Рассказывают ученые - неизвестен Автор

В одной беседе трудно осветить все стороны многогранной работы по охране природы, проводимой в нашей стране. В заключение хотелось бы еще раз подчеркнуть, что забота о сохранении природных богатств стала у нас воистину всенародным делом. И она должна из года в год усиливаться, становиться более действенной, эффективной. Этого требуют интересы коммунистического строительства, к этому призывают решения XXV съезда КПСС.

"Не только мы, но и последующие поколения должны иметь возможность пользоваться

всеми благами, которые дает прекрасная природа нашей Родины" - эти слова Л. И. Брежнева как нельзя лучше характеризуют курс на охрану природы и ее ресурсов, который был взят партией с первых лет существования нашего государства и который сегодня неуклонно проводится в жизнь.

ПОЯСНЕНИЕ НЕКОТОРЫХ СПЕЦИАЛЬНЫХ ТЕРМИНОВ

Биосфера - от греческих слов "биос" (жизнь), "сфера" (шар), буквально - "сфера жизни". Биосфера - одна из земных оболочек, пространство, где обитают или обитали в прошлом живые организмы. Она охватывает тропосферу (нижний слой атмосферы высотой 10 - 15 км), гидросферу (водную оболочку), а также часть литосферы - твердой оболочки Земли до глубины 2 - 3 километров.

От состояния биосферы непосредственно зависит существование человека, так как зеленые растения, составляющие неотъемлемую часть биосферы, аккумулируют солнечную энергию в сложных органических соединениях, обеспечивая тем самым пищей животный мир нашей планеты, в том числе и человека. Биосфера является единственным каналом, через который к человеку поступает энергия, необходимая для жизни.

Создателем учения о биосфере является выдающийся русский и советский ученый, академик В. И. Вернадский. Наряду с биосферой он ввел также понятие ноосферы - материальной оболочки Земли, меняющейся в результате воздействия человека. "Человечество, взятое в целом, становится мощной геологической силой. И перед ним, перед его мыслью и трудом, становится вопрос о перестройке биосферы в интересах свободно мыслящего человечества как единого целого... Ноосфера есть новое геологическое явление на нашей планете", - писал он.

Глобальные проблемы - проблемы, связанные с изучением природных или других процессов и явлений, охватывающих всю нашу планету. К числу подобных процессов относятся, например, атмосферные явления, определяющие изменения погоды и климата. Для познания закономерностей глобальных процессов их необходимо изучать в масштабах всей Земли, вести одновременные наблюдения определенных явлений по единой программе. Во второй половине XX столетия был осуществлен ряд подобных международных научных мероприятий, в которых приняли участие ученые многих стран. К их числу относятся Международный геофизический год (МГГ), Международный год спокойного Солнца (МГСС), а также ряд других международных исследований. В 1979 г. намечается провести глобальный эксперимент по изучению метеорологических процессов. В течение нескольких месяцев наблюдения по согласованной программе предполагается одновременно вести на всем земном шаре.

Магнитные полюса и магнитная ось Земли - изучение магнитного поля Земли показало, что в первом приближении оно совпадает с полем магнитного диполя (магнитный диполь - магнит, состоящий из двух жестко связанных друг с другом магнитных зарядов, положительного и отрицательного, то есть северного и южного), находящегося в центре Земли. Ось этого диполя расположена под углом 11° к направлению оси вращения нашей планеты. Поэтому точки пересечения оси диполя с поверхностью Земли - магнитные полюса не совпадают с положением географических полюсов, хотя и находятся от них не так далеко.

Согласно современным представлениям, земной магнетизм порождается в результате самовозбуждения магнитного поля вследствие движения электропроводящего вещества в ядре Земли (так называемый динамо-эффект).

Палеомагнетизм, или остаточный магнетизм. Им обладают многие горные породы, из которых состоит земная кора. Его возникновение относится к тем временам, когда эти породы, изверженные из земных недр, находились в разогретом состоянии. Под действием земного магнитного поля происходило их намагничивание. При остывании направление этого поля как бы закрепляется в веществе и впоследствии может быть обнаружено. Следы магнитного поля Земли хранятся и в осадочных породах. Когда мелкие зерна осадочных пород оседают на дно водоемов, они ведут себя подобно маленьким магнитным стрелкам, ориентируясь в соответствии с направлением земного магнитного поля в данном месте.

Сопоставляя эти данные с возрастом тех или иных пород, который определяется одним из имеющихся в распоряжении ученых методов, можно установить, какое направление имело в том или ином районе нашей планеты земное магнитное поле в определенные исторические эпохи.

Тектоника - тектонические процессы - процессы, протекающие в земной коре (ее толщина - несколько десятков километров: около 35 км на материках, 5 - 7 км под дном океанов) и связанные с движениями вещества, происходящими под влиянием различных причин. С тектоническими процессами, в частности, связаны такие катастрофические явления природы, как землетрясения.

Техносфера - физико-географическая среда, преобразованная человеком и предельно насыщенная продуктами человеческой деятельности.

Микромир

I. В глубины вещества

"Странный" мир

В этой главе мы познакомимся с некоторыми достижениями одной из наиболее фундаментальных областей современного естествознания - физики микромира, занимающейся изучением строения материи на уровне микропроцессов - атомов, атомных ядер и элементарных частиц.

Пожалуй, нет другой области науки, где бы с такой отчетливостью и убедительностью происходила периодическая смена представлений, где бы "привычное" постоянно уступало место "непривычному", иногда весьма странному, где бы углубление знаний неуклонно вело ко все большему отходу от "наглядного", к отрыву от непосредственно окружающей нас реальности и где бы, несмотря на все это, неизменно умножалось число все более кардинальных практических приложений. По существу, вся короткая история атомной физики и физики элементарных частиц - сплошная цепь удивительных открытий.

По мере все более глубокого проникновения в тайны строения материи физика неоднократно сталкивалась с явлениями, которые вначале казались исключительными, парадоксальными. Например, теория относительности А. Эйнштейна показала, что с увеличением скорости масса тел не остается неизменной, а растет, что не существует единого времени - его течение происходит по-разному в различных материальных системах, движущихся относительно друг друга.

С не менее удивительными фактами столкнулась и атомная физика. В частности, выяснилось, что в области так называемых моле-кулярно-атомных процессов, характеризующейся пространственно-временными интервалами 10-6 10-11 см и 10-17 - 10-22 секунды, невозможно одновременно точно определить скорость движения микрочастицы и ее положение в пространстве (так называемый принцип неопределенности). Таким образом, оказалось, что движение микрочастиц (например, электронов в атомах) существенным образом отличается от движения обычных макроскопических тел, которые всегда в тот или иной определенный момент занимают вполне определенное положение в пространстве и обладают вполне определенной скоростью.

Тем самым уже на одном из начальных этапов проникновения в микромир обнаружилось, что привычные понятия классической механики не только не могут быть автоматически перенесены на микроявления, но и совершенно недостаточны для их описания.

Проникновение в тайны строения атомов потребовало экспериментов с энергиями от нескольких электрон-вольт до сотен тысяч электрон-вольт. Когда же были достигнуты еще более высокие энергии - до сотен миллионов и, наконец, миллиардов электрон-вольт, - то оказалось, что при таких энергиях поведение микрочастиц отличается уже не только от поведения макроскопических тел, но и от поведения элементарных частиц в обычных условиях, например электронов в атомах.

Было обнаружено, что при достижении определенного, достаточно высокого уровня энергии начинаются сложные взаимопревращения частиц. Частицы одних типов превращаются в частицы других типов.

В течение последних десятилетий эта область науки бурно прогрессировала. Еще какие-нибудь 20 лет назад физикам было известно всего около десятка элементарных частиц и казалось, что именно из этих частиц и состоят все объекты окружающего нас мира. Но затем благодаря введению в строй гигантских ускорителей и применению электронно-вычислительной техники было открыто множество новых частиц, и сейчас их число измеряется сотнями.

На первых порах мир элементарных частиц казался разрозненным - в нем трудно было усмотреть общие закономерности, связывающие различные частицы между собой. Однако в результате усилий сначала экспериментаторов, а затем и теоретиков удалось обнаружить некоторые закономерности, позволяющие систематизировать элементарные частицы и построить их классификацию, подобную периодической системе Менделеева. И подобно тому как система Менделеева позволила предсказать существование неизвестных химических элементов, система элементарных частиц, построенная физиками, дала возможность предсказывать новые неизвестные явления, открывать новые частицы с весьма необычными свойствами.