В мире науки 2020-11

ESTABLISHED 1845



Editor in Chief: Laura Helmuth Editors Emeriti: Mariette DiChristina, John Rennie
Copy Director: Maria-Christina Keller
Creative Director: Contributing Editors: Gareth Cook, Lydia Denworth, Ferris Jabr, Anna Kuchment,
Managing Editor: Michael Mrak
Chief Features Editor: Ricki L. Rusting Robin Lloyd, Melinda Wenner Moyer, George Musser, Ricki L. Rusting
Chief News Editor:
Chief Opinion Editor: Seth Fletcher Art Contributors: Edward Bell, Zo Christie, Lawrence R. Gendron, Nick Higgins
Senior Editors: Dean Visser
Michael D. Lemonick Art Director: Jason Mischka
Associate Editors: Mark Fischetti, Josh Fischman, Clara Moskowitz,
Madhusree Mukerjee, Jen Schwartz, Kate Wong Senior Graphics Editor: Jen Christiansen
Gary Stix, Lee Billings, Sophie Bushwick,
Andrea Thompson, Tanya Lewis, Sarah Lewin Frasier President: Dean Sanderson

Executive Vice President: Michael Florek

Vice President, Commercial: Andrew Douglas

Publisher and Vice President: Jeremy A. Abbate

© 2020 by Scientific American, Inc.

Оформить подписку на журнал «В мире науки» можно:

в почтовых отделениях по каталогам: по РФ и странам СНГ:
«Роспечать», подписной индекс: ООО «Урал-Пресс»,
81736 — для физических лиц, www.ural-press.ru
19559 — для юридических лиц; СНГ, страны Балтии и дальнее зарубежье:
«Почта России», подписной индекс: ЗАО «МК-Периодика»,
16575 — для физических лиц, www.periodicals.ru
11406 — для юридических лиц; РФ, СНГ, Латвия:
«Пресса России», подписной индекс: 45724, ООО «Агентство "Книга-Сервис"»,
www.akc.ru www.akc.ru

Читайте в следующем номере

Коронавирусные сны

Как пандемия COVID-19 изменила нашу сновидческую
активность.

Чему нас научил СПИД?

Из пандемии СПИДа можно извлечь урок, полезный для
борьбы с актуальной коронавирусной инфекцией.

Межзвездные гости

Два недавно обнаруженных космических тела, впервые
в истории наблюдений оказавшиеся пришельцами
из‑за пределов Солнечной системы, крайне озадачили
астрономов.

Рожденные неравными

Как улучшить здоровье новорожденных и почему это важно
сегодня более, чем когда-либо.

Как отучиться от расизма?

Тренинги по борьбе с подсознательными и скрытыми
предубеждениями часто оказываются неэффективными.
Как же тогда победить в этой борьбе?

А теперь все вместе

Синхронизированная деятельность, такая как групповые
танцы и упражнения, обеспечивает удивительно сильные
социальные связи — возможно, за счет изменений химии
мозга.

Судьба непокоренных

Лакандоны, народ группы майя, спрятались от испанских
конкистадоров и выживали в сельве сотни лет. Археологи-
ческие находки позволяют заглянуть в их прошлое.

Химия

100 В мире науkи | [11] ноябрь 2020

ХИМИЯ

w w w.sci-ru.org Продукция малотоннажной
химии насчитывает десятки тысяч
наименований: от пигментов
и катализаторов до антиоксидантов
и специальных пластиков. Что это
за соединения, малой доли которых
хватает, чтобы создать материалы
с нужными свойствами? Рассказывает
Марина Евгеньевна Трусова,
доктор химических наук, директор
Исследовательской школы химических
и биомедицинских технологий
Томского политехнического
университета.

[11] ноябрь 2020 | В мире науkи 101

Химия

Доктор химических наук М.Е. Трусова Конечно, нельзя не упомянуть детектирова-
ние, развитие водородной энергетики и техно-
— Над чем работают сотрудники Исследователь- логии переработки отходов и вторичного пла-
ской школы химических и биомедицинских тех- стика.
нологий ТПУ, которую вы возглавляете?
Третье крупное направление посвящено
— О школе я всегда готова рассказывать с боль- ядерной медицине и созданию радиофарм-
шим удовольствием. Ведь я работаю здесь с первых препаратов. Недавно мы выиграли мегагрант
лет ее создания, как и многие мои коллеги. Начи- на создание таких препаратов. Научно-ис-
нала с должности заместителя директора Иссле- следовательский центр «Онкотераностика»,
довательской школы химических и биомедицин- входящий в состав нашей исследовательской
ских технологий, а сейчас занимаю должность ди- школы, как раз работает в этом направлении.
ректора. В центре сформирован междисциплинарный
коллектив из химиков, провизоров, медиков,
Традиционно в школе развиваются передовые биохимиков и специалистов по ядерной ме-
направления науки. Первое направление связан- дицине. Специалисты центра разрабатыва-
но с полимерами и с тонким органическим син- ют таргетные молекулы на основе каркасных
тезом. Речь идет о соединениях поливалентного белков, специфичных к различным молеку-
йода и ароматических солях диазония. Диазони- лярным мишеням, экспрессируемым на рако-
евые соли применяются для самых разнообраз- вых клетках. НИЦ «Онкотераностика» функ-
ных синтезов, для получения азокрасителей, ле- ционирует как центр компетенций в области
карственных веществ. Из-за неустойчивости солей разработки радиофармпрепаратов для диагности-
диазония (в сухом виде они взрываются) их синтез ки и лечения онкологических заболеваний метода-
проводят при пониженной температуре. Мы раз- ми ядерной медицины.
работали новый тип солей, которые освобождены — Поговорим подробнее о малотоннажной хи-
от этих недостатков, и сейчас применяем соли диа- мии. В чем уникальность этого направления?
зония в практических проектах. Это направление — Направление малотоннажной химии развива-
развивается в рамках фундаментальной органи- ется давно и уже широко известно. Термин «мало-
ческой химии. тоннажная химия» говорит сам за себя: это хими-
ческая продукция, производимая в малом объеме.
Второе масштабное направление — материало- Это весьма специфическая отрасль. Такое произ-
ведение. Это междисциплинарный раздел науки, водство не поставлено на поток, ведь нужная про-
изучающий изменения свойств материалов как дукция производится в небольших количествах.
в твердом, так и в жидком состоянии в зависимо- Однако без этого малого вещества нельзя создать
сти от различных факторов. К изучаемым свой- итоговый продукт нужного качества.
ствам относятся структура веществ, электрон- Проще говоря, это товары бытовой химии, рас-
ные, термические, химические, магнитные, опти- творители, химические реактивы, катализаторы
ческие свойства веществ. Это актуальное, активно для получения крупнотоннажных продуктов, ин-
развивающееся направление, в том числе в Том- гибиторы коррозии и присадки к топливу, то есть
ском политехе. Специалисты ТПУ создают «ум- соединения, производимые в небольших количе-
ные» материалы, в основном для биомедицины, ствах, но играющие критическую роль во многих
и ­разрабатывают высокочувствительные сенсор- областях производства.
ные системы для разных областей. Например, в каждой таблетке есть действующее
вещество, доля которого иногда бывает очень ма-
ленькой. Сама таблетка при этом большая. К со-
ставу добавляются вспомогательные вещества, ко-
торые, как правило, не подлежат сертификации.
Помимо этого малотоннажная химия обеспечи-
вает производство добавок к пластикам, готовым
полимерам. Чтобы создать полимер нужного свой-
ства — термостойкий, гибкий, с эффектом памяти,
с хорошими показателями шумоизоляции, — необ-
ходимо иметь добавки, которые обеспечивают пе-
речисленные свойства.
Крупное тоннажное производство не может про-
изводить что-то мелкое, это не высокомаржиналь-
ная продукция. Это просто невыгодно крупным
химическим предприятиям, поскольку не прино-
сит больших доходов. Именно поэтому создаются

102 В мире науkи | [11] ноябрь 2020

Химия

небольшие площадки, которые могут наработать Помимо больших игроков есть, разумеется, и ма-
необходимые вещества в небольшом количестве лый бизнес. Как правило, внушительных мощно-
и передать заказчику — индустриальному пар- стей у малых производств нет. Однако и мелким
тнеру. партнерам интересно внедрять новое, нарабаты-
вать уникальный опыт. Конечно, для малых пред-
В Томске сформировался сильный коллектив приятий это связано с большими рисками. Поэто-
ученых, в том числе и в рамках Исследовательской му малому бизнесу проще прийти туда, где создана
школы химических и биомедицинских технологий вся инфраструктура, где есть необходимые возмож-
ТПУ. Томск знаменит тем, что здесь сконцентри- ности. Это позволяет мелким игрокам сложить, как
рована вузовская наука, сосредоточены знания из Lego, интересующую технологию, отработать,
и наработки Томского государственного универ- проверить и дальше внедрять у себя на предприя-
ситета, Института химии нефти Сибирского отде- тии либо заказать наработку готового продукта.
ления Российской академии наук, Института силь-
ноточной электроники СО РАН. — Когда назрела необходимость создания соб-
ственного Центра малотоннажной химии в Том-
Все ученые Томской области работают на фрон- ской области?
тире. Речь идет о высокорейтинговых публика-
циях, защитах диссертаций, грантах, проектах — Эта необходимость зрела долго, и сейчас она
и т.д. Однако не всегда удается довести техноло- наконец перешла на стадию реализации. Тому
гию, идею из лабораторного масштаба до техно- есть несколько причин. Первая, безусловно, свя-
логического и привлечь внимание бизнеса. Суще- зана с формированием научно-образовательного
ствуют так называемые уровни готовности тех- центра в Томской области. Это предполагает объе-
нологий. Это метод оценки зрелости технологий динение научно-образовательного сектора, бизне-
на этапе приобретения программы, разработан- са и институтов академии наук. Центр создается
ный в NASA в 1970-х гг. Использование TRL позво- на базе консорциума, в который входят не только
ляет согласованно и единообразно обсуждать тех- Томский политехнический университет и бизнес-
ническую зрелость различных типов технологий. партнеры, но и Томский государственный универ-
Так вот, в нашей стране даже до уровня TRL-4 (про- ситет, Университет систем управления и радио­
верка макетов в лабораторных условиях) мало кто электроники со своими компетенциями, Институт
доходит. химии нефти СО РАН, малые предприятия, кото-
рые уже имеют задел по малотоннажной химии.
— В чем причина?
— Нет соответствующей инфраструктуры, тех- У каждого участника есть уникальные наработ-
нологов, которые должны доводить технологию ки. Чтобы объединить усилия, сложить ключевые
до бизнеса и работать в формате технологии под элементы в единую картину, все ячейки которой
ключ. Отечественные ученые работают в основном были бы заняты, нам необходима единая площад-
на уровне TRL-1 или TRL-2 (когда полностью готова ка, которая красиво называется Центром мало-
концепция технологии). тоннажной химии. Потенциальный индустриаль-
Именно поэтому мы хотим создать инфраструкту- ный партнер будет четко понимать, куда он может
ру, собрать технологов, которые видят и знают, чего п­ рийти со своей задачей за командой сильных спе-
хочет бизнес, обсудить идеи ученых на площадке циалистов, инфраструктурой и научным сопрово-
будущего Центра малотоннажной химии. Это по- ждением.
зволит нам не только доводить технологии до про-
изводственных масштабов, но и продавать их. — Кто был инициатором создания Центра ма-
В целом история малотоннажной химии доволь- лотоннажной химии?
но богата и широка. Подчеркну, что это разнопла-
новая отрасль. Помимо лекарственных препа- — ТПУ, естественно, выступает головной орга-
ратов и полимеров, о которых мы успели погово- низацией, предоставляя базу наработанных ком-
рить, малотоннажная химия обеспечивает сферу петенций в области материаловедения, полимер-
микроэлектроники при создании реагентов-рас- ной химии — направлений, которые традицион-
творителей соответствующей частоты, производ- но развивались в Томском политехе. ТГУ также
ство лакокрасочных изделий, пигментов, содер- обладает рядом серьезных наработок, которые
жание которых необходимо в конечном продукте. развивают сильные научные группы. Наше дав-
Подобные добавки гарантируют термостойкость, нее соседство и партнерские отношения приве-
огнестойкость, морозостойкость и другие важные ли к общему мнению, что Томской области нужен
свойства. такой центр. Томск отличает не только вузовская
Главное преимущество малотоннажной химии наука, но и крайне высокая степень сотрудниче-
в том, что это площадка, на которую большому ства между разными организациями. У нас есть
бизнесу легко зайти, отработать свою технологию специалисты, которые работают и в Томском го-
и перевести ее на крупнотоннажное производство, сударственном, и в Томском политехническом,
используя большие мощности. и в Сибирском государственном медицинском
университетах. Иногда с трудом понимаешь, кто
чей сотрудник.

w w w.sci-ru.org [11] ноябрь 2020 | В мире науkи 103

Химия 2

1

Аспирантки ИШХБМТ Юлия Власенко (1), Екатерина Подрезова (2),
Ирина Миронова (3). В проектах участвуют и студенты, средний
возраст коллектива школы — 38–40 лет.

— На каком этапе находится создание Центра н­ аших партнеров НИОСТ — корпоративный науч-
малотоннажной химии? Кто непосредственно ный центр СИБУР по химическим технологиям.
участвует в строительстве и сопутствующих Это ведущий исполнитель программ научно-ис-
мероприятиях? следовательских и опытно-конструкторских работ
холдинга СИБУР. Ряд программ осуществляются
— Вопросов, которые необходимо решить пря- в сотрудничестве с другими отечественными на-
мо сейчас, крайне много. Особенно в рамках моей учными центрами, в частности МГУ им. М.В. Ло-
компетенции, поскольку я присоединилась к ко- моносова, Институтом нефтехимического синте-
манде не так давно — в марте этого года. Сейчас за им. А.В. Топчиева РАН, Институтом катализа
мы формируем юридическую сторону вопроса: им. Г.К. Борескова СО РАН, Объединенным цен-
в каком виде будет создаваться центр — как от- тром исследований. Специалисты НИОСТ актив-
дельное предприятие, как предприятие в рамках но развивают направления получения новых мо-
консорциума с равноправными участниками либо номеров и различных добавок, полимеризации
как структурное подразделение внутри одного и получения востребованных продуктов нефтехи-
из университетов? Поскольку Томский политехни- мии, разработки новых композиционных матери-
ческий университет стоит во главе консорциума, алов, получения высокоэффективных катализа-
логичнее всего создавать центр внутри универси- торов различных модификаций для производства
тета либо на базе кросс-индустриального центра, полимеров и мономеров. Мы совместно реализуем
который был образован два года назад. проект, связанный с отработкой технологии от не-
больших загрузок до полупромышленных, чтобы
Так что на данном этапе у юристов заинтересо- предприятие активнее внедряло на своих мощно-
ванных организаций много работы. Это необходи- стях новую технологию.
мо, чтобы мы могли учесть интересы каждой орга-
низации и объединить их так, чтобы это было вы- Помимо этого, мы прорабатываем вопрос о соз-
годно для всех участников. дании нетканых фторполимерных мембран для
топливных элементов. Основной заказчик — мо-
Активно прорабатываются также вопросы ин- сковская компания «ИнЭнерджи», организованная
фраструктуры. У каждой организации есть свой на базе Инновационного центра «Сколково». Так
объем полупромышленного и аналитического обо- или иначе, мы собираем команды, объединяем ин-
рудования, у кого-то есть необходимые площади, фраструктурные возможности и ресурсы каждого
а у кого-то нет. исполнителя, при этом занимаемся юридическим
обеспечением и активно работаем над конкретны-
То есть юридическая сторона вопроса оказалась ми проектами.
не такой уж и простой. Все руки друг другу пожа-
ли, но сейчас важно юридически правильно закре-
пить условия на бумаге, чтобы не возникало про-
блем и недопонимания.

Параллельно с этим мы начинаем реализовы-
вать проекты, заказанные от индустриальных
партнеров. Это в основном якорный бизнес. ­Среди

104 В мире науkи | [11] ноябрь 2020

Химия

— Какой задел есть у томских химиков? на основе полимолочной кислоты с сополимерами,
— Конечно, нам было чем похвастаться. И я гово- которые придают разные характеристики конеч-
рю не только о специалистах Томского политехни- ным продуктам, полимеры на основе норборнена
ческого университета, но и о наших соисполните- и изделия из него. По сути, у центра будет некая
лях в рамках создаваемого Центра малотоннажной полимерная специфика. Но это не единственное
химии. Научные группы наработали серьезный направление, которое мы планируем развивать.
опыт в сфере разработки полимеров, в том чис- Например, в рамках сферы неорганической химии
ле для применения в Арктике. Ясно, что в Аркти- в центре будут создаваться технологии получения
ческом регионе детали и материалы конструкций тех или иных неорганических веществ, которые
должны быть максимально надежными. При соз- можно использовать как исходное сырье для про-
дании полимеров и полимерных конструкцион- изводства конечных изделий. Я пока не имею пра-
ных материалов необходимо учитывать условия ва называть эти продукты и говорить о техноло-
их эксплуатации: температуру окружающей сре- гии, чтобы не нарушить условия соглашения с ин-
ды, влажность и прочие параметры. дустриальными партнерами. Могу лишь сказать,
Мы активно работали над созданием биоразла- что это продукты также полимерного или неорга-
гаемых полимеров. Ведь проблемы экологии ин- нического происхождения.
тересуют многих, и решать их нужно совместно,
в том числе разрабатывая экологичные материа- — Какие из продуктов будут доступны широ-
лы. Большой опыт связан с наработкой катализа- ким слоям населения?
торов для полимеризации и других органических
превращений, с созданием методики упрощения — Все, что будет создаваться в Центре малотон-
технологий для получения тех или иных ценных нажной химии, выйдет на отечественный рынок.
продуктов для нефтегазовой отрасли, нефтехи- Работа ведется в рамках мероприятий по импор-
мии. тозамещению. Прямо сейчас мы ищем инвестора,
Кроме того что мы показываем результаты экс- который заинтересован в биоразлагаемом пласти-
периментальной работы, мы демонстрируем еще ке для производства одноразовой посуды из низко-
и задел в сфере математического моделирования молекулярного полимера.
непосредственно химических процессов и физи-
ческих, связанных с ресурсосбережением на пред- Но существует также и высокомолекулярный
приятиях. биоразлагаемый полимер, который использует-
Наработки в области нефтепереработки край- ся для биомедицинских целей, например для по-
не интересны нашим промышленным партнерам. крытия имплантатов. Здесь своя особенная тех-
Это позволяет экономить энергию для снижения нология, чуть более сложная, но очень значимая.
затрат на производство. Поэтому заделы есть. Все Поэтому, безусловно, все продукты так или иначе
результаты опубликованы, в том числе в высоко- будут доступны всем, в том числе критически важ-
рейтинговых журналах. ные технологии, связанные со здоровьем человека.
— Уже выделены главные направления рабо-
ты Центра малотоннажной химии? — Будет ли востребована продукция центра
— В основном это будут продукты полимерного во всей России?
характера — биоразлагаемые полимеры, п­ олимеры
— Вопрос непростой. Он связан в первую оче-
3 редь с тем, что центров малотоннажной химии
в России уже создано много. И центр, возводимый
здесь, в Томской области, далеко не первый. Один
из известных и значимых центров — это «Долина

Менделеева» на базе РХТУ. Центр малотон-
нажной химии работает также в Иркутске,
несколько центров построены в Бийске.
Но каждый из них имеет свою специфи-
ку. Я не зря много раз упоминала полиме-
ры. Центр малотоннажной химии в Томске
все-таки будет больше специализирован
на полимерной химии, на продуктах поли-
мерной природы. Другие центры малотон-
нажной химии фокусируются на фарма-
кологии, на соединениях неорганической
природы и т.д. И именно правильно вы-
строенная логистика центров малотоннаж-
ной химии по всей России позволит обеспе-
чить нужды нашей страны в подобной про-
дукции.

Беседовала Анастасия Пензина

w w w.sci-ru.org [11] ноябрь 2020 | В мире науkи 105

Изменение климата

ИЗМЕ Н Е Н И Е КЛ ИМАТА

Пандемия внесла в нашу жизнь
значительные коррективы и во многом
сместила приоритеты. Однако самая главная
общемировая проблема, которую многие
игнорируют, осталась: продолжается
глобальное потепление. Климатологи
уверены: карантинное «затишье» не оказало
значительного влияния на климат.
Мы поговорили об этом с ведущими
отечественными специалистами.

106 В мире науkи | [11] ноябрь 2020

Изменение климата

w w w.sci-ru.org [11] ноябрь 2020 | В мире науkи 107

В истории Земли климатические изменения случались
не раз, и в некоторые периоды они были намного
серьезнее, чем сейчас. Но никогда прежде климат
не менялся столь стремительно. Научное сообщество
в целом пришло к консенсусу: за ускоренное глобальное
потепление ответственны мы, человечество. Обсуждаем
тему с Сергеем Михайловичем Семеновым, научным
руководителем Института глобального климата
и экологии Росгидромета им. акад. Ю.А. Израэля.

108 В мире науkи | [11] ноябрь 2020

Изменение климата

— Что входит в понятие «климатическая систе- процессы, происходящие в климатической систе-
ма»? ме, стал вмешиваться человек. Сначала очень
­локально. Скажем, построили в Красноярске во-
— Это система, которая порождает климат. Ос- дохранилище — и климат Красноярска стал менее
новной источник энергии на Земле — излуче- суровым, более влажным и мягким. Однако сейчас
ние Солнца. Казалось бы, Луна находится рядом масштабы человеческого влияния на климат обре-
с Землей и поток солнечного излучения, попадаю- ли поистине глобальный характер.
щий на единицу поверхности Луны, примерно та-
кой же, как попадает на верхнюю границу земной — Как климатологи оценивают современное
атмосферы. Но температурный режим совершенно состояние климатической системы?
иной: днем на Луне очень жарко, а ночью очень хо-
лодно. Земной климат более мягкий. Средняя тем- — Ее нельзя оценивать в терминах «хорошо» или
пература земной поверхности составляет +15° C. «плохо». Это некая физическая система, где про-
Конечно, существуют и экстремальные значения: исходит превращение лучистой энергии в разные
в Антарктиде, например, есть места, где темпера- другие виды — механическую, тепловую, химиче-
тура опускается до –80° C, а есть территории Зем- скую и т.д. Например, используя солнечную энер-
ли, где наблюдается +60° C. Однако в среднем кли- гию и углекислый газ, растение набирает свою
мат нашей планеты благоприятен для человека. биомассу и выделяет для нас кислород.

Тогда почему на Луне климат суровый, а на Зем- В наше время климатическая система Земли на-
ле — благоприятный? Дело в том, что климат за- ходится в состоянии ускоренного изменения, по-
висит не только от света, но и от того, на что по­ тому что человек в индустриальный период (ус-
падает этот свет. Земля обладает атмосферой ловно его отсчитывают от 1750 г.) научился влиять
(газовой оболочкой), гидросферой (куда входят оке- на климат и окружающую его среду в очень значи-
аны, реки, озера и т.д.), почвой (педосферой) и био- тельных масштабах, практически глобально. Се-
сферой. Между ними происходит постоянный об- годня на наших глазах происходят изменения, ко-
мен веществом и энергией. То есть климат — это торые фиксируют станции наблюдений за клима-
продукт взаимодействия между разными сфера- том, расположенные на всем земном шаре. Пока
ми в ходе обмена веществом и энергией. эти изменения не катастрофические, но они есть.

Важно понимать, что климат непостоянен. — Откуда возник термин «глобальное потепле-
В историческом прошлом Земли он был другим ние»? Действительно ли он отражает потепле-
и сейчас также меняется. При этом в е­ стественные ние на всей планете или речь идет о локальных
колебаниях температуры?

w w w.sci-ru.org [11] ноябрь 2020 | В мире науkи 109

Изменение климата

— Этот термин имеет два значения. «Глобаль- бы ­похож на лунный. Нам бы это точно не понра-
ное» понимается и как повсеместное потепление вилось. Среднее значение температуры на Зем-
на всей планете, и как среднее значение по земно- ле, +15° C в приповерхностном слое атмосферы,
му шару. В среднем по поверхности Земли в при- сформировалось благодаря наличию естественно-
поверхностном слое атмосферы действительно на- го парникового эффекта, который обеспечивает-
блюдается потепление. По данным за ХХ в., сред- ся в основном водяным паром. На содержание во-
нее значение температуры увеличилось на один дяного пара мы повлиять не можем. Но есть малые
градус Цельсия. Это кажется незначительным, газовые составляющие — это углекислый газ, ме-
но не будем забывать, что б   льшую часть земной тан, закись азота, озон и некоторые другие. На со-
поверхности покрывает океан — инерционная сре- держание этих газов мы очень даже можем повли-
да. Океан теплеет с меньшей скоростью по сравне- ять. И повлияли.
нию с сушей, поэтому на самом деле она потеплела
более значительно. Кроме того, есть участки суши, Так, повышение концентрации углекислого газа
которые нагреваются быстрее остальных. Напри- в атмосфере сделало плотнее атмосферное «одея-
мер, Арктический регион России нагревается бы- ло», покрывающее Землю. Тем самым атмосфера
стрее, чем вся остальная территория страны. При в большей степени перехватывает излучение Зем-
этом Россия теплеет быстрее, чем остальная суша ли и в большей степени перенаправляет его обрат-
в среднем. но к земной поверхности. Это исходная причина
глобального антропогенного потепления. Допол-
Потепление происходит из-за того, что мы ме- нительное обогащение атмосферы парниковыми
няем состав атмосферы. Конечно, на количество газами усиливает естественное содержание этих
солнечной энергии, поступающее к Земле, мы по- веществ в атмосфере. Все это происходит из-за хо-
влиять не можем, но что потом делается с этой зяйственной деятельности. Человек сжигает иско-
энергией — вопрос интересный. Примерно поло- паемое органическое топливо (уголь, нефть, газ),
вина пришедшей на верхнюю границу атмосфе- преобразовывает ландшафты. Например, выруб-
ры солнечной энергии достигает земной поверх- ка гектара леса для сельскохозяйственных нужд
ности. Для видимого света атмосфера достаточно приводит к тому, что в атмосферу выделяется до-
прозрачна (будь иначе, нам было бы очень скучно полнительное количество углекислого газа. Лес
жить). Солнечный свет нагревает земную поверх- накапливает углерод, который высвобождается
ность и достаточно слабо нагревает саму атмосфе- при вырубке, а сельскохозяйственный гектар на-
ру. Вообще говоря, солнечный свет плохо поглоща- копит меньше углерода, чем лесной. То же самое
ется атмосферой. Когда земная поверхность нагре- происходит, когда бушуют лесные пожары, высво-
вается, она излучает в инфракрасном диапазоне. бождающие лишние углекислый газ и метан. Ис-
Это излучение невидимо для глаза человека. Толь- пользование азотных удобрений на полях при-
ко 10% излучения земной поверхности уходит об- водит к обогащению атмосферы закисью азота
ратно в космос, остальное поглощается атмосфе- (N2O). Эти вещества — оксид азота, метан и диок-
рой и частично перенаправляется обратно к Зем- сид углерода — нельзя назвать загрязняющими.
ле. Это и есть механизм парникового эффекта. Хотя их концентрации за индустриальный пери-
од существенно увеличились, они на этих уровнях
На самом деле, парниковый эффект — полез- все же не обладают токсическим эффектом. Тем
ная вещь. Если бы его не было, наш климат был
не менее они очень ярко дополняют есте-
Доктор физико-математических наук С.М. Семенов ственный парниковый эффект. Заметим,
что метан в расчете на одну тонну выбро-
са в атмосферу примерно в 30 раз сильнее,
чем углекислый газ, а закись азота — более
чем в 100 раз.

Но существуют и антропогенные факто-
ры похолодания. Например, увеличение ко-
личества некоторых видов аэрозолей в ат-
мосфере в ходе хозяйственной деятельно-
сти наоборот способствует похолоданию.
По сути, такие аэрозоли — это маленькие
зеркальца, которые летают в атмосфере
и отражают часть солнечного света обрат-
но в космос. Подобные вещества использу-
ются в некоторых отраслях промышленно-
сти, что отчасти ослабляет потепление из-
за увеличения концентрации парниковых
газов.

110 В мире науkи | [11] ноябрь 2020

Изменение климата

— Когда забили тревогу? И как удалось выяс- он полагал, что ледниковые периоды в историче-
нить, что именно выбросы парниковых газов ском прошлом Земли можно объяснить уменьше-
влияют на климат? нием концентрации CO2 в атмосфере.

— Все мы знаем, что такое парник. Достаточно Спустя несколько десятилетий, в 1938 г., англий-
вспомнить о теплицах на даче. Ящик в земле на- ский инженер и изобретатель Гай Стюарт Коллин-
крывается рамой со стеклом, и, когда еще есть за- дер опубликовал статью, где вычислил, что благо-
морозки, в теплице жарко и там растут огурцы. даря уже случившемуся обогащению атмосферы
Из-за чего это происходит? Стекло гораздо легче углекислым газом температура на планете вырос-
пропускает солнечный свет, чем инфракрасное из- ла. Это подтвердили также наблюдения на суще-
лучение дна парника. ствующих в те годы метеостанциях.

Впервые парниковый эффект был открыт еще Наш выдающийся соотечественник акаде-
в XVIII в. Был такой естествоиспытатель, швей- мик М.И. Будыко в 1972 г. опубликовал работу, где
царский геолог, ботаник и альпинист Орас Бене- дал собственный прогноз: если концентрация ди-
дикт де Соссюр. Он был человеком любознатель- оксида углерода продолжит расти, то повысится
ным и, когда путешествовал в альпийских горах, и средняя температура на планете. Его прогноз
измерял температуру, давление, другие пара- оправдался — современное повышение темпера-
метры. Де Соссюр изобрел некий прибор — пере- туры связывают в основном именно с увеличени-
носной мини-парник. По сути, это была кастрю- ем концентрации CO2.
ля, снизу и сбоку выложенная пробковым слоем,
плохо проводящим тепло, сверху покрытая сте- — В докладе Росгидромета «Об особенностях
клом и внутри имеющая несколько стеклянных климата на территории Российской Федера-
горизонтальных перегородок. В каждом отсеке ции» за 2019 г. указано, что темпы роста темпе-
между стеклами располагались термометры. Ис- ратуры в приповерхностном слое в России пре-
следователь заметил: если днем поместить уста- вышают глобальное среднее потепление более
новку под солнечный свет, то в нижнем отсеке тем- чем в два с половиной раза. С чем ученые это
пература доходит до 100° C. Суть процесса объяс- связывают?
нил французский физик и математик Жан-Батист
Жозеф Фурье в начале XIX в. Он отметил, что теп- — То, что Россия теплеет быстрее всей остальной
ло существует в атмосфере в двух видах: солнеч- части Земли, понятно. На нашей территории есть
ное и «темное». «Темным» он фактически называл такие области, где потепление выражено наибо-
инфракрасное излучение. Когда солнечное теп- лее ярко, — например, Арктика. У России большое
ло, легко проходящее через атмосферу, достигает арктическое побережье, которого нет у Швейца-
земной поверхности, оно мгновенно превращает- рии. Поэтому, естественно, на территории нашей
ся в «темное» тепло, то есть в инфракрасное излу- страны потепление выражено более сильно. Су-
чение Земли, которое очень плохо пропускает ат- ществуют и другие особенности — например, фор-
мосфера. Из-за этого оно накапливается и нагре- мирования климата над пространствами Сибири
вает приповерхностный слой. и остальных регионов.

Но это были гипотезы. Экспериментальные до- В Арктике усиленное потепление объясняется
казательства появились только во второй поло- так называемой положительной обратной связью.
вине XIX в. Английский физик Джон Тиндаль из- Здесь важно помнить о таком понятии, как аль-
учал поглощение и излучение разными газами бедо, что на русский язык буквально переводится
электромагнитных волн в инфракрасном диапа- как «белость». Это характеристика отражательной
зоне и, в частности, выяснил, что такие газы, как (рассеивающей) способности поверхности. Отра-
кислород или азот, из которых в основном состо- жательная способность льда очень высока. Но при
ит атмосфера, практически не поглощают и не из- потеплении льды отступают, вместо льда остают-
лучают в инфракрасном диапазоне. Однако малые ся вода или черная земля на суше. Следовательно,
газовые составляющие — углекислый газ, метан — альбедо уменьшается. И это приводит к увеличе-
как раз могут поглощать инфракрасное излучение нию степени поглощения пришедшей от Солнца
и, соответственно, его излучать. лучистой энергии, что вызывает еще большее по-
тепление. В этом и состоит положительная обрат-
В 1896 г. Сванте Август Аррениус написал кни- ная связь.
гу, в которой уже точно вычислил, как повышение
или понижение концентрации двуокиси углеро- — Какие международные соглашения и про-
да скажется на температуре земной поверхности. граммы, направленные на поддержку клима-
Однако ему и в голову не могло прийти, что чело- та, можно считать эффективными?
век станет настолько могущественным, что суще-
ственно изменит концентрацию СO2 в атмосфере — Их не так много, чтобы сравнивать по эф-
и вызовет изменения глобального климата. Это его фективности. Глобальное потепление и увеличе-
интересовало совершенно из других соображений: ние концентрации парниковых газов — проблема
не локальная. Представим, что мэр Москвы вдруг
скажет: «Снизить потребление бензина наполови-
ну». Приведет это к изменению ситуации в городе?

w w w.sci-ru.org [11] ноябрь 2020 | В мире науkи 111

Изменение климата

Будущее климата з­ ависит не только
от состояния климатической системы
и взаимодействия ее элементов. Оно зависит еще
и от того, как мы будем себя вести, какими будут
выбросы парниковых газов в атмосферу, какие
будут приниматься меры по ограничению этих
выбросов

Нет: поскольку парниковые газы хорошо переме- какими могут быть последствия и как ограничить
шиваются, они «притекут» с окружающих террито- влияние человека на климатические изменения.
рий. То есть локально решить эту проблему нельзя, Первый доклад МГЭИК был опубликован в 1990 г.
она по своей сути глобальная. Ее решение требу- С опорой на эту научную информацию была раз-
ет совместных усилий всех стран. Это сообразили работана и в 1992 г. подписана Рамочная конвен-
в конце 1980-х гг. и решили, что нужно подписать ция ООН об изменении климата (РКИК ООН). С тех
что-то вроде климатической конвенции, которая пор практически все страны мира ратифицирова-
бы призывала всех ограничить выбросы парнико- ли конвенцию.
вых газов.
РКИК ООН предполагает наличие цели, и она
Поскольку проблема имела большую научную со- есть в статье второй этой конвенции: «Конечная
ставляющую и политики не очень понимали суть цель настоящей конвенции заключается в том,
климатических процессов, одновременно была чтобы добиться стабилизации концентраций пар-
создана Межправительственная группа экспер- никовых газов в атмосфере на таком уровне, ко-
тов по изменению климата (МГЭИК), которая дей- торый не допускал бы опасного антропогенно-
ствует до сих пор. Ее задача — периодически пред- го воздействия на климатическую систему. Такой
ставлять информацию для политиков, анализи- уровень должен быть достигнут в сроки, доста-
руя научные данные о том, как меняется климат, точные для естественной адаптации экосистем

112 В мире науkи | [11] ноябрь 2020

Изменение климата

к ­изменению климата, позволяющие не ставить Упомянутые международные соглашения рабо-
под угрозу производство продовольствия и обеспе- тают в настоящий момент. Сказать, что они уже
чивающие дальнейшее экономическое развитие привели к заметному уменьшению выбросов пар-
на устойчивой основе». Цель была, но не было кон- никовых газов или ущерба от потепления, нельзя.
кретных цифр, регламентирующих, каким стра- Концентрации парниковых газов в атмосфере про-
нам и насколько нужно сократить выбросы. должают расти. Считается, что это инерционный
процесс и нужно подождать несколько лет, чтобы
Первый протокол в рамках этой конвенции был увидеть результат. Помимо этого разрабатывают-
принят в японском городе Киото 11 декабря 1997 г. ся и внедряются программы перехода от ископае-
и вступил в силу 16 февраля 2005 г. Этот между- мого органического топлива к возобновляемым ис-
народный договор применяется к шести парнико- точникам энергии: использованию солнечной, ве-
вым газам и группам газов: углекислому газу (CO2), тровой энергии и т.д. Специалисты уверены, что
метану (CH4), закиси азота (N2O), гидрофторуглеро- подобные программы будут широко распростра-
дам (ГФУ), перфторуглеродам (ПФУ) и гексафтори- няться и это поможет уменьшить выбросы в атмо­
ду серы (SF6). В Киотском протоколе уже были ука- сферу парниковых газов от сжигания нефти, газа
заны конкретные цифры. Основные обязательства и угля. Конечно, полностью перейти на «зеленую
взяли на себя индустриальные страны. Россия энергетику» не удастся. Я не могу представить себе
и Украина обязались сохранить годовые выбросы ледокол, который работает на солнечной энергии.
в 2008–2012 гг. на уровне 1990 г.
— Какие сценарии обсуждаются научным со-
Развивающиеся страны, включая Китай и Ин- обществом и можно ли как-то стабилизировать
дию, обязательств на себя не брали. Но если по- ситуацию?
смотреть на сегодняшнюю статистику, основны-
ми эмиттерами парниковых газов и оказываются — Будущее климата зависит не только от состоя-
развивающиеся страны. ния климатической системы и взаимодействия ее
элементов. Оно зависит еще и от того, как мы бу-
Россия после долгих раздумий ратифицирова- дем себя вести, какими будут выбросы парнико-
ла Киотский протокол и выполнила все обязатель- вых газов в атмосферу, какие будут приниматься
ства. США не приняли обязательства, посколь- меры по ограничению этих выбросов. Мы не мо-
ку президент Джордж Буш — младший посчитал, жем себе представить, скажем, на 50 лет вперед,
что это противоречит интересам страны. Однако как будет развиваться мировая экономика. Одна-
за эти годы, по данным статистики, выбросы в Се- ко сегодня рассматриваются несколько сценариев:
верной Америке не увеличились. А вот выбросы экстремальный, средний и оптимистический. Все
Китая и Индии (и вообще Азиатского региона) вы- они изложены в докладах МГЭИК.
росли за первое десятилетие XXI в.
Если мы будем себя вести не очень разумно
В 2015 г. был подписан второй протокол — Па- и продолжим интенсивно сжигать ископаемое ор-
рижское соглашение, в рамках которого уже все ганическое топливо, запустится сценарий экс-
страны имеют обязательства по сокращению вы- тремальный, или RCP 8.5 (RCP — аббревиату-
бросов парниковых газов. При этом в протоко- ра от Representative Concentration Pathway, то есть
ле указано, что каждая страна сама определя- «представительная траектория концентрации»).
ет, на сколько она будет сокращать объем выбро- Согласно ему, концентрации парниковых газов бу-
сов, и сообщает эту цифру в секретариат РКИК дут расти до конца этого столетия, а средняя гло-
ООН. И только после этого дается оценка — хвата- бальная температура в приповерхностном слое по-
ет в сумме этих сокращений или нет для достиже- высится на 4–5° C.
ния глобальной цели. Глобальная цель — не позво-
лять средней температуре на планете превысить Если мы будем вести себя разумно (RCP 2.6), ко-
2° C по отношению к показателям доиндустриаль- ординироваться, интегрироваться, заменять тех-
ной эпохи, а по возможности не превысить уровень нологии, основанные на использовании ископае-
1,5° C. мого органического топлива, на более совершен-
ные, связанные с применением возобновляемых
Кроме аспектов, связанных с сокращением вы- источников энергии, то сможем достичь глобаль-
бросов парниковых газов, в Парижском соглаше- ной цели Парижского протокола: увеличение сред-
нии большой раздел посвящен и адаптации. Важ- ней глобальной температуры в приповерхностном
но бороться с причиной антропогенного поте- слое атмосферы не превысит 2° C. Рассматривают-
пления, то есть с выбросами парниковых газов, ся и различные промежуточные сценарии.
но надо не забывать и о его последствиях. Напри-
мер, волны жары, которые наблюдаются в Индии, Вы видите, как сейчас ведут себя мировые эко-
Японии, других странах Юго-Восточной Азии, номические системы. Предвидеть, что будет с кли-
приводят к увеличению смертности людей. Волна матом через 50 или 100 лет, сложно. Но, как мне
жары в Париже 2003 г. унесла очень много жизней, кажется, многие страны все-таки будут следовать
в особенности пожилых людей, которые не были этим рекомендациям. Однако это уже предположе-
адаптированы к подобным колебаниям. ния вне климатологии.

w w w.sci-ru.org [11] ноябрь 2020 | В мире науkи 113

Не запущен ли механизм зависимости, когда
потепление вызывает рост концентрации метана,
а метан — потепление? Возможно, ответ кроется
в сейсмической активности нашей планеты.
О новой концепции ускоренного роста температуры
в Арктике рассказывает академик Леопольд
Исаевич Лобковский, научный руководитель
геологического направления Института океанологии
им. П.П. Ширшова РАН.

114 В мире науkи | [11] ноябрь 2020

Изменение климата

w w w.sci-ru.org [11] ноябрь 2020 | В мире науkи 115

Изменение климата

Академик Л.И. Лобковский на 1920 г. Рост температуры длит-
ся вплоть до 1940 г. Вторая такая
— Известно, что Арктический регион нагревает- точка внезапного потепления от-
ся значительно быстрее, чем остальные части носится к 1980 г. Здесь также на-
планеты. В чем причина? блюдается резкий подъем темпе-
ратуры, который продолжается
— Существуют ряд предположений и гипотез. до сегодня, то есть фактически
Согласно одной из них (ее придерживаюсь и я), 40 лет. Эти внезапные резкие ко-
в Аркт­ ике отмечаются большие выбросы парни- лебания температуры трудно
кового газа метана. Экспедиции в арктическую объяснить только антропогенны-
зону отечественных и зарубежных исследователей ми факторами, ведь необходимо
за последние десять лет показали, что на шельфе доказать, что именно в эти годы
наблюдаются масштабные выбросы метана в виде резко усилился антропогенный
пузырькового потока. В прилегающей суше также выброс. Таких данных попросту
обнаружены значительные выбросы метана в виде нет.
взрывных кратеров. Относительно недавно подоб-
ный кратер возник в районе Ямала. Метан — силь- Поэтому, на мой взгляд, глав-
ный парниковый газ, его эффект намного интен- ная задача — объяснить причи-
сивнее с точки зрения расчета на молекулу, чем ны такого резкого ускоренного
у диоксида углерода. Именно этот фактор счита- потепления. Даже качественные
ется возможным объяснением ускоренного поте- математические модели не могут
пления в Северном полушарии. дать четкий ответ. Если говорить
о природных факторах, то нуж-
— Эмиссия метана вызвана естественной из- но найти какой-то природный механизм, который
менчивостью или антропогенным фактором? бы стремительно включался именно в эти момен-
ты времени − в 1920 г. и 1980 г.
— Я много лет занимаюсь этим вопросом. Счита- Я довольно долго размышлял над этой пробле-
ется, что потепление вызвано выбросами CO2 в ре- мой, как и другие ученые. Недавно я пришел к не-
зультате деятельности промышленных предприя- коей новой концепции, или гипотезе, которую на-
тий. Эта концепция антропогенных выбросов CO2 звал «сейсмогенно-триггерный механизм». Ее суть
в последние годы доминирует в мировом сообще- в том, что существует внутренний динамический
стве. С этим связаны и геополитические вопросы, фактор планеты, который может быть ответствен-
и международные квоты по уменьшению выбросов ным за начало резкого роста температуры в Арк­
метана. тике. Речь идет о сильнейших землетрясениях
в так называемых зонах субдукции. Ближайшая
С другой стороны, мы знаем, что существуют к Арктике зона субдукции, где литосфера погружа-
природные факторы, которые тоже должны учи- ется в мантию, приурочена к Алеутской островной
тываться. Если проанализировать динамику тем- дуге.
пературы в Арктике за прошлый век и начало Эту гипотезу нужно было проверить. Я изучил
XXI в., то можно заметить, что на фоне межгодо- статистику по сильнейшим землетрясениям с маг-
вых колебаний наблюдаются две точки внезапного нитудой больше восьми баллов, которые происхо-
роста потепления. Первая такая точка приходится дили в периоды резкого потепления температуры.
Если мы посмотрим исторические данные по Але-
утской дуге, то увидим, что в середине прошло-
го века, в 1960-х гг., произошло три землетрясе-
ния колоссальной силы: с магнитудой 8,5 в 1957 г.,
в восточной части Алеутской дуги с магниту-
дой больше 9 в 1964 г. и, наконец, землетрясение
1965 г. Эти громадные очаги по нескольку сотен
километров фактически покрыли всю островную
дугу серией ударных событий и вызвали сильней-
шие колебания литосферы.
Естественным образом возникает вопрос: поче-
му учитываются землетрясения 1960-х гг., а на-
чало потепления приходится на 1980-е гг.? Дело
в том, что волны от крупных землетрясений рас-
пространяются с запаздыванием в 20 лет. Извест-
на теория так называемых медленных тектониче-
ских волн, или деформационных волн в л­ итосфере.

116 В мире науkи | [11] ноябрь 2020

Изменение климата

Эти волны распространяются со скоростью при- и в ­мерзлых породах деформационные волны при-
мерно 100 км в год по цельной плите стокило- водят к массовому выходу метана из запертых зон,
метровой толщи, которая лежит на вязком слое связанных с газогидратами и со льдом.
астеносферы. Система литосферы и астеносфе-
ры при колебаниях создает деформационные вол- Этот механизм, как мне кажется, может отве-
ны. Получается, что за 20 лет волна от событий тить на вопрос о стремительном, практически
в 2 тыс. км от Алеутской дуги дошла до восточной внезапном начале газовых эмиссий, приводя-
части шельфа. щих, соответственно, к очень резкому потепле-
нию в Арктике. Эта модель не претендует на уни-
Но, как я сказал, существовала и другая точ- версальность и ни в коем случае не представля-
ка в 1920 г. И здесь мы видим ту же самую ситу- ет собой альтернативу другим моделям. Она лишь
ацию. Согласно историческим данным, в нача- вносит новое понимание важного геотермическо-
ле XX в., с 1899 г. по 1906 г., произошли опять-та- го фактора, который может объяснить резкое уси-
ки три ударных землетрясения с магнитудой более ление эмиссии метана и, соответственно, потепле-
8. И опять мы видим разницу в 20 лет. Эта стати- ния.
стика заставляет серьезно отнестись к предложен-
ной модели, поскольку дважды за период наблюде- — Чем чревато дальнейшее увеличение тем-
ний с XIX по ХХ в. мы видим, что происходили две пературы и высвобождение метана в Арктиче-
ударные серии землетрясений на Алеутской дуге, ском регионе?
которые запаздывали относительно начала поте-
пления на 20 лет. — Важно отметить, что именно высвободивший-
ся метан — фактор ускоренного потепления. Дру-
Другой вопрос заключается в том, как эти вол- гой вопрос — а как дальше будет функционировать
ны доходят до шельфа и до береговой прилегающей эта система?
области и почему они приводят к потеплению. Это
объясняется метановыми выбросами. Как извест- Разумеется, общее потепление приводит к умень-
но, побережье и шельф представляют собой зону шению снежно-ледового покрова. Уменьшается
вечной мерзлоты. Это подземная часть криосфе- так называемое альбедо — отражательная способ-
ры — особой природной оболочки Земли, которая ность льда, соответственно, он еще больше нагре-
имеет постоянную отрицательную температуру вается. Но подчеркну, что антропогенный фактор
и содержит значительные включения грунтового в рамках данной модели никак не учитывается.
льда и, конечно, большое количество газовых ги- Речь идет исключительно о природных явлениях.
дратов — кристаллических соединений, образую-
щихся при высоком давлении и низкой темпера- Сейчас необходимо проверить эту гипотезу. Ста-
туре из воды и газа. Молекулы газа, в частности тистика, конечно, убедительна, но нужно доказать
метана, плотно зажаты в кристаллах льда. При та- непосредственно влияние волн на высвобождение
янии мерзлоты метан высвобождается, поднима- метана и усиление его эмиссии. А это уже требует
ясь на поверхность воды, а затем попадает в атмо­ развития и сформированной концепции наблю-
сферу. Перед учеными стоит задача выяснить, дений, в том числе из космоса. Зарождается це-
в каких случаях он высвобождается. лое направление, которое нужно развивать, чтобы
подтвердить или опровергнуть эту гипотезу. И то
Как показывают исследования, достаточно очень и другое было бы очень важно для наших рассуж-
небольших дополнительных возмущений и давле- дений. Во всяком случае, я сегодня не знаю друго-
ния, чтобы газ мог выходить из запертого состо- го механизма, объясняющего резкий старт фаз по-
яния, то есть из метастабильных газогидратов тепления в Арктике.
мерзлых пород. Даже при незначительных внеш-
них возмущениях меняется давление, приводя Чем это чревато? Все мы понимаем, что челове-
к возникновению микротрещин, которые стано- чество ждут колоссальные проблемы. Но когда го-
вятся причиной разрушений ледовой или газоги- ворят об уменьшении антропогенной нагрузки
дратной матрицы, и газ свободно выходит на по- на климат, исходят из того, что антропогенный
верхность. фактор — доминирующий.

Это и есть сейсмогенно-триггерный механизм, То, что предложил я, — совершенно другой фак-
который приводит к эмиссии метана и ускорен- тор, связанный с сильнейшими землетрясениями
ному потеплению. По сути, этот механизм состо- на Алеутской дуге, с тектоническими волнами, де-
ит из трех частей. Генерация сильнейших земле- градацией мерзлоты и газогидратов и высвобожде-
трясений на Алеутской дуге дает очень сильные нием метана. Но, повторюсь, проблема сформули-
возмущения в литосфере. Они переносятся со ско- рована и как любая теория или гипотеза требует
ростью 100 км в год в область арктического шель- проверки и дальнейшего изучения. Первый доклад
фа. Примерно за 20 лет они доходят до арктиче- по этой теме я представил в марте этого года на за-
ской зоны. За счет дополнительных напряжений седании президиума РАН. Сейчас я подготовил не-
и возмущений напряженного состояния в коре сколько научных статей, которые будут опубли-
кованы в ближайшее время. Это абсолютно новая
гипотеза, которая, конечно же, встретит большую
критику.

w w w.sci-ru.org [11] ноябрь 2020 | В мире науkи 117

Темпы таяния ледников с каждым годов возрастают.
Считается, что глобальное потепление только усиливает
этот процесс, который, в свою очередь, приводит
к повышению уровня Мирового океана. Большинство
гляциологов сходятся во мнении, что за ускоренное
таяние ледников ответственна высокая концентрация
углекислого газа. Об этом наш разговор с Дмитрием
Александровичем Петраковым, доцентом кафедры
криолитологии и гляциологии географического
факультета МГУ им. М.В. Ломоносова.

118 В мире науkи | [11] ноябрь 2020

Изменение климата

— Недавно вы вернулись из экспедиции. Расска- — Существуют разные подходы к описанию про-
жите, над чем вы работали и к каким результа- цессов таяния ледников. Вопрос в том, какой лед-
там пришли? ник важнее — большой гренландский или, напри-
мер, ледники в Гималаях, Каракоруме, которые
— Недавняя экспедиция была достаточно корот- питают водой сотни миллионов людей. Гренланд-
кой. Это, скорее, полевой выезд на печально из- ский ледник, конечно, играет планетарную роль.
вестный ледник Колка, где 18 лет назад погибло Хорошо известно, что если он полностью растает,
более 100 человек, в том числе съемочная группа то уровень Мирового океана повысится на 6 м. Это
фильма «Связной» и в ее составе актер и режиссер очень много, даже для России, где не такое большое
Сергей Бодров — младший. количество людей живет у моря. Ясно, что ряд го-
сударств исчезнут с лица Земли.
Среди задач — отслеживание изменений, кото-
рые происходят на этом леднике. Парадоксально, Помимо этого, пресная холодная вода несколько
но часто мы слышим, что ледники повсеместно трансформирует конфигурацию океанических те-
тают. А ледник Колка, наоборот, растет и набира- чений. Существует гипотеза, что Гольфстрим из-
ет массу. менит свое направление из-за таяния Гренлан-
дии. Но, как мне кажется, это все-таки некоторое
— С чем это связано? преувеличение. Ведь расход Гольфстрима слиш-
— Ледник Колка — особенный. На него сходит ком велик. Тем не менее определенные изменения
много снежных и ледяных лавин и скальных обва- действительно могут проявиться — и отчасти уже
лов. Все это наполняет чашу ледника, чей отток наблюдаются.
затруднен из-за своеобразной конфигурации доли-
ны. Именно поэтому там часто происходят ката- ‑— Существует несколько точек зрения на из-
строфические явления. менение климата. Кто-то считает, что имеет ме-
— Климатологи измерили массу ледников сто естественный процесс, а кто-то уверен, что
Гренландии и выяснили, что за прошлый год на климат влияет антропогенный фактор. Что
этот показатель уменьшился на рекордно боль- могут сказать гляциологи?
шое значение — 532 млрд т. Как таяние ледни-
ков Гренландии может отразиться на экологи- — Полного согласия не может быть ни в какой на-
ческой и климатической обстановке? учной группе или среде. Однако абсолютное ­число

w w w.sci-ru.org [11] ноябрь 2020 | В мире науkи 119

Изменение климата

Кандидат географических наук Д.А. Петраков Существует множество разных мо-
делей изменения климата. Почти все
гляциологов поддерживают версию антропогенно- они, за редким исключением, указы-
го влияния на климат. Считается, что доля антро- вают на то, что температура продол-
погенного фактора в рамках современного уско- жит расти.
ренного потепления может достигать 90–95%.
Почему? Специалисты исследовали многочислен- Здесь важно обратиться к истории.
ные ледниковые керны в Гренландии, Антарктиде Например, в 1815 г. произошло колос-
и других районах планеты. За последние 500 тыс. сальное извержение вулкана Тамбо-
лет никогда не было столь резкого увеличения кон- ра. Извержение породило глобальные
центрации CO2 в атмосфере. климатические аномалии, включая
такой феномен, как «вулканическая
На самом деле этот процесс комплексный. Ведь, зима»: 1816 г. стал известен как «год
помимо антропогенного фактора, серьезное влия- без лета» из-за небывало низких тем-
ние оказывает потепление Мирового океана. Как ператур, которые установились в Ев-
известно, теплая вода содержит меньше любых га- ропе и Северной Америке. Необычай-
зов, в том числе углекислого. Нельзя забывать так- ный холод привел к катастрофическо-
же о вулканической деятельности и других есте- му неурожаю. Подобное извержение
ственных факторах. в наши дни может так же резко изме-
нить климат.
— Каковы главные аспекты зависимости меж-
ду таянием ледников и климатическими изме- Столь малопрогнозируемые собы-
нениями? Можно ли сказать, что точка невоз- тия тоже необходимо учитывать. На-
врата уже пройдена? пример, активность Солнца на про-
тяжении долгого времени находится на низком
— Если говорить о климатической системе, уровне. При этом температурные рекорды прояв-
то на нее в большей степени влияют не ледники, ляются сильнее. Здесь действительно много фак-
а снежный покров. Ведь у снежного покрова, осо- торов, имеющих значение. И говорить, что мы про-
бенно чистого, высокий показатель альбедо. Как ходим точку невозврата, было бы преждевременно.
известно, альбедо выпавшего снега, особенно — Существуют ли сегодня катастрофические
в наших широтах, достигает 70–80%. Это серьез- процессы, связанные с ледниками, на которые
ные цифры. Например, альбедо пашни — до 12%, стоит обратить особое внимание?
то есть в разы меньше. Поэтому чем меньше снега, — В Антарктиде, например, откалываются
тем сильнее меняется радиационный баланс Зем- огромные айсберги. Но нужно понимать, что этот
ли, то есть поверхность прогревается сильнее. процесс по большей части циклический. Значи-
тельная часть шельфовых ледников Антарктиды
Ледники занимают относительно небольшую постоянно наступают, то есть края ледника про-
площадь по сравнению со снегом. Но у них тоже двигаются вперед. Это может происходить в тече-
высокое альбедо. Поэтому чем больше ледники ние 50, а иногда и 100 лет, после чего отламывает-
сокращаются, тем быстрее нарушается радиа- ся большой айсберг. Подобная льдина может пред-
ционный баланс. Соответственно, становится ставлять угрозу морским судам, поэтому ученые
­теплее. пристально наблюдают за этими явлениями.

Извержение вулкана Тамбора на индонезийском
острове Сумбава в 1815 г. стало крупнейшим в истории
человечества

120 В мире науkи | [11] ноябрь 2020

Изменение климата

Нельзя забывать о горных ледниках, особенно Площадь ледников на Большом Кавказе составляет
в густонаселенных районах. Ведь здесь послед- приблизительно 1,4 тыс. км2
ствия их таяния могут быть очень негативными.
Известно, что сегодня приходится тратить боль- температура, большее количество влаги попада-
шие средства на водоснабжение горных городов ет в атмосферу в виде водяного пара. Естествен-
в таких странах, как Боливия, Эквадор и пр. Лед- ным образом появляется больше облаков, кото-
ники — это естественные резервуары воды. В лет- рые частично блокируют солнечную радиацию.
ний период они обеспечивают водой население, В горах из этих облаков выпадает много осадков
живущее рядом. Поскольку ледники тают, в гор- в виде снега. Тем самым состояние ледников мо-
ных районах остро ощущается нехватка воды. При жет стабилизироваться. Например, в Каракору-
этом в той же Боливии живет не так много народа. ме и Западном Куньлуне сейчас именно такая си-
туация. Изменения климата привели к тому, что
Или возьмем Пакистан. Главная водная артерия ось субтропических антициклонов смещается
страны — река Инд. Около 40% стока Инда обеспе- на север. Например, в Тянь-Шане, где летом рань-
чивается именно таянием ледников. Представьте, ше было всегда дождливо, сейчас стоит ясная по-
что речной сток уменьшился сразу на 40%. От это- года. А к Каракоруму, напротив, устремился по-
го пострадает 200 млн человек, которым не хва- ток влаги. Именно поэтому в этих районах ледни-
тит воды. Более того, для первой волны вегетации ки не уменьшаются, а, наоборот, набирают массу.
с марта по май ледниковый сток — основной по-
ставщик влаги. Именно в это время в том же Паки- — Стоит ли ожидать, что при уменьшении вы-
стане и соседней Индии очень жарко, температура бросов парниковых газов ледники смогут вос-
доходит до +50° C. становиться?

— А в нашей стране наблюдаются подобные — Если человечество начнет уменьшать выбро-
тревожные явления? сы, то содержание парниковых газов в атмосфе-
ре не сразу начнет понижаться. Некоторое время
— В России ледники обеспечивают сток рек концентрация будет оставаться на прежнем уров-
на Кавказе. И если говорить, например, о цен- не, а, возможно, продолжит расти. Нельзя забы-
тральной части Кавказского региона (Кабардино- вать, что основной парниковый газ — это все-таки
Балкарии, Северной Осетии — Алании), то на вы- не СО2, а водяной пар.
ходе рек на равнину в летнее время, по некоторым
оценкам, ледниковый сток достигает 50%. Это Плюс ко всему ледник — это некая инерциальная
большая цифра. К счастью, сегодня в этом регионе система. На все изменения он реагирует балан-
сельское хозяйство активно восстанавливается. сом массы. Ежегодно ледники или набирают мас-
Сокращение ледников может привести к нехват- су, или ее теряют. В конечном итоге ледник должен
ке воды и стагнации или спаду региональной эко- прийти к равновесию, когда его язык, то есть ниж-
номики. няя часть ледника, отступит настолько, что тая-
ние сравняется с накоплением. Пока этого не про-
Другой аспект связан с опасными процессами. изойдет, ледник будет сокращаться. Сейчас со-
Вернемся к Кавказу и другим горно-ледниковым держание парниковых газов в атмосфере растет,
районам. Здесь происходят прорывы ледниковых поэтому равновесие не наступает.
озер. Это одна из распространенных причин обра-
зования селевых потоков. Недавний прорыв озера Беседовала Анастасия Пензина
Башкара в Приэльбрусье и последующий сель при-
вели к гибели людей и большому ущербу. Образо- (Продолжение в следующем номере)
вание таких озер связано именно с процессами де-
градации ледников.

— Чем чревато ускоренное таяние ледников?
— У оледенения есть несколько масштабов от-
клика на изменения климата. В первую очередь,
планетарный. При таянии ледников растет уро-
вень Мирового океана. За последние 200 лет этот
рост кажется небольшим. Но он ускоряется, при
этом основная его часть в последние десятилетия
обеспечена таянием ледников, а не термическим
расширением воды.
Важно помнить, что альбедо воды очень низ-
кое, меньше, чем у остальных поверхностей Зем-
ли. Уровень океана растет, увеличивается его пло-
щадь. Соответственно, радиационный баланс
ухудшается. Но есть и обратный механизм. По-
скольку площадь океана увеличивается, как и его

w w w.sci-ru.org [11] ноябрь 2020 | В мире науkи 121

Материаловедение Фото: unsplash.com

МАТЕРИАЛОВЕДЕН И Е

122 В мире науkи | [11] ноябрь 2020

Материаловедение

w w w.sci-ru.org Какими станут космические корабли и самолеты
будущего? Будут ли они кардинально отличаться
от нынешней авиакосмической техники и формой,
и скоростями передвижения, и материалами,
из которых они изготовлены? Об этом — наш
разговор с Елизаветой Петровной Симоненко,
доктором химических наук, главным научным
сотрудником Лаборатории химии легких элементов
и кластеров Института общей и неорганической
химии им. Н.С. Курнакова РАН, лауреатом Премии
Президента РФ для молодых ученых.

[11] ноябрь 2020 | В мире науkи 123

Материаловедение

Доктор химических наук Е.П. Симоненко техника ставят задачи повышения манев-
ренности на высоких и очень высоких ско-
— Какими исследованиями вы сейчас за- ростях, зачастую превышающих скорость
нимаетесь? звука. Это самое перспективное направ-
ление в данной области. В связи с новыми
— Наша научная группа традиционно ве- задачами изменяется и конструкция лета-
дет два направления, которым мы стара- тельных аппаратов, поэтому возникают но-
емся уделять одинаковое внимание. Одно вые требования к материалам.
из них — создание 2D-наноматериалов раз-
личного функционального назначения. Это — Почему прежние материалы не го-
материалы для оптики, для химической га- дятся?
зовой сенсорики, для перспективной аль-
тернативной энергетики. Чтобы создавать — Все, наверное, видели, как выглядит
такие материалы, мы стараемся приме- носовая часть обычного самолета. Она до-
нять самые современные методы, в частно- вольно сильно закруглена. А у суперсовре-
сти активно используем приемы аддитив- менных истребителей она гораздо более
ных технологий. А второе направление, ко- острая. Для создания перспективных ле-
торое у нас активно развивается, связано тательных аппаратов эта носовая часть
с созданием ультравысокотемпературных должна быть еще острее, фактически как
керамических и композиционных матери- игла или лезвие, чтобы обеспечить мини-
алов на их основе. мальный контакт с набегающим воздуш-
ным потоком. Соответственно, сейчас воз-
— Что значит «ультравысокотемпера- никли такие требования к материалам,
турные материалы»? что радиус кривизны носовых обтекателей
и радиус кривизны крыльев, которые под-
— Это материалы, которые предназначе- вергаются максимальной тепловой нагруз-
ны для работы при очень высоких темпера- ке, должны быть на уровне не десятков сан-
турах под воздействием высокоскоростных тиметров, как в традиционных летатель-
воздушных потоков. В основном эти ма- ных аппаратах типа космического корабля
териалы востребованы для создания пер- «Буран» или в американских «Шаттлах»,
спективных изделий авиации и космонав- а единицы или десятые доли миллиметра.
тики.
В связи с этим температуры, которые воз-
— Как вышло, что вы остановились никают вблизи критической точки, где по-
именно на таком типе материалов? ток непосредственно встречается с мате-
риалом, кардинально различаются. Для
— Современная техника предъявляет все больших радиусов кривизны температура
более жесткие требования к материалам. обычно не превышала 1500–1600° C, а для
В частности, авиационная и космическая перспективных моделей, у которых ради-
ус кривизны на уровне единиц или даже
десятков единиц миллиметров, возникает
температура до 2500° C.

Естественно, если разница в температу-
рах больше 1000° C, то материалы, которые
использовались на предыдущем этапе, уже
не выдерживают такие нагрузки. Соответ-
ственно, ставится задача разработки со-
вершенно новых материалов.

— Какие же материалы необходимы се-
годня?

— На более раннем этапе использовались
материалы на основе углерода, модифици-
рованного карбидом кремния, а такие ма-
териалы, к сожалению, в жестких условиях
воздействия не выдерживают температур
больше, чем 1800° C. Тогда встала задача
разработки материалов, переносящих го-
раздо более жесткие нагрузки. В первую
очередь, такие материалы не должны эле-
ментарно плавиться при температурах
выше 2000° C.

124 В мире науkи | [11] ноябрь 2020

Материаловедение

Таким образом, мы переходим к самым исследования с ­энтузиазмом воспринима-
тугоплавким материалам — это оксиды, ют наши коллеги из других стран. Мы им
карбиды, бориды. Мало того, при столь точно в этом отношении не уступаем. И, ко-
жестких аэродинамических нагрузках ма- нечно, мы не собираемся останавливать-
териалы не должны окисляться, гореть. ся на достигнутом. Свойства этих матери-
Следовательно, нужно найти компромисс алов прекрасны, очень перспективны, но,
между термостойкостью и тугоплавкостью, тем не менее, керамические материалы об-
и желательно, чтоб механические характе- ладают рядом недостатков, которые хорошо
ристики при этом тоже не страдали. было бы изжить в ходе работ. В частности,
все знают, что если керамические матери-
Очень важно, чтобы у таких материалов алы быстро нагреть или охладить, то они
была также хорошая теплопроводность, могут потрескаться. Этот недостаток мы
что нехарактерно для предыдущего поколе- стараемся нивелировать.
ния подобной техники. Поэтому наше вни-
мание сосредоточилось на боридах цирко- И еще одна проблема: керамические мате-
ния или гафния. риалы обладают крайне низкой трещино-
стойкостью. А это значит, что от механиче-
Но у них существует большой минус. Они ского воздействия они легко ломаются. Для
всем хороши — и высокой теплопроводно- того чтобы улучшить трещиностойкость
стью, и тугоплавкостью, но все-таки окис- таких керамических материалов, суще-
ляются при температуре 700° C. Где 700° C, ствует множество подходов. В частности,
а где предполагаемые условия эксплуата- можно добавлять дополнительные компо-
ции? ненты в керамическую систему, и это один
из аспектов, которым мы тоже занимаем-
С другой стороны, я уже говорила о мате- ся. Можно, например, добавить волокни-
риалах на основе карбида кремния. Он при стый компонент и создать гибрид ­керамики
температуре 1800° C тоже подвергается де- и ­керамоматричных материалов. А можно
струкции. А если объединить эти два веще-
ства в композиционный материал, наблю- Обтекание qrad Материал
дается синергетический эффект и карбид ударной волны поверхности
кремния придает стойкость к окислению Изоляция
боридам циркония и гафния. qrad
Максимальная
Итак, мы разрабатываем методы синте- q qconv cond температура
за порошков нужного состава, консолида- до 1650° C
ции керамических материалов, в содру- qchem
жестве с нашими коллегами проводим ис-
пытания на стойкость этих материалов qconv qrerad
к окислению. Наши коллеги из Института qcond
проблем механики им. А.Ю. Ишлинского
РАН обладают уникальными установками qchem
на основе плазмотронов, которые модели-
руют условия высокоскоростного переме- Свободный Максимальная
щения летательных аппаратов — и мож- поток температура
но посмотреть, насколько эти материалы до 2500° C
стойки к окислению в условиях, прибли-
женных к реальности. Вверху: большой радиус кривизны — десятки сантиметров
(«Буран», «Шаттл»); внизу: маленький радиус кривизны — до долей
— На каком этапе находятся исследо- миллиметров (перспективные модели)
вания? Готовы ли вы приступить к осу-
ществлению этих идей и внедрению их
в авиакосмическую промышленность?

— Внедрение — все-таки область рабо-
ты отраслевых институтов, с которыми
мы стараемся поддерживать контакт. По-
этому мы создаем научные факты, произ-
водим научные наработки, а они внедряют
их в практику. Насколько я знаю, эти рабо-
ты также идут полным ходом.

— Есть ли в вашей работе нечто уникаль­
ное, чего не делается нигде в мире?

— Работы, которые мы осуществляем,
идут в русле мировых исследований. Наши

w w w.sci-ru.org [11] ноябрь 2020 | В мире науkи 125

Материаловедение

переходить к покрытиям для углеродных высоких температурах начинает сублими-
классических материалов. ровать, то есть переходить в газовую фазу.

Наши исследования сосредоточены Сложный карбид крайне тугоплавок,
на разумном выборе компонентов, которые то есть при нагреве и физическом давле-
были бы полезны в аспекте улучшения тре- нии он должен сохранять свою форму при
щиностойкости, а также в плане возмож- высоких температурах. Кроме того, выяс-
ности использовать эти материалы много- нилось, что у него достаточно высокая те-
кратно. Для этого мы стараемся выбирать плопроводность.
допанты — специальные добавочные ком-
поненты, которые могли бы улучшать эти — Насколько я понимаю, все компонен-
характеристики материалов. В частности, ты, которые вы добавляете к ультравы-
последние наши исследования, результа- сокотемпературной керамике, что-то
ты которых мы сейчас готовим к публика- улучшают, но тем не менее что-то и ухуд-
ции, показали очень интересные свойства. шают. Можно ли найти идеальный мате-
Во-первых, улучшились механические ха- риал?
рактеристики материалов. Во-вторых, нео-
жиданно оказалось, что на поверхности на- — Мы постоянно в поиске, стараемся най-
блюдается более низкая температура при ти компромисс, чтобы не ухудшить самые
той же самой тепловой нагрузке и, соответ- важные свойства, но существенно улуч-
ственно, происходит не такое жесткое воз- шить и нивелировать ненужные особенно-
действие на материалы, меньше изменение сти исходного керамического материала.
массы окисления, деструкция. И нам это удается.

— Слышала, что для улучшения ка- — Если пофантазировать и посмотреть
честв таких материалов вы использо- вперед, чего можно ожидать? Какими
вали какой-то волшебный компонент. станут космические корабли будуще-
О чем речь? го? Как изменится в связи с этим наша
жизнь?
— Это сложный карбид тантала гаф-
ния — вещество, официально считающее- — Жизнь наша изменится существен-
ся наиболее тугоплавким. Это рекордсмен но. Конечно, эти материалы еще далеки
по температурам плавления. У него макси- от идеала и ученые всего мира стараются
мальная температура плавления среди ке- достичь желаемых свойств перебором до-
рамических материалов — ориентировоч- полнительных допирующих компонентов.
но 4000° C. По тугоплавкости с ним может А в случае если нам удастся достичь своих
сравниться, наверное, только углерод, у ко- целей, можно себе представить, насколько
торого другие свойства не настолько удач- все станет по-другому.
ны. В частности, у него не очень большая
стойкость к окислению, к тому же он при Во-первых, улучшится грузоподъемность
летательных аппаратов, во-вторых, будут
существенно модифицированы их кон-
струкции. Сейчас конструкторы хотели бы

° C 20 мин Дозвуковой Сверхзвуковой 16 мин ° C
2700 70 кВт 70 кВт 1900

2200 1500

1700 1100

Обтекание ультравысокотемпературных керамических материалов до- (слева) и сверхзвуковым потоками нагретого
воздуха (справа) и соответствующие тепловые изображения поверхности
126 В мире науkи | [11] ноябрь 2020

Материаловедение

максимально заострить тонкие кромки, Возможная конструкция перспективных
но пока материалы, используемые в прак- в­ ысокоскоростных летательных аппаратов
тике, не позволяют этого. Если удастся до-
биться реализации положительных харак- энергетика, всевозможные материалы, где
теристик материалов, которыми мы за- в ходе процессов горения происходит пре-
нимаемся, и максимально нивелировать образование энергии. Это материалы для
отрицательные, то в принципе можно рас- альтернативной энергетики: существует
считывать, что конструкторы реализуют несколько очень интересных исследова-
все свои мечты, создав уплощенные пер- ний, где материалы такого типа применя-
спективные модели — планеры с острым ются как адсорберы для солнечного излу-
носом и острыми крыльями. Это позволит чения: на их основе получаются солнечные
значительно улучшить их маневренность тепловые элементы. Столь высокая стой-
при повышенных скоростях. Наступит цар- кость к окислению, а также то, что они мо-
ство высокоскоростных, плоских, шустрых, гут выдерживать механические нагрузки,
высокоманевренных летательных аппара- не меняя геометрических форм, открывает
тов, какие сегодня можно увидеть не только возможность использования таких матери-
в фантастической, но и в научной литера- алов в широком многообразии областей.
туре. Не уверена, что будет возможно пере-
возить людей в этих летательных аппара- Беседовала Наталия Лескова
тах, потому что предполагаются уж очень
высокие скорости. ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ИСТОЧНИКИ

— Но наверняка ведь параллельно бу- E.P. Simonenko, N.P. Simonenko, A.N. Gordeev, A.F. Ko­
дут создаваться более совершенные си- lesnikov et al. in Journal of the European Ceramic Society,
стемы жизнеобеспечения, так что лю- 40 (4) (2020), 1093–1102, https://doi.org/10.1016/j.jeurce-
дям там будет все комфортнее. ramsoc.2019.11.023.

— Да, наверняка. E.P. Simonenko, N.P. Simonenko, A.N. Gordeev, E.K. Pa-
— Где еще можно использовать эти ма- pynov et al. in Russian Journal of Inorganic Chemis-
териалы? try, 63 (4) (2018), 421–432, https://doi.org/10.1134/
— Подобный комплекс свойств востребо- S0036023618040186.
ван во многих областях. В последние годы
технологи вернулись к мысли о создании
керамического двигателя. Ученые стара-
ются модифицировать покрытия на ло-
патках турбин, но все равно пока не уда-
ется достичь таких покрытий, чтобы они
могли выдерживать температуру выше
1200° C. Затем — химическая промыш-
ленность. Эти вещества стойки к коррози-
онной и окислительной нагрузке. Далее —

° C ° C 9–10 с Ввод
2300 2400 11 с мм
2100 15 с
1900 2200 15
1700
1500 2000
1300
1800 20 с Распределение т­ емпературы
1600 по объему клиновидного
1400 150 с ­образца ультравысокотемпе-
33 с ратурного материала

0 5 10

w w w.sci-ru.org [11] ноябрь 2020 | В мире науkи 127

50, 100, 150 лет тому назад

НОЯБРЬ 1970 тику, показывающую начало и конец весенне-лет-
него сезона сенной лихорадки в каждом из штатов,
Перспективы ядерной энер- основные растения, вызывающие ее, а также спи-
гетики. «Потребность в значи- сок убежищ. На этих курортах, где нет болезнет-
ворной пыльцы, пациенты могут найти облегче-
тельном увеличении произ- ние. Поскольку пыльца большинства вызывающих
водства электроэнергии и в то аллергию растений очень летуча и при благопри-
же время необходимость охра- ятных условиях разносится почти на 10 км, в стра-
ны окружающей среды — одна не очень мало мест, полностью свободных от этой
из важнейших социальных мучительной болезни.
и технологических проблем,
которую нашему обществу не- НОЯБРЬ 1870
обходимо решить в течение нескольких следую-
щих десятилетий. Ядерные реакторы-размножи- Энергия пара для фермеров.
тели открывают огромные перспективы для реше-
ния этой проблемы. Производя больше топлива, Множество попыток пахать
чем потребляют, они дадут нам возможность ис- с помощью парового локомоти-
пользовать огромное количество имеющихся ва, предпринимавшихся ранее,
на планете горных пород с низким содержанием оказались неудачными про-
руды урана и тория в качестве источника деше- сто потому, что сцепление дви-
вой энергии на тысячи лет». — Глен Сиборг (Glenn гателя с землей было недоста-
Seaborg) и Джастин Блум (Justin Bloom). точным, чтобы преодолеть со-
противление плуга. В машине,
НОЯБРЬ 1920 представленной здесь, сцепление обеспечивается
выступающей частью из 12 якорей, расположенных
Метеоданные. В течение ми- на ободе каждого колеса. Топлива, чтобы поддержи-
вать давление пара в трубчатых котлах, требует-
нувшего сезона ураганов ся мало — чуть больше 250 кг лучшего угля в день.
в Вест-Индии Метеорологиче- Паровой плуг, изображенный ниже, запатентован
ское бюро США проводило про- фирмой Redmond.
грамму наблюдения верхних
слоев атмосферы с целью опре- SCIENTIFIC AMERICAN, VOL. XXIII, NO. 19; NOVEMBER 5, 1870; SCIENTIFIC AMERICAN, VOL. 217, NO. 2; AUGUST 1967. PAINTING BY PHILIP HAYS
делить, существует ли связь
между воздушными потока-
ми в верхних слоях атмосфе-
ры и движением ураганов. Наблюдения с помо-
щью метеорологических шаров-пилотов прово-
дились два раза в сутки на метеостанциях бюро
в Ки-Уэсте (Флорида) и в Сан-Хуане (Пуэрто-Рико),
а также на метеостанциях ВМФ в Колоне (Панама)
и Санто-Доминго (Доминиканская Республика);
ожидается, что данные, полученные метеостанци-
ями Метеорологического бюро и армии США в Те-
хасе, также помогут в этом исследовании.

Доантигистаминная эпоха. Доктор Уильям Шеп- 1870 г.: одна из множества запатентованных

пегрелл (William Scheppegrell) публикует статис­ разновидностей паровых плугов той эпохи

Механизация сельского хозяйства

Растения, выращиваемые в пищу хитроумных механических приспособлений,
нам и нашему скоту, — основа призванных облегчить изнурительный фер-
цивилизации. Выпуски Scientific мерский труд (включая паровой плуг 1870 г.).
American в первые десятилетия после его осно- В 1967 г. благодаря широкому внедрению усо-
вания отражают жизнь по преимуществу аграр- вершенствованной техники и использованию
ной страны. Его страницы пестрят рисунками достижений биологии и химии для повышения
урожайности и снижения расходов на уборку
1967 г.: механическое устройство для урожая в сельском хозяйстве было занято толь-
сбора плодов вишни производства ко 5% рабочей силы.
компании Friday Tractor из Хартфорда,
штат Мичиган

128 В мире науkи | [11] ноябрь 2020

Сердечно поздравляю главного редактора Scientific
American Лору Хельмут и команду журнала со славной
датой — 175-летием со дня выхода первого номера!

Высочайший уровень работы сотрудников редакции, их
талант и любовь к науке делают журнал интересным,
актуальным и любимым читателями не только в США,
но и во многих странах мира. Первый номер
русскоязычной версии журнала Scientific American —
«В мире науки» — вышел почти 40 лет назад, еще
во времена Советского Союза, по инициативе
выдающегося человека — ученого, автора и ведущего
известной телепрограммы «Очевидное — невероятное»
профессора С.П. Капицы. В течение 30 лет он был его
главным редактором, душой и идейным вдохновителем.
Журнал сразу стал популярным и востребованным, таким
он остается и сегодня.

От всей души желаю вам успехов, процветания
и благополучия! Оставайтесь такими же интересными,
творческими и креативными!

Президент Российской академии наук
А.М. Сергеев