашними стадами. Луга в доли¬
не слишком выбиты, и стада забираются
высоко, к самым горным снегам. С кру¬
того склона овцы совершали сейчас свой
урочный спуск вниз, на ночевку у кутаноеПастухи покрикивали над склонами,
вторя голосам клушиц и стуку камней под
копытами животных. Двое подбежали к
нам. Один, низенький, рыжеусый, с весе¬
лыми глазами, все ахал и хлопал себя по
бокам, восторгаясь биноклем, который
делал большими далекие склоны и удиви¬
тельно приближал кутан. Другой — высо¬
кий лезгин с круглым добродушным ли¬
цом — на мой вопрос, есть ли туры
(«хырч бар?»), молча начал осматривать
дальние склоны. Он ткнул загорелым
пальцем в сторону гребня — голого чер¬
ного горба, врезавшегося в бледную си¬
неву вечернего неба. Над гребнем быст¬
ро бежали мягкие клочки облаков, под
ними на самом обрезе горы копошились
какие-то мелкие точки. «Хырч бар, чох
бар»,— приговаривал пастух, считая жи¬
вотных. Я навел бинокль. Верно! Высоко¬
высоко, у облаков, кормилось целое ста¬
до. Миниатюрные темные фигурки боль-
щерогих козлов — каждый весом со сред¬
нюю телку — и милых козлят тихо брели
навстречу ветру, старательно пощипывая
траву. Стадо овец, погоняемых пастухом,
спускалось всего в полукилометре от ме¬
ста, куда подходили туры. Горные козлы,
загнанные овцеводами в недоступные ча¬
сти хребта, сменяя домашние стада, вы¬
ходили на пастбища, освободившиеся доутра. Добраться туда за вечер, до тем¬
ноты — затея явно невозможная.Следом за пастухами мы прошлй
дальше по ущелью Ятух-дере. Снова вы¬
сокий лезгин указал на склон, высивший¬
ся слева, темный, пятнистый от скал, по¬
крытых лишаями. Нижняя часть склона
была завалена осыпями, несколько выше
по впадинам и щелям лежали вековые
пласты снега. «Хырч, ики хырч» (два ту¬
ра), твердил проводник, не понимая, как
это я даже в бинокль не могу найти жи¬
вотных, которых давно заметил привыч¬
ный взгляд пастуха. Наконец, отыскал ту¬
ров и я. На синевато-сером траурном ши¬
роком скате еле виднелась узкая тропин¬
ка. Как пятна плесени, серели узоры ли¬
шаев, кое-где зеленели маленькие, угне¬
здившиеся в щелях клочки травы. Тур-
самка с козленком — рыжевато-желтые на
фоне темных скал — были единственными
живыми существами среди мертвого хао¬
са ущелья. Коза шла позади, подгоняя
козленка, останавливалась, оглядывалась
на нас и снова пускалась в путь. До них
было около километра, но ветер дул от
людей и чуткие звери спешили уйти в
горы.Мы высмотрели несколько турьих
троп и, распрощавшись с пастухами, за¬
легли у скал в засаде. Солнце уже давно
скрылось за горами. Неясный рассеянный
свет проникал в ущелье только сверху.
Было сыро и холодно. Ледяная вода реки
глухо гремела валунами. Дул резкий ле¬
денящий ветер; стремительно неслись об¬
лака, разрываясь на белые полотнища об
черные уступы гор. Вечер сулил нам тре¬
вожную ночь. Густые тяжелые пласты ту¬
мана доползали до гребня, перегибались
на нем пополам и медленно стекали в
ущелье, скрывая уступ за уступом.
Встречный поток воздуха из долины под¬
хватывал лохматые подвижные клубы,
разрывал на мелкие лоскутья и, крутя над
ущельем, уносил вверх. Но облака напи¬
рали, спускались в ущелье со всех сторон,
как бы кипя, сплетались в клубы и стано¬
вились еще плотнее. Казалось, все ущелье,
дымится от грандиозной канонады. Брыз¬
нул первый мелкий дождь. Мы спешно
спустились на дно, заваленное обломками
скал, и скрылись от ветра под защитой
большого камня. Из-под него навстречу
нам, покинув небольшую нору, вылетела
ржаво-черная краснобрюхая горихвостка.
В то же мгновенье рванул ветер, захле¬
стал сильный дождь и белые горошины
града защелкали по камням и траве. Ста¬
ло еще темнее от нависшей тучи. Она
В Дагестане10Sпроходила не над нами, а около нас, пря¬
мо по ущелью, облизывая его склоны.
Град падал минут пятнадцать, потом по¬
светлело, облака расползлись, показались
склоны гор, седые от покрывшего их сне¬
га. На бурке град лежал целой кучей.
Ветер завыл; как сотня поездов, грохо¬
тала река. Каждую секунду над ущельем
вспыхивали фиолетовые зарницы. Мельк¬
нула мысль спуститься на ночлег к кута-
нам, но в это мгновенье нас окружил вы¬
водок горихвосток, место ночлега которо¬
го мы заняли. Так вот где гнездится эта
таинственная птичка! В холодном, как по¬
греб, сыром ущелье, почти без зелени,
с мутной рекой на каменистом ложе, чер¬
ными сланцевыми осыпями и толстым
пластом снега вверху, внизу, справа и сле¬
ва. Здесь были уже темные сумерки,
а вдали, над долиной Арыча-каш, еще
скользили блики заходящего солнца.Я забыл про град и дождь, застре¬
лил молодую горихвостку и в поисках
других птичек из рассыпавшегося вывод¬
ка наткнулся на удобную пещеру. Она
образовалась под двумя огромными пли¬
тами сланца, слегка прикрывающими одна
другую. В пещере места хватило бы даже
на троих, было сухо и не проникал ве¬
тер. Перенесли сюда мешки и бурку, за¬
жгли огарок свечки. От реки, из темно¬
ты, наше убежище казалось уютной обжи¬
той сторожкой. Расстелили одеяла, на¬
крылись буркой, выругали погоду и нача¬
ли засыпать. Стемнело* совсем, черные
облака наполнили ущелье, и грянул креп¬
кий горный ливень. Непрерывные удары
грома потрясали горы, заглушая рев реки
и бешеный рокот дождя. Силуэты гор,
мокрые скалы, потоки воды, льющейся по
склонам, показывались на мгновенье то в
голубых, то в розовых или синих вспыш¬
ках молний. Струи воды хлестали по чер¬
ным мокрым ребрам ущелья, по пластам
векового снега. Мы были в самом центре
грозы, на уровне грозовых туч. Полосы
дождя сменялись градом и снегом. Через
наши плиты ручьем бежала вода. Три тон¬
кие струйки пробились откуда-то на пол,
подмочили одеяла. Но бурка — мудрое
изобретение горцев — выручила и тут. Во¬
да легко стекала по ее руну — длинным
прядям 'шерсти, даже не доходя до плот¬
ного войлока. Мы спали, изредка просы¬
паясь от того, что дуло в голову или зяб¬
ли ноги.Утром я проснулся рано, едва сере¬
ло. Федулов уже бегал по ущелью, чтобы
согреться. Тучи шли выше, чем вечером,
местность имела менее мрачный вид. Ког¬да ветер разогнал хмурую пелену обла¬
ков, в разрывах между ними появились
вершины, белые от свежего снега, как в
серебре. Вот он, конец июня на высоте
более 4000 м|В ущелье оказалось много горихво¬
сток и красных кавказских чечеви,чников.
Птицы перелетали, кричали и пели — для
обитателей гор июньский холод и снег
были обычным явлением. Я быстро рабо¬
тал ружьем и наполнил птичками, завер¬
нутыми в бумагу, оба кармана своего
рюкзака. Вскоре на звуки выстрелов по¬
явились лезгины из кутанов. Маленький
суровый старик с морщинистым, поеден¬
ным оспой лицом, выступил вперед и
очень серьезно, почти сердито, прочитал
нам выговор.«Зачем гора ночевал... Ночь — яман,
чох яман (ночь плоха, очень плоха). Одна
ночь гора ночевал — пропадать можно.
Зачем ты пропадешь — нам за тебя отве¬
чать надо. Кутан ночевать не ходил...»,—
и так далее в том же духе.Мы пошли с ним вниз на луга. Ки¬
битка старика стояла в низине среди лу¬
га, устланного обломками скал, каждый с
хороший дом. Большие, свирепого вида
овчарки волчьего окраса бросились нам
навстречу. Старик остановил их криком.
Старая хозяйка радушно пригласила нас
войти в темный полумрак кибитки.
У здешних кибиток на легком переплете
из жердей растянуты плотные кошмы.
Они закреплены шерстяными лентами и
веревками. Вдоль стен стояли связанные
из тростин легкие циновки. Днем они за¬
меняют кошму. Звеня монистами и бес¬
шумно скользя по кошмам темными за¬
горелыми ногами, хозяйка принесла тяже¬
лый поднос, маленький тазик и кумган с
водой. Сам старик подал нам умыться.
Потом из-за пестрого паласа, отгоражи¬
вавшего переднюю женскую часть кибит¬
ки от задней — хозяйственной, снова про¬
скользнула молчаливая хозяйка, на этот
раз с пачкой теплых чуреков и тремя
чашками. В одной каймак — сладкие топ¬
леные сливки овечьего молока, в дру¬
гой — сыр, в третьей бекмес — виноград¬
ный «мед» или джем. Самовар выдвига¬
ется из левого переднего угла и налажи¬
вается к чаю. Мы закусываем, а тем вре¬
менем хозяйка ведет свою обычную ра¬
боту. Молча переливает из казана в
казан кипяченое молоко, приготовляя
сыр, покрикивает на собак, мимоходом
следит за нами внимательным взглядом.
Старуха прядет на прялке «чахра», дре'в-
ней, как ковровое искусство Востока. Пра¬
106А. Н. Формозоввая рука без устали крутит рукоятку ко¬
леса, левая — тянет бесконечную шерстя¬
ную нить. В зимние дни и месяцы искус¬
ные руки молодой превратят пряжу в тя¬
желый ковер чудесной расцветки, кото¬
рый проживет века.В кибитке приятный полумрак; пах¬
нет сладким кизячным дымом, овчинами
и кислым молоком. Сияние снегов, густая
синева неба, сочная зелень лугов смотрят
сюда через войлочную дверь. Не умолкая
шумит ручей, как вековой припев к блея¬
нию стад, лаю собак и древней флейте
пастухов. Как-то разом, вдруг я неотра¬
зимо проникся прелестью суровой пасту¬
шеской жизни, с ее чарующей простотой,
с ее убожеством и древностью уклада,
пережившего необозримые тысячелетия.Под осень по узким тропинкам над
пропастями стада откочуют в Азербайд¬
жан, на широкие равнины предгорий, где
мало снега и пастбища слишком сухи для
летовок. Бураны, голодный вой волков...
Потом ранняя весна Закавказья, медлен¬
ный подъем в горы к чудесным альпий¬
ским лугам, где нет оводов и молоко
вкусней, чем где бы то ни было. А тут
отвесные скалы, разбившиеся на кручах
ишаки и погибшие овцы. На них красно¬
клювые клушицы, бурые беркуты и
огромные ягнятники-бородачи. А ночами
опять вой волков, кочующих по горам
следом за овцеводами...Старик-лезгин был разговорчив и
неплохо объяснялся по-русски. Он знал
всех горных птиц, и мне оставалось толь¬
ко записывать местные названия. Горного
жаворонка, «птицу с рожками», он назы¬
вал «хут-хут», горную куропатку — «квэд»,
краснобрюхую горихвостку — «нютц», че-
чевичника — «кэк» (должно быть, за его
характерный крик) или «хоруз» по-татар¬
ски. По его словам, хоруз стайками дер¬
жится зимой на склонах гор близ Куруша
и кормится мелкой травой и семечками
на оголенных от снега местах. Курушцы
нередко держат его «в ящиках» (старик
не знал слова клетка). «Птица очень хо¬
рош; если из ящика вылетать, сам домой
возвращался».Старый пастух помнил каждый ру¬
чей, каждую кручу в горах, повадки ту¬
ров, лисиц и волков, даже мелких пичу¬
жек, были ему хорошо известны. Горных
индеек, которые многим ученым-орнито-
логам знакомы только по музейным чуче¬
лам, он ловил живьем в ящичные запад¬
ни с приманкой из кукурузы. Он ставил
на горных куропаток свои особые капка¬
ны, в которых птица, схваченная за шею,долго оставалась живой, и охотник мог
сам убить ее и выпустить кровь, соглас¬
но мусульманскому обычаю. Старик рас¬
сказывал, чем вреден «цимил-кьиф» для
лугов. Он помнил много снежных зим,
когда гибли овцы и разорялись кочевни¬
ки. Уже давно прошла его восьмидесятая
весна; старший пастух на яйлаге Шахда-
га был живой летописью этих мест, це¬
лой сокровищницей пастушеского опыта.
Я быстро записал кое-что из его рас¬
сказов.В Куруше и его окрестностях мы
пробыли две недели — несколько больше,
чем предполагалось по плану. Я поджи¬
дал, как было условлено, другую зооло¬
гическую партию. Сделав большой марш¬
рут через Аварский округ Дагестана, она
должна была присоединиться к нам око¬
ло 20 июня. Прошло восемь дней после
условленного срока, а зоологи все не по¬
являлись. Запасы продовольствия и день¬
ги были у нас на исходе, оставаться мы
не могли. Нужно было торопиться еще и
потому, что в горах прошли большие
дожди, они вызвали сильные разливы ре¬
чек. Переправа через Гюльгерычай могла
испортиться и надолго отрезать нас от
железной дороги.На вьючных лошадях без седла
29 июня утром мы сползали по мокрым,
набухшим от дождей тропинкам. Темно¬
синее горное небо Куруша было ясно, яр¬
ко сверкало солнце, ниже лежал слой об¬
лаков — полупрозрачная пелена теплого
тумана, напитанная запахами цветущих
субальпийских лугов, буйной свежей зеле¬
ни в полном расцвете ее сил. Мы спу¬
скались через облачный слой по роси¬
стым лугам, пестрым от цветков розовой
ромашки, желтых горных лилий, рыцар¬
ских шпор, крупных белых зонтичных и
колокольчиков без счета и числа — синих,
лиловых, сиреневых, голубых, собранных
в колоски, в большие пучки и колыша-
щихся поодиночке. Ниже цвели шиповни-
ки, и волны их аромата сменили запахи
лугов. Алые чечевичники пели на лугах,
а у границы леса куковали кукушки. По¬
том трава лугов стала желтоватой и вы¬
битой, кое-где на склонах появились по¬
лоски пшеницы. В долине зазеленели
абрикосовые сады, мелькнули глинистые
постройки аула Паркент. В полдень мы
уже достигли большой дороги, далеко
под облаками, в глубокой долине Самура.
Сухие сожженные склоны здесь голы,
щебнисты и пыльны. Тусклые грязно-жел¬
тые краски говорили о том, что свежесть
весны и цветущее альпийское лето оста¬
В Дагестане107■А. Н. Формозов. 1926 г.лись вверху, за облаками. Впереди лежал
путь через сухие жаркие предгорья, где
все отцвело, давно созрело и успело за¬
вянуть.' г *Большие ящерицы-агамы грелись,
лежа на раскаленных камнях и боком за¬
ползали в щели при виде опасности. Че-
кан-плешанка — птица	полупустыни —перелетала у дороги. Альпийские галки и
вьюрки, горные индейки, снежные полев¬
ки, туры — все это позади на высотах.
За пять часов пути мы прошли четыре
горных пояса, с особой, свойственной
каждому флорой и фауной, с особым ре¬
жимом температуры, освещения и осад¬
ков. Мы жили в нижней части альпийско¬
го пояса, прошли через субальпийский,
пересекли узкий лесной, слабо выражен¬
ный в этой части Дагестана, и спустились
в пределы степного. Сухой, скучный тер¬
мин «вертикальная зональность» от одной
такой поездки получает живое, конкрет¬
ное содержание. Я видел отличия приро¬
ды поясов и в списках их фауны, и в бы¬
те населения, я чувствовал разницу лег¬
кими, которые легче дышали во влажном
и свежем воздухе высот, чем в жарком
и пыльном равнинном.На большой дороге в ауле Усух-чай
нам пришлось сидеть--почти целый день.Почтовый фургон прошел утром и в бли¬
жайшие дни его не будет — близится ко¬
нец большого мусульманского праздника
курбан-байрам. Только к вечеру мы под¬
караулили две арбы, перевозившие в гор¬
ные аулы дрова и теперь возвращавшие¬
ся порожняком. Черные, с почти голой
кожей буйволы плелись не торопясь, без
устали пуская изо рта длинные нити слю¬
ны на пыльную дорогу. Грубые, из тол¬
стых кусков дерева, колеса скрипели так,
что их слышно было за два километра.
Возчики подгоняли буйволов гортанными
окриками, размашисто хлестали их по
грязным равнодушным спинам. Не добив¬
шись убыстрения хода, они дремали, све¬
сив черные ноги под передок. Я лежал,
вытянувшись на голых, тряских досках ар¬
бы. Запах полыни и пыли, невидимой в
темноте, скрип колес, звезды над голо¬
вой — знакомые спутники перекочевок.
Хотелось мурлыкать тягучую степную
песню, слушать гул Самура и не спеша
перебирать в памяти впечатления от жиз¬
ни в горах. Тревожила только мысль о
переправе; ночью разразился ливень, он
еще подбавил воды в реках.Когда мерный шаг буйволов вывел
нас из терпения, на утро в ауле Кирик
мы потребовали верховых лошадей. От¬
сюда поскакали без остановки, надеясь
добраться до железной дороги к вечеру.
108А. Н. ФормозовПровожатый, юноша-лезгин лет пятнадца¬
ти, должен был вернуть лошадей, когда
в них минует надобность. Парень был
горд своим поручением. Он болтал без
умолку, то и дело пускал коня в карьер,
хвастаясь джигитовкой. Мы держали дра¬
гоценные ящики с коллекциями на перед¬
ней луке седла и на перегруженных ко¬
нях, конечно, не могли за ним угнаться.
«Трепло, балаболка»,— сердито ворчал
себе под нос мой спутник, недавний боец
Конной Армии Федулов. К вечеру прово¬
жатый угомонился, замолк и плелся'сза¬
ди, в почтительном отдалении. Мы пере¬
секали лесистую^естность, где в те вре¬
мена сильно «пошаливали» бандиты, каж¬
дую ночь кто-нибудь оказывался ограб¬
ленным. Наши ружья были наготове.
В оба ствола своего дробовика я заложил
большие, специально приготовленные за¬
ряды картечи. В сумерках какой-то оди¬
нокий всадник шарахнулся от нас при
встрече. Мы едва остановили его окрика¬
ми. Это был агроном, пробиравшийся в
ближайший аул. «Вы на Билиджи? Не
пройдете — Гюльгеры-чай разлился. Ревет
так, что отсюда и то слышно. Вот попро¬
буйте рубашку...»,— и он приложил мою
руку к груди, мокрой до самых плеч.—
«Коня чуть не утопил и сам еле выбрал¬
ся. Лучше переночуйте в ауле...».В темноте мы долго искали ночлег,
а на рассвете были уже у переправы. Во¬
да несколько убыла, но река все еще шу¬
мела, пенилась и вздымала желтые гривы
над скрытыми большими валунами. Наш
молодой джигит едва только глянул на
бешеный мутный поток шириной в доб¬
рые 80 м, как забормотал что-то невнят¬
ное и соскочил на землю. Он наотрез от¬
казывался переправляться, хотя сегодня
утром из-за реки приехало несколько
всадников. Грешный человек, признаюсь,
я прикрикнул на него довольно свирепо
и даже ружейным прикладом погрозил.
Но парень заплакал навзрыд и остался си¬
деть на камне, словно пригвожденный
страхом. Мы спустились в реку, еще не
подумав, как дальше быть с конями. Во¬
да доходила до стремян, клокоча у брю¬
ха лошадей. Сквозь рев потока было
слышно только глухое постукиванье катав¬
шихся на дне валунов. Бывалые горные
кони шли медленно и осторожно, нащу¬
пывая дно. Преодолев переправу, мы
крупной рысью проскакали последние ки¬
лометры до железнодорожной станции.
Поезд на север должен был подойти че¬
рез 20 минут, я встал у кассы, Федулов
карьером помчался сдавать лошадей вмилицию соседнего селения. Вернулся он
всего за несколько минут до поезда,
и мы вздохнули с облегчением, почувст¬
вовав, что все тревоги позади.Разместили вещи и сели у окон, за
которыми неслись наперегонки кудрявые
леса, поляны и кустарники Самурской
дельты. Но приключения еще не кончи¬
лись. В тревоге переезда и посадки я
первый раз в жизни забыл разрядить
ружье. На остановке в Дербенте вышел
купить винограду, а Федулов глазел в
окно. Тут юркий мальчишка подсел к
ружью, взвел курок, и через мгновенье
весь вагон взрогнул от громового удара.
Мальчишка упал со страху на четверень¬
ки. Картечь пробила насквозь обе полки,
ободрала трубу под потолком и рассы¬
палась вниз смятыми свинцовыми пилюль¬
ками. Пахучий пороховой дым волной ва¬
лил из окон вагона. На счастье, полки бы¬
ли, свободны от пассажиров и пострадал
только вагон. Меня повели в комнату же¬
лезнодорожной охраны, но, выяснив об¬
стоятельства дела, оштрафовали очень
милостиво — всего на 15 рублей. Я же по¬
чернел от одной мысли о том, что могло
бы случиться, если бы мальчишка напра¬
вил ружье вдоль прохода, где стояли лю¬
ди. Ужасная, непростительная оплошность.
Потрясенный, онемевший, я неподвижно
смотрел на синий сверкающий Каспий, на
белую полосу пены под черными скалами
и ленивых чаек, медленно плывших над
горячим песком. Голые солонцы, серые
полосы полыни и верблюжьей колючки,
полыхающие зноем и сухими горьковаты¬
ми запахами, ‘ тянулись на север, сменяя
зеленые самурские леса. Горы отступали
на юго-запад. В далекой синей мгле уже
чуть виднелись силуэты предгорий, над
ними лежала легкая слоистая вуаль обла¬
ков, а еще дальше вздымались контуры
Шахдага и Шалбуздага. Вековые снега их
горели мягким розоватым светом. Верши¬
ны словно плыли над голой полупусты¬
ней побережья. По-прежнему в них было
таинственное, манящее очарование, слов¬
но не там были уже исписаны мои днев¬
ники и собраны шкурки красных чечевич-
ников. Поезд вздымал облака едкой пы¬
ли, горячие испарения струились над pad1-
ниной. В этой дымке медленно таяли обе
далекие вершины. Вот они стали прозрач¬
ными, еле видимыми, вот совершенно
пропали, как облако, растаявшее при
восходе солнца.Прощайте, горы!УДК 92 Формозов; 59
Из альбома А. Н. ФормозоваСадовая соня.
ЗУ■Ж'Желтогорлая овсянка.Птенец речной крачки.
Биология«Природа», 1976, № 3Пионер отечественной экологииА. А. НасимовичДоктор географических наукИнститут географии АН СССР
МоскваВклад Александра Николаевича
Формозова в развитие и формирование
отечественной экологии и зоогеографии
исключительно велик. Обе эту отрасли на¬
учного знания, в одинаковой мере при¬
надлежащие зоологии и географии, в тру¬
дах Формозова и многих его учеников не
отделимы одна от другой.Пытливый ум, исключительная наб¬
людательность, широкие интересы и зна¬
ния, работа во многих экспедициях на
территории нашей страны и в Монголь¬
ской Народной Республике, особенно же
работа на стационарах, посещаемых из го¬
да в год, наконец, умение подчинить, ка¬
залось бы, разрозненные факты обобща¬
ющей мысли,— все это создало предпо¬
сылки для прокладывания Формозовым
новых путей в экологии.Не претендуя на сколько-нибудь ис¬
черпывающую характеристику, а вместе с
тем и на хронологическую последователь¬
ность в освещении научной деятельности
Формозова, остановимся лишь на важней¬
ших направлениях его исследований.Одно из них — исследование роли
снежного покрова в жизни зверей и птиц
нашей страны. Подготовленная Формозо¬
вым монография «Снежный покров как
фактор среды, его значение в жизни
млекопитающих и птиц СССР»1 увидела
свет лишь в 1946 г., но еще задолго до
этого, в рукописи и в кратком извлече¬
нии из нее, опубликованном в 1939 г.,
она стала известна в основных чертах
многим зоологам и уже тогда сыграла
роль катализатора подобного рода иссле¬
дований, особенно в системе государст¬
венных заповедников. Впоследствии эту
книгу перевели на английский язык и в
1960 годах двумя изданиями опублико- (
вали в Канаде, и в дальнейшем именно
от нее отталкивались зоологи США и Ка¬1	См. библиографию в конце статьи.нады, начиная свои исследования роли
снежного покрова в жизни зверей и птиц
американского континента.Позднее Формозовым был опубли¬
кован еще ряд работ, посвященных снеж¬
ной тематике, из которых особенно боль¬
шой интерес представляет работа «О зна¬
чении структуры снежного покрова в эко¬
логии и географии млекопитающих и
птиц» (1961).В ней автор не только подводит
итог многолетним наблюдениям за под¬
снежной жизнью мелких грызунов и зем¬
лероек, но и дает ценные методические
указания по ведению подобных исследо¬
ваний.Ряд работ Формозова, осуществлен¬
ных им лично и совместно с его учени¬
ками и сотрудниками — И. Б. Кирис-Про-
свирниной, А. Г. Вороновым и др., посвя¬
щен характеристике деятельности грызу¬
нов на пастбищах и сенокосах Кавказа и
Предкавказья, южной Украины, Западного
Казахстана и междуречья Волги и Урала и
ее влиянию на растительность, почву и
микрорельеф, а также влиянию раститель¬
ности на распределение, численность и
экологию грызунов. Этими работами
(1935—1955), как и более ранними, напи¬
санными на основе наблюдений автора в
Монгольской Народной Ре.спублике
(1928—1929), по существу были созданы
важные предпосылки для развития иссле¬
дований по вопросу средообразующей
деятельности животных и оценке их функ¬
циональной роли в ценозах.К этому циклу исследований близко
примыкают работы, посвященные позна¬
нию экологических взаимосвязей различ¬
ных членов ценоза, например, хищных
зверей и птиц с их жертвами — грызуна¬
ми, или различных деревьев и кустарни¬
ков с птицами — потребителями их пло¬
дов и семян.Над этими проблемами Формозов
продолжал работать почти до последних
118А. А. НасимовичА. Н. Формозов в последние годы жизни.Фото В. А. Мальмберг.дней жизни и дополнял их все новыми
результатами. В частности, он рассмотрел
влияние экологических взаимосвязей на
распространение, стациальное и сезонное
распределение, на численность «потреби¬
телей» (консументов) семян и плодов, од¬
новременно осветив значение зоохории
(расселение растений с помощью живот¬
ных, распространяющих их плоды, семена
и т. п.) для различных видов растений и
ценозов в целом. Консументы, группи¬
рующиеся вокруг той или другой древес-
но-кустарниковой породы, например, ду¬
ба, кедра, ели, и вместе с тем часто
играющие важную роль в расселении этих
растений, Формозов образно называет
плеядой, в соответствии с чем вводит та¬
кие понятия, как «плеяда дуба», «плеяда
кедра» и т. п.В 1935 г. была опубликована во
многом пионерная для нашей страны кни¬
га Формозова «Колебания численности
промысловых животных». Книга построена
почти полностью на отечественных мате¬
риалах, собранных по крупицам в литера¬турных источниках и спаянных воедино
общими исходными идеями автора, распо¬
лагавшего к тому времени значительным
количеством личных наблюдений. В свое
время эта книга сыграла роль отправной
для постановки большого числа специаль¬
ных исследований по движению численно¬
сти животных на территории Советского
Союза, а также способствовала разработ¬
ке отечественной наукой проблем по¬
пуляционной зоологии.Исследования Формозова по движе¬
нию численности животных отличались
практической направленностью и были по¬
священы прежде всего разработке мето¬
дов прогнозирования этого явления у
промысловых животных, а также у вред¬
ных в сельском, лесном и складском хо¬
зяйстве грызунов. Большой практический
эффект дала опубликованная в 1937 г. со¬
ставленная Формозовым детальная про¬
грамма работы наблюдательных пунктов
по учету мышевидных грызунов. Целью
ее был прогноз их возможного массово¬
го появления и заблаговременной готов¬
ности к борьбе с ними. Программа на¬
шла широкое применение в санитарно-
эпидемиологических и сельскохозяйствен¬
ных организациях, а также в заповедни¬
ках. Формозову принадлежит также идея
создания в стране Службы прогноза «уро¬
жая» промысловых животных, впервые
Пионер отечественной экологии119высказанная им в 1932 г. на фаунистиче-
ской конференции, организованной Зоо¬
логическим институтом АН СССР, и позже
претворенная в жизнь системой Всесоюз¬
ного научно-исследовательского институ¬
та охотничьего хозяйства и звероводства.Практическую направленность носят
и многие другие исследования Формо¬
зова, например, его работы по сельско¬
хозяйственному значению птиц в районах
степного лесоразведения, монография по
экологии мышевидных грызунов — носи¬
телей туляремии, и небольшая, но очень
ценная книжка о гаге и использовании ее
пуха. Деятельность Формозова и ряд его
научных работ способствовали развитию
медицинской географии в нашей стране.
По его инициативе организовано издание
Московским обществом испытателей при¬
роды серии сборников «Фауна и экология
грызунов» (к началу 1976 г. вышло в свет
12 выпусков).В своих исследованиях Формозов
неоднократно обращался к выяснению ро¬
ли в жизни животных антропогенных фак¬
торов, особенно преобразования челове¬
ком ландшафта, и их воздействию на фау¬
ну и население животных. Его работа «Об
освоении фауны наземных позвоночных и
вопросах ее реконструкции» (1937), вы¬
звала большое число откликов и сыграла
роль немаловажного стимула в постановке
значительного числа исследований по это¬
му вопросу, предпринятых зоологами в
нашей стране в последующие годы. Впо¬
следствии Формозовым была подготовле¬
на капитальная сводка «Изменения при¬
родных условий степного юга Европей¬
ской части СССР за последние сто лет и
некоторые черты современной фауны сте¬
пей» (1962), в которой он обобщил лич¬
ные многолетние наблюдения и большой
материал, рассеянный в литературе и ма¬
ло известный широким кругам зоологов.Послевоенный период научной дея¬
тельности Формозова тесно связан с Ин¬
ститутом географии АН СССР, в котором
он с 1945 и по 1963 г. возглавлял и в
значительной степени определял методы
работы только что созданного отдела
биогеографии. В дальнейшем он продол¬
жал работать в том же отделе научным
консультантом2.Зоогеографические интересы А. Н.2	Биографию А. Н. Формозова, а также
характеристику его педагогической дея¬
тельности и значение его как кудожника-
анималиста более подробно см.: «Бюлл.
МОИП. Отд. биол.», 1975, т. 80, вып. 1.Формозова восходят к самым ранним его
работам, в частности, к подкупающей
своей экологической убедительностью
статье «Об особенностях ареалйв русских
сонь (Myoxidae) и бурундука (Euatamias
asiaticus Gmel.)» (1928), сыгравшей замет¬
ную роль в развитии экологического на¬
правления в зоогеографии в нашей стра¬
не. Работа послужила примером для це¬
лого ряда исследований, выполненных
различными зоологами на других видах
животных.Зоогеографы экологического на¬
правления в зоогеографии переносят
центр своих интересов с анализа состава
фауны и гипотетической реконструкции
ее происхождения на анализ экологиче¬
ских связей животных с различными ком¬
понентами ландшафта и со средой обита¬
ния в целом. Это делается применитель¬
но к отдельным видам и к фаунистиче-
ским и биоценологическим группировкам
этих видов — комплексам.В ряде работ Формозова рассмат¬
ривается вопрос о жизненных (или, ина¬
че, «биологических», «адаптивных») фор¬
мах у животных, возникающих в резуль¬
тате конвергентной эволюции у система¬
тически близких или отдаленных видов,
обитающих в сходных ландшафтах раз¬
ных материков. Анализ комплексов и на¬
боров жизненных форм, по мысли Фор¬
мозова, гораздо глубже и точнее харак¬
теризует экологический облик фауны и
его связи с природной средой, чем обыч¬
ный фаунистический анализ.Практический интерес подобного
рода работ кроется в том, что жизнен¬
ная форма — это прежде всего биологи¬
ческий индикатор определенных природ¬
ных условий. По набору жизненных форм,
представленных на той или другой терри¬
тории, можно довольно верно судить о
степени разнообразия среды обитания иоб	ее «узких местах», вероятности успе¬
ха интродукции новых видов и т. п.Состав и особенно относительная
численность отдельных видов, слагающих
фауну, не остаются постоянными. Пуль¬
сируют как границы ареалов, так и рас¬
пределение населения вида на террито¬
рии и его общая численность. Эпизодиче¬
ски или периодически происходят широ¬
кие «выплески» значительной массы насе¬
ления вида далеко за пределы ареала,
как это свойственно садже, кедровке,
клестам и многим другим птицам. Фор¬
мозовым во многих работах было показа¬
но, что эти пульсации вызываются непо¬
стоянством среды обитания и ее слагав-
120А. А. Насимовичмых, эпизодическими и Периодическими
изменениями погодных и других условий
отдельных лет и сезонов, в частности, не¬
постоянством плодоношения основных
кормовых растений, а также сложными
биоценологическими процессами, откло¬
нением от среднего уровня динамическо¬
го баланса в экологических отношениях
разных видов, слагающих ценоз.Некоторые из этих процессов, буду¬
чи пульсирующими в течение ограничен¬
ного отрезка времени, в целом носят на¬
правленный характер, что постепенно при¬
водит к крупным сдвигам в фауне, как
это показано Формозовым в его работе
«О движении и колебаниях границ рас¬
пространения млекопитающих и птиц»
(1959) и очерке о влиянии равнинности
Западной Сибири на животный мир этого
региона (1964).Вместе с И. И. Шмальгаузеном и
Д. И. Сабининым Формозов принимал
участие в ноябрьской дискуссии 1947 г. в
Московском государственном университе¬
те, организованной в связи с антинауч¬
ными высказываниями Т. Д. Лысенко об
отсутствии внутривидовой борьбы за су¬
ществование. Формозов прочитал доклад
«Наблюдения за внутривидовой борьбой
за существование у позвоночных» (1948),
в котором высказал свою непримиримую
позицию по: отношению к тем, кто пы¬
тался ревизовать общепринятые положе¬
ния дарвинизма. Это интересное и сме¬
лое выступление вызвало нападки на авто¬
ра, в течение ряда лет затруднявшие его
творческую деятельность3.С деятельностью Формозова и его
учеников и сотрудников по Отделу био¬
географии Института географии АН СССР
связан переход зоогеографии к точной
количественной характеристике отдельных
компонентов фауны. По инициативе Отде¬
ла биогеографии и при поддержке Мо¬
сковского общества испытателей природы
и системы заповедников в 50-х и 60-х го¬
дах был проведен ряд всесоюзных сове¬
щаний по разработке методов количест¬
венного учета животных и картографиро¬
ванию их населения. Подобные совещания
послужили основой для последующего
выпуска больших коллективных сборников
типа руководств, составленных по едино¬
му плану.Формозов неоднократно подчерки¬3	Подробнее см.: Насимович	А. А.
Памяти Александра Николаевича	Фор¬
мозова.— «Бюлл. МОИП, Отд.	биол.р,1975,	т. 80, вып. 1.вал важность и плодотворность работы
на стационарах, играющих роль постоян¬
ных «ключей», посещение которых через
определенные промежутки времени дает
ценный материал для суждения о динами¬
ке населения животных и о факторах,
определяющих эти процессы.25 января 1938 г. в газете «Мо¬
сковский университет» была помещена
статья А. Н. Формозова «Над чем я ра¬
ботаю». Автор ее рассказывает не только
о санимающих его темах, но и о методах
своей работы! По словам Формозова, он
много думал над планированием своей
личной работы и пришел к выводу, что в
поле зрения всегда должен быть целый
круг проблем, представляющих серьез¬
ный практический интерес. К их числу он
относит динамику численности вредных
грызунов, пушных зверей и охотничье-
промысловых птиц, вопросы миграций
и др.«Решение каждой из них,— писал
Формозов,— требует многолетней рабо¬
ты. Поэтому я принимаю способ заблаго¬
временного накопления материала, соби¬
рая его попутно на много тем, при вы¬
полнении какой-либо одной, заканчиваег
мой в данном году». И далее — «Неко¬
торые, особенно трудоемкие темы,
я ставлю в свой неписаный план за
4—5 лет до того, как приступаю к лите¬
ратурному оформлению своих наблюде¬
ний». Формозов подчеркивает, что «каж¬
дому необходимо иметь свою пятилетку
и даже десятилетку, заблаговременно
подготовляя всю исследовательскую рабо¬
ту по этапам». По словам Формозова,
экспедиционные «налеты» уже давно
перестали его удовлетворять, так как та¬
ким образом можно получить ответы
лишь на самые простые и немногозначи¬
тельные вопросы. Для решения же более
сложных и трудоемких вопросов Формо¬
зов считал обязательным исследования на
стационарах, посещаемых в течение не¬
скольких лет.Одним из таких любимых стацио¬
наров Формозова был район Шарьи на
востоке Костромской области, где он в
течение 1930—1940 гг. бывал ежегодно
осенью, а в некоторые годы также весной
или зимой. На основе материалов, со¬
бранных в этой местности, им был напи¬
сан ряд работ, в том числе известный
обобщающий очерк «Мелкие грызуны и
насекомоядные Шарьинского района Кост¬
ромской области за период 1930—
1940 гг.» (1948).С начала 30-х годов свыше 30 лет
Пионер отечественной экологии121Формозов принимал активное участие в
научной и природоохранительной работе
наших государственных заповедников и в
общественной деятельности по пропаган¬
де идей разумного использования при¬
родных ресурсов. Вместе с другими на¬
шими специалистами (Е. М. Лавренко,В.	Г. Гептнером и С. В. Кириковым) Фор¬
мозов участвовал в разработке проекта
«Перспективного плана географической
сети заповедников СССР» (1958).Знакомясь с деятельностью Астра¬
ханского заповедника в 1937 г., Формо¬
зов высказал мысль о целесообразности
ведения в заповедниках регулярных запи¬
сей основных природных явлений, в кон¬
це каждого года обобщаемых в «Летопи¬
си природы». Это предложение впослед¬
ствии было претворено в жизнь и проч¬
но вошло в практику научной работы си¬
стемы заповедников.Педагогической деятельностью Фор¬
мозов занимался около 30 лет: препода¬
вал в Московском университете, в Инсти¬
туте пушно-мехового и охотничьего хо¬
зяйства.Формозов неоднократно представ¬
лял за рубежом советскую науку, высту¬
пал на международных конгрессах с инте¬
ресными докладами, часто по мало разра¬
ботанным за рубежом темам, в которые
наши ученые и сам Формозов внесли
большой вклад. Ряд лет он состоял чле¬
ном Национального комитета советских
биологов и представлял нашу страну в
Комиссии медицинской географии Между¬
народного географического союза.Перу Формозова принадлежит в об¬
щей сложности свыше 200 научных и на¬
учно-популярных работ. Многие из них
имеют большое теоретическое значение,
развиваемые в них положения вошли в
современные учебные руководства. Алек¬
сандр Николаевич Формозов — один из
главных создателей советской экологиче¬
ской школы в области изучения млеко¬
питающих и птиц.УДК 92 ФОРМОЗОВ; 59ОСНОВНЫЕ НАУЧНЫЕ И ПОПУЛЯРНЫЕ
РАБОТЫ А. Н. ФОРМОЗОВАШЕСТЬ ДНЕЙ В ЛЕСАХ. Приключения юных
натуралистов. М., 1974; М.— Л., 1927; М., 1948.
СЛЕДЫ ОХОТНИЧЬИХ ЗВЕРЕЙ И ПТИЦ. Л.,
1925.В МОНГОЛИИ. Очерк путешествия зоологиче¬
ского отряда Монгольской экспедиции
АН СССР. М.—Л., 1928.ОБ ОСОБЕННОСТЯХ АРЕАЛОВ РУССКИХ
СОНЬ (MYOXIDAE) и БУРУНДУКА (EUATA-
MIAS ASIATICUS GMEL.).— «Бюлл. МОИП.
Отд. биол.», 1928, т. 37, вып. 3—4.
КОЛЕБАНИЯ ЧИСЛЕННОСТИ ПРОМЫСЛОВЫХ
ЖИВОТНЫХ. М.—Л., 1935.СПУТНИК СЛЕДОПЫТА. М.—Л., 1936; М.,
1943; М., 1974.ОБ ОСВОЕНИИ ФАУНЫ НАЗЕМНЫХ ПОЗВО¬
НОЧНЫХ И ВОПРОСАХ ЕЕ РЕКОНСТРУКЦИИ.Ч.	1. Изменение фауны человеком.— «Зоол.
журн.», 1937, т. 16, вып. 3.СНЕЖНЫЙ ПОКРОВ КАК ФАКТОР СРЕДЫ, ЕГО
ЗНАЧЕНИЕ В ЖИЗНИ МЛЕКОПИТАЮЩИХ И
ПТИЦ СССР. М., 1946.НАБЛЮДЕНИЯ НАД ВНУТРИВИДОВОЙ БОРЬ¬
БОЙ ЗА СУЩЕСТВОВАНИЕ У ПОЗВОНОЧ¬
НЫХ.— В кн.: Внутривидовая борьба 'у жи¬
вотных и растений. М., 1948.ПЕРСПЕКТИВНЫЙ ПЛАН ГЕОГРАФИЧЕСКОЙ
СЕТИ ЗАПОВЕДНИКОВ СССР (проект).— «Охра¬
на природы и заповедное дело в СССР»,1958,	№ 3 (совместно с В. Г. Гептнером,С.	В. Кириковым и Е. М. Лавренко).О ДВИЖЕНИИ И КОЛЕБАНИЯХ ГРАНИЦ РАС¬
ПРОСТРАНЕНИЯ МЛЕКОПИТАЮЩИХ И
ПТИЦ.— В кн.: География населения назем¬
ных животных и методы ее изучения. М.,1959.О ЗНАЧЕНИИ СТРУКТУРЫ СНЕЖНОГО ПО¬
КРОВА В ЭКОЛОГИИ И ГЕОГРАФИИ МЛЕКО¬
ПИТАЮЩИХ И ПТИЦ,—В кн.: Роль снежно¬
го покрова в природных процессах. М.,
1961.ИЗМЕНЕНИЯ ПРИРОДНЫХ УСЛОВИЙ СТЕПНО¬
ГО ЮГА ЕВРОПЕЙСКОЙ ЧАСТИ СССР ЗА
ПОСЛЕДНИЕ СТО ЛЕТ И НЕКОТОРЫЕ ЧЕРТЫ
СОВРЕМЕННОЙ ФАУНЫ СТЕПЕЙ.—В кн.: Ис¬
следования географии ресурсов животного и
растительного мира. М., 1962.РАВНИННОСТЬ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ И СВЯ¬
ЗАННЫЕ С НЕЙ ОСОБЕННОСТИ ЖИВОТНОГО
МИРА.— В кн.: Развитие и преобразование
географической среды. М., 1964.
122 Астрономия«Природа», 1976, № 3Вспышка Новойв созвездии Лебедя%II••• •г• •В.	П. ГоранскийГосударственный астрономиче¬
ский институт им. П. К. Штерн¬
берга
МоскваВ последних числах ав¬
густа и в первых числах сен¬
тября 1975 г. в созвездии
Лебедя можно было наблю¬
дать редкое явление — вспыш¬
ку яркой Новой звезды. Она
появилась в 5° к западу от Де¬
неба, самой яркой звезды в
созвездии Лебедя, и в своем
максимальном блеске была
лишь в 1,5 раза слабее Дене¬
ба. Первые же наблюдения по¬
разили астрономов, занимаю¬
щихся исследованием перемен¬
ных звезд.Во-первых, на месте Но¬
вой на снимках Паломарско-
го атласа неба, полученных в
начале 50-х годов на большом
122-сантиметровом телескопе
системы Шмидта, не оказалось
никакой, даже очень слабой
звезды. Это значит, что во
время вспышки блеск звезды
увеличился более чем на 19
звездных величин, т. е. более
чем в 50 млн раз, что суще¬
ственно превосходит даже са¬
мые яркие вспышки известных
ранее Новых звезд (поэтому
вначале некоторые наблюдате¬
ли приняли ее за Сверхновую,
однако такое предположение
оказалось ошибочным).По случайным снимкам
этого участка неба, полу¬
ченным в августе на Крым¬
ской станции Государственного
астрономического института
им. П. К. Штернберга, на Ра¬
диоастрофизической обсервато¬
рии АН ЛатвССР и на обсерва¬
тории Института астрофизики
АН ТаджССР, удалось изучить
поведение звезды незадолго
до вспышки. Оказалось, что
блеск Новой в августе посте¬
пенно возрастал до 13-й звезд¬
ной величины. На графике кри¬
вой блеска этот участок пока¬
зан пунктиром. Следует отме-Положение Новой Лебедя
1975 г. (показано крестом на
негативе) на снимке Паломар-
ского атласа неба (с л е в а).
Фотография Новой Лебедя, по¬
лученная в ночь с 30 на 31 ав¬
густа 1975 г. (справ а). Мас¬
штаб обоих снимков одинако¬
вый .тить, что в столь большом
масштабе это явление еще не
наблюдалось.Главный подъем блеска
начался днем 29 августа (по
московскому времени) и про¬
должался всего несколько ча-График кривой блеска Новой
Лебедя 1975 г. (NCyg 1975).
Нижняя рамка рисунка соот¬
ветствует предельной величине
блеска самых слабых звезд,
различимых на фотографиях
Паломарского атласа. Измене¬
ние блеска Новой незадолго до
вспышки показано пунктиром.сов. Как раз в тот момент
этот участок неба был случай¬
но сфотограф ирован П. Гар-
навичем (Калифорния, США) с
помощью метеорной камеры.
По снимкам заметно, что
блеск Новой возрастал очень
Вспышка Новой н созвездии Лебедя123резко, от часа к часу. В кон¬
це подъема блеска Новая ста¬
ла достаточно яркой, чтобы
увидеть ее невооруженным
глазом.Первооткрывателями Но¬
вой оказались японские лю¬бители астрономии К. Осада и
М. Хонда. В СССР первыми
Новую заметили В. Харевич из
Енисейска, А. Бочаров из с. Го-
фицкого Ставропольского края
и С. Шугаров, студент МГУ
(Крымская станция ГАИШ);всего же в СССР астронома-
ми-любителями и специалиста¬
ми сделано 50 независимых
открытий Новой звезды. На
крупнейших обсерваториях Но¬
вую начали наблюдать в ночь
с 29 на 30 августа.До максимуму блеска
спектр Новой был непрерыв¬
ным, со слабыми широкими и
очень широкими линиями по¬
глощения водорода и ионизо¬
ванного кислорода, имеющими
эмиссионные компоненты. По¬
ложение центральной части ли¬
ний поглощения соответствова¬
ло огромной скорости расши¬
рения оболочки звезды, рав¬
ной 1000 км/с. Кроме того, в
спектре наблюдались узкие ли¬
нии поглощения межзвездного
газа. В максимуме блеска
звезда имела спектр сверхги¬
ганта спектрального класса А.
Скорость расширения оболоч¬
ки звезды в этот момент до¬
стигла 2500 — 3000 км/с. После
максимума блеск Новой начал
быстро падать, и всего лишь
через 5 дней она стала не¬
доступна для наблюдений не¬
вооруженным глазом. В это
время спектр Новой начал
развиваться с исключительной
быстротой, повторяя последо¬
вательные стадии, характерные
для обычных Новых звезд.
В нем появились широкие
эмиссионные линии, свидетель¬
ствующие о расширении и раз¬
режении оболочки. В середине
сентября быстрое падение
блеска сменилось на медлен¬
ное.По оценке специалистов,
исследователей переменных
звезд, Новая Лебедя 1975 г.—
уникальный случай очень быст¬
рой Новой звезды. Ее исследо¬
вание продолжается.УДК 523. 841
124 ® иэикд«Природа», 1976, N9 3Экситонная капляТ. И. Галкина
Кандидат физико-матема¬
тических наукФизический институтим.- П. Н. Лебедева АН СССРМосква13 сентября 1975 г. в Бу¬
харесте, на заседании Гене¬
рального конгресса Европей¬
ского физического общества,
советским физикам В. С. Багае¬
ву, Л. В. Келдышу, Я. Е. Пок¬
ровскому и французскому фи¬
зику М. Воосу была вручена
Европейская премия «Хьюлетт
Паккард» по физике1 за вы¬
дающиеся достижения в фи¬
зике твердого тела (за цикл-
работ по экситонной конден¬
сации).Носители тока в полу¬
проводниках — электроны и
дырки. При обычных условиях
кулоновское взаимодействие
между ними сильно ослаблено
из-за большой диэлектриче¬
ской постоянной Z, харак¬
терной для полупроводников.
Однако при достаточно низких
температурах это взаимодейст¬
вие проявляется. Так, напри¬
мер, о нем судят по образо¬
ванию так называемого экси-
тонного газа. Экситоны2 (от
англ. excitation—возбужде¬
ние) — это квазичастицы, состо¬
ящие из электрона и дырки,
связанных кулоновским притя¬
жением. В этом отношении
они похожи на позитроний
(атом, состоящий из электро¬
на и позитрона).1	Премия учреждена в
1974 г. Это первое ее вру¬
чение.2	Термин иэкситон» был введен выдающимся совет-г -им физиком Я. И. Френ¬келем.Что же произойдет с эк-
ситонным газом, если этих ква¬
зичастиц будет так много, что
среднее расстояние между ни¬
ми станет порядка их разме¬
ра, т. е. порядка расстояния
между электроном и дыркой
в экситоне (100 — 200 А)? Та¬
кое состояние можно получить,
облучая полупроводник пото¬
ком фотонов нужной энергии.
В результате поглощения Этих
фотонов и появляются избы¬
точные экситоны. В последнее
время в связи с бурным раз¬
витием квантовой электроники
это стало достижимо с по¬
мощью даже не очень мощ¬
ных лазеров (мощность кото¬
рых «И 00 мВт).Оказывается, возникаю¬
щие при взаимодействии экси-
тонов силы, подобные силам
взаимодействия нейтральных
атомов, приводят к фазовому
переходу типа газ — жидкость
в системе экситонов: газ экси-
тонов собирается в сгустки
электронно-дырочной плазмы
постоянной плотности (для гер¬
мания, например, 10’ 7см'э),
иначе говоря, ■ металличе¬
ские «капли» электронно-ды-
рочной жидкости, обладающие
высокой проводимостью.Такое поведение эксито¬
нов при их высоких плотно¬
стях и низких температурах
(для германия — около 6 К,
для кремния — около 20 К)
было впервые предсказано
Л. В. Келдышем (Физический
институт им. П. Н. Лебедева
АН СССР) в 1968 г.3, а уже в
1969 г. этот эффект был экс¬
периментально подтвержден
сразу в трех институтах Моск¬
вы и Ленинграда (в Фи¬
зико-техническом институте
АН СССР группой А. А. Рога¬
чева, в Институте радиотехни¬
ки и электроники АН СССР
группой Я. Е. Покровского и в
Физическом институте им.1	Келдыш Л. В.— «Тру¬
ды Международной кон-
ференции по физике по¬
лупроводников». М., 1968.П. Н. Лебедева АН СССР груп¬
пами В. С. Багаева и В. Н. Мур-
зина)4.О возникновении капель
судили по появлению интен¬
сивного излучения германия
в области Х= 1,7 мкм, кото¬
рое сопровождало образова¬
ние капель, и по изменению
поглощения света кристаллами
германия. Тогда же было най¬
дено, что если определен¬
ным образом деформировать
образец германия, капли сбе¬
гаются в область наибольшей
деформации со скоростями
~10* см/с, т. е. близкими к
скорости звука в кристалле.Впоследствии К. Джеф¬
фрис и Ч. Киттель с сотруд¬
никами из Калифорнийского
университета (Беркли, США)
использовали это явление для
создания «большой» капли.
Интересно, что обычные кап¬
ли, образующиеся в недефор-
мированном германии, имеют
размеры '5*20 мкм. (Размеры
капель были определены с по¬
мощью опытов по рассеянию
света, явлению, Аналогичному
рассеянию света на частицах
в мутной среде.) Деформи¬
ровав кристалл определенным
образом, удалось «вырастить»
каплю размером до 0,5 мм,
причем не только вырастить,
но и сфотографировать, дав
этой фотографии броское на¬
звание «капли жидкого элект¬
ричества». Электронно-дыроч¬
ные капли, действительно, по¬
хожи на каплю, поскольку, на¬
пример, они обладают поверх-4	А с ь м и н В. М., Р о-
гачев А. А.—«Письме
в ЖЭТФ», 1969, т. 9. с. 415;
Покровский Я. Е.,
Свистунова К. И.—
«Письма в ЖЭТФ», 1949,
т. 9, с. 436; 6 « г а е • В. С.,
Галкина Т. И., Го го¬
ли н О. В., Кел¬
дыш Л. В.— «Письма в
ЖЭТФ»,' 1969, т. 10, с. 309;
Вавилов В. С.,. Э а-
я ц В. А., М у р з и н В. Н.—
«Письма ■ ЖЭТФ», 1969,
т.' 10, с. 304.
Эксмтонная капля125Образование	электронно-ды¬рочной капли в германии. К об¬
разцу германия в форме диска
(темная область справа на
снимке в ореоле рассеянного
света от а ргон-крипто но вого
лазера) приложено неоднород¬
ное сжатие. Для этого германий
закреплен в держателе с по¬
мощью . обычного винта (виден
слева). Сама капля (яркое пят¬
но в центре снимка) располо¬
жилась в области максималь¬
ной деформации. Большая кап¬
ля формируется из малых капе¬
лек только тогда, когда есть до¬
полнительная энергия неодно¬
родного сжатия. Время жизни
капель ~490 мкс.Фрагмент фото из жури-ала
«Physical Review Letters», 1975,
v. 34, p. 1252.ностным натяжением, также
впервые измеренным в СССР.Открытие экситонной
капли имеет фундаментальное
значение для физики твер¬
дого тела. Уже сейчас можно
говорить о перспективах при¬
менения этого явления. Те¬
перь с помощью света мы мо¬
жем переводить вещество из
непроводящего состояния (изо¬
лятор) в проводящее, созда¬
вая области с металлической
проводимостью — экситонные
капли. При этом такие метал-
лизованные области можно
легко перемещать по кристал¬
лу.УДК 537.311.33
126	Палеонтология	«Природа», 1976, №3Эласмотерии СтавропольяЛ. К. ШвыреваСтавропольский
краеведческий музейСреди вымерших носо¬
рогов наиболее редок эласмо¬
терий, остатки которого найде¬
ны в пределах Советского
Союза. Самые древние наход¬
ки известны из отложений
верхнего плиоцена — вилла-
франка, поздние относятся к
среднему плейстоцену — нача¬
лу рисса.Впервые эласмотерий
был описан в 1808 г. москов¬
ским зоологом Г. И. Фишером
по фрагменту нижней челюсти,
найденной, по-видимому, в Си¬
бири. Рисунок эмали на жева¬
тельной поверхности зубов на¬
поминал по форме пластинку
листа. Поэтому новое живот¬
ное было названо листозу-
бым — сибирским эласмотери¬
ем (Elasmotherium sibiricum
Fischer).Долгое время эласмоте¬
рия знали только по чере¬
пам. Это давало основание для
ошибочных представлений о
внешнем облике животного и
его экологии. Лишь позднее,
когда стал известен остальной
скелет, постепенно выявились
и детали строения тела этого
носорога. Так, в 1939 г.
Е. И. Беляева описала кости
конечностей, обнаруженные в
районе г. Энгельса, на Волге.
Наиболее полные сведения бы¬
ли получены после находок
двух скелетов эласмотерия в
Ставропольском крае.В 1964 г. при восстанов¬
лении насыпи пруда близ ста¬
ницы Гаевской Изобильненско-
го района были обнаружены
белые «камни». Они попали в
руки палеонтологов, которые
провели раскопки и обнаружи¬
ли скелет. Он залегал в серых
песчанистых глинах с пятнами
ожелезнений и частично в зем¬
листых пестрых суглинках, ко¬торые датируются верхним
плиоценом.Еще до раскопок был
поврежден череп, утрачены
позвонки и таз. Интересным
представляется положение ске¬
лета: животное как бы стоялоСкульптурная	реконструкциявнешнего вида эласмотерия, вы¬
полненная В. Е. Гаруттом.на полусогнутых конечностях.
По-видимому, эласмотерий
утонул, завязнув в илистом
дне древнего водоема. Скелет
после столь необычного захо¬
ронения не переотлагался:
элементы конечностей находи¬
лись в анатомическом порядке
(сохранились даже мелкие се¬
замовидные косточки).В Ставропольский крае¬
ведческий музей были достав¬
лены сильно поврежденный че¬
реп с нижней челюстью и
подъязычными костями, часть
грудной клетки, кости перед¬
них и задних конечностей.Вторая находка скелета
эласмотерия сделана в 1966 г.
в районе г. Зеленокумска Со¬
ветского района в карьере
кирпичного завода во второйнадпойменной террасе правого
берега р. Кумы, расположен¬
ной на высоте около 22 м
над поверхностью первой тер¬
расы и сложенной среднечет¬
вертичными лёссовидными суг¬
линками. Промышленными раз¬работками была вскрыта косте¬
носная толща, в которой остат¬
ки животных располагаются
как бы линзами. Отдельные
части скелета были располо¬
жены во вмещающих породах
в виде линзы на площади око¬
ло 10 м2.Зеленокумская находка
наиболее полная из всех из¬
вестных ранее. Здесь были со¬
браны полный череп, часть
позвоночника, ребра, кости пе¬
редних и задних конечностей,
Одновременно в тех же отло¬
жениях были найдены остатки
представителей сопутствующей
фауны млекопитающих: мета-
подий крупной лошади, зуб
оленя и фрагмент челюсти ан¬
тилопы. Два года спустя в
150—200 м от места находки
были обнаружены симфиэные
отделы нижних челюстей, зу¬
бы, обломки ребер и метакар¬
пальные кости нескольких осо¬
бей этого носорога. По опре¬
Эласмотерии Ставрополья127делению Беляевой (Палеонто¬
логический институт АН СССР),
оба скелета принадлежат си¬
бирскому эласмотерию.На основании имеющих¬
ся материалов можно соста¬
вить представление о строе¬
ние тела эласмотерия. Это бы¬
ло довольно крупное живот¬
ное, достигавшее высоты в
холке до 2 м. Наиболее мощ¬
ной была передняя часть ту¬
ловища с высоким горбом на
спине, образованным за счет
длинных остистых отростков
позвонков. Трехпалые конечно¬
сти эласмотерия были’ высоки¬
ми, относительно стройными,
хорошо приспособленными для
передвижения по сухому твер¬
дому субстрату.Особый интерес пред¬
ставляет череп эласмотерия.
Он характеризуется высоким
куполообразным полым внут¬
ри вздутием лобного отдела.
Стенки купола сравнительно
тонкие (1,5—2 см). Однако
внутри они укреплены много¬
численными гребнями, пересе¬
кающимися в различных на¬
правлениях. Наружная поверх¬
ность купола шероховатая и
часто имеет каналы — следы
крупных кровеносных сосудов.
Обильное кровеснабжение и
дополнительное укрепление
лобного вздутия внутри может
служить косвенным доказатель¬
ством наличия здесь какого-то
образования. Большинство ис¬
следователей высказывает мне¬
ние, что это был рог. Однакоо	размерах его и форме су¬
дить трудно, так как в иско¬
паемом состоянии это образо¬
вание не сохраняется. Неясно
и функциональное назначение
рога эласмотерия, располо¬
женного не на носовых костях,
как у других носорогов, а на
лбу. Возможно, он использо¬
вался для раздвигания густых
зарослей или же в качестве
турнирного оружия.К. К. Флеров (Пале¬
онтологический	институт
АН СССР) предполагает, что
куполообразное возвышение и
ограниченная им полость слу¬
жили одновременно органом
усиления обоняния, так как, по
его мнению, эласмотерий ча¬
стично питался корневищами,
луковицами, клубнями расте¬
ний. Узкая, клинообразная
форма лицевой части черепа,Череп эласмотерия из Зелено
иумсиа.образованная прочными носо¬
выми и межчелюстными костя¬
ми, сросшимися со сплошной
костной перегородкой, и раз¬
витое костное нёбо дают осно¬
вание допустить, что эласмо¬
терий питался подземными ча¬
стями растений.У носорогов плоскость
затылка образует с линией ос¬
нования черепа угол, величина
которого не одинакова у раз¬
личных форм. Размеры этого
угла являются показателем по¬
ложения головы по отношению
к шее и туловищу, что нахо¬
дится в прямой зависимости
от образа жизни и характера
питания. Например, у ныне жи¬
вущих в лесах и лесостепях
индийского и черного носоро¬
гов, питающихся ветками и
листьями деревьев и кустарни¬
ков, этот угол менее прямого.
У обитателей открытых ланд¬
шафтов — белого носорога и
плейстоценового шерстистого,
пища которых в основном тра¬
вянистая растительность, этот
угол близок к прямому или
тупой.Плоскость затылочной
кости эласмотерия образует с
линией основания черепа тупой
угол (около 106°), следователь¬
но, голова этого животного
была наклонена относительно
туловища! Это также указыва¬
ет, что эласмотерий, подобно
белому и шерстистому носо¬
рогам, питался травянистой
растительностью, а возможно,
и подземными частями расте¬
ний.Характерная особенность
зубной системы эласмоте¬
рия — сильно извитая эмаль,
а также незамкнутые корни,
обеспечивающие постоянный
рост зубов. Такое приспособ¬
ление могло возникнуть в ре¬
зультате того, что вместе с
корневищами, клубнями и т. п.
на зубы животного попадали
частицы почвы, способствую¬
щие интенсивному стиранию
коронок.Своеобразное строение
эласмотерия, а также состав
сопутствующей фауны позво¬
ляют реконструировать палео¬
географические условия его
обитания. Эласмотерий был, по
всей вероятности, обитателем
открытых ландшафтов. Однако
присутствие в этой фауне оле¬
ней свидетельствует о частич¬
ной залесенности территории.
Видимо, леса занимали берега
рек, а заросли кустарников
окаймляли древние озера и
болота. Залесенных террито¬
рий, по-видимому, эласмоте¬
рий избегал, и одной из при¬
чин его вымирания можно счи¬
тать увеличение влажности
климата и наступление леса.УДК 56
128 Зоология«Природа», 1976, N9 3Верблюд — чудо пустыниX. Готье-ПилтерсХильда Готье-Пилтерс (Hilde Gauth ier-P i Iter s), французский
эколог и этолог. Совершила ряд экспедиций ■ Сахару. Основ¬
ные работы посвящены изучению поведения животным африкан¬
ских пустынь.Одногорбый верблюд, или дроме¬
дар (Camel us dromedarius), лучше других
домашних животных приспособлен к жар¬
кому климату пустынь. Нужно побывать
е пустыне летом, когда температура воз¬
духа достигает максимума, а пищи и воды
очень мало, чтобы получить полное пред¬
ставление об исключительной выносливо¬
сти и неприхотливости верблюда, что де¬
лает его там незаменимым спутником че¬
ловека. Во многих областях Сахары, где
простираются величайшие, наиболее сухие
пустыни мира, где ежегодные осадки
большей частью не превышают 50 мм,
а крупные источники воды очень редки,
верблюды сохраняют важное экономиче¬
ское значение, являясь основным постав¬
щиком молока и мяса, а также главным
видом транспорта. В этих еще недостаточ¬
но экономически развитых, с редкими по¬
селениями районах, где древний, образ
жизни кочевников мало изменился, разве¬
дение верблюдов сохраняет свое значе¬
ние. Продажа верблюдов даст возмож¬
ность кочевникам покупать дополнитель¬
ные продукты, главным образом чай и са¬
хар. Климатические и почвенные'условия
не позволяют здесь заниматься растение¬
водством или интенсивным разведениемФото автора.скота, как это возможно в менее сухих
районах.Мне довелось участвовать в десяти
экспедициях по Северо-Западной и Запад¬
ной Сахаре и изучать образ жизни и по¬
ведение верблюдов. Особый интерес вы¬
звали чрезвычайные условия жизни верб¬
людов летом.Обычно мы разбирали лагерь в
оазисе или в другом обитаемом месте,
где можно было обзавестись продовольст¬
вием, найти проводника, а иногда и нанять
автомашину. Изредка меня сопровождал
кто-либо из моих коллег, но большей ча¬
стью компанию мне составляли только
местные проводники из кочевников. Живя
недели и месяцы среди кочевников, мы
могли наблюдать, как содержат они верб¬
людов, что едят верблюды и сколько
пьют.Чтобы собрать точные данные, мы
нанимали несколько верблюдов и двига¬
лись вместе с ними по нескольку недель.
Ежедневно мы делали 30—40 км, полови¬
ну пути верхом, половину — пешком.
40—47 градусов’ жары, песчаные бури,
обжигающие ветры, палящее солнце, зыб¬
кий песчаный грунт, жажда — все' это де¬
лало нашу работу изнуряюще тяжелой.
Затененное место, которое случалось най¬
ти в полуденное время, часто бывало не¬
достаточным даже для того, чтобы как
Верблюд —чудо пустын129Колючки и сухие ветки акации — съедобная пи¬
ща верблюда.следует спрятаться в тень. В жаркие ночи
июля и августа не удавалось заснуть.
Утро и вечер мы находились в пути, и по¬
этому на наблюдение за верблюдами,
сбор растений и ведение дневника оста¬
вались наиболее жаркие часы дня. Боль¬
шие расстояния между колодцами жестко
ограничивали питьевой рацион.Особенности работы заставили меня
полностью приспособиться к ритму жиз¬
ни кочевников, и это позволило лучше по¬
нять и прочувствовать экологические
проблемы пустыни,СКОЛЬКО ВЕРБЛЮД ЕСТВерблюд очень осторожно объедает
растительность и, в противоположность
козам, никогда напрасно не губит ее. Да¬
же на богатых пастбищах он постоянно
движется, от каждого растения отщипывая
небольшие кусочки. В каждое время года
он питается разными растениями, и поэто¬
му всегда оставляет какую-то часть расти¬
тельности нетронутой. И на богатых, и на
чрезвычайно скудных пастбищах стада
верблюдов рассеиваются очень широко.
Так, даже бедную растительность
верблюд никогда не уничтожает полно¬
стью. Благодаря чрезвычайной подвижно¬
сти, стада быстро достигают отдаленных
областей, где кормовые условия могли
улучшиться после дождей.5	«Природа» № 3
130X, Готье-ПилтерсВытянувшись цепочкой вслед за одной из ста¬
рых самок, стадо отправляется на новое паст¬
бище.Приспособлением верблюдов к ред¬
кой растительности пустынь явилась и
очень малая потребность в пище, непри¬
хотливость к ее качеству. Верблюд отку¬
сывает более или менее одинаковые части
растений определенного вида и в опреде¬
ленной фазе развития (сухое, зеленое,
цветущее, с семенами). Зная размер этих
частей, можно подсчитать общее количе¬
ство съеденной верблюдом растительной
массы. В условиях очень нерегулярного
распределения растительности и рассея¬
ния верблюдов по пастбищу это кажется
единственно возможным способом опре¬
делить количество потребляемого ими
корма.Всегда вызывает удивление встреча
в середине лета на очевидно бедных паст¬
бищах хорошо упитанных животных. Счи¬
тается, что дромедары нуждаются еже¬
дневно в 30—50 кг свежей растительной
массы. Быть может, это справедливо для
рабочих животных, однако свободно пасу¬
щиеся в пустыне верблюды получают та¬
кое количество корма только на исключи¬тельно благоприятных пастбищах, где пре¬
обладают однолетние растения (да и то
после сильных дождей) или солянки. И те,
и другие состоят примерно на 80% из
воды. На самом же деле верблюды полу¬
чают не более 10—20 кг зеленой пищи в
день, что соответствует 5—10 кг сухой
массы.Верблюд может в течение несколь¬
ких месяцев существовать, получая еже¬
дневно не более 5 кг корма, например,
питаясь Aristida pungens, высокопита¬
тельной травой, покрывающей огромные
дюны в Западной Сахаре. Во время силь¬
ной засухи летом 1973 г, верблюды жили
за счет того, что добывали около 2 кг
корма в день (в сухом весе). Кажется,
это и соответствует их прожиточному ми¬
нимуму. Сухие травянистые пастбища бо¬
лее устраивают верблюдов, чем пастбища
с однолетними растениями, на которых
верблюд должен собрать в 6 раз боль¬
шую массу, чтобы получить примерно то¬
же количество сухого материала. Вот по¬
чему верблюд предпочитает наиболее
твердые, сухие и колючие растения. По¬
едает он даже колючки Balanites aegyp-
tiacae длиной 7 см, а колючки акации от¬
носятся к наиболее излюбленному его
корму.Питание одним видом растений ме¬
нее выгодно, чем несколькими. Питатель¬
Верблюд — чудо пустыни131ная ценность каждого растения изменяет-
ся в течение года. Изучив повадки верб¬
людов, кочевники хорошо знают, в какой
момент своего развития то или иное рас¬
тение наиболее питательно. Кстати, это
устраивает не только* животных, но благо¬
приятно и для растительности.Существует определенный баланс
между способностью растений к регене¬
рации и интенсивностью уничтожения их
животными. Удалось выяснить, что расте¬
ния, нормально объедаемые верблюдами,
растут лучше, чем на заповедных участ¬
ках, не используемых для пастьбы. Это
напоминает ситуацию с газонами, которые
растут лучше, когда их регулярно стригутПредпочтение верблюдами одних
растений другим не связано с содержа¬
нием в них воды. Как говорилось, верб¬
люды часто даже летом предпочитают
более сухие растения свежей зелени. Не¬
которые растения, занимающие важное
место в питании верблюдов в один сезон,
могут почти полностью игнорироваться
ими в другой. Нередко приходилось на¬
блюдать, как стадо верблюдов переходит
от участка с плотной и, на взгляд челове¬
ка, богатой растительностью к участку,
расположенному в нескольких километрах
дальше и покрытому сухой травой. Случа¬
ется, что верблюды пересекают одно из
редких в пустыне зеленых пятен расти¬тельности без остановки, направляясь к
скалистому плато с едва видимым и рас¬
сеянным сухостоем. Подобные непонят¬
ные, на первый взгляд, явления в пове¬
дении верблюдов придавали нашей рабо¬
те особый интерес.Верблюды, обитающие в пустынях,
несмотря на малое количество поедаемо¬
го корма, в особенности в сравнении с их
весом (300—500 кг), гораздо более вы¬
носливы и неприхотливы, чем верблюды,
которые питаются на богатых пастбищах
в полупустынных областях. В одном из
путешествий в августе мы могли наблю¬
дать за нашими четырьмя верблюдами,
получавшими не более 10 кг сырого кор¬
ма и преодолевавшими с одной и той же
скоростью по 30 км в день с грузом око¬
ло 120 кг. К концу путешествия призна¬
ков изнурения у них мы не заметили.В Западной Сахаре верблюды по¬
крывают огромные расстояния в поисках
пастбищ различных типов: скалистых пла¬
то, сухих русел рек, песчаных дюн или
солончаков, которые располагаются очень
далеко друг от друга. Подобные пере¬
движения нерабочих животных сохраняют
им бодрость.Приспособление верблюдов к пита¬
нию растительностью пустынь подтверж¬
дается и тем, что в течение 6—7 мес
(октябрь — апрель) верблюды могут, ис¬
ключая очень сухие годы, обходиться во¬
дой, которая содержится в растениях. По¬
этому они могут использовать пастбища,
расположенные далеко от колодцев, не¬
доступные другим домашним животным,
нуждающимся в водопоях даже зимой.
В течение прохладного сезона даже ра¬
бочие животные могут проходить тысячи
километров без питья. Кроме того, вели¬
чайшая подвижность и рассеяние кочев¬
ников, особенно в Западной Сахаре, га¬
рантируют меньшую нагрузку на пастби¬
ща, по сравнению с областями с ограни¬
ченным размахом кочевий.СКОЛЬКО ВЕРБЛЮД ПЬЕТРастительность пустынь отнюдь не
всегда столь суха, как кажется. На неко¬
торых пастбищах, питаясь однолетними и
солянковыми растениями, верблюды мо¬
гут получать 30 л воды в день, так как
такой корм содержит до 80% воды от
своего веса. Однако вариации очень зна¬
чительны: от 3 до 30 л в день в зависи¬
мости от сезона и биотопа. В разных ре¬
гионах одни и те же биотопы могут быть
представлены различными растительными
132X. Готье-ПилтерсВодопой у колодца в Северной Мавританииассоциациями. Например, содержание во¬
ды в растительности дюн Мавритании,
представленной главным- образом травой
Aristida pungens, высыхающей быстро,
резко отличается от содержания воды в
растительности дюн Алжира — в основном
кустарников, остающихся зелеными даже
летом. В первом случае верблюды могут
получать только 0,3 л в день, во вто¬
ром— 18 л. В среднем количество воды,
Верблюд — чудо пустыни133получаемое верблюдами летом, состав¬
ляет примерно 6 л в день.Благодаря незначительной потере
воды и исключительной выносливости,
верблюды летом могут оставаться без
питьевой воды дольше, чем другие до¬
машние животные. Содержание воды в
пище как будто имеет небольшое влияние
на питьевой режим, котррый зависит глав¬
ным образом от метеорологических фак¬торов. Имеет значение также возраст жи¬
вотных и выполняемая ими работа.От октября до апреля, пока темпе¬
ратура воздуха Северо-Западной и Запад¬
ной Сахары остается ниже 30—35°, верб¬
люды вообще не пьют, несмотря на то
что питаются сухой растительностью. На¬
блюдая многие летние месяцы за верб¬
людами, мы установили, что верблюды
уходятк водопою через короткие и регу¬
лярные промежутки времени. Когда тем¬
пература воздуха превышает 40°, мини¬
мальный интервал составляет менее
3—4 дней, за исключением случаев, ког¬
да верблюды питаются солянковыми рас¬
тениями.Следует отметить, что даже неболь¬
шие метеорологические изменения влия¬
ют на питьевой ритм. После случайного
дождя или небольшого похолодания
ночью верблюды несколько дней могут
обходиться без водопоя, хотя максималь¬
ная температура воздуха остается выше
40°. В Северной Мавритании, где благо¬
даря влиянию Атлантического океана,
расположенного в 300 км западнее, даже
в середине лета иногда дуют прохлад¬
ные ветры, выпадает роса и ночи в об¬
щем прохладнее, чем на юге или на во¬
стоке, верблюды часто не пьют по
10 дней. В Центральной Мавритании и
Южном Алжире верблюды пьют чаще,
так как жара здесь начинается раньше и
держится постоянно в течение двух-трех
месяцев, причем ночные температуры
редко падают ниже 25°. Не управляемые
человеком стада, которые могут пастись
ночью, пьют значительно реже. Если во¬
ды достаточно, например в Мавритании,
где летом случаются дожди, кочевники
поят свои стада ежедневно, чтобы заста¬
вить их больше есть и быстрее нагулять
жир.В районах, где водопои редки,
верблюды легче переносят жажду, чем в
районах, где водопои встречаются чаще.
В течение необыкновенной засухи 1973 г.,
несмотря на чрезвычайно высокие темпе¬
ратуры, достигавшие 47°, недостаток пи¬
щи, верблюды оставались до 10—12 дней
без питья.Потребление воды мы контролиро¬
вали более чем в 800 экспериментах на
500 животных. Верблюд имеет необычную
способность к питью: в течение 10 мин он
может выпить количество воды, составля¬
ющее более 1/3 его веса. Наибольшее ко¬
личество воды, выпитой за один раз, рав¬
нялось 130 л. Некоторые животные выпи¬
вали по 200 л в течение нескольких ча¬
134X. Готье-Пилтерссов, после того как неделю не пили.
Большинство же животных летом выпивает
по 120—140 л в сутки. В течение наибо¬
лее жаркого периода (6—8 недель) в
среднем на одно животное приходится
20—30 л воды в день.Способность компенсировать боль¬
шие потери воды за короткое время
очень важна, поскольку позволяет верб¬
людам осваивать отдаленные пастбища и
тем самым предохранять пастбища, окру¬
жающие колодцы, от перевыпаса. Только
хорошо питающиеся животные, потребля¬
ющие не менее 5 кг сухого корма в день,
компенсируют потери воды и легко пере¬
носят обезвоживание.Содержание воды в пище как буд¬
то не влияет на потерю воды с фекалия¬
ми. Содержание воды в фекалиях варьи¬
рует между 40 и 60%. Травоядные жи¬
вотные вообще теряют много воды с не¬
переваренными остатками растений. Ко¬
ровы, например, могут терять от 20 до
40 л в день. Осел, который хорошо адап¬
тирован к условиям пустыни, теряет воды
много больше, чем верблюд. Организм
верблюдов способен обезвоживать фека¬
лии, что является важным фактором в их
адаптации к водяному стрессу. Сравнение
потребления и выделения (только с фека¬
лиями) воды в различные сезоны показа¬
ли, что зимой верблюды теряют с фека¬
лиями 3/4 получаемой с пищей воды, вес¬
ной— только половину, в марте с повы¬
шением температуры, но еще без водо¬
поя— около 1/3 и летом при чрезвычайно
засушливых условиях — только 1/6 полу¬
чаемой с пищей и выпиваемой воды. По¬
теря воды с мочой варьирует, однако зна¬
чительно меньше, чем потеря воды с фе¬
калиями.Уменьшению потерь воды способст¬
вует и поведение верблюдов. В жару
верблюды так ориентируют свое тело по
отношению к солнцу, чтобы подставлять
минимальную поверхность его лучам. Они
используют также тень друг друга, соби¬
раясь в компактные группы. Поток тепла
от соседних верблюдов значительно мень¬
ше, чем от окружающей среды, посколь¬
ку внешняя температура почвы на солнце
достигает 70°.ПРИВЫЧКИ ВЕРБЛЮДОВГеографические и климатические
условия различных областей Сахары опре¬
деляют примитивность приемов управле¬
ния стадами верблюдов. Летом стада
предоставлены самим себе. Их владельцыили пастухи весь водопойный период
остаются у колодцев, поскольку верблю¬
ды сами возвращаются к одному и тому
же колодцу. Неуправляемые стада живут
самостоятельно и сохраняют свой состав
на протяжении всего лета. При этом мы
встречали различные типы стад: смешан¬
ные группы, часто возглавляемые самой
старой самкой, группы холостых самцов,
маленькие группы самок с их новорож¬
денными и прошлогодними верблюжата¬
ми, а также старых одиночных самцов.
Направляясь к колодцам или уходя от
них, верблюды движутся цепочкой по ста¬
рым тропам (шириной в 20 см), выбитым
в каменистой почве и обычно тянущимся
зигзагом.Верблюды — стадные	животные.Я видела отпущенных хозяином на волю
рабочих верблюдов, которые несколько
дней, несмотря на отсутствие пищи, ожи¬
дали у колодца возвращения их стада.
Верблюжата сами покидают своих мате¬
рей, присоединяясь к пасущимся стадам.
В Мавритании поезда иногда давят верб¬
людов, когда стада пасутся по обеим сто¬
ронам железной дороги и животные пы¬
таются соединиться при приближении по¬
езда. Однако если все стадо находится на
одной стороне, верблюды бегут от
поезда.Во время сезона размножения, ко¬
торый в Северной Сахаре охватывает пе¬
риод от января до апреля, а в Маврита¬
нии — до лета, стада повсеместно управ¬
ляются пастухами. Состав стада тогда
определяется человеком. Большая часть
самцов кастрируется. Как и у многих дру¬
гих копытных, в присутствии самок сам¬
цы верблюдов нетерпимы к другим сам¬
цам, изгоняют также и кастрированных.
Они могут быть опасными и для челове¬
ка, которого пытаются укусить, иногда ва¬
лят на землю и давят, точно так же они
поступают с соперником.В период гона кочевники оставляют
одного самца с группой около 30 самок
и их одно-двухлетним потомством. Самец
удерживает самок вместе, во время дви¬
жения он находится позади стада. Отдель¬
но от самца с его гаремом содержатся
группы холостых самцов и группы самок с
их потомством.Период беременности достигает
370—440 дней, а лактация может продол¬
жаться 16 мес. Спаривание происходит
раз в два года.В Западной Сахаре у богатых кочев¬
ников, совершающих дальние миграции,
стада управляются не только в течение
Верблк135Драка двух самцов, закончившаяся гибелью
обоих.
136X. Готье-ПилтерсСкопление верблюдов у современных водопоев.сезона размножения, но и круглый год.
До последних засушливых лет еще име¬
лись семьи, владевшие тысячью верблю¬
дов и больше. Такое количество живот¬
ных обычно делят на несколько групп,
и близ лагеря содержатся только дойные
самки. Остальные стада могут находиться
в нескольких стах километрах, управляе¬
мые пастухами и их семьями.Именно в Западной Сахаре мы на¬
ходим наиболее устойчивые породы
верблюдов, способные покрывать боль¬
шие расстояния при недостатке пищи и
воды. В Алжире полукочевые стада редко
удаляются более чем на 20—30 км от
колодцев. Летом в Мавритании обычны
переходы по 80 км и более даже в за¬
сушливый период. Если источники пищирассеяны, мавританские скотоводы предо¬
ставляют своим стадам возможность па¬
стись свободно, при этом животные не¬
редко теряют своих хозяев.Верблюды очень привязаны к участ¬
ку обитания. Оказавшись в неизвестных
районах, верблюды иногда пытаются вер¬
нуться через несколько лет в свой перво¬
начальный район обитания. И в этом —
причина трудности пастьбы животных, при¬
гнанных из других мест. Летом верблюды
нередко уходят к пастбищам и источни¬
кам воды, которые они хорошо помнят и
которые расположены далеко от их тепе¬
решнего или первоначального домашнего
участка. Нередко можно найти потеряв¬
шегося верблюда в тысяче километрах от
мест, где живет его хозяин. Двигаются
верблюды без остановки со скоростью
5 км/ч, покрывая до 100 км в день. Эта
способность найти почти прямой путь к
удаленным местам обеспечивается особо
развитым чувством ориентации. Сенсор¬
ные ощущения могут действовать только
на определенном расстоянии. Говорят, чтоЯ» .
Верблюд —чудо пустыни137в Австралии насчитывается около 20 тыс.
одичавших верблюдов. Это дромедары,
которые были завезены туда в прошлом
веке, а позднее отпущены на волю.Кочевники, потерявшие несколько
верблюдов, предпочитают ожидать их у
колодцев вместо того, чтобы искать их.
Если к колодцу приходят отбившиеся чу¬
жие верблюды, их поют не слишком
обильно, чтобы они не ушли далеко, и со¬
общают об их местонахождении владель¬
цу. Поиску потерявшихся животных спо¬
собствует, как здесь говорят, арабский те¬
лефон — связь от человека к человеку,
прекрасно работающая на больших рас¬
стояниях. Кроме того, кочевники очень
хорошо знают все следы своих верблю¬
дов, а также тавро, используемые други¬
ми кочевниками.Дромедарами легко управлять с по¬
мощью звуков, которые они хорошо раз¬
личают. Благодаря послушности верблю¬
дов и развитому у них чувству стадно¬
сти, пастухи могут управлять большими
стадами. Однако такое управление тре¬
бует навыка.Ресурсы пастбищ в Сахаре можно
использовать только за счет экстенсивно¬
го верблюдоводства. Поэтому упадок
верблюдоводства в Сахаре был бы досто¬
ин сожаления, так как означал бы на¬
прасную потерю пастбищных ресурсов.Перевод с английского Л. М. Баскинапри благоприятном ветре верблюды узна¬
ют о больших лужах, дожде или о све¬
жих пастбищах на расстоянии 40-—60 км.
Я сама наблюдала, как наши верховые
верблюды поворачивали свои головы и
пытались двигаться по направлению к
приближающемуся дождю или дождевым
облакам, видимым на горизонте, когда
сильный ветер приносил запах влаги.В конце лета, когда в Мавритании
случаются дожди, особенно велик риск
потерять верблюдов. Их трудно найти, по¬
тому что они редко пьют и не приходят
к колодцам. Самки особенно склонны
возвращаться в район, где они впервые
размножались. Поэтому издавна кочевни¬
ки, 'намеревающиеся уйти в дальние
странствия, покупали верблюдиц до их
первого отела.Убежать иногда может и целое ста¬
до, особенно часто это случается при при¬
ближении необычного предмета, так как
«ерблюды очень пугливы. К верблюдам,
которые пробыли в одиночестве несколь¬
ко месяцев, трудно 'приблизиться. Так,
138«Природа», 1976, № 3ITФизикаИзмерение характе¬
ристик распада части¬
цы ^ (3684)На линейном ускорите¬
ле в Станфорде изучали не¬
которые характеристики распа¬
да недавно открытой части¬
цы (3684) (число в скобках
означает массу покоя частиц в
МэВ). Были измерены относи¬
тельные вероятности различных
типов распада. Эти опытные
данные представляют большой
интерес для построения и
сравнения различных теорети¬
ческих моделей семейства
ф-частиц. Сообщаются следую¬
щие результаты: отношение
вероятностей распадов на
ц-мезоны ^ (3684)—Ц Ч1 к ве¬
роятности каскадного распада
^ (3684) — 1|) (3025) + X состав¬
ляет (1,4±0,3)%. Отношение
вероятностей двух типов кас¬
кадных распадов ^ (3684) —
—- 1|5 (3095) + 7Т°7Т° к
1|) (3684) -+- - ф (3095) +Л~л
равно 0,64 — 0,1 5.«Physical Review Letters»,
1975, v. 35, № 10, p. 625 (США).ФизикаКвантовые числа и
ширина распадов ча¬
стицы Ч' (3095)Недавно открытые я|)-ча-
стицы вносят много нового в
наши представления о класси¬
фикации элементарных частиц,
в частности в теорию кварков,
требуя введения не трех, как
это предполагалось ранее,
а четырех типов кварков. Есте¬
ственно, что изучению этих но¬вых частиц посвящено внима¬
ние многих физиков.В Станфордском и Ка¬
лифорнийском университетах
был измерен ряд физических
характеристик недавно откры¬
той частицы'ф(3095). ИспользуяЗависимость полного сечения
реакции е ’ е • *адроны от энер¬
гии в системе центра масс. По
оси ординат — полное сечение
реакции, выраженное в барнах
(1 6арн=10-24 см2). По оси
абсцисс — энергия	сталкива¬ющихся частиц (в ГэВ). Одина¬
ковая ширина Г-распада на
среднем и нижнем графиках
подтверждает родство элек¬
тронов и ^-мезонов, о чем дав¬
но говорят теоретики.Станфордский линейный уско¬
ритель и соленоидальный де¬
тектор лаборатории Лоуренса
в Беркли (Калифорния), экспе¬
риментаторы провели подроб¬
ное измерение сечения
е+ е—-рассеяния при столкно¬
вении встречных пучков элект¬
ронов и позитронов в накопи¬
тельных кольцах SPIRO. Сум¬
марная энергия сталкивающих¬ся частиц около 3,1 ГэВ. Бы¬
ло определено эффективное
рассеяние трех процессов:
1. е + е -^ адроны; 2.е + е--е + в";
3. е + е-~ Ц + |Ц-. Кривые зависи¬
мости всех трех сечений от
энергии обнаруживают острый
пик. Отсюда определяется зна¬
чение массы tj)-частицы:
т = 3095±4 МэВ.Полная ширина Г-распа-
да1|з -частицы, связанная со вре¬
менем жизни соотношением
T = t/r, согласно измерениям
авторов, равна 69±15 кэВ.
Приводятся значения ряда пар¬
циальных ширин для различ¬
ных мод распада. Наиболее
важный результат состоит в
том, что ширина Ге = Г,( =
= 4,8±0,6 кэВ. Равенства ширин
распада на пары е+ е- и
ц + свидетельствуют в поль-
зу|1 — е= универсальности, т. е.
одинаковости физической при¬
роды электрона и ц -мезона.
Изучение углового распределе¬
ния лептонов при распаде
^-частицы позволяет установить,
что ее спин равен 1, а четно¬
сти при пространственном от¬
ражении и зарядовом сопря¬
жении обе отрицательны.«Physical Review Letters»,
1975, v. 34, № 21, p. 1357 (США).АстрофизикаАргон в атмосфере
МарсаДо недавнего времени
специалисты считали, что атмо¬
сфера Марса — это практиче¬
ски чистый углекислый газ со
спектроскопическими следами
других газов. "Однако сейчас
это мнение поколеблено: по-
видимому около 30% марси¬
анской атмосферы составляет
аргон.Впервые данные о при¬
сутствии аргона были получе¬
ны советской автоматической
станцией «Марс-6», согласно
Новости науки139которым примерно одна моле¬
кула из трех в атмосфере
Марса принадлежит аргону.
Недавно спектроскопические
исследования Л. Каплана (Чи¬
кагский университет! США)
подтвердили этот результат.
Изучая уширение линий угле¬
кислого газа под действием
давления в марсианской атмо¬
сфере, Каплан доказал, что
наблюдаемое уширение можно
объяснить лишь присутствием
в атмосфере Марса аргона.«Sky and Telescope», 1975, v.49,
№ 5, p. 291 (США).АстрофизикаМежзвездные
молекулы этилового
спиртаГруппа сотрудников Мэ¬
ри лендского	университета
(США) во главе с Б. Цукер-
маном обнаружила межзвезд¬
ные молекулы этилового спир¬
та при наблюдении дискрет¬
ного источника космического
излучения Стрелец В2. Наблю¬
дения велись на 11-метровом
прецизионном радиотелескопе
в Китт-Пик (Аризона, США).
Газовое облако, в котором бы¬
ли обнаружены молекулы, ле¬
жит примерно в направлении
на центр нашей Галактики.
Отождествлены три эмиссион¬
ных линии молекулы С2Н5ОН
с длинами волн 3,5; 3,3 и
2,9 мм.«Sky and Telescope», 1975, v. 49,
№ 6, p. 368 (США).Космические исследованияЗапуск
«Эксплорера-53»7 мая 1975 г. с итальян¬
ской плавучей стартовой плат¬
формы «Сан-Марко», находя¬
щейся на якоре близ бере¬
гов Кении, был запущен астро¬
номический спутник «Экспло¬рер-53» (США). Ракета-носи¬
тель «Скаут» вывела спутник
на орбиту с высотой в пери¬
гее 509 км, высотой в‘ апогее
516 км, наклонением 3° и пе¬
риодом обращения 94,3 мин.«Эксплорер-53» весом
196,7 кг, предназначенный
для регистрации рентгеновско¬
го излучения небесных тел,
продолжит исследования, на¬
чатые спутником «Ухуру»1. На
борту «Эксплорера-53» допол¬
нительно установлена автома¬
тическая система регулирова¬
ния скорости вращения спутни¬
ка, повышена точность системы
управления ориентацией оси
вращения (±2° вместо ±5°),
увеличена информативность те¬
леметрической системы, в си¬
стему определения положения
спутника добавлено два звезд¬
ных датчика, что повышает
точность определения положе¬
ния наблюдаемых источников
рентгеновского излучения.В состав научной аппа¬
ратуры спутника входят: ана¬
лизатор для определения по¬
ложения очень слабых внега¬
лактических источников рентге¬
новского излучения, анализатор
галактических	источниковрентгеновского излучения для
их идентификации с точностью
до 15" и регистрации вариаций
интенсивности излучения таких
источников, детектор непре¬
рывных флуктуаций рентгенов¬
ского источника ScoX-1, при¬
бор для регистрации контуров
рентгеновского поглощения в
Галактике, что позволит опре¬
делить плотность и распреде¬
ление межзвездного вещества
путем измерений вариаций в
интенсивности низкоэнергети¬
ческого диффузного рентге¬
новского излучения в зависи¬
мости от галактической широ¬
ты.Научные приборы «Экс¬
плорера-53» также усовер¬
шенствованы по сравнению с
приборами спутника «Ухуру»:
расширен спектральный диапа¬
зон (0,2—60 кэВ), улучшено
разрешение по времени
(до 100 мс), добавлен детек¬
тор мягкого рентгеновского
излучения (0,2—1,2 кэВ), до-' ««Природа», 1973, № 8,
с. 40; 1974, № 6, с. 92.полнительно установлены 18
пропорциональных рентгенов¬
ских счетчиков, регистрирую¬
щих излучение в диапазоне
энергией 1—60 кэВ.Для более точного опре¬
деления положения и иденти¬
фикации источников рентгенов¬
ского излучения, зарегистри¬
рованных приборами спутника
«Эксплорер-53», наблюдения
тех же участков небесной
сферы в видимом диапазоне
ведутся на обсерватории
Китт-Пик, куда специально для
этих целей был доставлен 52-
дюймовый оптический теле¬
скоп Мичиганского универси¬
тета.«Flight InternationaI», 1975,
v. 107, № 3452, p. 809
(Великобритания);«Aviation Week and Space
Technology», 1975, v. 102,
№ 20, p. 41—42; № 21, p. 9 (США).АстрофизикаКосмические лучи
магнитосферного про
исхожденияОдним из первых и са¬
мых поразительных открытий,
сделанных при помощи амери¬
канского космического зонда
«Пионер-10» в 1973 г., было
установление факта, что косми¬
ческие лучи, по мнению уче¬
ных, приходящие только от
Солнца и из Галактики, в дей¬
ствительности, частично рожда¬
ются в радиационных поясах
Юпитера.В настоящее время груп¬
па американских ученых при¬
шла к выводу, что некоторая
часть космических лучей об¬
разуется еще ближе — в обла¬
сти радиационных поясов Зем¬
ли.Открытие было сделано
при помощи спутника Земли
ИМП-7 с сильно вытянутой ор¬
битой. Благодаря вращению
спутника можно было опреде¬
лить, откуда пришли заряжен¬
ные частицы. Кроме того, на
спутнике были установлены вы¬
сокочувствительные детекторы,
благодаря которым в данном
эксперименте был зафиксиро¬
140Новости наукиван в 10 раз больший поток
низкоэнергичных протонов,
чем удавалось регистрировать
ранее.Данные этих детекторов
позволили С. Кримигису и
Д. Колю (Университет Джона
Гопкинса, США) и Т. Армст¬
ронгу (Канзасский универси¬
тет, США) сравнить поток про¬
тонов, пришедший от Земли,
с потоком, пришедшим от
Солнца. Они обнаружили, что
даже в весьма спокойный пе¬
риод активности Солнца (в се¬
редине января 1973 г.) «вспы¬
шки» низкоэнергичных частиц,
выбрасываемых из радиацион¬
ных поясов Земли, происходи¬
ли с более или менее посто¬
янной частотой.Кроме того, исследова¬
тели обнаружили, что «вспыш¬
ки», по-видимому, тесно свя¬
заны с магнитными возмуще¬
ниями в радиационных поясах
Земли, создающими волны, ко¬
торые и ускоряют обычные
медленные частицы.Кримигис считает, что
при энергиях ниже 2 МэВ
большая часть, если не весь
спектр космических лучей в
межпланетном пространстве,
имеет магнитосферное проис¬
хождение. Возможно даже, что
вообще не существует низко¬
энергичных космических лучей,
приходящих в Солнечную си¬
стему извне, поскольку за счет
поляризации межзвездного
электрического поля они, ве¬
роятно, будут выталкиваться из
Солнечной системы, если их
энергия ниже 20 МэВ.Таким образом, данные пря¬
мых экспериментов убедитель¬
но доказывают возможность
ускорения частиц в магнито¬
сферах планет. Отметим, одна¬
ко, что это не единственный
источник космических лучей с
энергией около 1 МэВ. Боль¬
шие потоки таких частиц часто
наблюдаются в межпланетном
пространстве после солнечных
вспышек. Достаточно упомя¬
нуть вспышки солнечных кос¬
мических лучей в августе
1972 г., зарегистрированные,
в частности, космическим ап¬
паратом «Прогноз».Интересные результаты по
наблюдениям на спутнике
ИМП-7 были получены в октяб¬
ре 1972 г. американскими ис¬
следователями Е. Леви и др.Ими было показано, что за
пределами магнитосферы час¬
то наблюдаются узкие пики
протонов, ускоренных, по-ви¬
димому, «локальными» элект¬
рическими полями в межпла¬
нетном пространстве до энер¬
гии около 0,5 МэВ. Советский
космофизик Б. А. Тверской
еще несколько лет назад тео¬
ретически обосновал возмож¬
ность ускорения протонов до
энергий 1—10 МэВ гидромаг¬
нитными волнами непосредст¬
венно в межпланетном про¬
странстве. По этим причинам
гипотеза Кримигиса, очевидно,
нуждается в дальнейшей про¬
верке, поскольку вопрос о ма-
лоэнергичной компоненте кос¬
мических лучей очень важен
для понимания свойств меж¬
планетной среды.«Science News», 1974, v. 106,
N9 25—26, p. 390; «Известия
АН СССР. Серия физическая»,
1973, т. 37, № 6, с. 1 138;«Geophysical Research
Letters», 1974, v. 1, № 4,
p. 145; «Труды Международного
семинара по изучению физики
межпланетного пространства
С помощью космических
лучей». Л., 1969, с. 159.Био х имияСинтез белка
у дрожжейВ настоящее время хо¬
рошо известно, что любой бе¬
лок, независимо от его раз¬
меров и функций, синтезиру¬
ется в рибосомах на матри¬
це иРНК. Этот процесс обла¬
дает принципиально сходными
чертами у всех живых орга¬
низмов. Детали его изучались
в основном в опытах ih vitro,
т. е. на бесклеточных экстрак¬
тах, полученных из того или
иного живого организма, глав¬
ным образом из кишечной па¬
лочки (Е. coli). Однако многие
вопросы белкового синтеза в
живой клетке остаются пока
неясными, поскольку не всегда
результаты опытов, проведен¬
ных в пробирке, можно пере¬
нести на живую клетку.Какова скорость полиме¬ризации аминокислотных остат¬
ков в живой клетке? Сколько
времени требуется, чтобы за¬
кончить синтез одной белко¬
вой молекулы? Зависит ли ско¬
рость ее образования от дли¬
ны молекулы белка? Эти во¬
просы поставили перед собой
французские	биохимикиК. Валдрон, Р. Жунд и Ф. Jla-
крут, изучавшие механизм бел¬
кового синтеза в клетках
дрожжей.Дрожжи — очень удоб¬
ный объект для таких иссле¬Схема белкового синтеза в ри¬
босомах дрожжей. В в е рх у —
рибосома начинает синтезиро¬
вать белок. Несколько амино¬
кислотных остатков составля¬
ют короткий пептид. Этот пеп¬
тид выполняет роль своеобраз¬
ного заслона, мешая новым
аминоацил-тР Н К приблизиться
к рибосоме. Внизу — с увели¬
чением длины пептид приобре¬
тает упорядоченную структуру
и открывает доступ к рибосоме
молекул тРНК, несущим амино¬
кислоты.
Новости науки141дований. Их можно легко и
быстро выращивать на жидкой
питательной среде, а по уров¬
ню клеточной организации,
строению белоксинтезирующе-
го аппарата они принадлежат
к числу высших организмов —
эукариотов. Интерес к изуче¬
нию дрожжей объясняется
еще и их широким практиче¬
ским использованием.Методика эксперимента
французских биохимиков до¬
вольно проста. К клеткам
дрожжей, растущим на жидкой
питательной среде, добавляли
меченую аминокислоту лейцин
и следили за скоростью появ¬
ления радиоактивной метки в
белках разного молекулярно¬
го веса (чем выше молеку¬
лярный вес белка, тем длин¬
нее его молекула и тем боль¬
шее количество аминокислот¬
ных остатков входит в его со¬
став). Используя такой подход,
исследователи рассчитали, что
средняя скорость синтеза бел¬
ка равна 6,9 аминокислотным
остаткам в секунду. Значит,
молекула усредненного белка
дрожжей, состоящая из
533 аминокислот, образуется
приблизительно за 78 с.Второй вопрос: зависит
ли скорость синтеза какого-ли-
бо белка, или, как принято го¬
ворить, скорость efo элонга¬
ции, от длины молекулы бел¬
ка? Казалось бы, она должна
быть одинаковой для белков
разного молекулярного веса.
Однако Валдрон с соавторами
показали, что с увеличением
длины синтезируемого поли¬
пептида скорость его элонга¬
ции увеличивается. Так, для
белка, достигшего молекуляр¬
ного веса 40 ООО, скорость
элонгации составляет уже 10,5
аминокислотного остатка в се¬
кунду.Чем может быть вызва¬
но увеличение скорости син¬
теза белка с удлинением его
молекулы? Авторы считают,
что короткие новосинтезиро-
вённые полипептиды, связан¬
ные с рибосомой, выполняют
роль заслона, мешая новым
аминоацил-транспортным РНК,
несущим в рибосому амино¬
кислоты для белкового синте¬
за, приблизиться к рибосоме.
По мере удлинения молекулы
новосинтезированного полипеп¬
тида он приобретает вторич¬ную и третичную структуру и
«заслонный» эффект пропа¬
дает.«F Е В 5 Letters», 1974, v. 46, № 1,
р. п-16 (США).ЗоологияМорская жаба
на островах Тихого
океанаМорская жаба, или ага
(Bufo marinus),— крупное зем¬
новодное (свыше 25 см) с ядо¬
витым секретом кожных желез
и относительно высокой устой¬
чивостью к солености воды —
распространена в Центральной
и северной части Южной Аме¬
рики. Ага живет на сухих поч¬
вах, часто на побережье и ост¬
ровах, в эстуариях рек с соло¬
новатой водой.В начале 30-х годов для
биологического контроля за
численностью насекомых-вре-
дителей на плантациях сахар¬
ного тростника аги были ак¬
климатизированы на Гавайских
о-вах. Опыт оказался удачным,
и с Гавайев аги были завезе¬
ны на многие острова южной
части Тихого океана. Ныне
морские жабы стали обычным
видом земноводных на Фиджи,
Филиппинах, Соломоновых и
некоторых других островах
Океании и в Квинсленде (Ав¬
стралия).Д. Цаг, Е. Линдгрен и
Д. Пиппет изучали экологию
морских жаб в Папуа (Новая
Гвинея). В настоящее время
аги широко распространились в
восточной части Новой Гвинеи
и продолжают расселяться к
западу. Особенно многочис¬
ленны они в поселках и горо¬
дах, где плотность популяций
жаб достигает 300 особей на
гектар. Авторы указывают на
устойчивость	головастиковморских жаб к высокой темпе¬
ратуре воды (до 42°). Такая
термоустойчивость дает агам
преимущества перед местны¬
ми видами земноводных при
размножении в искусственных
водоемах с сильно прогревае¬мой водой. Исследователи не
обнаружили признаков вытес¬
нения крупными морскими жа¬
бами мелких туземных видов
бесхвостых земноводных или
даже конкуренции между ни¬
ми. Естественных врагов у
морских жаб в Новой Гвинее
также не найдено. Очевидно,
аги заняли в биоценозах Па¬
пуа свободные экологические
ниши, которые оставались до
их интродукции незанятыми
туземными видами земновод¬
ных.Ага (Bufo marinus).Подобные	ситуацииочень интересны для изуче¬
ния структуры биоценозов и
возможностей их обогащения
новыми видами организмов в
интересах человека.«Pacific Science», 1975, v. 29,
№ 1, р, 31—50 (США).МедицинаНовый
противовирусный
препарат —
антивиринВ Институте микробио¬
логии Чехословацкой академии
наук разработан новый проти¬
вовирусный препарат с услов¬
ным названием антивирин.
Препарат используется для ле¬
чения различных заболеваний
крупного рогатого скота, овец,
лошадей, свиней и других жи¬
вотных и, что особенно важно,
успешно вылечивает те заболе¬
142Новости наукивания, которые считаются
трудноизлечимыми или вооб¬
ще не поддаются лечению,
как, например, трихофитоз
скота. Препарат особенно эф¬
фективен при лечении различ¬
ных кожных заболеваний, ко¬
ровьей оспы, инфекционных за¬
болеваний глаз и др. Эффек¬
тивность препарата объясняет¬
ся его избирательной токсич¬
ностью для пораженных виру¬
сом клеток.Пр именение антивирина
может существенно изменить
способы лечения некоторых
вирусных заболеваний.«Bulletin Ceskoslovenske Aka-
demie Ved», 1975, № 4, с. 3
(4 ex о словаки я).Г еологияVIII Международный
конгресс по
стратиграфии и
геологии карбонаВ сентябре 1975 г. в
Москве проходила очередная
сессия Международного кон¬
гресса по стратиграфии и гео¬
логии карбона1. В ней участ¬
вовало более 900 человек из
24 стран мира.Пленарные заседания
конгресса были посвящены
достижениям в стратиграфии
карбона, проекту Международ¬
ной стратиграфической шкалы,
учению об угленосных форма¬
циях, геологии и разведке
угольных месторождений, изу¬
чению вещественного состава,
качества и путей более эф¬
фективного использования уг¬
лей. На 9 секциях было сде¬
лано 266 докладов, касав¬
шихся стратиграфии карбона
по различным регионам мира,
определения абсолютного воз¬
раста, палеонтологии, минера¬
логии и геохимии, литологии и
палеогеографии, тектоники и1 Тезисы докладов VIII
Международного	кон¬гресса по стратиграфии
и геологии карбона. М.,
«Наука», 1975.формационного анализа, пет¬
рографии и генезиса углей,
связи угле-, нефте-, газообра¬
зования, прикладной геологии
и геофизики. На ряде секций
тематика докладов затрагивала
не только образования камен¬
ноугольного периода, но и
другого возраста.Особое внимание на кон¬
грессе было уделено вопросам
геологического строения и
условиям формирования, раз¬
ведке угольных месторожде¬
ний, а также генетическим
связям размещения месторож¬
дения угля, нефти и газа.Достижением конгресса
следует признать создание
общемировой стратиграфиче¬
ской номенклатуры каменно¬
угольной системы, в основу
которой были положены
предложения советских специа¬
листов, учитывающие некото¬
рые элементы североамерикан¬
ской и западноевропейской
стратиграфических шкал. Кар-
бон подразделяется на три
отдела, ярусы которых в
принципе отвечают подразде¬
лениям, выделенным на Рус¬
ской платформе. В частности,
граница между нижним и
средним карбоном проведена
в середине намюра, нижняя
часть которого отнесена к
серпуховскому, а верхняя —
к башкирскому ярусам
(см. табл.).В многочисленных докла¬
дах советских геологов отра¬
зились успехи, достигнутые в
нашей стране по различным
аспектам изучения карбона иТаблицаСтратиграфическая шкала
карбонаОтделЯрусверхнийгжельскийкасимовскийсредниймосковскийбашкирскийнижнийсерпуховскойвиэейскийтурнейскийугольных	месторождений.Несомненный интерес пред¬
ставили доклады зарубежных
геологов, осветивших совре¬
менный уровень познания
стратиграфии и геологии кар¬
бона в своих странах.Успешной работе кон¬
гресса и научному обмену в
значительной степени спо¬
собствовали хорошо органи¬
зованные	геологические
экскурсии: Подмосковная,
Донецкая, Донецко-Северо-
Кавказская, Среднеазиатская и
Кузнецкая, которые состоя¬
лись до и после конгресса.Ю. Р. Мазор
Б. А. Соколов
Кандидаты геолого¬
минералогических наукМо с кваМетеорологийТелекамера спутника
смотрит в «глаз»
ураганаВ конце августа и нача¬
ле сентября 1975 г. телевизи¬
онная камера американского
метеорологического искусствен¬
ного спутника земли «НОАА-4»
сфотографировала над Атлан¬
тическим океаном ураган До¬
рис.Фотографии со спутни¬
ков, сделанные над районами,
сравнительно слабо освещен¬
ными обычными метеорологи¬
ческими наблюдениями, дают
ценную информацию и для
оперативной службы погоды, и
для метеорологических иссле¬
дований. Особенно важна их
роль в своевременном обнару¬
жении тропических циклонов и
ураганов, зарождающихся над
акваториями океанов.Имея последовательную
серию снимков с метеорологи¬
ческого спутника, можно не
только точно определить тра¬
екторию перемещения урагана,
но и проследить его эволю¬
цию, динамику его развития.Ураган «Дорис» возник
28 августа 1975 г. над цент-
Новости науки143Снимок с метеорологиче¬
ского спутника Земли
«НОАА-4»	охватываетакваторию	Атлантиче¬ского океана от южной
оконечности Гренландии
на севере (видна в верх¬
ней части снимка) до эк¬
ватора на юге; от восточ¬
ного побережья США на
западе до Британских
о-вов на востоке. В цент¬
ральной части снимка
отчетливо виден белый
облачный массив урага¬
на «Дорис» почти круго¬
вой формы с отдельными
грядами облачности, кон¬
центрически	сходящи¬
мися к его центру. Вся
облачная спираль как бы
вращается против часо¬
вой стрелки. В самом
центре облачного масси¬
ва — темное пятно. Это
так называемый «глаз»
бури, где господствуют
нисходящие вертикаль¬
ные движения воздуха.
Они создают безоблач¬
ную зону затишья диа¬
метром в несколько кило¬
метров, вокруг которой
с ураганной скоростью
вращается воздушный
поток. Давление в цент¬
ре «глаза» бури мини¬
мально, к периферии оно
резко повышается. Этот
перепад давления и вы¬
зывает огромные скоро¬
сти ветра. К ^северу от
урагана «Дорис» видна
облачная система атмо¬
сферного фронта, протя¬
нувшегося от Британских
о-вов к побережью США.ральной частью Атлантики под
35 параллелью к юго-западу
от Азорских о-вов. Обычно
тропические циклоны возника¬
ют значительно южнее ^тропи¬
ческой зоне Атлантического
океана. Поэтому будущий ура¬ган «Дорис» вначале был клас¬
сифицирован мак «субтропиче¬
ский шторм». Медленно пере¬
мещаясь к северо-востоку по
западной периферии субтропи¬
ческого антициклона, шторм
постепенно набирал силу и31 августа перешел в стадию
урвана: скорость ветра вблизи
его центра превысила 29 м/с.В момент, зафиксирован¬
ный на снимке, ураган «Дорис»
достиг максимального разви¬
тия, когда скорость ветра в
144Новости наукиего центре была равна 50—
60 м/с. Поскольку ураган сме¬
щался в районы интенсивного
морского судоходства и пред¬
ставлял существенную опас¬
ность для судов, всем заинте¬
ресованным организациям бы¬
ли посланы штормовые преду¬
преждения.Аналогичные снимки
урагана «Дорис», сделанные
двумя сутками позднее, пока¬
зали, что плотная облачная
спираль начала распадаться,
диаметр ее увеличился, а яр¬
кость облачности уменьши¬
лась. Все это свидетельствова¬
ло об ослаблении интенсив¬
ности урагана, и 4 сентября он
превратился в обычный цик¬
лон.М. Г. Найшуллер
Кандидат географических наукМоскваГеологияНовые железорудные
месторождения
на УкраинеВ результате выполнен¬
ных за последнее десятилетие
поисковых, геофизических и
геологосъемочных работ на
территории Приазовского кри¬
сталлического массива, на юге
Украины, выявлен ряд новых
железорудных месторождений.
Все они богаты пироксен-магне-
титовыми рудами, содержащи¬
ми от 15 до 30—35% магнети-
тового железа.В приазовских железных
рудах отсутствуют вредные
примеси, они легко обогаща¬
ются. По довольно простым
схемам сухой и мокрой маг¬
нитной сепарации, например
из руд Мариупольского место¬
рождения, получены чистые
концентраты с содержанием
69—70% железа. Путем фло¬
тации из них получены супер-
концентраты,	содержащие71,5% железа и 0,22—0,27%
кремнезема.Общность генезиса, ми¬
нералогических и технологиче¬
ских свойств руд и подавляю¬
щего большинства месторож¬
дений Приазовья свидетельст¬вуют о новом, своеобразном
мариупольском типе бедных,
но исключительно легко обога-
тимых железных руд.Открытие и разведка
Мариупольского, а также
Куксунгурского, Корсакского,
Ново-Украинского и ряда дру¬
гих месторождений и много¬
численных рудопроявлений лег-
кообогатимых руд позволяет
говорить о новой сырьевой ба¬
зе— Приазовском железоруд¬
ном районе.«Советская геология»»., 1975,
№ 9, с. 58—69.ЭкологияСвинец
в придорожных
почвахЕ. М. Нефедова (кафед¬
ра геохимии почв и геохимии
ландшафтов Московского го¬
сударственного университета)
обнаружила резкое увеличение
содержания свинца в почвах
вблизи автомагистралей Моск¬
ва— Ленинград, Валдай — Бо-
ровичи в Новгородской обла¬
сти. Геохимические исследова¬
ния показали, что около поло¬
тен дорог, в верхних слоях почв
количество свинца в 6—34 раза
превышает обнаруживаемое в
отдалении от дорог.Токсичный свинец промы¬
вается только на вершинах и
склонах моренных холмов, а в
межгорных холмовых депрес¬
сиях накапливается, создавая
наиболее опасные зоны вто¬
ричной аккумуляции свинца.
Из почв токсичные соединения
попадают в растения, а по пи¬
щевым цепям — в животных и
человека. Особо активно свинец
накапливается в корнеплодах и
капусте. Так, в ботве картофе¬
ля в 10 м от шоссе количе¬
ство свинца увеличено r 21
раз, а в клубнях картофеля —
в 26 раз по сравнению с ра¬
стениями фоновых участков.«Вестник МГУ», 1975, № 3,
с. 28—36.Организация наукиXIII Тихоокеанский
научный конгрессВ августе 1975 г. в Ван¬
кувере (Канада) проходил
XIII Тихоокеанский научный
конгресс. Он собрал свыше
1500 участников из 46 стран
Европы, Азии, Северной и
Южной Америки, Океании.Необычайно широкая те¬
матика конгресса была пред¬
ставлена такими секциями, как:
социальные науки и человече¬
ство, питание, общественное
здравоохранение и медицин¬
ские науки, водные ресурсы и
их использование, ботаника,
география, охрана и защита
окружающей среды, научное
изучение коралловых рифов,
земельные ресурсы и их ис¬
пользование, место человека в
изменении островной экоси¬
стемы, происхождение тихо¬
океанской наземной флоры и
фауны и др.Советская делегация
принимала активное участие во
многих симпозиумах. Среди
множества докладов естествен¬
нонаучной тематики можно
отметить доклад Я. Н. Гузева-
того об основных принципах
марксистско-ленинской теории
народонаселения в связи с со¬
временными мировыми демо¬
графическими и экологически¬
ми проблемами.Очередной, XIV Тихо¬
океанский научный конгресс
состоится в Новосибирске.
Президентом конгресса избран
председатель	ПрезидиумаДальневосточного научного
центра АН СССР А. П. Капица.Профессор К. В. МалаховскийМосква
145Александр Павлович ВиноградовСоветская наука понесла тяжелую
утрату. 16 ноября 1975 г. скончался вице-
президент Академии наук СССР, дважды
Герой Социалистического Труда, лауреат
Ленинскай и Государственной премий,
академик Александр Павлович Виноградов.А. П. Виноградов был талантливым
ученым и крупным организатором науки,
общественным деятелем, который всю
свою жизнь отдал беззаветному служе^
нию науке, советскому народу, нашей
социалистической Родине.А. П. Виноградов родился 9 (21) ав¬
густа 1895 г. в Петербурге. В Академию
наук пришел после окончания Военно-Ме-
дицинской академии и химического фа¬
культета Ленинградского университета
(1924). В 1926 г. он стал сотрудникомотдела живого вещества при Комиссии ес¬
тественных	производительных сил
АН СССР, который возглавлял В. И. Вер¬
надский. При участии А. П. Виноградо¬
ва маленький отдел превратился в само¬
стоятельную биогеохимическую лаборато¬
рию (1928), на базе которой Александр
Павлович после смерти Вернадского со¬
здал Институт геохимии и аналитической
химии им. В. И. Вернадского АН СССР
(1947). А. П. Виноградов был бессмен¬
ным директором института, который под
его руководством завоевал мировую из¬
вестность.Сочетание аналитической химии и
геоХимии в названии института не слу¬
чайно. В. И. Вернадский и А. П. Вино¬
градов видели необходимость создания
института, в котором гармонично разви¬
вались бы аналитические методы химии
для решения тончайших вопросов хими¬
ческого строения Земли и космоса,Биохимические методы изучения
биосферы, которые развивались А. П. Ви¬
ноградовым еще в 20—30-е годы в био-
геохимической лаборатории, сейчас осо¬
бенно актуальны в связи с проблемой
охраны природы, проблемой взаимодейст¬
вия человека и среды его обитания. Тру¬
ды А. П. Виноградова по химическому
составу морских организмов, почв и во¬
ды получили заслуженную высокую
оценку. В 1943 г. А. П. Виноградов
был избран членом-корреспондентом,
а в 1953 г. — действительным членом
АН СССР. В 1963 г. он был избран ака-
демиком-секретарем Отделения наук о
Земле Академии наук СССР, at 1967 г.—
вице-президентом Академии наук СССР.А. П. Виноградов внес большой
вклад в развитие всех наук о Земле,
обобщил огромный материал о содержа¬
нии и распределении химических эле¬
ментов в почвах и горных породах, о
химическом составе организмов. Он зало¬
жил основы использования изотопного со¬
става химических элементов для опреде¬
ления абсолютного возраста горных по¬
род и выяснения происхождения место¬
рождений полезных ископаемых. А. П.
Виноградов сформулировал гипотезу о
происхожении Земли, развил представле¬
ния о формировании и эволюции земных
146оболочек, о геохимии Мирового океана.
С его именем связано широкое изуче¬
ние рудообразующих процессов в глу¬
бинных зонах Земли, исследования по
геохимии Луны, Венеры, Марса.А. П. Виноградов был в числе тех,
кто внес выдающийся вклад в овладение
атомной энергией, в развитие новых на¬
правлений в радиохимии, химии и техно¬
логии чистых веществ и редких элемен¬
тов.В последние годы Александра Пав¬
ловича привлекали две крупные пробле¬
мы: химическая эволюция Земли и фор¬
мирование ее внешних оболочек и кос¬
мохимия Солнечной системы. Происхож¬
дение Земли и формирование ее хими¬
ческого состава в целом вышло за рам¬
ки чисто земных наук, и решение этих
вопросов немыслимо без сравнительной
планетологии, в развитии которой он при¬
нимал активное участие.А. П. Виноградову принадлежит бо¬
лее 400 работ. Здесь нет возможности
перечислить все направления его иссле¬
дований и полно осветить его участие в
организации советской науки. Для этого
требуется обширное исследование, кото¬
рое несомненно будет выполнено в бу¬
дущем. Ученик крупнейшего ученого-мыс-
лителя В. И. Вернадского, А. П. Вино¬
градов унаследовал многогранность его
интересов, но шел своим путем.А. П. Виноградова не увлекали на¬
учные идеи, высказанные в общей фор¬
ме. Он стремился к конкретности, к экс¬
периментально доказанным фактам, к во¬
площению науки в практические, осяза¬
емые результаты, которые хотел видеть
сам. Трудоспособность Александра Пав¬
ловича была необычайной. В течение
всей жизни он появлялся на работе рань¬
ше многих сотрудников и редко оста¬
вался один. Весь день его приемная бы¬
ла заполнена, и одно совещание следо¬
вало за другим; научные вопросы чере¬
довались с организационными. Проблемы
аналитической химии, биохимии, охраны
природы, чистых реактивов, атомной про¬
мышленности, океана, Земли, исследова¬
ние космоса — и так весь день. А вече¬
рами и в выходные дни — отзывы, ре¬
цензии, статьи. Он не щадил себя, но
не щадил и других, до тонкости вникая
во все.А. П. Виноградов уделял большое
внимание подготовке и воспитанию науч¬
ных кадров. С каждым принимаемым со¬
трудником он знакомился лично и следил
за его работой. В Московском универси¬тете им была организована кафедра гео¬
химии, которой он руководил 20 лет и
которая явилась настоящей школой со¬
ветских геохимиков. Он был редактором
многочисленных изданий и членом ред¬
коллегии ряда журналов, в том числе
и журнала «Природа». Организованный
им журнал «Геохимия» заслужил миро¬
вую известность.Большую научную, педагогическую
и организационную работу он сочетал с
активным участием в государственной и
общественной жизни нашей страны. А. П.
Виноградов избирался депутатом Верхов¬
ного Совета РСФСР, был членом Совет¬
ского комитета защиты мира, постоянным
участником Пагуошского движения за мир
и сотрудничество ученых.Родина достойно оценила заслуги
А. П. Виноградова. Он был дважды удо¬
стоен звания Героя Социалистического
Труда, награжден шестью орденами Лени¬
на, двумя орденами Трудового Красного
Знамени, многими медалями. Молодежь
должна учиться на его примере трудо¬
способности и беззаветной преданности
науке. Светлая память о замечательном
советском ученом академике Александре
Павловиче Виноградове навсегда сохра¬
нится в сердцах советских людей.Академик Н. Г. Басов
Академик А. В. Сидоренко
К. П. Флоренский
Кандидат геолого-минералогических наук
«Природа», 1976, № 3 147О—"""У истоков научных контактов СССР и СШАГ. К. ЦвераваБокситогорскН Н БОЛХОВИТИНОВPVCCKO -
АМЕРИКАНСКИЕ
ОТНОШЕНИЯ1815-1832ггН, Н. Болховитинов. РУССКО-АМЕРИКАН¬
СКИЕ ОТНОШЕНИЯ 1815—1832 гг. М., «Наука»,
1975, 626 с.«Важной особенностью настоящей
работы является рассмотрение не только
собственно дипломатических отношений
между С.-Петербургом и Вашингтоном,
но и детальное иссл-едование торговых,
общественно-политических, научных и
культурных связей между обеими стра¬
нами... В прошлом историки междуна¬
родных отношений крайне редко обраща¬
лись к изучению общественно-политиче¬
ских, научных и культурных связей... Изистории международных отношений тем
самым выпадал главный элемент-—народ,
причем народ в лице своих самых луч¬
ших, наиболее образованных и активных
представителей — ученых, общественных
деятелей, литераторов и журналистов».
Эта выдержка из авторского предисловия
к книге видного советского американиста
Н. Н. Болховитинова как нельзя лучше ха¬
рактеризует ее лейтмотив.В настоящих заметках, отнюдь не
претендующих на разбор всей книги
Н. Н. Болховитинова, блестяще написан¬
ной и весьма поучительной, я коснусь
лишь наиболее близкой мне темы: исто¬
рии научных связей между Россией и
США.Автор имел возможность порабо¬
тать в архивах, библиотеках и универси¬
тетских центрах США, что позволило ему
обогатить свой труд новыми докумен¬
тальными сведениями, почерпнутыми из
американских хранилищ. Результаты этих
плодотворных исканий были отражены
Н. Н. Болховитиновым в ряде журналь¬
ных статей, опубликованных в последние
годы и посвященных русско-американ-
ским научным контактам. Эти контакты
возникли еще до обретения Новой Анг¬
лией независимости от британской коро¬
ны, т. е. до 1776 г. И автор книги на¬
поминает, что диалог между двумя вели¬
кими народами был начат не правительст¬
вами, а учеными: «...Сама история отно¬
шений между Америкой и Россией откры¬
вается в середине XVIII в. прямыми и
косвенными контактами Б. Франклина и
других американских ученых с их петер¬
бургскими коллегами...» (с. 2). Уместно
добавить, что хорошо известен «повод»,
побудивший Франклина и его друзей об¬
ратить взоры в сторону далекой России:
подвижническая смерть от удара молнии
в 1753 г. выдающегося русского физика
Г. В. Рихмана, получившая широкую оглас¬
ку в периодической печати и взбудора¬
жившая тогдашний ученый мир. Что ка¬
148Г. К. Цверавасается самого Рихмана, то, насколько я
могу судить, он прежде других сотова¬
рищей по Академии наук ознакомился с
«Опытами и наблюдениями над электри¬
чеством» знаменитого филадельфийца.В свете только что сказанного за¬
служивает большого ' внимания обнару¬
женное Н. Н. Болховитиновым в архиве
Пенсильванского исторического общества
и впервые им опубликованное письмо
Франклина, написанное в Лондоне 6 ию¬
ня 1766 г. и адресованное петербургско¬
му физику Ф. У. Т. Эпинусу, чьи труды
по электричеству считаются классическими.
Франклин сообщал: «Сэр, когда я послед¬
ний раз был в Америке, я получил там
Вашу прекрасную работу о теориях элект¬
ричества и магнетизма, которую, как я
понял, Вы удостоили чести послать мне.
Я прочитал ее с бесконечным удовлетво¬
рением и удовольствием, и прошу Вас
принять мои лучшие выражения призна¬
тельности и поздравлений, которые Вы
действительно заслужили от всей Рес¬
публики Наук». Далее Франклин извеща¬
ет, что «с этим письмом» посылает рус¬
скому коллеге не напечатанную еще в
Англии работу1. К сожалению, автор не
уточняет, о какой работе шла речь в
письме и было ли оно вообще отправ¬
лено в Россию. Факсимиле этого доку¬
мента воспроизведено на форзаце рецен¬
зируемой книги.Процитированная эпистола примеча¬
тельна по меньшей мере в двух отноше¬
ниях. Из нее, во-первых, следует, что, во¬
преки мнению некоторых исследователей,
Франклин читал фундаментальный труд
Эпинуса «Опыт теории электричества и
магнетизма», изданный в 1759 г. в Петер¬
бурге. Во-вторых, наряду с не посланным
адресату письмом от 20 февраля 1765 г.
ученого-любителя Э. Стайлса М. В. Ло¬
моносову, касающимся географических и
метеорологических исследований послед¬
него2, записка Франклина относится к са¬
мым первым попыткам научного обмена
между США и Россией.О все возрастающем интересе аме¬
риканской научной общественности к до¬1 Болховитинов Н. Н. Ь. Франклин
и М. В. Ломоносов.— «Новая и новейшая
история», 1973, N9 3, с. 80—81.1 J1 е с г е р Г. М. Знакомство ученых Се¬
верной Америки колониального периода
с работами М. В. Ломоносова и Петер¬
бургской Академии наук.— «Вопросы
истории естествознания и техники», 1962,
вып. 12, с. 145.стижениям русских ученых и о высокой
оценке их вклада в науку свидетельст¬
вует речь вице-президента Американско¬
го философского общества Т. Бонда, про¬
изнесенная 21 мая 1782 г. в 39-ю годов¬
щину основания этой старейшей в Новом
Свете ученой корпорации. «Если мы об¬
ратимся к странам древнего и нового
мира,— говорил Бонд,— то обнаружим,
что наиболее значительной чертой в их
характере, чертой, которая обеспечила
им признание за рубежом, была ил лю¬
бовь к литературе, искусству и наукам.
Россия... поднялась к светлому величию
подобно утреннему солнцу. Она занялась
поисками ученых во всем мире и предо¬
ставила все возможное поощрение раз¬
личным отраслям литературы; есть что-
то общее и похожее между Россией и
Америкой в том, что касается созданных
там улучшений и их неожиданного вели¬
чия. Я не могу удержаться от искрен¬
ней рекомендации Обществу содейство¬
вать знакомству с учеными людьми и
учреждениями этой выдающейся стра¬
ны» (с. 575—576).Призыв Бонда не остался незаме¬
ченным. Начался интенсивный обмен
научной литературой. В 1789 г. в назван¬
ное научное общество была избрана ди¬
ректор Петербургской Академии наук и
президент Российской академии Е. Р. Даш¬
кова.Нельзя не поблагодарить автора за
то, что он извлек из забвения и пред¬
ставил читателю статьи об Америке, не¬
редко полемические, щедро печатавшие¬
ся в русском периодическом издании
«Дух журналов» (1815—1820). Что каса¬
ется взаимопроникновения научных идей,
то, как показывает Н. Н Болховитинов,
этот процесс, обозначившийся в 50—60-х
годах XVIII в., обрел более организован¬
ную и продуктивную форму в период от
образования Священного союза в 1815 г.
до подписания в 1832 г. русско-американ-
ского торгового договора. Ослабевший
было в годы наполеоновских войн науч¬
ный обмен получил после их окончания
свежий импульс. Американский ученый-
филолог П. С. Дю Понсо, пристально сле¬
дивший за достижениями русских коллег,
обратился за содействием к известному
петербургскому историку и лингвисту
Ф. П. Аделунгу. «Недавнее общее уми¬
ротворение,— писал ему Дю Понсо,—
предоставило миру возможность заняться
без помех науками и ремеслами, которые
объединяют человечество... Иностранная
держава может стать для нас источником,
У истоков научных контактов СССР и США149из которого наш труд получит значитель-
ную помощь» (с. 524). Аделунг выслал
своему корреспонденту все запрашивае¬
мые им материалы, в том числе долго¬
жданные в Америке «Сравнительные сло¬
вари всех языков и наречий», составлен¬
ные по указанию Екатерины II П. С. Пал-
ласом.О многом говорят и такие сведе¬
ния, сообщаемые автором. За 1815—
1832 гг. в Американское философское об¬
щество было избрано 12 русских ученых
различного профиля; в 1834 г. членами
Американской академии искусств и наук в
Бостоне, основанной в 1780 г., стали рус¬
ские ученые В. Я. Струве и М. В. Ост¬
роградский. Не менее симптоматично, что
в библиотеках научных корпораций Со¬
единенных Штатов были собраны полные
для тех лет комплекты трудов Петербург¬
ской Академии наук и другие русские
издания.Контакты развивались не только в
академическом русле. Большой вклад в
научный и технический обмен внесли рус¬
ские дипломатические работники в Соеди¬
ненных Штатах. Этот факт впервые широ¬
ко освещен автором. В книге рассказано,
в частности, о научной деятельности сек¬
ретаря русской миссии Ю. А. Валенштей-
на, имевшего звание члена-корреспонден-
та Мадридской академии исторических на¬
ук. По прибытии в Вашингтон Валенштейн
приступил к систематическим метеороло¬
гическим наблюдениям, пользуясь лучши-
шим в те годы инструментарием, приоб¬
ретенным им в Европе. Валенштейн пред¬
ставил на рассмотрение Философского
общества «Сводку метеорологических на¬
блюдений, проведенных в Вашингтоне с
18 апреля 1823 г. по 18 апреля 1824 г.».
Этот оригинальный материал вместе с по¬
яснительной запиской был напечатан в
1825 г. в «Трудах» Общества. «Это была
первая русская работа, опубликованная
Американским философским обществом»
(с. 537). Н. Н. Болховитинов пишет и об
исторических разысканиях Валенштейна,
его журналистской деятельности, о том,
что «русский дипломат приложил немало
усилий для того, чтобы содействовать раз¬
витию международных научных контактов»
(с. 540). Валенштейн, в частности, много
сделал для ознакомления американской
общественности с отчетами первой рус¬
ской кругосветной экспедиции, руководи¬
мой И. Ф. Крузенштерном, который с
1824 г. стал членом Американского фи¬
лософского общества. Самого Валенштей¬
на избрали в это Общество в 1830 г., аза два года перед тем — в Академию ис¬
кусств и наук. Можно только пожалеть,
что автор книги не сообщил никаких био¬
графических сведений об этом незауряд¬
ном человеке.Через посредство консула в Бостоне
А. Г. Евстафьева американские врачи
смогли ознакомиться с трудами известно¬
го русского анатома и хирурга И. В. Бу-
яльского.Русские дипломаты в Соединенных
Штатах проявляли интерес и к достиже¬
ниям американской техники, хотя тогда
она в целом еще отставала от европей¬
ской. Так, царский посланник А. Я. Даш¬
ков считал своей большой заСлугой, что
он отправлял на родину образцы техни¬
ческих новинок — хлопкоочистительной
машины Уитни, многозарядной пушки
Берри, типографского станка Климмера.
По рекомендации упомянутого Евстафье¬
ва казна купила в Соединенных Штатах
«машину для взносу кирпича» (подъемник)
конструкции Дирборна, безмен и другое
оборудование.Впрочем, обо всем, что есть при¬
мечательного в книге, не скажешь в ре¬
цензии. Надо самому прочесть работу
Н. Н. Болховитинова, чтобы по достоин¬
ству ее оценить и убедиться в том, что
советско-американское научное и техни¬
ческое сотрудничество, свидетелями кото¬
рого мы все являемся, имеет давние тра¬
диции.
150«Природа», 1976, № 3О механике движения животныхЖ. Я. ГрушанскаяА. И. КороткимКандидат технических наукЛенинградН. В. Кокшайский. ОЧЕРК БИОЛОГИ¬
ЧЕСКОЙ АЭРО- И ГИДРОМЕХАНИКИ
(полет и плавание животных). М., «Наука»,
1974, 256 с.Со времени первого съезда спе¬
циалистов по бионике в Райт-Филде
(США), где впервые были сформулиро¬
ваны задачи разных отраслей этой новой
науки, прошло 15 лет. За истекшие годы
в литературе, посвященной движению жи¬
вотных в воде и воздухе, появилось
большое число работ — теоретических,
экспериментальных, компилятивных и по¬
пулярных. Однако, не говоря уже о раз¬
ном научном качестве этих публикаций,нужно отметить, что подавляющее их
большинство посвящено рассмотрению
какого-нибудь одного более или менее
узкого вопроса. Кроме того, в этих рабо¬
тах редко можно усмотреть четкую зави¬
симость между биологической природой
и гидромеханическими закономерностями
рассматриваемого явления. Для некото¬
рых из этих публикаций, к сожалению,
характерно голое теоретизирование, при¬
водящее к затуманиванию фактов, или да¬
же откровенные натяжки в выводах.Книга Н. В. Кокщайского — это пер¬
вая в отечественной литературе моногра¬
фия по проблемам локомоции живых ор¬
ганизмов, охватывающая опыт, приобре¬
тенный данной отраслью науки к настоя¬
щему времени. В книге нашли отраже¬
ние все способы движения животных в
сплошной среде — от ундуляционного
способа создания тяги простейшими до
движителей типа «машущее крыло», кото¬
рыми являются и мощный хвостовой плав¬
ник дельфина, и крыло птицы. Автор
скрупулезно анализирует огромное ко¬
личество опубликованных результатов и
отсекает те из них, которые не имею|
отношения к науке.	,пОсновная цель книги — формулирд^
вание крупных методологических зад^
биоаэро- и гидромеханики и выбор путей
их решения.Вскрыть гидромеханические законо¬
мерности, присущие движению тех или
иных групп биологических объектов, мож¬
но только при всестороннем изучении
различных аспектов локомоции животных
и непременном учете их морфологиче¬
ского и функционального разнообразия.
Автор справедливо подвергает критике
попытки увидеть «основной смысл биони¬
ческого исследования... в копировании,
точном воспроизведении определенных
деталей строения биологического прото¬
типа в некотором техническом устройст¬
ве» (с. 235). Действительно, точка зре¬
О механике движения животных151ния, будто слепым копированием живой
природы можно добиться усовершенство¬
вания современных технических аппара¬
тов, не только ошибочна, но и вредна.
Примером могут служить работы, имею¬
щие подтекст «природа знает лучше».Во многих работах, особенно напи¬
санных небиологами, часто присутствует
тенденция приписывать живому организму
или отдельному его органу безотноситель¬
но о тимальную приспособленность к
движению или выполнению какой-либо
отдельной функции. Но для того чтобы
судить об оптимизации применительно к
живому, нужно рассматривать вид в це¬
лом или даже сообщество видов, в кото¬
ром каждое изучаемое «приспособление»
или «устройство» оптимально прежде все¬
го с точки зрения сохранения данного
вида в данных условиях.Осторожность, с которой следует
подходить к использованию в технических
целях решений, существующих в природе,
в частности, обусловлена еще и тем, что
для всех видов локомоции животных в
сплошной среде характерен нестационар¬
ный способ создания■аэро- и гидродина¬
мических сил. Иначе говоря, движители
животных, плавающих или летающих,
представляют собой органы, работающие
на принципе колебания, периодической
смены фаз «работа» и «пауза», в то
время как в технике основным принци¬
пом создания тяги является вращательное
движение, имеющее стационарный харак¬
тер.Существует еще один важный ас¬
пект биологической аэро- и гидромеха¬
ники. Книга Н. В. Кокшайского призывает
обращать серьезное внимание на чистоту
поставленного эксперимента. В опытах,
поставленных с целью определить какие-
7fn6o параметры движения животного, сле¬
зет учитывать реакцию объекта на ком¬
плекс условий эксперимента, по возмож¬
ности приближать эти условия к естест¬
венным для данного животного, а кроме
того, принимать во внимание все посто¬
ронние факторы, которые так или иначе
могут повлиять на поведение животных.
В противном случае может резко нару¬
шиться правильность количественной, да
и качественной оценки исследуемых ха¬
рактеристик. Во избежание серьезных
просчетов при определении параметров
движения животного в естественных усло¬
виях должен учитываться весь комплекс
биологических и гидродинамических фак¬
торов, определяющих ситуацию, в кото¬
рой оно находится.Так, например, в литературе по¬
явились сообщения о необычайно высо¬
ких скоростях плавания дельфинов. Как
пишет автор книги, такие скорости дей¬
ствительно наблюдались, но развивались
они не с помощью мускульных усилий
животного, а «вследствие использования
дельфинами благоприятного распределе¬
ния давлений в дивергирующем' перед
носом идущего судна потоке и феномена
оседлывания носовой волны... Могут дель¬
фины оседлывать и ветровые волны»
(с. 177). Между тем, не разобравшись в
этой ситуации, некоторые авторы стали
депать выводы о якобы существующих у
дельфинов особых способах снижения
гидродинамического давления.Описывая существующие теоретиче¬
ские модели локомоции живых существ,
автор все время отделяет достоверные
сведения от всякого рода необоснован¬
ных утверждений, рассчитанных на сенса¬
цию. Последовательно разбирая факты,
автор развенчивает и так называемый
«парадокс Грея» для рыб, показывая, что
коэффициент сопротивления живой рыбы
во всяком случае не меньше коэффици¬
ента сопротивления соответствующей
твердой модели. Несколько менее реши¬
тельно, к сожалению, говорит автор об
отсутствии «парадокса Грея» для дельфи¬
нов. Но, возможно, это вызвано недоста¬
точным количеством опубликованных дан¬
ных об экспериментах по изучению ско¬
рости плавания, мощности и гидродина¬
мического сопротивления этих животных.В книге есть недочеты, но их ма¬
ло. Так, на с. 214, где речь идет об от¬
рыве пограничного слоя на крыльях раз¬
личного удлинения, вкралась ошибка: в
противоположность написанному, критиче¬
ский угол атаки меньше для крыльев
большого удлинения. Некоторые, сугубо
специальные термины, например «тар¬
зальный рефлекс» (с. 216), следовало бы
пояснять.Для книги Н. В. Кокшайского харак¬
терна яркость и лаконичность изложения
сложных проблем биологической аэро- и
гидромеханики, безукоризненное владе¬
ние обеими сторонами этой синтетиче¬
ской отрасли науки. Книга вводит читате¬
ля в круг задач еще достаточно молодой
науки и одновременно заставляет думать
о ее роли и месте среди других наук,
ставших классическими, о путях ее раз¬
вития, о возможностях использования ее
достижений в технике.
152«Природа», 1976, № 3Курс общей биохимииС.	А. ОстроумовМоскваАЛенинджер БИОХИМИЯА.	Ленннджер. БИОХИМИЯ. М., «Мир»,1974,	957 с.Имя американского ученого Альбер¬
та Ленинджера хорошо известно биохи¬
микам. Именно А. Ленинджер одним из
первых (в конце 40-х годов) показал, что
реакции окисления жирных кислот, цикла
Кребса и окислительного фосфорилиро-
вания локализованы в митохондриях. На
русский язык была переведена моногра¬
фия А. Ленинджера «Митохондрия» (М.,
«Мир», 1966). Теперь советский читатель
имеет возможность познакомиться с при¬надлежащим перу этого автора капиталь¬
ным курсом биологической химии.Современная	биохимия — наукаочень сильно дифференцированная. Мно¬
гие ее области неразрывно срослись с
биофизикой. Выросла молекулярная био¬
логия. Собрать и переработать в форме
учебника все добытое в этих областях —
задача очень трудная. К тому же ин¬
формация, полученная в этих интенсивно
развивающихся областях, непрерывно
уточняется и быстро стареет. Тем не ме¬
нее А. Ленинджер блестяще осуществил
свой замысел.Первая часть книги «Молекулярные
компоненты клетки» посвящена описанию
молекул и надмолекулярных структур,
входящих в состав клетки. Эта часть, са¬
мая большая по объему, представляет со¬
бой как бы развернутое введение, изла¬
гающее данные о строении и организа¬
ции молекул, необходимые для понима¬
ния описанных далее событий. В даль¬
нейшем автор старается не возвращать¬
ся к вопросам структуры.Вторая часть книги отвечает на во-,
прос, откуда клетка получает энергию,
необходимую для своего функционирова¬
ния. Сюда вошло описание биоэнергетики
клетки в широком смысле слова, включая
фотосинтез.Третья часть «Биосинтез и утилиза¬
ция энергии фосфорной связи» менее
цельна: она содержит, наряду с обзо¬
ром реакций биосинтеза отдельных групп
соединений, две главы, не имеющие пря¬
мого отношения к биосинтезу. Это глава
о сократительных системах и системах
движения и глава об активном переносе
через мембраны.В последнюю, четвертую часть ав¬
тор собрал материал о репликации, тран¬
скрипции и трансляции генетической ин¬
формации. Здесь же говорится о молеку¬
лярных основах морфогенеза и о проис¬
хождении жизни.
Курс общей биохимии153В каждой из глав даются задачи
(в конце книги помещены ответы на них).
Эти задачи помогают студенту ощутить
количественные параметры биохимиче¬
ских систем. Безусловно, полезны и при¬
водимые в конце каждой главы списки
литературы. К сожалению, здесь А. Ле-
нинджер редко ссылается на работы со¬
ветских ученых. Зато в приложении, оза¬
главленном «Хронология биохимии», где
дается перечень основных открытий, на¬
чиная с XVIII в. и кончая 1954 г., чи¬
татель встречает имена В. А. Энгельгард-
та, М. Н. Любимовой, А. И. Опарина,А.	Е. Браунштейна, М. Г. Крицман, В. А.
Белицера.Бесспорным достоинством книги яв¬
ляется множество схем и рисунков, в ча¬
стности, с изображением пространствен¬
ных моделей молекул. Эти рисунки по¬
могают более отчетливо представить кон¬
фигурацию и некоторые другие важные
свойства (например, водорастворимость
или, наоборот, гидрофобность) встречаю¬
щихся в клетке молекул. Хорошо знако¬
мые всем так называемые' структурные
формулы на самом деле весьма неполно
(а иногда просто искаженно) отражают
структуру молекул. Так что многочис¬
ленные изображения пространственных
моделей очень уместны.В книге встречаются отдельные не¬
точности, неизбежные для обзора трех¬
летней давности (издание на английском
языке вышло в Нью-РРорке в 1972 г). На¬
пример, сейчас уже нельзя категорично
утверждать, что рибосомы бактерий нахо¬
дятся в свободном (не связанном с мем¬
бранами) состоянии (с. 304—305, 810). На
с. 464 приведена устаревшая схема строе¬
ния митохондриальной мембраны. После
выделения реакционных центров ошибоч¬
ным стало утверждение, что «хлорофил¬
лы в интактных клетках комплексов с бел¬
ками не образуют» (с. 542). На с. 802 и
804 говорится о том, что изменение кон¬
формации рибосомы, связанное с трансло¬
кацией, происходит за счет энергии гид¬
ролиза ГТФ. Однако изучение явления не-
энзиматической трансляции показывает,
что в действительности дело обстоит зна¬
чительно сложнее.Книга А. Ленинджера существенно
облегчает понимание общих принципов
биохимии. Книга полно освещает самые
разные разделы науки о биополимерах,
при этом отдельные главы могут читать¬
ся независимо друг от друга и написа¬
ны в форме, доступной для относитель¬
но малоподготовленного читателя.Всякий хороший учебник по быст-
роразвивающейся дисциплине может слу¬
жить каналом общения не только учено¬
го и студента, но и исследователя одной
области с исследователем другой. Поэто¬
му книга А. Ленинджера, безусловно, ин¬
тересна и полезна для биофизиков, мик¬
робиологов, физиологов и вирусологов,
для исследователей некоторых генетиче¬
ских, физиологических и медицинских
проблем, а также студентов всех вузов,
где изучают биохимию и молекулярную
биологию.
1544«Природа», 1976, № 3ФизикаА.	Ф. Иоффе. ИЗБРАННЫЕ
ТРУДЫ В 2-Х ТОМАХ. Под
ред С. Н. Журкова. Т. I. Л.,
«Наука», 1974, 326 с.,
ц. 1 р. 73 к. Т. II, Л., «Нау¬
ка», 1975, 470 с., ц. 2 р. 30 Н.«В «Избранных трудах»A.	Ф. Иоффе (1880—1960) со¬
браны воедино его важнейшие
работы. Некоторые из них пуб¬
ликовались ранее в научных
журналах, в том числе иност¬
ранных и стали библиографи¬
ческой редкостью.I	том включает работы
1912—1946 гг. по исследова¬
нию механических и электри¬
ческих свойств кристаллов. То¬
му предпослана биографиче¬
ская статья о жизни и деятель¬
ности А. Ф. Иоффе, принад¬
лежащая Я. И. Френкелю и
дополненная В. Я. Френкелем.II	том охватывает более
чем полувековой период дея¬
тельности А. Ш. Иоффе. В не¬
го вошли работы 1907—1915 гг.
по излучению и электронам,
а также более 20 статей 1932—
1960 гг., посвященных физике
полупроводников, основопо¬
ложником которой он был.
Впервые на русском языке
публикуется его совместная сB.	Рентгеном статья «Об элект¬
ропроводности некоторых кри¬
сталлов и влиянии на нее об¬
лучения» (1913). Каждая из
публикуемых статей сопровож¬
дается комментариями, напи¬
санными В. П. Жузе, А. Р. Ре¬
гелем, Л. С. Стильбансом и
В. Я. Френкелем.А.	М. Мостепаненио. ПРО¬
СТРАНСТВО-ВРЕМЯ И ФИЗИЧЕ¬
СКОЕ ПОЗНАНИЕ. М., Атомиз-
дат, 1975, 216 с., ц. 1 р. 19 к.Должна ли любая физи¬
ческая теория содержать в
качестве обязательной своей
части пространственно-времен¬
ное описание? Появление кван¬
товой механики заставило го¬ворить о несовместимости опи¬
саний микрообъектов, осно¬
ванных на законах сохранения
энергии и импульса, с прост-
ранственно-временнымй поня¬
тиями.А.	М. Мостепаненко по¬
лагает, что скептицизм некото¬
рых физиков по отношению к
универсальности понятий про¬
странства и времени вызван
несовершенством пространст-
венно-временных моделей, ис¬
пользуемых в квантовой тео¬
рии. Дальнейший прогресс
этой теории автор связывает с
уточнением и развитием про¬
странственно-временных описа¬
ний.Основная часть книги
посвящена развитию точки зре¬
ния, что пространственно-вре¬
менные понятия — необходи¬
мая часть теории, но для од¬
них и тех же объектов может
существовать множество прост¬
ранственно-временных описа¬
ний. Какое из них должно быть
выбрано? Для устранения воз¬
никающей здесь неопределен¬
ности автор формулирует кри¬
терии адекватности и неадек¬
ватности, которые позволяют
ему проанализировать положе¬
ние дел в современных фи¬
зических теориях.ПланетологияЛУНА. Под ред. С. Ранкорна
и Г. Юри. Пер. с англ. под
ред. А. А. Гурштейна. М,
«Мир», 1975, 307 с.,
ц. 2 р. 12 к.В сборнике впервые на
русском языке публикуются
работы иностранных авторов,
доложенные на втором симпо¬
зиуме Международного аст¬
рономического союза (MAC)
по теме «Луна», который про¬
ходил в 1971 г. в Великобри¬
тании. (Доклады советских уче¬
ных уже освещались в отече¬
ственной печати и в сборник
не включены.) В книге пред¬
ставлены важнейшие научныерезультаты, ставшие темами
дискуссий на многих междуна¬
родных симпозиумах. Отраже¬
ны такие проблемы, как про¬
исхождение Луны и Солнеч¬
ной системы (Г. Юри), гео¬
морфологическая эволюция
лунной поверхности (Л. Б. Рон-
ка), конвекция в теле Луны
(С. Ранкорн), измерение лунно¬
го магнитного поля (Д. С. Кол-
бэрн), динамика Луны (Г. Деф-
ферис) и т. д. Большой раз¬
дел книги посвящен строению
недр Луны, ее морфологии,
тектонике, подробному анали¬
зу физических свойств лунных
образцов.ЭкологияЮ. Одум. ОСНОВЫ ЭКОЛО¬
ГИИ. Пер. с 3-го англ. изд.
Под ред. Н. П. Наумова. М.,
«Мир», 1975, 740 с.,
ц. 5 р. 85 к.«Человек интересовался
экологией с практической точ¬
ки зрения с самых ранних пе¬
риодов своей истории... И те¬
перь, если человечество хочет
сохранить свою цивилизацию,
оно более чем когда-либо
нуждается в достаточно пол¬
ных знаниях об окружающей
среде, поскольку основные
«законы природы» действуют
по-прежнему...»,— пишет в сво¬
ей книге один из крупнейших
экологов США Ю. Одум. Эта
монография — наиболее пол¬
ный обзор основных проблем
общей экологии. В первой ча¬
сти рассматриваются общие
вопросы экологии, анализиру¬
ется понятие «экосистемы», да¬
ется современное определе¬
ние экологии.. Во второй части
представлена ландшафтная эко¬
логия; в третьей — прикладная
экология, особенное внимание
уделено проблеме взаимоот¬
ношения природы и общества.В предисловии к русско¬
му изданию Н. П. Наумов от¬
мечает, что «при чтении кни¬
ги постоянно ощущается, какой
Новые книги155большой вклад внес в разра¬
ботку основных экологических
проблем сам автор. Благода¬
ря своеобразному построению,
можно начинать чтение книги
с любого раздела или, как пи¬
шет автор, «выбрать для изу¬
чения те главы, которые необ¬
ходимы данному читателю».ЗоологияВ.	А. Наседкина. В МИРЕ
ЖИВОТНЫХ. Рекомендательный
указатель литературы для мо¬
лодежи. М., «Книга», 1975,
96 с., ц. 21 к.Указатель, рекомендую¬
щий научно-популярные книги
и статьи по зоологии, опубли¬
кованные в Советском Союзе
за последние годы, поможет
читателю, не обладающему
специальной подготовкой, по¬
лучить представление как о
животном мире земного шара,
так и об основных направле¬
ниях зоологических иссле¬
дований.Указатель составлен с
намерением укрепить в читате¬
ле мысль о необходимости
охраны животных. С этим свя¬
зана и другая, не менее важ¬
ная задача — воспитание любви
к животным, к живой природе.
Интересные сведения, содер¬
жащиеся в аннотациях к ре¬
комендуемым книгам, увеличи¬
вают познавательную ценность
издания.Г еографияС.	В. Обручев. В НЕИЗВЕДАН¬
НЫЕ КРАЯ. Послесл. Н. А. Фло-
ренсова. М., «Мысль», 1975,
366 с., ц. 1 р. 27 к.Имя Сергея Владимиро¬
вича Обручева (1891—1965),
сына знаменитого путешествен¬
ника, ученого и писателя В. А.
Обручева, также широко изве¬
стно и вошло в историю гео¬
логии и географии.Научное обоснование су¬
ществования огромного, на¬
званного им Тунгусским, угле¬
носного бассейна, занимающе¬
го едва ли не половину тер¬
ритории между Енисеем и-'Ле¬
ной; открытие самого высоко¬го в Северной Сибири хребта
Черского; обнаружение в Чаун-
ском районе оловянных место¬
рождений; изучение и оценка
золотоносности бассейна Ко¬
лымы — вот список основных
заслуг С. В. Обручева перед
наукой и народным хозяйством
нашей страны.В книге рассказано о
трех больших экспедициях уче¬
ного, в результате которых
были нанесены на карту хре¬
бет Черского и Юкагирское
плато (1926), описана Колыма
с притоками и многие другие
реки севера Азии (1928—1930),
исследована Чукотка (1934—
1935).История наукиГ. Е. Меллерш. ФИЦРОЙ —
КАПИТАН «БИГЛЯ». Пер. с
англ. Г. А. Островской. Под
ред. и с предисл. С. П. Хро¬
мова. Л., Гидрометеоиздат,1975,	254 с., ц. 78 к.Когда заходит речь о
Роберте Фицрое (1805—1865),
обычно вспоминают его преж¬
де всего как капитана корабля,
на котором совершил знаме¬
нитое путешествие Чарлз Дар¬
вин. Но не менее прославил
Фицрой свое имя как смелый
новатор в метеорологии.Читатели книги увидят
портрет Фицроя «в натураль¬
ную величину», познакомятся с
его весьма любопытной родо¬
словной. Фицрой шел слож¬
ным путем в жизни, его не¬
удачи — это неудачи благород¬
ного человека, вызванные
стремлением улучшить и об¬
легчить судьбу людей. Фиц¬
рой возглавил службу погоды
в своей стране, пытался со¬
здать новые, прогрессивные
методы прогнозирования, ко¬
торые при жизни его не бы¬
ли поняты и приняты.Автор приводит обшир¬
ную документацию, суждения
отдельных лиц, раскрывает де¬
ятельность организаций, суще¬
ствовавших более ста лет
назад, знакомит с обществен¬
ным мнением того времени,
и в результате книга дает
представление не только о
жизни и деятельности Фицроя,
но и прекрасно характеризует
современную ему эпоху.Охрана природыРЕКУЛЬТИВАЦИЯ ЗЕМЕЛЬ, НА¬
РУШЕННЫХ ПРИ ДОБЫЧЕ ПО¬
ЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ. Тези¬
сы докладов координационного
совещания. Тарту, 1975, 270 с.,
ц. 1 р. 60 к.В сборнике изложено
содержание 43 докладов,
представленных на совещание,
созванное в августе 1975 г.
Западным	отделениемВАСХНИЛ, Министерством лес¬
ного хозяйства и охраны при¬
роды Эстонской ССР и Эстон¬
ским научно-исследовательским
институтом лесного хозяйства
и охраны природы. В докладах
отражена большая и разнооб¬
разная работа, которая ведет¬
ся по рекультивации земель
как в Прибалтике, так и во
многих других районах: на
Кольском п-ве, на Урале, в
Донбассе, на Курской магнит¬
ной аномалии, в Казахстане и в
Западной Сибири.Сборник — одно из наи¬
более разносторонних и со¬
держательных изданий подоб¬
ной тематики, вышедших в на¬
шей стране. Эта книга, не¬
сомненно, окажет большую по¬
мощь всем, кто занимается
или интересуется проблемой
рекультивации — проблемой,
народнохозяйственное значение
которой нарастает быстрыми
темпами.
156«Природа», 1976, № 3Реальные рыбы на Страшном судеВ.	П. Данильченио
Кандидат биологических
наукА.	В. Чернецов
Кандидат исторических наукМоскваДля	средневековыхпредставлений о мире харак¬
терна не столько их неполно¬
та (наши представления тоже
неполны), сколько их «завер¬
шенность». Эта кажущаяся за¬
вершенность, порожденная не¬
достоверной	информацией,
подчас как бы подавляла есте¬
ственную любознательность.При характерном для
средневековья равнодушии к
живым формам окружающей
природы художник часто не
стремился к анатомической
точности. Рисуя животных без
натуры, он домысливал те ча¬
сти их тела, строения которых
не знал или не помнил. Но са¬
мое поразительное в таких ри¬
сунках — не буйная фантазия
художника, изображавшего не¬
виданных, не поддающихся
опознанию заморских зверей
(как, например, на иллюстра¬
циях к популярнейшему в свое
время географическому сочи¬
нению — «Христианской топо¬
графии» Косьмы Индикоплова);
гораздо больше удивляют, ска¬
жем, древнерусские изображе¬
ния бобра с копытами или
овец и коз с пальцами на но¬
гах. На животных переносились
какие-то усредненные пред¬
ставления о живом существе,
по большей части основанные
на мысли, что венец творения
и идеальная модель — человек.
В итоге мы видим очеловечен¬
ные львиные лики, укорочен¬
ные уши у зайцев или пальцы
на ногах копытных.Типичное для средневековья
изображение	фантастическихморских животных. Иллюстрация
к книге Косьмы Индикоплова
«Христианская	топография».XVI в. (Из кн.: Редин Е. К.
Христианская топография Кось¬
мы Индикоплова по греческим
и русским спискам. М., 1916.)Еще один путь искаже¬
ния состоял в переносе черт
более знакомого животного на
менее знакомое. В средние ве¬
ка художникам часто приходи¬
лось рисовать конных воинов,
поэтому анатомию коня они
представляли себе неплохо.
Зато корова у них нередко вы¬
глядела, как лошадь с рогами.
Конский обТ1ик был распрост¬
ранен и на экзотического но¬
сорога (единорога); в русской
крестьянской резьбе по дереву
встречаются львы с лошадины¬
ми мордами.И если средневековый
художник нередко искажал об¬
разы животных, даже хорошо
Реальные рыбы на Страшном суде157знакомых, то когда дело дохо¬
дило до обитателей дальних
стран, здесь его фантазия гос¬
подствовала безраздельно. Од¬
нако известны и исключения.
Свидетельство тому — предла¬
гаемая вниманию читателейИзображение животного мира на
иконе, характерное для древне¬
русского искусства. Вторая по¬
ловина XVII в. (Из кн.: Анто¬
нова В. И., Мнева Н. Е. Ката¬
лог древнерусской живописи.
Т. II, XVI — начало XVIII в.)древнерусская миниатюра из
рукописной книги (см. с. 158).Созданная на рубеже
XVI—XVII вв., эта миниатюра
иллюстрирует апокалипсис1,
в одной из глав которого по¬
вествуется о чаше гнева божь¬его, излитой в море, после че¬
го все его обитатели погибли.
Событие представлено на ри¬
сунке в соответствии с описа¬
нием: стоящий в облаках ан¬
гел изливает огненный поток в
морские глубины, где, как за¬
вороженные, застыли обитате¬
ли подводного мира. Чтобы
показать, что смерть постигнет
всех живущих в море, худож-1 См,: Буслаев Ф. И.
Русский лицевой апока¬
липсис. Свод изображе¬
ний из лицевых апока¬
липсисов по русским ру¬
кописям с XVI века по
XIX. СПб., 1804.ник должен был изобразить не
только множество, но и разно¬
образие. В самом деле, рыбы
на миниатюре отличаются по
форме головы, туловища, хво¬
ста; неодинаковы степень раз¬
вития плавников, их располо¬жение по отношению Друг к
другу, а также к туловищу; эти
и другие конкретные морфо¬
логические признаки позволя¬
ют в большинстве случаев, с
разной степенью приближения,
определить, к какой группе
эти рыбы относятся2 (см. схе-му).Эта миниатюра привлек¬
ла внимание своей необычно¬
стью еще в середине XIX в.1	Ряд уточнений в опре¬
делении рыб, а также ин¬
терпретация	раковин
моллюсков сделаны док¬
тором биологических наук
Т. С . Рас сом.
158В. П. Данильченко, А. В. ЧернецовДревнерусская миниатюра из
рукописи апокалипсиса, со¬
зданная на рубеже XVI—XVII вв.
(Из кн,: Буслаев Ф. И. Русский
лицевой апокалипсис. Свод изо¬
бражений из лицевым апока¬
липсисов по русским рукопи¬
сям с XVI века по XIX. СПб,
1884 )^ * _Т\уЭпически спокойные ря¬
ды рыб, симметрично распо¬
ложенные в однообразном
профильном повороте, вклю¬
чаются в характерную для ста¬
ринных священных изображе¬
ний атмосферу торжественно¬
го предстояния. Соседство
вполне реальных рыб с фан¬
тастическими облаками, при¬
чудливым, сказочным изломом
берегов и фигурой ангела,
изливающего в море мисти¬
ческую чашу, не режет гла¬
за. Изящная и обобщенная
манера, в которой представ¬
лены обитатели моря, воспри¬
нимается как органичная
часть изысканного иконописно¬
го стиля.Первый исследователь содер¬
жащей ее рукописи Ф. И. Бу¬
слаев3 отметил, что обитатели
моря на миниатюре изображе¬
ны «с замечательным натура¬
лизмом».i Федор Иванович Бусла¬
ев (1818—1897) — выдаю¬
щийся русский филолог
и искусствовед, исследо¬
ватель и издатель древ¬
них рукописей; его книга
«Русский лицевой апока¬
липсис. Свод изображе¬
ний из лицевых апока¬
липсисов по русским ру¬
кописям с XVI века по
XIX» принесла £ м у миро¬
вую известность.Схематическое	изображениерыб, представленных на этой
миниатюре:1, 2 — рыбы с характерными
признаками семейства сельде¬
вых	(Clupeidae)—вытянутое
тело, небольшая голова и сере¬
динное расположение спинного
пл а в н и ка;3	— рыба из семейства подка¬
менщиков (Cottidae), особен¬
но характерна голова с ши¬
па ми ;4	—с трудом поддается опреде¬
лению; по развитию грудных
плавников, форме рыла и рас¬
положению глаз на выростах
напоминает рыб семейства пры¬
гунов ( Ре г iop h tha I m idae), no
форме анального и грудных
плавников имеет сходство с ле¬
тучей рыбой рода Exocoetus;5	— удлиненное тело с шипами
по верхнему краю и сильно
развитые спинные плавники,
направленные вниз и приспо¬
собленные для хождения по
дну, характерны для семейства
морских петухов (Tr ig I idae) ;6	— тело, раздувающееся в шар,
заставляет отнести эту рыбу к
подотряду	иглобрюховидных
(Tetrodontoidei);7	— развитая верхняя челюсть
(ростр) —несомненный	при¬
знак меч-рыбы (Xiphi idae);8, 9 — рыбы из семейства кам¬
баловых	(Р leuronectidae);
у № 8 глаза расположены на
правой стороне тепа — вероят¬
но, изображен палтус; у № 9
глаза с левой стороны — воз¬
можно, это камбала семейства
ромб или калкан Bothidae;10—приостренная	голова,сдвинутый назад спинной плав¬
ник, расположение брюшныхплавников—все это несколько
/напоминает осетра, однако от¬
сутствие на теле бляшек, ха¬
рактерных для осетровых, не
позволяет быть уверенным в
таком толковании;11	— возможно, изображена зу¬
батка, для которой характерны
длинный спинной плавник и
поперечные полосы на теле;12	— короткотелая рыба с не¬
большими шипами по пропор¬
циям напоминает обыкновен¬
ного пинагора (Cyclopterus
I um pus) ;13—окунеобразное тело, раз¬
витые шипы на голове, распо¬
ложение плавников, имеющих
жесткие колючки, характерно
для семейства скорпен (Scorpa-
enidae); имеется сходство с
морским ершом (Scorpaena
scrofa), но не меньшее, пожа¬
луй, и с морским окунем (Se-
basles viviparus);14	— крупная чешуя, развитые
усики, наличие одного спинно-
Реальные рыбы на Страшном суде159го плавника, пропорции тела
позволяют отнести эту рыбу к
семейству карповых (Cyprini-
d а е );15	— рисунок и пропорции тела,
два спинных плавника, форма
хвоста (верхняя лопасть боль¬
ше нижней) дают основание
считать, что изображена акула
(подотряд 5е lachoide i).Прочие 'рыбы не поддаются ис¬
толкованию.Предположительно	можноопределить и изображение мол¬
люсков (раковин): раковина
слева от рыбы № 13 несколько
напоминает литорину (Littori-
па), а раковина справа от нее
немного похожа на трубача
(Buccinum sp.); раковина спра¬ва от изображения № 15 напо¬
минает ребристого трубача
(Buccinum undatum) или же
трофонопсиса (Тгophonops i s
sp); изображение сферической
раковины с выступающей вер¬
шинкой (справа от рыбы № 7),
возможно, представляет схему
обыкновенной устрицы (Ostrea
edulis). Черепаху можно при¬
нять за обыкновенную болот¬
ную черепаху рода Emys.Однако заинтересовав¬
шие нас рыбы не только орга¬
нично входят в средневековую
иконописную	композицию.Данное изображение, безус¬
ловно, вносит очень важные
коррективы в наши представ¬
ления о древнерусском искус¬
стве. Дело в том, что это изо¬
бражение весьма информа¬
тивно.Насыщенность информа¬
цией — не редкость для сред¬
невековых изображений, но
обычно эта информация носит
богословский или мистический
характер, зашифрована слож¬
ными символами. Здесь же мы
получаем достаточно достовер¬
160В. П. Данильченко, А. В. Чернецовную естественнонауч¬
ную информацию.Отметим еще одну де¬
таль. Рисуя представителей жи¬
вотного мира, древнерусские
художники, как правило, поме¬
щали наряду с реальными су¬
ществами крылатых змеев,
единорогов, русалок и т. п. На
нашей миниатюре все обитате¬
ли моря — действительно су¬
ществующие виды. Никаких чу¬
довищ, о которых в старину
ходило много легенд, худож¬
ник не изобразил; он словно
пришел к мысли, что реаль¬
ные формы более интересны и
разнообразны, чем любое по¬
рождение фантазии.Реальные черты морских
рыб привлекают внимание еще
по одной причине: если у на¬
земных животных художник не
мог игнорировать такие броса¬
ющиеся в глаза характерные
признаки, как когти, рога, ко¬
пыта, горб верблюда, хоботслона и т. п., то старинные
изображения рыб по большей,
части отражают лишь некон¬
кретное представление о рыбе
вообще. На миниатюре под¬
робности строения рыб, не¬
смотря на известный схема¬
тизм изображения, исключают
возможность воспроизведения
по памяти. Художник должен
был рисовать с натуры или по
образцам, возможно, по зари¬
совкам. Но в те времена, ког¬
да была нарисована миниатю¬
ра, русские совершали замор¬
ские путешествия только в
торговых и дипломатических
целях. Была ли возможность и
желание у послов и купцов за¬
рисовывать невиданных рыб,
среди которых многие — не¬
промысловые? Кажется более
вероятным, что не они до¬
несли до Московской Руси
первые сведения об анатомии
экзотических рыб. Скорее все¬
го, русский миниатюрист сри¬совал рыб с чужеземного ори¬
гинала, составленного со зна¬
нием дела. Это могла быть за¬
падная гравюра, южнославян¬
ская или византийская икона.
Пожалуй, более вероятен за¬
падноевропейский оригинал.
Дело в том, что в византий¬
ском и русском искусстве
преобладают профильные изо¬
бражения животных, тогда как
здесь, в самом центре компо¬
зиции, мы видим рыбу в слож¬
ном ракурсе, как бы захва¬
ченную движением огненного
водоворота.Но каким бы источником
ни пользовался автор миниа¬
тюры, уже сам его выбор сви¬
детельствует о кругозоре и
своеобразном чутье древне¬
русского художника, позволив¬
ших ему предпочесть подлин¬
ную экзотику — сказочной.Оформление П. Г. АБЕЛИНА
Художественный редактор
Д. И. СКЛЯР
Корректоры:К. М. ВОИНОВА, Т. Д. МИРЛИСАдрес редакции 113127
Москва, М-127, ул. Осипенко, 52
Тел. 231—76—80. 231—71—60.Подписано к печати 13 11-1976 г.
Т—02747Формат бумаги 70x100 1/16
Бум. л. 5,Уч.-изд. л. 16,9. Усл,-печ. л. 13,0.
Тираж 80 000 экз. Зак. 3039.Чеховский полиграфический
комбинат Союэполиграфпрома
при Государственном комитете
Совета Министров СССР
по делам издательств,
полиграфии и книжной торговли,
г. Чехов, Московской области
В следующем номере12 апреля 1961 г. полетом Ю. А. Гагарина на¬
чался штурм космического пространства. Успеш¬
ное выполнение программ медико-биологических
исследований в совместном полете кораблей
«Союз —« Аполлон» и орбитальных станций «Салют»
и «Скайлэб» открывает большие возможности для
реализации самых дерзновенных планов.Н. А. Агаджанян. Человек, биосфера, космос.©Р 71✓V(о) фотонсА—а.Vv,'eВопрос о зарядовой симметрии Вселенной до сих
пор не решен. Существуют д*а альтернативных ре¬
шения: либо Вселенная в целом зарядно-несим-
метрична, либо в процессе эволюции она раздели¬
лась на обособленные области из вещества и анти¬
вещества. Пока нет экспериментальных данных, по¬
зволяющих сделать выбор между этими двумя
вариантами.О. Ф. Прилуцкий, И. Л. Розенталь. Анти¬
вещество во Вселенной.Советские археологи открыли на юге Туркмениста¬
на древнейший город на территории нашей стра¬
ны— Алтын-депе, существовавший 4 тыс. лет назад.В.	М. Массон, Т. П. Кияткина. Человек на
заре урбанизации.ИЗСЛЪДОВАНЮЛЕДНИКОВОМЪПЕРЮДЪ100 лет назад в науке укрепилось представление,
что в четвертичном периоде на территории Евра¬
зии и Америки лежали огромные материковые
ледники. Это позволило геологам объяснить мно¬
гие неясные тогда природные явления. Ныне уче¬
ние о ледниках охватывает не только последнее,
четвертичное оледенение, но и более древние.К 100-ЛЕТИЮ УЧЕНИЯ О МАТЕРИКОВЫХ ЛЕДНИКАХ.К. К. Марков. Столетие ледниковой теории.М. Е. Раабен. Оледенения в истории Земли.Тюлени Уэдделла, морские слоны, морские леопар¬
ды, крабоеды, морские котики, пингвины Папуа,
Адели и др.— обитатели Южных Шетландских о-вов.
Более года советский зоолог наблюдал за биологи¬
ческим циклом жизни этих еще малоизученных
представителей Антарктики.Л. А. Попов. Более года среди тюленей и
пингвинов.