Разные разности

Иллюстрация Петра Перевезенцева

Пьют и звери, и скоты,
И деревья, и цветы.
Даже мухи без воды — 
И не туды, и не сюды.

Ничего необычного в этих словах нет. Действительно, все живое потребляет воду, потому что по большей части состоит из воды. Наше тело, например, — на две трети. А для многих животных и растений вода — это еще и среда обитания. Однако на самом деле в этой песне не хватает, на мой взгляд, еще одного куплета. Он мог бы звучать, например, так:

Пьют и сплавы, и цемент,
ТЭЦ, авто, медикамент,
Даже пластик без воды 
И не туды, и не сюды.

Да, пресную воду потребляет не только живая материя, но и неживая. И с каждым годом все больше и больше. Вспомнила я об этой песенке, потому что мне подвернулась информация о том, сколько воды выпивает техника в центрах обработки данных компании Google.  В них стоят большие компьютеры, серверы. Во время работы они разогреваются, и их нужно все время охлаждать. Тут одного вентилятора недостаточно. В ход идут хладоагенты и вода.

И сколько же воды? Интересно, правда? Долгое время точные данные были своего рода секретом. Но недавно Google их все же обнародовала.

15 миллиардов литров в год!

Много это или мало? Это как считать. Воды, потребляемой серверами Google, хватило бы на выплавку 100 000 тонн стали, если я не ошиблась в расчетах. Вроде бы и не так много.

Но если мы возьмем, к примеру, центр Google в городе Даллес в Штате Орегон, то он потребляет более четверти всей воды, используемой в городе. А на самом-то деле — еще больше, потому что центры едят еще и электричество. А электростанции тоже пьют воду будь здоров. В среднем по промышленности один киловатт-час обходится почти в два литра воды.

В общем, претендентов на пресную воду, помимо человека, с каждым годом становится все больше и больше, и это грозит дефицитом воды.

И вот я уже слышу, как кто-то из вдумчивых читателей начинает возмущаться: «Что за ерунду вы говорите! В природе работает круговорот воды, она никуда не девается!»

Я тоже так думала. Пока мой хороший знакомый не разложил все по полочкам. Это был профессор Николай Иванович Алексеевский, который 20 лет заведовал кафедрой гидрологии суши географического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова. Но, к сожалению, вот уже семь лет его нет с нами.

В школе нас учили правильно. Круговорот воды на Земле существует. Она испаряется с поверхности океана, а потом выпадает на сушу в виде осадков и возвращается обратно в океан в виде материкового стока. Поэтому общий объем воды в гидросфере — это константа (1 388 млн км³). Некая усредненная величина за многие тысячи лет.

А вот на более коротких интервалах времени объем воды, отдельно в Мировом океане и на суше, может изменяться. И это сформирует дефицит.

Вообще, нас интересует только пресная вода. Конечно, из соленой, океанической воды можно сделать пресную. Этим занимаются в странах Персидского залива, потому что взять природную пресную воду практически негде. Но это очень дорого: много энергии, много денег. Желательно, чтобы неподалеку от опреснительных установок стояла атомная электростанция.

Помню, как в начале 2000-х в Бахрейне я с изумлением обнаружила, что литр чистой воды стоит дороже, чем литр бензина.

Поэтому мы будем говорить только о пресной воде, которая нужна всем. Вообще, когда говорят о водных ресурсах, то подразумевают только пресную воду. А ее на Земле мало. В основном (96,4%) она соленая. Пресной воды в жидком и твердом состоянии чуть больше 3,5%.

Причем основная часть пресной воды на суше нам не доступна, потому что она заключена в подземных льдах в зонах вечной мерзлоты, в ледниках, лежит глубоко под землей либо находится в виде водяного пара. Конечно, пар можно конденсировать. Но это опять же обойдется в копеечку.

Поэтому все ориентируются на ту воду, которая находится в озерах, водохранилищах, подземных водоносных горизонтах и в руслах рек.

Понятно, что реки — самый привлекательный возобновляемый источник пресной воды. Вода в реках планеты полностью обновляется в среднем за 16 суток. Не случайно города всегда строили на реках. Но их пресная вода — это всего лишь 1,8% от всего объема пресной воды гидросферы.

Причем эту кроху мы не можем забрать всю — не больше четверти речного стока. Остальное надо оставить рыбам. Так что для питья и прочих нужд нам доступно очень мало пресной воды на Земле.

Конечно, предпосылки для природного дефицита воды есть. Просто потому, что есть страны, богатые реками, — такие, как Бразилия, Россия, Канада, Китай, Индонезия. А есть страны, где воды мало. Еще есть такой фактор, как численность населения. В Китае пресной воды много, но и людей много. Поэтому по количеству пресной воды на одного жителя Китай очень сильно уступает, скажем, Канаде, где население невелико, а воды много.

Порождает дефицит и климат, который меняется. Хотя объем воды на Земле — величина практически постоянная, обмен водой между океаном и сушей не всегда сбалансирован. Бывает, что на сушу поступает больше влаги, чем возвращается в океан. И тогда уровень океана понижается. Куда исчезает вода? Она собирается в ледниках и «консервируется» в них на многие годы.

Но сейчас все наоборот — с суши в океан поступает больше воды, чем переносится с поверхности океана на сушу. Почему? Потому что из-за потепления тают ледники и уровень Мирового океана повышается. Этот совершенно естественный процесс напрямую влияет на ресурсы пресной воды.

Это касается и России. У нас, конечно, рек много, слава Богу. На севере проблем нет — здесь осадков относительно много, а испарение маленькое. А вот на юге, в степях, полупустынях и пустынях, дождя и снега выпадает немного, а испаряется много. И рек здесь мало, поэтому возникает региональный дефицит воды. Помните проблему обеспечения Крыма пресной водой?

Поэтому на юге России, в странах Центральной Азии, Персидского залива, Пакистана и Индии люди не понаслышке знают, что такое нехватка воды. А тут еще климат теплеет и усугубляет ситуацию. В ближайшие годы там, где воды много, она будет прибывать, а там, где мало, — убывать.

Есть и техногенный дефицит воды, который стал развиваться после промышленной революции. Паровые двигатели и далее по списку. С тех пор в нашем мире все растет — и население, и потребление, и производство. И все это требует пресной воды. Не говоря уже о сточных водах, которые загрязняют реки и делают их невозможными для питья. Сегодня промышленность и сельское хозяйство потребляют воды в несколько раз больше, чем люди для жизни.

А можем мы что-то сделать, чтобы уменьшить дефицит пресной воды или не допустить его? Если говорить вообще, то нужны водосберегающие технологии — причем везде. Например, в сельском хозяйстве — капельное орошение, в промышленности — технологии замкнутого водооборота и полная очистка стоков.

Даже простая установка счетчиков на воду в Москве уменьшила потребление воды за последние 20 лет на 20%, а может, уже и больше.

Но и каждый из нас может внести посильную лепту. Причем с малейшими усилиями. Выполните вместе со своими детьми простенькое упражнение.

Утром, когда начнете чистить зубы, поставьте в раковину таз. Вы ведь не закрываете кран, когда начинаете орудовать зубной щеткой во рту? Так поступает большинство. Уберите таз, когда начнете споласкивать щетку. А потом посмотрите, сколько чистой водопроводной воды бессмысленно утекло в канализацию.

Измерьте, сколько это литров. Умножьте на количество жителей в городе, потом — на количество дней в году, и получите ужасающую цифру нашего беспечного и неуважительного отношения к чистой пресной воде.

Просто закрывайте кран, когда чистите зубы. И это уже будет большой вклад в общее дело сохранения доступной пресной воды.

Нам повезло, мы живем в стране, в которой есть все — нефть, газ, уголь, всевозможное минеральное сырье, леса и пресная вода. Но это совершенно не повод просто так выливать питьевую воду в канализацию. Пусть лучше она хранится в водохранилищах, которые предусмотрительно соорудили в советские времена — на всякий случай.

Иллюстрация Петра Перевезенцева

Необычное началось потом, когда артист начал петь. Звук его голоса и слова были одинаково сильными и отчетливыми, не только когда он поворачивал голову вправо и влево. Но и когда поворачивался спиной к публике.

Да, это знаменитая и легендарная акустика Ля Скала. Вспомнила я об этом, когда прочитала об исследованиях звукового общения дельфинов. Океан — это, конечно, не Ля Скала. Акустика океана еще круче.

В воде, в этой плотной упругой среде, звуковые волны распространяются на сотни и тысячи километров. Благодаря им дельфины и киты не только находят добычу и пищу, но и общаются между собой по разным поводам. Они живут в мире звуков, и звуки для них принципиально важны.

Однако человечество принесло головную боль и дельфинам. Активное вторжение в океан с помощью судов, яхт, катеров, подводных лодок и прочих технических плавсредств принесло в мир подводных обитателей антропогенный шум, который нарастает год от года. Сегодня он стал настолько громким, что дельфинам приходится буквально кричать, чтобы перекрыть антропогенный шум и докричаться до своих сородичей или своей партнерши.

Зоологи из Бристольского университета решили проверить в эксперименте: действительно ли мешает дельфинам антропогенный шум и насколько велика эта проблема. Они работали с двумя афалинами, Дельтой и Ризом, которые уже умели координировать свои действия. Например — одновременно нажимать на кнопки в противоположных концах лагуны.

Делали они это благодаря тому, что переговаривались друг с другом с помощью свиста. Ну вроде: «Давай порадуем человека и одновременно нажмем на кнопку на счет три. Раз, два, три!» Мы, конечно, не знаем, что они на самом деле говорили друг другу. Но что-то в этом роде.

Эксперимент усложнили — добавили в него антропогенные шумы разной громкости. Их проигрывали из динамика. Причем шумы были нешуточные — больше 110 децибел. Это, на минуточку, шум от пневматической дрели и рок-концерта.

Оказалось, и это ожидаемо, чем громче окружающий шум, тем сложнее дельфинам договариваться и выполнять задачу просто потому, что они плохо слышат друг друга. При обычном фоновом уровне шума дельфины справлялись с задачей: одновременно нажимали кнопки — в 85% случаев. А при высоком уровне антропогенного шума — в 62% случаев.

Причем чем сильнее был антропогенный шум, тем сильнее дельфины увеличивали громкость и продолжительность своих звуковых сигналов. Они в буквальном смысле слова пытались перекрыть внешний шум и докричаться до партнера.

В общем, дельфинам и китам нынче туго приходится в океане, потому что звуки для них — это язык общения и выживания.

Вообще-то и для людей коммуникация важна не меньше, в том числе и для безопасности. Помните эту нашумевшую историю с девушкой, которая зимой вышла из подъезда в наушниках. С крыши сбрасывали снег. Ей кричали, кричали, но она так и не услышала. И получила травмы, несовместимые с жизнью.

Слух — один из шести органов чувств человека. Он необходим для гармоничного развития мозга, для адаптации к окружающему миру и общения с себе подобными. Поэтому ушки всегда должны быть на макушке, причем открытые, без наушников.

Следите за этим и приучайте к этому детей. Спасибо они, конечно, не скажут. Но наша задача — максимально снизить возможные риски.

Иллюстрация Петра Перевезенцева

Тяжела жизнь нынешнего студенчества. Не каждому по плечу. Оно и понятно. Ходил себе в школу 11 лет. А тут — бац, и все поменялось. Теперь тяжелое бремя ответственности надо нести самому, потому что родители тебя в университете уже не прикроют и не смогут объяснять профессорам, как надо правильно учить их дитя. Хотя попадаются и такие. В общем — сплошные нервы.

Неудивительно, что 8 из 10 студентов университетов сообщают о частых приступах стресса, а почти две трети обращаются за консультацией по поводу тревоги, депрессии или других проблем такого рода. Это данные западной статистики.

Есть ли простые способы облегчить жизнь студентов? Не антидепрессанты, не гипноз, не сеансы психотерапии, а что-то простое, доступное и недорогое? Конечно — есть.

Искать их надо в области питания, потому что с помощь корректировки питания можно лечить едва ли не 80% заболеваний. Где-то в трудах наших корифеев в области питания я давно вычитала эту утешительную цифру.

Идеальное, на мой взгляд, решение проблемы нашли австралийские ученые. Называется оно — грецкие орехи. Чтобы проверить, насколько эффективно это оружие против академического стресса, исследователи собрали две группы добровольцев — по 30 студентов и аспирантов университетов в каждой («Nutrients» 2022, 14(22), 4776).

Эксперимент длился 16 недель. Участники одной группы, экспериментальной, должны были каждый день съедать по 60 граммов очищенных грецких орехов. Вторая, контрольная, группа должна была воздержаться от употребления любых видов орехов или жирной рыбы в течение того же времени.

У каждого из них брали образцы крови, слюны и другие биологические пробы, а также несколько раз просили заполнить анкеты, в которых участники эксперимента рассказывали о своем настроении, самочувствии, о том, хорошо ли они спят.

Результаты получились многообещающими. Со всей очевидностью грецкие орехи смягчали отрицательное влияние академического стресса на психическое здоровье студентов. В их крови было больше, чем прежде, метаболических маркеров, которые связаны с защитой от стресса.

У едоков грецких орехов поднималось настроение и стал лучше сон, что тоже объяснимо. Грецкие орехи содержат аминокислоту триптофан, которую мозг использует для выработки серотонина (естественного стабилизатора настроения).

Ну и, конечно, грецкие орехи благотворно влияют на когнитивные функции, потому что содержат омега-3-ненасыщенные жирные кислоты. Вообще, мне кажется, сама природа дает нам подсказку, что грецкие орехи очень полезны для мозга, — очищенные орехи похожи на мозг человека.

Есть, правда, у этой методики слабое место. Чтобы добиться эффекта, немножко грецких орехов надо есть каждый день. А такая педантичность не свойственна молодым людям. Это же не лекарство, а еда. Зато с людьми пожилыми нет проблем. Правда, академического стресса у них нет, но есть другой.

В общем, вчера пошла на рынок и купила грецкие орехи. Теперь главное — не забыть есть их каждый день по чуть-чуть. Присоединяйтесь.

…среднего человека в обычный день посещают около 6 200 мыслей (Nature Communications)…

…содержание аэрозольных частиц размером от 0,001 до 2,5 мкм в атмосфере над Северным полюсом, измеренное с борта атомного ледокола «50 лет Победы», равно нулю («Страна Росатом» - полный текст)…

…прием витамина D положительно влияет на несколько показателей здоровья, но только среди людей с индексом массы тела ниже 25 (JAMA Network Open - полный текст)…

…повязки с микроиглами могут немедленно остановить кровотечение после травмы, поскольку сокращают время свертывания крови с 11,5 до 1,3 минут (Bioactive Materials - полный текст)…

…всего два часа воздействия выхлопных газов от дизельного топлива на дороге снижают функциональную связность мозга и ухудшают его работу (Environmental Health - полный текст)…

…с помощью метода радиальных скоростей обнаружены две новые экзопланеты всего в 16 световых годах от Солнечной системы (Astronomy & Astrophysics - полный текст)…

…несоответствие между работой и образованием приводит к снижению заработной платы на 7-14% (Journal of Education and Work)…

…OpenAI запустил онлайн-инструмент, способный определить, насколько вероятно, что текст объемом не менее 1 000 символов был придуман ИИ, а не человеком (New-Science.ru - полный текст)…

…создан лазерный луч с лазерной тягой, способный перемещать композитный объект на основе графена и кремнезема (OpticsExpress - полный текст)…

…древние каменные орудия, найденные на плейстоценовых археологических памятниках в Бразилии, были сделаны не ранними людьми, а предками современных обезьян капуцинов (SAGE journals)…

…от трети до половины населения Великобритании страдает хронической болью (BMJ Open)…

…инопланетяне, если они вообще существуют, будут стремиться вступить в контакт с наиболее технологически развитыми формами жизни, поэтому Земля никогда не была приоритетной целью (Astrophysical Journal - полный текст)…

Иллюстрация Петра Перевезенцева

Одна из гипотез заключается в том, что метеориты доставили на нашу планету  аминокислоты, из которых построены белки. Но откуда взялись аминокислоты в ранних метеоритах, в этих углеродистых хондритах?

В предыдущих лабораторных экспериментах Йоко Кебукава и ее коллеги показали, что в результате реакций между простыми молекулами, такими как аммиак и формальдегид, могут образовываться аминокислоты и другие макромолекулы (The Astrophysical Journal, 771, 1; Science Advances 2017, 3, 3; Life 2021, 11(1); Geochemical Journal 2019, 53, 1; Astrobiology 2021, 21, 12). Но есть одно маленькое «но» — для этого требуются жидкая вода и тепло.

С водой проблемы не было, поскольку в ранних углеродистых хондритах ее было относительно много.

А вот с теплом внутри камня надо было разобраться.

Известно, что в состав ранних метеоритов входил радиоактивный изотоп алюминия (Al-26). При его распаде выделяются гамма-лучи. Это высокоэнергетическое излучение, которое разогревает материал и может создавать подходящие условия для образования биомолекул.

Исследователи решили проверить эту гипотезу. Они растворили формальдегид и аммиак в воде, запечатали раствор в стеклянные пробирки, а затем облучили их гамма-лучами, образующимися при распаде кобальта-60.

После эксперимента в пробирках обнаружилась смесь α-аминокислот (аланин, глицин, α-аминомасляная кислота и глутаминовая кислота) и β-аминокислот (β-аланин и β-аминоизомасляная кислота), концентрация которых возрастала по мере увеличения общей дозы гамма-излучения.

Основываясь на этих результатах и ожидаемой дозе гамма-излучения от распада Al-26, исследователи подсчитали, что потребовалось бы от 1000 до 100 000 лет, чтобы произвести то количество аланина и β-аланина, которое обнаружили в метеорите Мерчисон. Он упал в Австралии в 1969 году.

Это исследование доказывает, что реакции, катализируемые гамма-излучением, могут производить аминокислоты. Возможно, этот процесс внес свой вклад в возникновение жизни на Земле.

Иллюстрация Петра Перевезенцева

Лесные пожары в дикой природе поджигают молнии. И если есть эфироносы и сухостой, то все вспыхивает, как от спички, и огонь передается буквально по воздуху.

Кстати, больше всего гроз на Земле случается в Калифорнии. Что-то есть там такое притягательное для грозовых разрядов и молний. В результате — страшнейшие пожары, которые усугубляются аномальной летней жарой в последние годы.

В США наблюдается интересный процесс — климатическая миграция. Люди бегут из прибрежных зон, куда приходят разрушительные ураганы и где аномальная жара. И бегут они в штаты, где вероятность лесных пожаров высока. Но этот огонь почему-то людей не так пугает. Логика их рассуждения понятна. С ураганами и аномальной жарой человек ничего не может сделать, а вот противостоять лесным пожарам может.

А может ли? Оказывается — да. Искусством сдерживания лесных пожаров в совершенстве владели индейцы племен навахо и апачи. Они как раз и жили в южной части Америки.

Ученые из Южного методистского университета в Техасе изучили годовые кольца почти пяти тысяч деревьев в Аризоне и Нью-Мексико, где часты пожары. По годовым кольцам можно узнать возраст дерева, когда были влажные и сухие годы и когда случались лесные пожары — они оставляют своего рода зарубки на кольцах. И вот какая удивительная картина открылась исследователям.

Они рассматривали историю пожаров по годовым кольцам спилов, которые хранились в базах данных. Оказалось, что сильные лесные пожары случались регулярно. Но вот что интересно. В местах, где жили апачи и навахо, пожаров не было. Они как будто обходили их селения стороной. Как заговоренные. Такое возможно?

Оказалось — еще как. Ученые пригласили в исследовательскую группу своих коллег, которые происходили из этих племен, и узнали, что индейцы постоянно работали с огнем. То есть у них была в ходу вполне определенная пожарная практика, а скорее — тактика.

Во-первых, выжигали территорию вокруг поселения, чтобы ничто не угрожало хижинам. Во-вторых, культивировали контролируемое сжигание подлеска и кустов.

В результате они формировали вокруг себя лоскутное одеяло из небольших целенаправленных ожогов. Эти пятна должны были прерывать огонь пожара, если бы он случился. Многие ритуалы у индейцев были связаны с огнем, так что они умели разговаривать с ним на ты. И научились безопасно жить рядом с ним.

Так что на протяжении тысячелетий многие индейские племена, живущие на юго-западе США, регулярно контролируемо выжигали подлесок, чтобы убрать горючий материал — пищу для пожара. И конечно, стимулировать рост новых растений.

Так что лесным пожарам можно вполне успешно противостоять. Это доказали индейцы своим тысячелетним опытом. Опираясь на него, можно построить разумную государственную систему мероприятий профилактики пожаров. Пора американцам идти на поклон к индейцам. Потому что у индейцев есть традиционные природоохранные практики, а у американцев нет.

Иллюстрация Петра Перевезенцева

Это — самая древняя известная ДНК. Предыдущим рекордсменом была ДНК шерстистого мамонта из сибирской тундры возрастом в миллион лет.

Как же эти органические молекулы могли сохраниться в природе на протяжении миллионов лет? Смогли благодаря природному холодильнику — вечной мерзлоте. Именно в ней нашли ДНК миллионнолетней давности.

Наверняка многие из вас видели вечную мерзлоту. Те, кто не видел, представьте, что вы вышли в свой огород, вогнали в землю лопату на штык, копнули — а там под дерном лед, который тянется в глубину на сотни метров. Так вот — 65% территории России, то есть две трети, выглядят именно так. Весь север нашей страны, почти вся восточная территория за Уралом, Дальний Восток…

Конечно, вечная мерзлота есть не только в России. Но и в Канаде, и в Америке, и в Китае. Это глобальное природное явление, мерзлота занимает не менее четверти площади всей суши Земли, ее нет только в Австралии и Африке. Но в России ее больше всего.

Вечную мерзлоту обнаружили русские первопроходцы в Сибири в XVII веке. В России же впервые, почти 200 лет назад, измерили температуру мерзлоты до глубины 116 м. Она составила от –2° до –10°С. У поверхности — не выше 1,5—3°С.

Наконец, и сам термин «вечная мерзлота» тоже русского происхождения. Его ввел в научное употребление в 1927 году основатель школы советских мерзлотоведов Михаил Иванович Сумгин, советский ученый-геокриолог, один из организаторов Института мерзлотоведения имени В.А.Обручева АН.

Вечная мерзлота для биологов — просто подарок. Это же природный холодильник, в котором хорошо сохраняется ценнейший биологический материал разных эпох. Здесь законсервированы не только древнейшие одноклеточные существа — бактерии и амебы. Здесь законсервированы споры мхов и семена высших растений, которые, кстати, оживают и прорастают после извлечения из льда.

В мерзлоте хранятся и многоклеточные существа. Многие из них так переживают трудные времен. В 2018 году российские ученые извлекли из сибирской мерзлоты двух замороженных нематод (круглых червей) с рекордным возрастом 30 000—40 000 лет. Их разморозили, и черви ожили!

Ну и, конечно, мамонты. Больше всего их останков нашли именно у нас в Сибири, потому что большая часть ее территории покрыта вечной мерзлотой. Первого мамонта нашел охотник Шумаков в дельте реки Лены еще в 1799 году. Так в руках ученых оказался первый полный скелет шерстистого мамонта возрастом 36 тысяч лет. Сегодня он находится в Санкт-Петербурге, в экспозиции Зоологического музея Зоологического института РАН.

Вечная мерзлота законсервировала не только древнюю жизнь. Она еще стала резервуаром для хранения природного газа. В вечной мерзлоте, в ледяных клетках из молекул воды, заключены молекулы метана, природного газа. Залежи этих газовых гидратов, которые предсказали российские ученые, впервые открыли в нашей стране в 60-х годах прошлого века.

Газогидраты залегают под дном Мирового океана и в вечной мерзлоте на суше. В полярных широтах России эти залежи просто несметны, их невозможно подсчитать. Газогидраты могут стать фактором в мировой энергетике лет через 30—40 лет, хотя возможен и прорывной сценарий. Так что вечная мерзлота с ее замороженными запасами России на руку.

Однако представления о том, что мерзлота вечная, уже не соответствуют действительности. В течение десяти лет специалисты из 26 стран замеряли температуру мерзлоты в Арктике, Антарктике и горных районах на глубине более 10 м. И выяснили, что за десять лет в половине из 123-х скважин потеплело, а в пяти из них температура поднялась выше 0°C, то есть мерзлота начала таять.

За нашей российской мерзлотой тоже наблюдают. Ученые географического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова уже более 40 лет следят за температурой в экспериментальных скважинах, которые сами же и пробурили. Они и увидели, что температура мерзлоты за 35 лет поднялась на глубине в среднем на шесть градусов. Это очень много!

Потепление климата конечно угрожает мерзлоте. National Geographic создал карты, которые демонстрируют, какие катастрофические последствия произошли бы на нашей планете, если бы весь лед на Земле, а это больше 20 миллионов кубических километров, растаял. Тогда уровень Мирового океана повысился бы на 65 метров.

Это поглотило бы города и страны, изменило бы общий вид континентов и линий побережья. Ученые говорят, что потребуется около 5 000 лет, чтобы температура повысилась достаточно и растопила весь лед. Однако начало положено. За последний век температура на Земле увеличилась примерно на полградуса, из-за чего уровень океана поднялся на 17 см.

Повышение уровня Мирового океана России не так страшно. А вот таяние вечной мерзлоты — да. Ведь именно в районах вечной мерзлоты сосредоточены запасы природных богатств — газа, нефти, минерального сырья, — которые мы там добываем. А значит — строим промышленные предприятия, дороги, города на сваях. И если мерзлота начнет массово таять, то поплывет и все это.

Собственно, уже началось. 29 мая 2020 года на Норникеле случилась первая крупная техногенная катастрофа, связанная с таянием вечной мерзлоты в регионе Норильска. Помните? Тогда разлилось 20 тысяч тонн дизтоплива из хранилища. Оно было повреждено, потому что из-за оттаивания вечной мерзлоты начал двигаться грунт.

Надо отдать должное «Норникелю» — он организовал Большую Норильскую экспедицию летом 2020 года, в которой приняли участие 14 институтов СО РАН. Ученые исследовали не только причины катастрофы, но также приступили к основательному исследованию арктической территории, которая неизбежно меняется из-за глобального потепления.

Арктика — одно из главных достояний России. Это неприветливые и суровые, но невероятно красивые и богатые ресурсами территории.Осваивать их нужно очень бережно и очень грамотно, опираясь на рекомендации ученых, которые наблюдают за вечной мерзлотой.

А можем ли мы помочь вечной мерзлоте? Поучаствовать в ее спасении? Конечно. Нельзя снимать дерн и обнажать лед, нельзя жечь костры, надо тщательно изолировать оборудование, которое выделяет тепло во время работы. В общем, что делать понятно — не добавлять лишнего тепла.

Тут, кстати, можно позаимствовать успешный опыт Китая и США.  Высокогорную Тибетскую железную дорогу в Китае построили с простыми вентилируемыми подсыпками, чтобы не нагревался грунт под дорогой. А в США в 60-х годах построили трансаляскинский нефтепровод на термосифонах. За все время работы на нем не было ни одной аварии, хотя на Аляске мерзлота тает очень сильно.

Конечно, все может измениться в любой момент. Климатические процессы не линейны, и мы еще очень мало знаем, чтобы делать надежные предсказания. Вот, например, есть версия, что в 2030 году начнется глобальное похолодание. Этот прогноз основан на исследовании пятен на Солнце. Как будто бы их количество должно сильно уменьшиться.

Но это — гипотезы. А есть факты, от которых мы не можем отмахнуться. Мерзлота тает, и это несет для нас большие риски. Поэтому нынешнее строительство на Севере должно исходить из нового тезиса, что мерзлота не вечная. И конечно, государство должно щедро и устойчиво финансировать исследования, связанные с мониторингом и изучением вечной мерзлоты.

В общем — «Береги вечную мерзлоту!» Такие плакаты, кстати, встречались в Норильске в конце 60-х годов. Знали покорители тундры, с какой тонкой субстанцией имели дело.

Иллюстрация Петра Перевезенцева

Как вы думаете, можно ли вышибить из чугунной сковородки алмазы? А почему бы и нет? Теоретически — возможно, потому что чугун — это сплав железа с углеродом, в котором углерода не меньше 2,14%.
А алмаз — это одна из аллотропных модификаций углерода. И если чугунной сковородкой, только настоящей чугунной, как следует шарахнуть по прочной преграде, то от удара углерод внутри чугуна, а это графит, превратится в другую аллотропную модификацию — алмаз.

Тут, конечно, удар должен быть очень сильным. В моем мысленном эксперименте сковородку надо швырнуть на преграду ударной волной, то есть с большой, сверхзвуковой скоростью. И тогда в момент удара разовьется достаточное давление, чтобы графит превратился в алмазы.

Они, разумеется, из сковородки не посыплются. Но могут образоваться внутри чугуна. Махонькие, конечно, не знаменитый алмаз «Орлов» с половину куриного яйца.

Это — мой мысленный эксперимент, который хотелось бы провести вживую. Можно сказать — игра воображения. Но у нее есть вполне научные основания. Сегодня искусственные алмазы получают из графито-металлической смеси с помощью ударного метода — в аппаратах высокого давления.

Собственно, таким способом их делают уже 70 лет. Несколько тысяч атмосфер, несколько сот градусов, и графит превращается в алмаз при легкой каталитической помощи железа.

Обо всем этом я подумала, когда прочитала научную статью китайских геохимиков. Вы, наверное, помните, что в 2020 году китайская автоматическая межпланетная станция «Чаньэ-5» побывала на Луне, собрала образцы грунта и вернулась на Землю. Кстати, космический аппарат «Чаньэ» назван так в честь китайской богини Луны ЧанъЭ. Тоже красиво.

23 ноября 2020 года аппарат запустили, 1 декабря он прилунился и начал собирать образцы с поверхности Луны, а 16 декабря он доставил эти образцы на Землю. И конечно, геохимики принялись их изучать.

И нашли в них частицы магнетита, который редко встречается в лунных образцах. Магнетит — это один из оксидов железа с магнитными свойствами. Богатые залежи этого минерала, из которого добывают железо, расположены на Курской магнитной аномалии.

Собственно, она потому и называется «магнитная аномалия», что здесь, из-за залежей магнетита, стрелка компаса бешено вращается и не может найти положение покоя.

Геохимики внимательно изучили вещества, окружающие вкрапления магнетита в лунный грунт, и пришли к выводу, что лунный магнетит образовался в результате сильной бомбардировки лунной поверхности метеоритами.

В момент сильного удара развивается большое давление, порода разогревается и происходит трансформация веществ, содержащихся в грунте. В моей истории графит превращался в алмаз. А здесь, на Луне, сульфид железа превращался в магнетит.

Так китайские геохимики установили, что намагниченный минерал магнетит более распространен на лунной поверхности, чем думали прежде. Ученые полагают, что из-за ударов крупных объектов, скорее всего, и возникли лунные магнитные поля.

Мораль сей басни такова — большие давления и высокие температуры, а такие условия на Земле и других планетах не редкость, могут трансформировать вещества и менять их свойства. Впрочем, химики прекрасно это знают. Но это еще не конец истории.

Давайте теперь с Луны перенесемся в Лондонское метро. Оно, конечно, старейшее в мире, но в целом — по просторности, комфорту и красоте — оно так себе, на мой взгляд. Ему до нашего, московского, как до Луны. Однако кое-что интересное здесь есть.

Британские ученые решили исследовать качество воздуха в лондонской подземке, в частности — какие частицы в нем болтаются. Они взяли 39 образцов пыли с платформ, в билетных залах и в кабинах машинистов поездов.

Оказалось, что половина всех частиц, загрязняющих воздух в лондонском метро, — это магнитные частицы, содержащие железо. В основном это был магнитный оксид железа маггемит (не магнетит, не гематит, а что-то среднее между ними).

Частицы крошечные, диаметром от 5 до 500 нанометров, а средний диаметр составлял 10 нанометров. Некоторые частицы были собраны в более крупные кластеры, диаметром от 100 до 2000 нанометров.

Эти ультрадисперсные частицы могут попадать в кровь пассажиров, что не есть хорошо. Потому что ни в астме, ни в сердечно-сосудистых заболеваниях нет ничего хорошего. Но интересно, откуда эти частицы взялись в метро?

Думаю, вы уже догадались. Да, они образуются при трении колес и тормозов о рельсы. В этот момент давление и температура поднимаются, и в результате из мельчайших частиц отделившейся стали образуются частицы магнитного минерала маггемита.

Они слишком мелкие, чтобы их можно было легко заметить, но не безобидные. Теперь ученые вырабатывают рекомендации, как эти частицы постоянно мониторить, как их убирать из метро. Не знаю, проводились ли подобные исследования в московском метро. Но физика и химия одинаково работают что в Лондоне, что в Москве. Поэтому нашим метрополитеновцам стоило бы присмотреться к этим результатам, полученным британскими учеными.

Иллюстрация Петра Перевезенцева

Все мы болеем простудами и всякими острыми респираторными вирусными инфекциями. И конечно же мы давно заметили, что простужаемся, когда на улице холодает — осенью, зимой и весной. И возникает вопрос — почему мы заражаемся этой инфекций, когда холодно? Откуда эта сезонность?

Тут есть разные версии. Некоторые считают, что все дело в замкнутых помещениях, где в холодные времена года собирается много людей. Они проводят там больше времени, а помещения к тому же не проветриваются, потому что дует. В результате складываются идеальные условия для передачи инфекции привычным для нее воздушно-капельным путем.

Однако изоляция во время пандемии ковида показала, что люди, работающие дома, не переставали простужаться осенью, зимой и весной.

Есть еще одно объяснение, которое давали медики. Отвечали они приблизительно так: да это же понятно! Организм переохлаждается, поэтому и цепляет вирус.

Но это не ответ. И вопрос остается — почему вирус предпочитает переохлажденный или замерзший организм? Что в нем не так?

Для того и нужна наука, чтобы отвечать на всякие такие заковыристые вопросы, а в данном случае — насущные. Важно ведь знать, почему мы простужаемся. И вот наконец тайну раскрыли.

Оказывается, у сезонных колебаний заболеваемости вирусными инфекциями верхних дыхательных путей, которые мы наблюдаем каждый год, биологическая первопричина. Нос — это первый пропускной пункт для инфекции на ее пути в организм. Поэтому с врагом было бы неплохо разделаться прямо здесь, в носу.

Именно такой сценарий предусмотрела природа. Как только человек вдохнул вирусы, они первым делом попали в нос. И тут же, в носу, запускается местный иммунный ответ. Он заключается в том, что клетки в передней части носа начинают выпускать навстречу вирусам миллиарды крошечных мешочков, наполненных жидкостью. Их называют внеклеточными везикулами.

Они проникают в слизь, которой выстлана поверхность носа изнутри, и служат приманкой-обманкой для вирусов. Вирусы воспринимают эти мешочки, которые к тому же еще и украшены рецепторами для вирусов, как свою цель — клетки носа. Пытаются в них проникнуть. А там-то их и уничтожают иммунные белки.

Чем больше этих приманок-везикул, тем меньше шансов у вируса добраться до клеток носа. Все это напоминает эффект от разгрома осинового гнезда, в которое засунули палку. В нашем случае — вирус.

Так вот, исследования показали, что эта природная защитная реакция подавляется при более низких температурах. Когда холодает на улице, то неизбежно холодает и в носу. Если температура в носу снизится на пять градусов, то иммунный ответ притупится, потому что выброс внеклеточных везикул уменьшится почти вдвое, а противовирусные белки в них окажутся поврежденными.

И вот я думаю — а не связать ли мне варежку на нос? Между прочим, в свете открывшихся обстоятельств, неплохой бизнес мог бы получиться. Наукоемкий.

Иллюстрация Петра Перевезенцева

Это очень интересный феномен, у которого есть своя история. А у современной улыбки во весь рот даже есть дата рождения.
Вообще, улыбка досталась нам от наших предков — от животных. Они умеют улыбаться. Улыбку большой обезьяны впервые описал Чарльз Дарвин в своей книге «Выражение эмоций у человека и животных» 150 лет назад.

Улыбка — это навык, с которым рождается ребенок. Младенец еще ничего не умеет, но уже улыбается, когда слышит маму.

Но вы наверняка замечали, что на картинах художников Средних веков, эпохи Возрождения, эпохи Просвещения нет улыбающихся людей. Улыбающихся современной улыбкой — на все 32 зуба. Максимум — улыбка Моны Лизы и ей подобных, скажем, на портретах Рубенса. Всегда сдержанная, губы сомкнуты, в общем — аристократичная и интеллигентная.

Если мы думаем, что художники не показывали зубы своих моделей по причине плохости зубов — то нет. В то время людей со здоровыми зубами было значительно больше, чем сейчас, потому что сахар был редчайшей и очень дорогой специей. Ели здоровую пищу.

На самом деле причина — в культурных нормах. Тогда считалось неприличным обнажать зубы. Рот надо всегда держать закрытым. Так учили детей знати сызмальства. Ржать, как лошадь, показывая все зубы и гланды заодно, могли позволить себе только люди низшего сословия.

Нет, конечно, вы можете смеяться, пожалуйста, только — с закрытым ртом, чтобы все выглядело пристойно. Так что если на картинах тех времен вы видите смеющееся лицо с открытым ртом, то перед вами представитель низшего сословия.

К тому же раскрытый рот был еще и признаком безумия именно потому, что человек со всей очевидностью не мог себя контролировать. И на картинах открытый рот тоже изображал безумие и прочие страсти.

Но все изменилось в 1787 году, когда художница Элизабет Виже-Лебрен выставила автопортрет в ежегодном салоне в Лувре (где картина хранится до сих пор). Она держит дочь на коленях, смотрит на зрителя и улыбается, обнажив белые зубы.

В общем — скандал! Критики, коллекционеры, художники, да и просто общество глубоко шокированы. Какая непристойность! Она обнажила зубы! А я, кстати, посмотрела на этот автопортрет. Там не зубы обнажены, а только самый их краешек.

Но ничего уже сделать было нельзя — улыбка, открывающая зубы, вырвалась на свободу. И буквально через несколько лет были изобретены первые фарфоровые коронки для зубов, чтобы модная улыбка была красивой. Париж стал мировой столицей улыбок, чем вводил в замешательство туристов. Они не понимали, почему им улыбаются незнакомые люди.

А дальше — французская революция, террор. В общем — не до улыбок. Они вышли из моды, и опять воцарилась сдержанность. Широкая улыбка вернулась в мир, чтобы покорить его, только через сотню лет. Но теперь ее родиной стал Голливуд.

Честно говоря, американская мода предъявлять миру зубы в улыбке без повода мне всегда казалась лицемерием и фальшью. Вот человек тебе улыбается, а у него все совсем плохо или на самом деле он думает — да чтоб тебя и всю твою компанию. Ненавижу вас всех!

Тут есть кое-что для науки. Когда мы счастливы — мы улыбаемся. Но работает ли это в обратном направлении? Может ли наигранная улыбка поднять настроение?

На самом деле эта гипотеза обратной связи по лицу всегда вызывала горячие споры среди исследователей в области психологии. Многие психологи давно рекомендуют улыбку в качестве спасительного средства. Хотя никакого экспериментального научного доказательства, что это работает, не было получено.

Но теперь в этом споре, кажется, поставлена точка. И поставила ее Международная группа исследователей во главе с Николасом Коулзом из Стэнфорда.

Все, конечно, упиралось в эксперимент. Нужен был такой, чтобы его результаты признали все — и сторонники, и противники.

И тогда Николас Коулз поступил очень мудро. Он организовал коллаборацию «Много улыбок» (Many Smiles), в которую пригласил коллег из разных стран и лабораторий — как скептиков, так и сторонников обратной связи по лицу. И предложил вместе разработать методологию, которая устроит всех.

Помните, как говорил профессор Преображенский из «Собачьего сердца»? Мне нужна «Окончательная бумажка. Фактическая. Настоящая! Броня». В данном случае нужен был бронебойный эксперимент.

И они его разработали. План исследований включал три хорошо известных метода, заставляющих активизировать мышцы улыбки.

Одна треть участников эксперимента использовала метод «ручка во рту». Это когда вы держите ручку или карандаш только зубами, а губы его не касаются. И в самом деле получается что-то вроде американской улыбки, попробуйте перед зеркалом.

Вторая треть участников смотрела на фотографии известных улыбающихся актеров и старалась повторить улыбку. А последней трети участников предложили действовать по инструкции — подтянуть уголки губ к ушам и приподнять щеки, используя только мышцы лица.

Хитрые исследователи постарались еще и скрыть свои намерения, то есть цель эксперимента, чтобы не было невольных искажений результата. Поэтому после испытания всем предложили решить простые математические задачи. После каждого задания сами участники оценивали, насколько они счастливы.

В этом бронебойном эксперименте участвовали почти 4 тысячи добровольцев из 19 стран. И вот результаты. Интересные, кстати.

Те, кто имитировал улыбку, держа карандаш во рту, счастливее не стали. А вот те, кто повторял улыбки актеров, глядя на их фото, и те, кто подтягивал уголки губ к ушам, стали заметно счастливее. Настолько заметнее, что даже скептики были вынуждены признать результат.

Почему не сработала ручка во рту? Видимо, мышцы, участвующие в удержании ручки во рту, не те, что делают улыбку. И действительно, чтобы удержать ручку, мы сильно стискиваем зубы, а это уже не улыбка, а оскал. Хотя, повторяю, на американскую улыбку похоже.

Конечно, эффект недостаточно силен, чтобы с помощью улыбки преодолеть что-то вроде депрессии. Но хорошее настроение по нынешним временам — это уже много.

И несомненно, этот эксперимент дает полезное представление о том, что такое эмоции и откуда они берутся. А это фундаментальный вопрос. Поэтому результаты исследования опубликованы не где-нибудь, а в самом авторитетном научном журнале Nature (Nature Human Behaviour, 6, 1731–1742 (2022)).

А я вот думаю по поводу нахмуренного лба. Если следовать логике исследователей, нахмуренный лоб способен ухудшить нам настроение. Так что поаккуратнее с выражениями лица. Лучше уж улыбаться без причины и повода. В конце концов, с детства знаем, что от улыбок станет всем светлей.