Юный техник, 2005 № 03 - Журнал «Юный техник»

Аналогично и в микросхеме: когда появляется новый контакт (лишний ряд), шум возрастает, пока часть электронов движется по свободному пространству, а потом резко падает, когда образуется «пробка».

Несмотря на кажущуюся простоту объяснений «на пальцах», на самом деле создание новой теории движения электронов потребовало около четырех лет напряженной работы и привлечения множества предшествующих гипотез и выводов.

Впрочем, далеко не все согласны с рассуждениями австралийцев. Если, скажем, профессор Алекс Гамильтон из университета Нового Южного Уэльса одобрительно отозвался о теории Даса и назвал ее большим прыжком вперед, то вот Маркус Бюттикер, работающий сейчас в университете Женевы, сказал, что, мол, это «ноль по десятибалльной шкале научного результата».

В. ДУБИНСКИЙ

НАД ЧЕМ РАБОТАЮТ УЧЕНЫЕ

Кто шеф-повар на кухне погоды?

Недавно из очередной экспедиции вернулось научно-исследовательское судно «Полярная звезда», на котором ученые разных стран выходили в океан, чтобы подкормить сульфатом железа… живущий в воде планктон.

Когда фермеры вносят на свои поля минеральные и органические удобрения, все ясно: без подкормки хорошего урожая не жди. Когда егеря оставляют зимой в лесу еду голодным зверям, тоже понятно: без этого «братья наши меньшие» могут не дотянуть до весны. Но зачем подкармливать планктон?

Тем не менее, за действиями ученых стоит логичная и очень серьезная задача.

Само по себе слово «планктон», кто не знает, образовано от греческого planctoc — «блуждающий». И означает совокупность крошечных организмов, путешествующих, перемещающихся в глубинах многих морских и пресных водоемов. Они настолько малы, что рассмотреть их удается лишь под микроскопом. А иначе об их присутствии можно догадаться лишь по зеленоватому свечению воды днем да по голубоватому мерцанию ночью — некоторые виды планктона имеют способность светиться, подобно светлячкам.

Вообще биологам известно огромное количество разновидностей планктона, среди которых они особо выделяют фито-, бактерио- и зоопланктон. Основу зоопланктона составляют обычно крошечные рачки (например, криль). Бактериопланктон, как уже понятно из его названия, состоит в основном из бактерий. А вот фитопланктон получил свое название потому, что составляющие его микроводоросли, подобно другим растениям, способны под воздействием света (phyton — по-гречески «растение») перерабатывать углекислый газ СО2, используя его в качестве пищи.

Данное свойство фитопланктона и интересовало главным образом исследователей, поскольку именно углекислый газ лежит в основе так называемого парникового эффекта, который в последнее время особенно тревожит ученых. Специалисты выяснили, что если в атмосфере появляется повышенное количество этого газа, то он начинает работать, словно ловушка: пропускает к поверхности земли солнечные лучи, но когда часть их отражается от почвы или от воды, то назад в космос их уже не выпускает. Из-за этого нарушается температурный баланс планеты. Земля начинает перегреваться, и как следствие этого — нынешнее глобальное потепление, когда зимой столбик термометра не опускается ниже нуля даже в средней полосе России, издавна славившейся своими морозами.

Количество же углекислого газа в атмосфере, как говорят исследователи, увеличилось из-за деятельности промышленности — огромное количество выхлопных труб автомобилей и дымовых труб различных предприятий выбрасывает в атмосферу огромное количество отходов, в том числе и СО2.

Раньше, когда углекислый газ в основном выделяли при своем дыхании люди и животные, с его переработкой вполне справлялись растения. Они, как сказано, им питаются, используя углерод для строительства клеточных тканей и выделяя в атмосферу чистый кислород, который как раз и нужен нам для дыхания.

В общем, планетарная машина исправно работала, пока количество промышленных предприятий не превысило некий предел. И с переработкой излишнего углекислого газа фитомашина планеты справляться перестала. Что делать?

С одной стороны, необходимо, конечно, уменьшать количество вредных выбросов, с другой — повышать эффективность переработки попавшего в атмосферу углекислого газа.

Вот этой-то стороной проблемы и занимались ученые под руководством профессора Виктора Сметачека.

В лаборатории им удалось интенсифицировать деятельность фитопланктона, усилив его рост, развитие, а значит, и аппетит с помощью сульфата железа FeSО4— своего рода витаминов для планктона. Во всяком случае, в лабораторных опытах ускоренное развитие фитопланктона при добавлении в морскую воду сульфата железа наблюдалось неоднократно. Но необходимо было убедиться, что в открытом океане сульфат железа столь же эффективен.

Несколько раз исследователям мешала штормовая погода в южной части Атлантики. Наконец ученым повезло, и они убедились в действенности методики. Спустя всего 10 дней после удобрения данной акватории семью тоннами сульфата железа, фитопланктон стал буйно разрастаться.

Но на этом ставить точку было рано. Необходимо было разобраться, что происходит с микроводорослями после. Если они быстро вырастают, проходят свой жизненный цикл развития, а затем отмирают и погружаются на дно, где и пребудут веками вместе с захваченным углекислым газом (или, по крайней мере, с выделенным из него углеродом), значит, вся затея имеет практический смысл. Ведь частицы планктона хоть и малы (размерами в считанные микроны) и весят всего микрограммы, но их чрезвычайно много. Суммарная биомасса фитопланктона на планете примерно 550 млрд. тонн, что составляет около трети от всей прочей биомассы планеты. И воздействие его на атмосферу может быть очень заметно.

Однако ведь и сам планктон, в свою очередь, служит кормом рыбам и другим обитателям океана. И потому надо было разобраться, сколько его поедается и что происходит с проглоченным планктоном.

Если углекислый газ из планктона в организме рыб высвобождается и возвращается в атмосферу, вся затея с подкормкой не приведет к сколько-нибудь значительному уменьшению парникового эффекта. Если же большая часть прихваченной планктоном углекислоты все же уходит на дно океана, то у исследователей появляется возможность относительно малыми усилиями отвратить большую беду — перегрев планеты.

Обильные запасы пищи привлекли в район массы травоядных животных, вслед за которыми прибыли и хищники. Какое-то количество фитопланктона было съедено, но большая часть все-таки уцелела, и через месяц буйного цветения планктон стал отмирать и опускаться на океанское дно на участке площадью примерно в 150 кв. км. Исследователи отметили, что количество углекислого газа в данном регионе снизилось на 10 процентов.

Казалось бы, все в порядке — полная победа! Однако экология нашей планеты — очень сложный механизм. И, совершенствуя одну его часть, нельзя не посмотреть, как это отразится на других. В данном случае анализы воды показали, что разросшийся планктон поглотил с углекислым газом также запасы азота и фосфора в океане. Стало быть, появилась необходимость удобрять море еще и этими элементами. А это потребует не только огромных затрат, но может и привести к непредсказуемым химическим реакциям, а значит, и изменениям в экологии.

При этом неожиданно выяснилось еще, что Мировой океан при определенных условиях способен, кроме всего прочего, еще и растворять углекислый газ в воде, а не только питать им фитопланктон. Казалось бы, это замечательно — можно еще увеличить поглощение С02 из атмосферы. Однако при этом одновременно повышается и кислотность воды, а это, в свою очередь, угрожает развитию морской флоры и фауны. Речь идет прежде всего о кораллах, моллюсках, ракообразных и о… том же фитопланктоне.

Сейчас океан и так — одно из самых больших естественных хранилищ углерода на Земле. Он ежегодно нейтрализует около трети всего углекислого газа, выделяемого в результате человеческой деятельности. По подсчетам американского ученого Кристофера Сабина, с 1800 года океан поглотил около 120 млрд. тонн углерода. И ежедневно в океан добавляется еще около 20–25 млн. тонн углекислого газа.

Может, уже хватит?

Такова вот логика научного познания. Найдя в ходе экспедиции ответ на один из интересовавших их вопросов, ученые получили еще и множество других вопросов, которые тоже требуют своего решения.

Иначе, как показывает компьютерное моделирование будущих изменений, из-за высокого содержания углекислого газа океан станет более окисленным и «слоистым». В результате концентрация фитопланктона в этих районах снизится. Кроме того, уменьшится и насыщенность кислородом вод подповерхностного слоя, а сам фитопланктон будет подвергаться повышенной солнечной радиации, что опять-таки не на пользу его жизнедеятельности