Make your own free website on Tripod.com

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

ЭКОСИСТЕМЫ ВОДОЕМОВ

МОЛЛЮСК - ЭКОЛОГ

Устрицы и другие моллюски - народ капризный. Им подавай исключительно чистую среду обитания. И стоит воде, где они поселились, хоть немного обеднеть кислородом или "обогатиться" вредными веществами - эти нежные существа немедленно "объявляют протест": створки раковин захлопываются, и их владелец отсиживается дома до лучших времен.

Это свойство обитателей рек решили использовать голландские экологи. Они сконструировали прибор, "датчиками" которого служат пресноводные моллюски, обычные в бассейнах Европы. К ракушке каждого из них прикреплено крохотное электронное устройство, которое следит, открыты створки или закрыты, и подсчитывает случаи, когда "дверь" напрочь захлопнута.

Учитывается и индивидуальность животных: лишь если шесть из восьми моллюсков "забастовали" и эта их акция продлилась более пяти минут, нормальную обстановку можно считать нарушенной. Тут прибор включает стоящий рядом радиопередатчик, тот оповещает ближайшую гидрологическую станцию, и объявляется тревога. Теперь уже дело людей выяснять, откуда пришла опасность, и принимать соответствующие меры.

Известно, что труднее всего фиксировать постепенное изменение состава вод, замаскированное временем и незначительным приростом количества грязи. Вот тут-то особенно полезными оказались моллюски. Два с половиной месяца работники химического завода под городом Дельфтом в Голландии понемногу и с перерывами спускали в отстойники отходы своего производства. Экологам ни время, ни количество этих "пропусков" заранее известны не были. Но вот бдительные моллюски немедленно фиксировали каждый случай, когда степень их терпения (довольно низкая) была превзойдена.

Задание.

Предложите способы использования речных моллюсков для контроля загрязненности воды (без применения электроники).

КУДА ДЕВАЕТСЯ УГЛЕКИСЛЫЙ ГАЗ?

Согласно подсчетам специалистов, примерно 60% углекислого газа, ежегодно поступающего в атмосферу Земли, надолго остается в воздушном пространстве, способствуя парниковому эффекту, остальное количество поглощается на суше и в Мировом океане. Однако механизм и активные участники этого процесса все еще вызывают дискуссии среди специалистов.

Недавно группа сотрудников Плимутской морской лаборатории (Великобритания) исследовала влияние скоплений планктона (микроорганизмов, обитающих в толще воды) в северо-восточной части Атлантического океана на поглощение углекислого газа его поверхностными водами. Как показали измерения, это влияние очень существенно, причем содержание углекислого газа в воде, обусловленное активностью этих микроорганизмов, может различаться на 10% в пунктах, отстоящих друг от друга всего на 20 километров.

Все прежние оценки интенсивности поглощения углекислого газа Мировым океаном не учитывали подобный биологический фактор и, следовательно, были ошибочны. В течение длительного времени специалисты основным поглотителем углекислого газа считали Южный океан, и лишь в 1990 г. появились свидетельства, что и в Северном полушарии существуют районы, где этот процесс идет весьма активно. Работами ученых этот факт не опровергается, однако они отмечают, что информации для многозначительных выводов еще не достаточно, а перечень участвующих в глобальном процессе факторов неполон.

Вопрос.

Какие измерения необходимо было провести ученым в процессе исследований?

ГИДРОМЕТЕОИНФОРМАЦИЯ СО СВОБОДНО ДРЕЙФУЮЩИХ БУЕВ

Очевидно, в ближайшие годы исследователи океана будут получать обширную информацию о ветрах, температуре водных и воздушных масс, атмосферном давлении и течениях со свободно дрейфующих буев. Поступающая с них информация используется для составления прогнозов, а вскоре будет активно применяться для разработки моделей циркуляции вод. Всего к середине 90-х годов в Мировом океане будет находиться 3-4 тыс. дрейфующих буев.

Масса такого буя - 40 кг, время автономного существования от 1,5 до 2 лет. Их размещают так, чтобы к середине 90-х годов образовалась "подвижная информационная решетка".

Информация с буев будет передаваться на спутники (часть из которых уже используется для изучения океана), а с них -в центры сбора и обработки информации. По мнению специалистов по дистанционному изучению океана, данные с дрейфующих буев о температуре поверхностных вод океана вдвое точнее, чем от океанографических спутников. Буи можно использовать и для слежения за перемещением нефтяных пятен от аварийных разливов нефти.

Программа размещения подобных буев в Мировом океане является частью международного эксперимента по циркуляции океана - "Тропический океан - глобальная атмосфера", который, в свою очередь, входит в Программу исследований мирового климата, осуществляемую под эгидой ЮНЕСКО.

Задание.

Составьте программу сравнительных наблюдений параметров воздуха в окрестностях водоемов, расположенных в городе. Проведите наблюдения.

ГЛЯЦИОЛОГИ ОБЪЯСНЯЮТ ЗАМОР РЫБЫ

В последние десятилетия в пресноводных бассейнах Скандинавских стран наблюдаются весьма крупные заморы рыбы; они происходят сразу после зимней оттепели и с наступлением весны. Исследователи связывают заморы с очень резким повышением, именно в эти периоды, кислотности воды, однако причина заморов до конца оставалась невыясненной.

Английские гляциологи в целях реконструкции древнего климата исследовали химический состав и структуру льда из колонок, полученных бурением в Антарктиде. Они обнаружили, что в точках Y-образного сочленения трех соседствующих ледяных "зерен" находятся скопления серной кислоты, причем столь необычно высокой концентрации, которая не позволяет ей замерзать. В условиях Антарктиды, где сера появляется почти исключительно в ходе естественных процессов, а лед практически не тает, сера и образуемая ею серная кислота остаются скованными в леднике постоянно. В Северном полушарии значительная часть газообразных соединений серы поступает в атмосферу в результате сжигания ископаемых видов топлива, а затем, превращаясь в серную кислоту или ее соли, с осадками возвращается на землю. В зимние оттепели с ежегодным весенним таянием серная кислота, скопившаяся в точках сочленения ледяных "зерен", сразу и в больших количествах поступает в талые воды. На это уходит не более двух суток, что незамедлительно отражается на кислотности пресноводных бассейнов. Особенно губительно высокая кислотность воды сказывается весной, когда только что отложена икра или недавно появилась молодь.

Сейчас специалисты проводят сравнительное изучение структуры льдов Антарктиды и Скандинавии, чтобы установить правильность высказанного предположения о причине массовых заморов пресноводных организмов в условиях потепления.

Задания.

  1. Составьте схему-модель круговорота соединений серы в окружающей среде.
  2. Какие измерения необходимо провести, чтобы установить направления движения талых вод с серной кислотой? 3. Как предотвратить поступление серной кислоты в океан?

СПАСИТЕЛЬНЫЙ ГЛОТОК ГРЯЗНОЙ ВОДЫ

Экологические беды, вызванные человеком и обрушившиеся на него же, делают дефицитом и чистую питьевую воду. Вот почему ширится стремление использовать один и тот же ее объем как можно эффективнее - в промышленности применяют многооборотные технологии и замкнутые циклы, в земледелии поля зачастую поливают стоками городов и населенных пунктов.

Такой подход особенно важен в полупустынных и пустынных регионах планеты, где особенно не хватает природной живительной влаги. Однако, если на заводах и фабриках внутрипроизводственная ее циркуляция опасностью не грозит, то в сельском хозяйстве дело обстоит иначе. Ведь почва, возделываемые на ней культуры накапливают в себе принесенные с бытовыми стоками болезнетворные микроорганизмы и некоторые соединения, вредные для всего живого. Пострадать могут не только растения, но и скот, птица, для которых они служат кормом, и люди, потребляющие как плоды земли, так и продукцию ферм. Поэтому столь важны результаты проверок того, в каком случае полив стоками возможен.

Трехлетний опыт провели московские ученые вблизи города Небит-Дага, на западе Туркмении. Условия для агропроизводства здесь трудные: почвы песчаные, засоленные, жара, с весны до осени осадков практически не бывает. И лишь благодаря поливам бытовыми стоками удается получить приличный урожай сухой массы голубого проса - многолетней травы семейства злаковых, включаемых в рацион бройлеров на местной птицефабрике. Столь внушительные сборы - результат не только того, что посевы не испытывают жажды. Доставленная из города вода несет с собой растворенный в ней нитратный азот, а он входит в число самых важных для растений элементов питания. Так искусственно восполняется острый недостаток, характерный для окрестных земель.

Но не менее важен и качественный аспект: тщательные исследования показали, что поливы ведут к медленному, однако устойчивому повышению нитратного азота в почве. Это сказывается на накоплении его в растениях, где нитраты, превратившиеся в нитриты, далеко не безразличны для здоровья людей и животных. В проклюнувшихся из семян ростков, в молодом травостое содержание нитратного азота достигает 1,1-1,5%, что намного выше нормы. Правда, ко времени уборки культуры этот показатель снижается до 0,29% (приемлемый уровень 0,3%). Отсюда вытекает следующее правило: скашивать голубое просо, выращенное с помощью бытовых стоков, нельзя, пока оно не использует основную часть потребленного азота. Далее. Последний перед уборкой полив следует проводить за 4-5 дней до выхода косилок в поле, иначе нитратного азота в травяной массе будет 2-2,5 раза больше допустимого предела. А при соблюдении этого условия ничего подобного не наблюдается.

Искусственные поливы засоряют поля болезнетворной микрофлорой -яйцами гельминтов, синегнойными палочками, сальмонеллой. Но, как показали исследования, под влиянием жары и сильных сухих ветров патогены быстро погибают. В целом, голубое просо можно выращивать с помощью бытовых стоков. Вывод для условий пустынной местности крайне важный, иначе эффективное земледелие в этой зоне просто невозможно. Да и с точки зрения экологов, такой "маневр" оправдан - утилизация внушительных по объему городских сбросов облегчает задачу их очистки, способствует охране окружающей среды.

Вопросы.

  1. В чем преимущества и недостатки использования для поливов полей сточных вод городов?
  2. Как уменьшить недостатки?

МОРСКИЕ ЛАБОРАТОРИИ

В настоящее время трудно представить себе работу какого-либо биологического или медицинского учреждения без вивария и животных, которые там содержатся. К примеру, на крысах и мышах, хомячках и кроликах испытывается действие лекарственных препаратов, которыми потом лечат человеческие недуги.

Но ученым-биологам и другим специалистам морские организмы необходимы для экспериментальной работы не менее наземных и так же, как последние, они всегда должны быть под рукой у исследователя.

Пока же морские организмы приходится добывать на далеких от научных центров морских биологических станциях. Но там можно провести лишь простейшие опыты, поскольку в большинстве случаев оборудование и научное оснащение таких биостанций несовершенны. К тому же, работать ученым приходится в нелегких экспедиционных условиях, в полной зависимости от сезонности и капризов погоды. Далеко не всегда черпается разумное количество морских организмов, поэтому скудеют запасы, а научные результаты добываются ценой уничтожения большого числа порой редких и ценных животных.

Как же избежать траты средств и сил, сохранить природные богатства прибрежных морских зон и одновременно сделать морские организмы доступными для исследований? Одним из способов решения данной проблемы является создание хорошо оснащенных и оборудованных морских биологических лабораторий при тех научных центрах, где подобные исследования ведутся. Лаборатория биотехники при Московском зоопарке возникла одной из первых и существует уже не один год. Здесь сумели, порой кустарным способом, сконструировать высокоэффективные замкнутые системы - аквариумы, работающие на искусственной морской воде, а также мощные культиваторы, в которых выращивается живой корм для обитателей аквариума. По сути, в большом аквариуме, объемом 2000 литров, создано искусственное море, где содержатся разнообразные морские организмы, многие из которых размножаются и существуют уже на протяжении нескольких поколений. Разработанные здесь уникальные морские искусственные системы жизнеобеспечения, а также методики содержания обитателей морей послужили примером для создания подобных лабораторий в других местах.

В настоящее время успешно работает морская биологическая лаборатория в Московском университете - на кафедре физиологии растений биологического факультета. Здесь в замкнутых системах отрабатываются методы содержания и культивирования большого числа морских растений, которые используются в исследованиях по изучению влияния загрязнений на морские экосистемы. К тому же в последние годы внимание ученых к морским организмам усилилось и как к источникам биологически активных веществ - незаменимому сырью для пищевой промышленности и медицины.

Создана морская лаборатория и в Институте биологии развития им. Н.К.Кольцова. Здесь изготовлены 5 аквариумов с внутренними фильтрами и 4 аквариума с выносной системой регенерации воды. В этих замкнутых системах предусмотрена очистка воды как от механических примесей, так и от токсических веществ, образующихся в процессе жизнедеятельности животных и накапливающихся в воде. Искусственная морская вода для аквариумов готовится из 25 компонентов. В зависимости от того, какие организмы нужно содержать, состав воды меняется. Температура в аквариумах поддерживается на необходимом уровне с помощью нагревательных или, наоборот, холодильных установок. Корм для одних обитателей аквариумов приготавливается в специальных культиваторах - это фито- и зоопланктон; других же приходится кормить свежемороженными продуктами: кальмаром, рыбой, морской капустой и др.

Одной из главных задач морской лаборатории является приближение условий жизни животных в искусственных морях (аквариумах) к природным. Это позволит добиться того, чтобы животные размножались, например, вопреки природной сезонности. В этом случае эксперименты можно будет проводить в любое время года.

Надо отметить, что хотя далеко не все животные используются сейчас в экспериментальной работе, тем не менее ведутся поиски условий их содержания и размножения, так как в будущем могут стать жизненно необходимыми те организмы, которые сегодня не привлекают внимания исследователей. Таким образом, обитатели морских лабораторий, кроме того, что они стали действительно лабораторными животными и служат науке наравне с наземными, приносят пользу и другому важному делу- просветительскому.

Интерес к жизни моря огромен, подводный мир привлекает к себе внимание большого количества людей, каждому хочется заглянуть в морские глубины. Но ни телевидение, ни кино, ни лучшие музейные экспонаты не могут соперничать с непосредственным восприятием подводного царства. А видеть его можно очень просто - через стекло морского аквариума. Таким образом, морская биологическая лаборатория, имеющая выставочную экспозицию, может легко удовлетворить интересы самых требовательных наблюдателей, стать живой книгой подводного мира.

Вопросы.

Какие трудности возникают при создании морских лабораторий? Как можно преодолеть эти трудности?

ЗАКИСЛЕНИЕ ВОДОЕМОВ ГУБИТ ГОЛОВАСТИКОВ

Амфибии и рептилии - наиболее подверженные антропогенному воздействию классы позвоночных. Самым опасным для них является закисление водоемов атмосферными осадками, значение pH которых, например, в 1988 г. в западной и центральной областях Европейской части России составляло 4-3,5. Закисление воды, в первую очередь, вызывает гибель эмбрионов и личинок этих животных, развивающихся из икры.

Заметив, что некоторые рыбы избегают закисленных нерестилищ, ученые заинтересовались тем, какую кислотность воды могут воспринимать амфибии и достаточна ли чувствительность этого восприятия, чтобы побудить их избегать закисленных водоемов, опасных для икры и личинок. Кожную чувствительность к кислотности и "реакцию избегания" исследовали у взрослых особей травяной лягушки, смачивая кожу животных и подстилку растворами трех кислот. Оказалось, что эффективность воздействия разных кислот различна: уксусная кислота действует при более высоком pH, чем соляная (разница составляет 1,8).

Так как диапазон значений pH, вызывающих реакцию (pH=4), ниже уровней, встречающихся в природе (4-4,5), то в этом, похоже, и заключена причина неспособности избегать, подобно рыбам, закисленных нерестилищ. Однако для более широких выводов необходимо провести исследования на амфибиях других видов.

Задание.

Предложите способы измерения кислотности травянистого покрова на поверхности почвы, где обитают травяные лягушки.

ОЗЕРА - ИНДИКАТОРЫ КОЛЕБАНИЙ УВЛАЖНЕННОСТИ

Во все времена наблюдательные люди отмечали, что количество выпадающего снега или частота и обилие дождей в течение ряда лет или даже десятилетий существенно изменяется. В годы с большим количеством осадков становятся более полноводными реки, поднимается уровень озер, а когда осадков выпадает мало, реки пересыхают, озера мелеют, из-под воды появляются участки суши, некогда затопленные водой. Особенно ярко эти процессы выражены на водоемах аридных (засушливых) и полуаридных областей, которые обычно располагаются в центральных частях материков, на значительном удалении от океанов и морей.

В соответствии с многолетним изменением количества осадков, изменяется и состояние озерных экосистем. Уменьшение увлажненности приводит к снижению уровня озер, увеличению испарения с водной поверхности, росту концентрации растворенных в воде солей (общей минерализации воды). При этом обычно увеличивается прогрев водной массы и уменьшается глубина водоемов, а некоторые мелководные озера нередко пересыхают.

Обмеление озер и увеличение минерализации воды вызывает гибель и исчезновение некоторых видов обитателей водоемов, которые способны существовать только в пресных водах. Это отдельные разновидности водных растений, ракообразных, моллюсков, рыб. Некоторые виды в состоянии приспособиться к изменяющимся условиям, другие исчезают совсем, третьи ищут убежища в иссякающих реках, которые еще доносят в озеро свои пресные воды. Когда озеро превращается в сильно минерализованный водоем с общей минерализацией воды более 350/00, в нем могут существовать лишь отдельные виды гидробионтов, например, рачок артемия салина. По мере осолонения воды в озере рыба начинает уходить в усыхающие реки, где и пережидает неблагоприятный засушливый период, превращаясь в карликовую речную форму и производя потомство.

Тем временем озеро может полностью пересохнуть, на обнажившемся дне его иногда образуются скопления самоосадочной соли, которая постепенно развеивается ветром и выносится за пределы озерной котловины. Так работает природный механизм распреснения бессточных пересыхающих озер.

Но вот наступает более влажный период. Осадки и воды рек, сток которых возрастает, наполняют омоложенную, продутую ветрами озерную котловину. Озеро оживает. В нем появляется фитопланктон, фитобентос, затем зоопланктон и зообентос, а также высшая водная растительность; которые создают основу кормовой базы рыб.

Тесная связь с колебаниями увлажненности наблюдается и у растений. В засушливые периоды влаголюбивая растительность подвергается угнетению и исчезает. На отсохших и засоленных пространствах озерных котловин появляются растения-голофиты, способные произрастать на почвах, содержащих большое количество соли, и даже накапливать соль в своих клетках. В периоды повышенного увлажнения, когда вода переполняющихся озер затапливает прибрежные территории, вызывая заболачивание прилегающих низин, в составе растительности озерных бассейнов увеличивается доля растений - мезофитов и гидрофитов, которые приспособлены к жизни в условиях повышенной влажности.

Метод, который широко применяется для реконструкции природных условий прошлого,- дендроиндикационный - основан на анализе прироста годичных колец деревьев. При благоприятных условиях у большинства видов деревьев толщина годичных колец больше, а при неблагоприятных - меньше. Например, толщина годичных колец лиственницы сибирской зависит от количества выпадающих осадков. Температура же воздуха меньше влияет на прирост этой морозоустойчивой древесной породы.

Анализ дендрограмм (графиков, на которых показаны изменения прироста древесины в течение длительного периода) позволяет реконструировать количество осадков и уровень озер в прошлом.

Изучение береговых террас озер и строения их донных отложений дает возможность выявить тенденции развития природных процессов и ритмику колебаний осадков и речного стока в бассейнах озер.

Таким образом, с одной стороны, данные о положении уровня озера и его изменениях могут служить указанием на ход развития природных процессов и тенденцию изменения общей увлажненности ландшафтов. С другой стороны, по косвенным данным о состоянии растительности (будь то пыльца растений, погребенная в древних осадках, или ширина годичных колец деревьев, растущих в бассейне озера) можно восстановить уровневый режим озера в прошлом.

В современную эпоху, когда происходит бурное развитие хозяйственной деятельности и все более возрастает потребность в воде, нельзя недооценивать ритмические закономерности колебаний увлажненности и связанные с ними перестройки наземных и водных экосистем. Вмешиваясь в ход развития природных процессов, человек может как ускорить, так и замедлить естественный ход событий. Например, развитие оросительных сетей в период понижения увлажненности может привести к истощению водных ресурсов рек и озер, в бассейне которых эти оросительные сооружения создаются. И наоборот -развитие орошаемого земледелия в период повышения увлажненности может сделать бессмысленными все затраты.

Таким образом, только при условии познания закономерностей развития природных процессов и явлений, учета их ритмических особенностей возможно рациональное и бережное использование природных водных ресурсов.

Задание.

Составьте план изучения изменений в экосистеме озера в течение весенне - летне - осеннего периода.

РОТАН РАССЕЛЯЕТСЯ В ВОДОЕМАХ ЛАТВИИ

Около 1988 года из Даугавпилсского края стали поступать тревожные сведения о наступлении "агрессора". В прудах и мелководьях окрестностей Даугавпилса, в заросших озерках возле Илуксте, а также в одном из прудов Цесисского района появился непрошеный гость - рыба ротан, и, судя по всему, покидать свои новые жилища не собирается.

Можно предположить, что из бассейна реки Амур к нам, так же, как и в другие воды умеренного климатического пояса на территории СНГ, ему помогли попасть несознательные или злонамеренные удильщики, рыбаки или хозяева аквариумных рыбок. Не остались в стороне и ученые: благодаря их легкомыслию (рыбу после эксперимента выпустили в пруд), около 1950 года произошла первая непредвиденная акклиматизация (расселение) ротана в окрестностях Москвы. Возможно, это и явилось началом дальнейшего распространения этой рыбы, прежде всего в Санкт-Петербургской области. Сейчас ее ареал расширился до Карелии.

Так что же это за "мистическая" рыба, и чего от нее ждать? Для того, чтобы ответить на этот вопрос, рассмотрим биологию ротана.

Свое русское название рыба получила из-за большого рта. Ротан принадлежит к небольшим и медленнорастущим рыбам с коротким жизненным периодом; его длина на седьмое лето может достичь 25 см, а вес - около 300 граммов. Но такие "старики" встречаются редко; обычно его длина не превышает 8-12 см, возраст - 3-4 лет. Большой рот направлен вперед, зубы мелкие, острые. У рыбы разная чешуя: на спине цикличная (круглая), по бокам и на животе с зубчиками. Плавники мягкие, без шипов. Окраска рыбы, в зависимости от плотности популяции, меняется от темно-коричневой до светло-коричневой, с пятнами. Ротан предпочитает мелководье, заросшие водоемы с ограниченным поступлением кислорода.

Корм ротана "на родине" в бассейне Амура отличается от корма в тех местах, где он акклиматизировался. В водах Амурского бассейна его корм в первые месяцы - зоопланктон. По достижении 41-60 см длины количество зоопланктона в корме ротана снижается до 5%; в питании преобладают личинки малярийного комара. С подрастанием рыбы в ее корме все более (до 39%) используются мальки рыб, но, в большинстве, своего же вида, то есть наблюдается каннибализм: более крупные (сильные) особи поедают своих более мелких братьев и сестер.

В новом ареале только 2% корма рыбы составляет зоопланктон, основное же питание - личинки насекомых, нередко взрослые насекомые, но особенно - мальки рыб. Ими преимущественно питаются именно светлые ротаны. Более активно ротан питается в мае, июле и сентябре, особенно в сумерки. К тому же он с удовольствием и в большом количестве поедает икру других рыб, главным образом тех, которые живут в аналогичных обстоятельствах: карасей, карпов, линей. Из-за ротана эти породы из общей "квартиры" исчезают. Несмотря на агрессивность ротана, у него есть и естественные, природные враги: в бассейне Амура - амурская щука и амурский сом, а в новом ареале и в наших водах - окунь.

Пока не будут проведены более доскональные исследования, еще нет достаточных оснований утверждать, что ротан может вызвать нарушение трофических связей, быть разрушителем существующей экосистемы водоемов. Однако бороться с этим нежелательным для наших вод "пришельцем" необходимо. Вот некоторые рекомендации:

- защищать бассейны водоемов от зарастания, т.е. от накопления в них биогенных веществ; зарастающие озера, пруды и реки регулярно выкашивать и чистить;

- устраивая новые пруды и водохранилища, обеспечивать в них хороший кислородный режим, среднюю глубину - не менее 1,5 м, а зона мелководья, поросшая растениями, должна занимать не более 5-7% от всей площади;

- в прудах рыбопитомников точно соблюдать биотехнику (фильтр при подаче воды делают с ячейками в 1 мм, дно пруда должно быть хорошо осушаемо и произвестковано негашеной известью - 10 центнеров/га);

- на ротана не распространяются ограничения при ловле удочкой и сетью; ротан вылавливается мелкоячеистыми сетями во время нереста (с одного гектара можно получить по меньшей мере 100 кг этой рыбы).

В отдельных случаях, когда нет стока воды, допускается даже такое относительно грубое средство, как протравливание аммиачной водой (30 кг/га) или хлорированной известью.

Задание.

Какие еще способы предотвращения расселения ротана в водоемах вы можете предложить?

КТО ОЧИЩАЕТ ПРИРОДНЫЕ ВОДЫ?

Было замечено, что вода в естественных водоемах может со временем неплохо самоочищаться без какого бы то ни было участия человека, что, конечно, не снимает с него ответственности за сброс неочищенных сточных вод. Любопытен механизм этого самопроизвольно протекающего в природе процесса. В воде откуда-то вдруг берется перекись водорода, известная в медицине как хорошее антисептическое средство, которая и убивает многочисленное микробное население вокруг. Каково же происхождение этого химиката в воде?

В роли его источника были заподозрены микроводоросли, обычно обитающие в воде. Для проверки этого предположения, ученые провели специальные опыты. Они взяли культуру этих водорослей, хорошенько промыли дистиллированной водой, затем поместили в воду с небольшим и заведомо известным содержанием перекиси водорода. В контрольном сосуде - с водой и перекисью водорода, но без водорослей - содержание химиката во всех случаях осталось неизменным. В других сосудах водоросли вырабатывали перекись водорода при освещении их солнечными лучами.

Как выяснили ученые, перекись водорода - одно из веществ, участвующих в жизнедеятельности водорослей, в результате чего она и появляется в воде.

Таким образом, механизм самоочищения воды в водоемах становится более понятным, и в будущем, возможно, удастся им как-то управлять.

Задание.

Предложите способы обнаружения микроводорослей, выделяющих перекись водорода в природе.

ИССЛЕДОВАНИЯ В ДОЛГОЙ ГУБЕ

С каждым годом взаимоотношения человека и природы становятся все более напряженными, подчас драматическими. В спорах, возникающих вокруг острых экологических проблем, зачастую сторонники очередного "проекта века" оперируют понятиями производственной необходимости и экономическими расчетами, а их оппоненты - защитники природы - нередко строят свои возражения лишь на эмоциях, а не на научных данных. Как бы благородны ни были эти эмоции, увы, они не лучший аргумент. В самом деле, случись что неблагополучное в природе, мы уже готовы взвалить вину на антропогенное воздействие, забывая, что природные экосистемы не бывают совершенно стабильными, в них идут непрерывные естественные изменения. Очень важно отличать природные процессы от антропогенных.

Беда в том, что сделать это необычайно трудно. Особенно для морских экосистем, которые изучены намного меньше наземных. В этом отношении удачным модельным объектом оказалась Долгая губа Белого моря, изучение которого продолжается без малого 100 лет: можно достаточно четко разделить изменения, вызванные естественными (постоянное поднятие суши в этом районе) и искусственными (отделение губы от моря дамбой еще в прошлом веке) причинами. Долгая, или Глубокая, губа - обширный морской залив, который глубоко вдается в Соловецкий остров. Это "заповедная зона".

Обширная воронка Долгой губы отделена от Онежского залива двумя проливами - Северными и Южными Железными Воротами. Последний был в 1856 году перекрыт искусственной дамбой, соединившей о. Соловецкий с островом Большая Муксалма. Долгая губа оказалась еще более изолированной от моря. Как и в Белом море, за воронкой следует длинное, узкое и мелководное Горло, а за ним - Ковш со сравнительно большими глубинами, аналог бассейна Белого моря. Береговая линия Ковша в западной части изрезана множеством небольших заливов, по-северному - губ. Словом, и по общей конфигурации, и по соотношению глубин в разных частях акватории Долгая губа выглядит как миниатюрная и довольно точная модель Белого моря.

История изучения Долгой губы и ее населения начинается с конца прошлого века. В 1881 году по инициативе профессора Петербургского университета Н.П.Вагнера на территории Соловецкого монастыря была создана первая в полярных водах России биологическая станция, развернувшая широкие исследования фауны Белого моря.

Н.М.Книпович, тогда - молодой зоолог, впоследствии -один из основоположников русской гидрологии и гидробиологии, работая на станции в 1890-1892 годах, исследовал фауну Долгой губы. Надо полагать, он был немало изумлен - ничего похожего на население окрестных вод! В губе встретились виды моллюсков и асцидий, нигде в районе Соловков не найденные, некоторые арктические моллюски и асцидии в Долгой губе попадались чаще, чем в других окружающих водах, и иногда были крупнее. Если вообще в Белом море зона постоянной отрицательной температуры (-1,40С) начинается с глубины 100 м, то в Долгой губе Книпович обнаружил такую же зону на глубине всего 17 м! Замкнутость губы в сочетании с крутыми склонами ям, разделенных мелководьями, приводит к тому, что верхний и нижний слои воды почти не перемешиваются. Если верхний слой летом прогревается, на дне ям температура не поднимается выше нуля круглый год. Потому, решил Книпович, там и сохранились некоторые виды арктического происхождения. Видовой состав фауны Долгой губы долго оставался неизвестным. В 1983-1987 годах группа Санкт-Петербургских юннатов, студентов под руководством Е.А.Нинбурга, при постоянной помощи сотрудников заповедника собрали обширный материал, определили видовой состав фауны губы. В общей сложности было найдено 232 вида животных. Доля арктических видов оказалась ничуть не выше, чем в других районах Белого моря.

Любопытно, что в сравнительно тепловодной Вороньей губе доля арктических видов даже больше, чем в Долгой. Похоже, что вовсе не температура - главный фактор, определяющий видовой состав бентоса. Происхождение фауны Долгой губы можно представить себе следующим образом.

Портландия арктическая и некоторые сопутствующие ей виды проникли в Белое море примерно 9-10 тысяч лет назад. В то же время или чуть позже они проникли и в Долгую губу, горло которой было тогда глубже и не представляло никакого препятствия для арктических вселенцев. Позже обмелели и горло моря, и горло Долгой губы. Арктический комплекс видов во главе с портландией сохранился до наших дней на глубинах бассейна, где сохраняется постоянная отрицательная температура, преобладание пелитов (глин) в осадках и слабое перемешивание воды в изолированных ямах.

Более теплолюбивые виды появились в Белом море позже - примерно 7 тысяч лет назад. Для них не существует никаких гидрологических барьеров.

Можно ли представить, что ждет Долгую губу и ее обитателей в будущем? В деталях, разумеется, нет. Для прогнозирования же общего направления изменений, которые произойдут в ближайшее время, вполне достаточно данных. При исследовании пробы грунта со дна крутых ям с холодной (около нуля и ниже) и соленой водой, был обнаружен сероводород; причем биомасса бентоса на чистом грунте составляла в губе 72,5+35,5 г/м, а на сероводородном -1,82+1,66 г/м. Разница существенная.

Из-за постоянного поднятия суши (со скоростью чуть больше 1 мм/год) Вонючая губка и другие, ей подобные, со временем отделятся от моря и превратятся в реликтовые соленые озера. Одно такое озеро обнаружено в 1987 году у западного берега мыса Карбасный наволок. Площадь озера не велика - немногим более гектара, максимальная глубина 7 м. Верхний двухметровый слой воды сильно распреснен и населен пресноводными видами. Кроме того, здесь встречены обитатели солоноватых вод - трехиглая и

девятииглая колюшки. На глубинах 3-7 м, в слое значительно более соленой и холодной воды с резким запахом сероводорода ни одного живого существа не найдено. В донных осадках встречаются остатки раковин морских моллюсков и хорошо сохранившиеся домики морских многощетинковых червей Пектинария. Значит еще недавно озеро, названное Мертвым, соединялось с Долгой губой. Скорее всего морская вода фильтруется через узкую перемычку в озеро и в настоящее время.

Мертвое озеро напоминает знаменитое Могильное на острове Кальдин в Баренцевом море - реликтовое соленое озеро с изолированными популяциями морских видов. Интересны, однако, различия. В Могильном три слоя воды: верхний - пресный, населенный пресноводными видами; средний - соленый, в котором обитают морские животные и растения, и, наконец, нижний - сероводородный, абсолютно безжизненный. Два последних разделены тонким слоем воды, населенным пурпурными бактериями, которые, используя сероводород для фотосинтеза, не дают ему проникнуть наверх. Поэтому-то в среднем слое и могут жить морские организмы. В Мертвом озере пурпурных бактерий нет, слоев воды всего два, причем нижний не пригоден для существования каких-либо аэробных организмов. Малый размер озера не оставляет никаких надежд на возможность существования в нем изолированных популяций отдельных видов. Очевидно, что у всех прибрежных ковшовых губ одна судьба - превратиться в озера типа Мертвого. Надо думать, что донное население исчезнет в них еще до полного отделения - оно и сейчас крайне бедно.

Позже обособится от моря и весь Ковш Долгой губы. Стало быть, не позже чем через 4-6 тыс. лет Ковш станет реликтовым озером, напоминающим Могильное.

Можно полагать, что бентос нового - Долгого - озера несколько обеднеет. Исчезнут течения, что приведет к сокращению видов - фильтраторов. Менее требовательные к силе течения и обилию кислорода виды- детритофаги (животные, питающиеся органическими остатками в грунте) сохранятся. Конечно, этот прогноз можно считать вероятным только при условии, что поднятие суши будет продолжаться. Ведь это естественный процесс. (Повлияла ли на ход этого процесса постройка дамбы? Если да, то как?)

Анализ полученного видового списка дал неожиданный и весьма любопытный результат. Ряд видов, отмеченных ранее исследователями, не был обнаружен. Предполагают, что они, если и не исчезли совсем, то стали чрезвычайно редки. Среди исчезнувших видов - морские ежи, плеченогие, которые предпочитают в Белом море участки с сильными придонными течениями. Очевидно, постройка дамбы сделала гидрологический режим губы более "озерным", привела к ослаблению силы и замедлению скорости течений.

По чистой случайности, изменения в бентосе Долгой губы, вызванные антропогенными (дамба) и естественными (поднятие суши) причинами, совпадают по направлению. Скорость процессов, однако, различна. Выпадение из фауны губы ряда видов реофильных (приспособленных к богатой кислородом проточной воде) животных удалось заменить примерно через полторы сотни лет после появления дамбы. Природе для достижения такого же эффекта понадобились бы тысячелетия.

Вопросы.

Для каких целей проводится изучение видового состава экосистем? К каким последствиям может привести изоляция экосистем?

ОКЕАН ЗАЩИЩАЕТСЯ

В последние годы случаи красных приливов в Мировом океане участились, усилился их разрушающий характер, возникают все новые районы, где сказываются печальные последствия массового размножения токсичных водорослей. Красные приливы могут стать еще одной экологической катастрофой глобального масштаба.

Пока эти приливы появляются только в прибрежных водах, редко захватывая удаленные от суши районы. Пожалуй, самый мощный за последние годы красный прилив возник в мае-июне 1988 года в районе двух проливов Северного моря - Скагеррак и Каттегат - и затронул воды Балтики. Его причиной был обильный сток с суши, принесший огромное количество нитратов и фосфатов. Ранее ничем не примечательная мелкая жгутиковая водоросль хризохромулина чрезвычайно сильно размножилась на обширной территории.

9 мая появились первые симптомы отравления лососей на фермах в фьорде Гильмар (Швеция). Выяснилось, что эта водоросль при низком содержании фосфора и высоком содержании азота в воде уже на ранних стадиях массового развития начинает вырабатывать токсин (яд). Сначала, когда его концентрация низка, он действует как активный репеллент, т.е. отпугивает зоопланктон, обычно питающийся хризохромулиной, а потом, когда токсина становится больше, он вызывает гибель рачков и водорослей из-за того, что их клеточная мембрана становится проницаемой для солей, и это вызывает нарушение ионного баланса в клетках. В результате популяция хризохромулины свободно развивалась без обычных сдерживающих рост численности механизмов: конкурентов в питании больше не было, зоопланктон не потреблял ее.

Свободная от сдерживающих факторов популяция хризохромулины продолжала расти. Однако достигнув плотности примерно 10 клеток на 1 л, популяция полностью истощила запас биогенных элементов в поверхностных водах. Рост стареющей популяции прекратился, началась гибель и разрушение клеток, в воду попало клеточное содержимое. Разлагающиеся клетки покрывались грибами и бактериями, оставшиеся оседали и концентрировались в самом плотном слое воды, а потом опустились на дно. За счет содержимого мертвых клеток повысилась концентрация органических веществ в морской воде, а поскольку верхние слои больше не затенялись хризохромулиной, а количество биогенных элементов восстановилось, вновь стали развиваться другие водоросли. Итак, "цветение" хризохромулины закончилось, как и должно было, из-за того, что отсутствовали регулирующие численность факторы.

Массовое размножение нетоксичных водорослей тоже вызывает изменение

цвета, и хотя оно не опасно отравлением организмов, но крайне нежелательно в рекреационных зонах. Кроме того, гибель и разложение огромной массы водорослей в морской воде и у грунта понижает концентрацию кислорода, что вызывает заморы - гибель прибрежных моллюсков и рыб. Итак, красные приливы могут вызывать и безвредные организмы, и токсичные водоросли. Большинство подвижных токсичных водорослей обитает как в открытых, так и в прибрежных водах умеренных и низких широт. Некоторые виды изначально токсичны, другие начинают выделять яды в неблагоприятных условиях - при исчерпании биогенных элементов. Еще шире распространены кремневые диатомовые водоросли, однако в последние годы и среди них обнаружены токсичные виды, равно как и в других группах водорослей. Хуже того, оказалось, что среду обитания отравляют даже и совершенно безвредные виды, поскольку токсичны сожительствующие с ними или паразитирующие на них бактерии. Опасность токсичных "волн жизни" не только в непосредственном отравлении морского побережья, но и в том, что токсины передаются по всей пищевой цепи морской экосистемы и достигают человека.

Бороться с красными приливами можно лишь объединенными усилиями всего мирового сообщества. Для этого необходимо снизить антропогенную нагрузку на экосистему океана: уменьшить сток биогенных элементов с суши, исключить загрязнение прибрежных вод.

Задание.

Составьте план мероприятий по предупреждению красных приливов.

ЗАГАДКА ОЗЕРА ИССЫК-КУЛЬ

Падению уровня крупнейшего высокогорного водоема планеты - озера Иссык-Куль длительное время вызывает тревогу жителей Кыргызстана. Уже более 20 лет ученые спорят о принципах этого процесса, о будущем уровне озера, о возможных путях решения проблемы.

За период гидрологических наблюдений на озере ( с 1931 по 1988 г.) его уровень упал на 2,8 м и продолжает падать. Средний темп спада составляет 4,8 см/год.

Ученые Кыргызстана, С.-Петербурга и Москвы выдвинули несколько гипотез - причин падения уровня озера. Ни одна из них до последнего времени не считалась доказанной.

АНТРОПОГЕННАЯ ГИПОТЕЗА.Согласно этой гипотезе, выдвинутой и обоснованной М.И.Каплинским (1974 г.), Д.Я.Ратковичем (1977,1984 г.) и другими, причиной падения уровня Иссык-Куля является хозяйственная деятельность человека в его бассейне - главным образом, развитие орошения в Прииссыккулье, приводящее к росту безвозвратных потерь на испарение. В течение всего периода наблюдений за уровнем воды площадь орошаемых земель увеличилась и достигла более 1/4 общей площади равнинной части Иссык-Кульской котловины. С развитием орошения падал уровень озера. Казалось, связь налицо, а вывод о причине падения уровня достаточно логичен. Количественные оценки влияния орошения делались на основе расчетов водного баланса озера.

Однако, детальный анализ выполненных расчетов показал их недостаточную обоснованность. При расчетах не учитывались два важных фактора, что привело к завышенной оценке безвозвратных потерь стока на испарение с орошаемых земель. Эти факторы следующие: 1) в условиях глубокой межгорной Иссык-Кульской котловины, склоны которой ограничивают воздухообмен с окружающей территорией, до 1/3 испарившейся с поверхности равнинной части котловины воды ( в том числе с орошаемых земель) возвращается в виде атмосферных осадков; 2) безвозвратные потери на орошение в предгорных зонах, в том числе и в Прииссыккулье, в определенной мере компенсируются за счет сокращения испарения с обсыхающих естественных увлажненных угодий в местах выхода грунтовых вод.

ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ГИПОТЕЗА.Согласно ей, причиной падения уровня Иссык-Куля является возникновение или увеличение после одного из землетрясений подземного оттока из озера в реку Чу, нарушившее озерный водный баланс. Гипотеза высказывалась в свое время разными учеными, но попытка научного обоснования впервые была сделана в 1984 году М.И.Кривошей. Пересчитав по своей методике водный баланс озера, она получила результат, говорящий о том, что приход воды в озеро на 0,8 км3 больше ее расхода. Эта цифра близка к величине превышения расходной части условного водного баланса Чу на участке ниже озера. Так возникло главное доказательство подземного оттока воды Иссык-Куля в Чу.

ГИДРОГРАФИЧЕСКАЯ ГИПОТЕЗА. Гидрограф В.В.Романовский в 1980 году высказал предположение, что причиной падения уровня Иссык-Куля является отделение от него в середине ХIХ века Чу, ранее впадавшей тремя рукавами в озеро в районе Кутемалды. Один из рукавов, сухое русло которого прослеживается и сейчас, вследствие заполнения насосами, образовал излучину, перехватил воду двух других рукавов и направил их в Боомское ущелье, в котором Чу протекает ныне. Уровень Иссык-Куля, лишившегося своего наиболее крупного притока, начал падать. По мнению автора гипотезы, этот процесс будет продолжаться еще несколько десятилетий до установления нового уровня равновесия, соответствующего современному водному балансу озера.

ТЕКТОНИЧЕСКАЯ ГИПОТЕЗА. Иссык-Кульская котловина относится к районам с высокой тектонической и сейсмической активностью. Одни участки земной коры (блоки) медленно поднимаются, другие опускаются. При землетрясениях образуются тектонические разломы, сдвиги, обвалы и провалы. Это дало основание некоторым авторам предположить, что причины падения уровня Иссык-Куля заключаются в поднятии котловины озера, опускании его берегов, сжатии или другом изменении формы котловины. Вариант поднятия всей котловины можно сразу исключить. Ведь в этом случае поднимались бы и берега. Можно отбросить также и вариант опускания берегов относительно дна. На всех постах, расположенных вокруг озера в пределах различных геологических структур, наблюдается только падение уровня озера относительно берега.

КЛИМАТИЧЕСКАЯ ГИПОТЕЗА. Известный географ А.В.Шнитников установил наличие многовековых (с периодом 1800-1900 лет) и внутривековых (с периодом 30-50 лет) циклических колебаний уровня озер, обусловленных естественными изменениями климата. Внутривековые циклы развиваются на фоне подъема и спада многовековых циклов, которые проявляются в виде общего фона (тренда). Это означает, что при подъеме многовекового цикла максимумы и минимумы внутривековых циклов имеют тенденцию к повышению, при спаде - к понижению. Климатическая гипотеза - единственная из гипотез, против которой нет обоснованных возражений. В ее пользу говорит также наличие аналогичного спада многовекового цикла на аналоге Иссык-Куля - озере Алаколь, на Балхаше и других бессточных озерах, а также схожесть величины амплитуд этого цикла на Иссык-Куле и Алаколе.

В ближайшие десятилетия общая тенденция падания уровня озера сохранится. В более отдаленном будущем уровень Иссык-Куля будет определяться характером появления в данном регионе глобального антропогенного потепления атмосферы, а также деятельностью человека.

Задания.

Какие практические исследования необходимо провести для проверки гипотез? Составьте методики этих исследований.

ПОЧЕМУ ПОГИБЛИ МОРСКИЕ ЗВЕЗДЫ?

В середине мая 1990 года один из участков побережья Белого моря к западу от Северодвинска буквально усыпали звезды - правда не космические, а морские, и, к сожалению, мертвые - так же, как и лежащие рядом мидии и крабы. Налицо - крупная экологическая катастрофа, но очевидных причин гибели столь большого количества живых организмов, по сути целой популяции, обнаружить не удалось. Не потому, что гипотез выдвигали мало. Напротив, их число перевалило за десяток. Какая же из них верна?

Многие исследователи решили, что все происшедшее вполне укладывается в рамки естественного хода событий. Например, разлилась Северная Двина, вода в море стала слишком пресной для морских животных, вот и полезли они на берег. Однако эту ясную и простую гипотезу пришлось отвергнуть, так как паводок в том году был ничуть не выше обычного. Еще одна возможная причина - голод. Мидиевые поселения время от времени стареют и умирают. А поскольку звезды питаются преимущественно мидиями, то им ничего не остается, как отправиться на поиски новых кормовых угодий. И если в этот момент их застигнет жестокий шторм, то вполне вероятно, что звезды могли быть выброшены на берег.

Но как оказалось, вопреки этой гипотезе, мидии погибли отнюдь не от старости, а от мощного вредного фактора, поскольку их створки остались полуоткрытыми, а не плотно сомкнутыми, как должно быть. К тому же, погибли и совсем маленькие звездочки, которым мидии еще не по зубам. Да и мертвые крабы не вписываются в такую трактовку событий -мидии в их "меню" не значатся, да и шторм им не страшен. Еще проще и убедительнее выглядит аналогия между звездами и китами. Последние время от времени выбрасываются на берег и погибают. Но тогда звезды, так же, как и киты, должны были бы умирать постепенно, а между тем ни одной живой звезды на берегу не оказалось.

Для установления причин гибели звезд в Архангельск через год приехала группа экспертов Центра независимых экологических программ.

Как оказалось, причиной гибели морских организмов стал некий токсикант, отравивший данный участок побережья. Тем более, что из этих мест почти полностью ушла рыба, а вместо нее на сетях рыбаки обнаружили красно-коричневый налет с неприятным запахом. Но как этот токсикант попал в воду? Токсикологических версий появилось всего две. Первая гласила, что чудовищное загрязнение Северной Двины и Северодвинского порта и погубило все живое по соседству. Была и версия номер два. Коротко она звучит так: военные нагадили. Тем более, что в апреле 1990 года в море упали две ракеты. В одной из них в этот момент оставалось 166 кг топлива, а в другой - 437 кг. Но ведь в состав ракетного топлива входят производные гидразина, а так как эти органические соединения очень токсичны, то не здесь ли кроется тайна гибели морских звезд?

Конечно, обвинять во всем армию - дело с недавних пор модное. А оправдываться, не раскрывая при этом военных тайн, офицерам трудно. Но независимые эксперты на то и независимые, что могут позволить себе поверить военным, утверждающим, что будто бы, в северодвинских ракетах они не используют гидразины, довольствуясь обыкновенным керосином. И тогда эксперты решили поискать другую причину. И нашли ее...в котлах мирно стоящей на берегу Северодвинской ТЭЦ. Оказывается, для защиты от накипи их время от времени промывали почти таким же гидразином. И еще задолго до катастрофы - в апреле 1990 - на решетках водозабора станции видели мертвых звезд. Если же вдруг, вопреки всем инструкциям, слить использованный "антинакипин" в море, то и звездам, и мидиям в округе не сносить головы, точнее - того, что им ее заменяет.

Сегодня, к сожалению, невозможно установить точно, какой именно гидразин - ракетный или котловой - погубил беломорских звезд, но сам факт их гибели по этой причине является бесспорным.

Задание.

Какие практические исследования необходимо было выполнить ученым, чтобы установить причины гибели морских звезд?

ПОЧЕМУ СОКРАЩАЕТСЯ ЧИСЛЕННОСТЬ ТЮЛЕНЕЙ В БАЙКАЛЕ?

Откуда и когда появилась на Байкале нерпа, единственное водное млекопитающее,- подлинная загадка природы. Основная гипотеза связывает происхождение этой нерпы с полярным бассейном: считается, что тюлени пришли в Байкал по Енисейско-Ангарской или Лено-Витимской водным системам. В ХVII столетии обилие этих зверей в озере отмечал в своих записях протопоп Аввакум.

В середине века численность нерпы определяли цифрой 25 тысяч голов, а в 70-е годы чаще всего называли цифру 60-70 тысяч нерп. Отход животных был всегда (и погибшие звери, и подранки), но такой массовой и явной гибели, как сейчас, не наблюдалось Причем для заболевших нерп характерна какая-то особая "водобоязнь": звери норовят выбраться на берег, как бы выбрасываются.

Версия о залповом сбросе какой-то отравы не нашла подтверждения: массовая гибель нерпы была ранее всего отмечена не у труб БЦБК или в устье реки Селенги, по которой, как считается, попадают в Байкал основные ядовитые отбросы, а в Чивыркуйском заливе, наиболее чистом участке озера.

Так как нерпа в Байкале существует не изолированно, то гибель нерпы - это свидетельство глубоких нарушений, произошедших в экосистеме озера. Здесь необходимо учитывать возможное влияние на нерпу вредных веществ антропогенного происхождения, которые могли поступить к ней по пищевой цепочке. На каждой трофической ступени происходит повышение концентрации вредных веществ из окружающей среды, и от предшествующей ступени - на один порядок (в 10 раз). Нерпа находится на пятом трофическом уровне. Следовательно, в ее органах, где накапливаются вредные вещества, они могут быть в концентрациях, в сотню тысяч раз больших, чем в воде озера. А в Байкал, как известно, ежесуточно сбрасывается 230-240 тысяч м3 промышленных сточных вод, проходящих через сложную систему очистных сооружений Байкальского целлюлозного комбината, и около 100 тысяч м3 условно чистых вод, которые поступают в озеро без очистки. Но даже эти так называемые очищенные сточные воды после разбавления их в 50 и даже 100 раз могут вызвать у байкальских организмов мутационные изменения и даже гибель.

В настоящее время причиной гибели тюленей признана вирусная инфекция типа чумы хищных. И хотя вирус чумы всегда присутствует в популяциях тюленей (как вирус гриппа - у человека), то для того, чтобы этот вирус размножился и стал причиной гибели животных, необходимо наличие определенных условий, выражающихся в том, что понижается сопротивляемость (иммунитет) организма.

Мощным фактором понижения иммунитета являются вещества, чуждые природной среде. Среди них - пестициды, отходы промышленности и т.п. Таким образом, снижение иммунитета тюленей на Байкале могло произойти по причине загрязнения среды, а чума же просто завершила процесс.

Задание.

С помощью каких экспериментов можно проверить предполагаемые причины гибели животных?

ВОДОРОСЛЬ В ЗАСАДЕ

Уже несколько лет время от времени из разных частей Мирового океана поступают сообщения о загадочной массовой гибели рыбы. Иногда вверх животом всплывает до миллиона рыб, что тут же отражается на живых компонентах живой экосистемы моря. Особенно крупный размах такие заморы приняли в проливе Памлико у берегов Северной Каролины (США). С мая 1991 г. здесь уже девять раз отмечалась массовая гибель одиннадцати видов рыб, в том числе промысловых. Пострадали и прибрежные рыбоводческие фермы.

Долгое время ихтиологи не могли объяснить происходящее. В пробах воды анализы не показывали ничего подозрительного Наконец группа биологов из университета Северной Каролины обнаружила в воде, в которой погибли рыбьи мальки, особую, ранее не известную микроскопическую жгутиковую водоросль. Уже через несколько часов водоросль, однако, исчезла из воды.

Оказалось, что большую часть своего жизненного цикла это коварное одноклеточное проводит на дне моря в своеобразной спячке. Каждая клетка окружена прозрачной оболочкой - цистой. Однако стоит поблизости проплыть стайке рыб - и уже через несколько минут начинается выход водорослей из цист. Каждая клетка имеет по два жгутика, один служит для продвижения вперед. другой придает клетке вращение вокруг собственной оси, она на ходу как бы ввинчивается в воду. Водоросли рассеиваются в воде, очень быстро размножаются и начинают выделять сильный нервный яд. Попавшие в облако яда рыбы теряют ориентацию, парализуются и наконец гибнут. По какому сигналу "взрываются" эти микроскопические мины,

заложенные на дне моря, пока не ясно. По-видимому, водоросли в цистах реагируют на какие-то вещества, выделяемые в воду рыбами, так как исследователи смогли спровоцировать выход водорослей, поместив цисты в воду, где некоторое время содержались рыбы.

После гибели рыб коварные водоросли используют в пищу вещества, выделяемые разлагающимися трупами, одновременно продолжая размножаться. Часть клеток отбрасывает свои жгутики, приобретает каплевидную форму и опускается на дно, где выделяет плотную оболочку и входит в очередную фазу покоя - до появления вблизи живой пищи.

"Это совершенно невиданный для одноклеточных водорослей образ жизни,- говорит руководительница исследований Джоан Беркхолдер.- Мы не поверили бы, если бы не видели все это своими глазами". Хотя водоросли, родственные этому необычному виду, встречаются во многих водоемах, в том числе пресноводных, они еще плохо изучены. Достаточно сказать, что ученые до сих пор не могут с уверенностью отнести эту группу организмов ни к растениям, ни к животным.

Остается еще множество вопросов. Непонятно, например, почему эти необычные существа далеко не полностью используют свой улов, а вскоре после нападения снова скрываются на дно, оставляя богатый стол другим организмам.

Задания.

  1. Предложите гипотезу, объясняющую возникновение загадочной водоросли.
  2. Как вы считаете, почему эта необычная водоросль далеко не полностью использует свой улов?
  3. Какими опытами можно проверить ваши гипотезы?

ПОМОГЛИ ДЕРЕВЬЯ

Инженеры утверждают, что на побережье озера нельзя строить порты, железнодорожные станции, города, пока не будет точно известно колебания уровня воды за последние триста лет.

Такие сведения потребовались и строителям на побережье озера Байкал. Но как получишь эти сведения?

Выход был найден неожиданно. Строителям помогли лиственницы, кедры и сосны.

Дело в том, что еще давно было замечено: лес вокруг Байкала растет, почти подступая к самой воде. Ученые спилили одну сосну и определили ее возраст - 530 лет. Значит появилась она на свет в 1441 году. Но на девятнадцатом году жизни, то есть в 1460 году, байкальская волна погубила кору молодой сосенки, так как вода в озере поднялась выше своего обычного ровня. Через несколько лет рана, полученная от волны, заплыла смолой, однако метка сохранилась и по наши дни.

Не одно дерево спилили для анализа, все они подтвердили, что уровень воды в озере из года в год колеблется. Но ни разу за последние 500 лет не поднимался он более, чем на четыре метра.

АРКТИЧЕСКИЕ ЛЬДЫ СОКРАЩАЮТСЯ

По космическим снимкам Северного Ледовитого океана П.Глерсен и У.Кемпбелл установили, что за период с 1978 по 1987 г. площадь плавучих льдов сократилась на 2 %.Полыньи в пределах паковых льдов также уменьшились - на 3,5%.

Подобное заключение совпадает с рядом климатических прогнозов, согласно которым рост концентрации "парниковых" газов в атмосфере должен привести к потеплению сначала в Арктике и лишь сказаться на южнополярной области. Впрочем, исследователи признают, что девять лет - слишком короткий срок, чтобы делать далеко идущие выводы. Поэтому в ближайшие десятилетия космические съемки плавучих льдов в Арктике и Антарктике окажутся очень важными для проверки многих моделей.

МОЛЛЮСКИ НА СТРАЖЕ ЧИСТОТЫ

Зоолог Йост Борхерт из Кельна (ФРГ) использует для слежения за чистотой речной воды небольших речных двустворчатых моллюсков дрейсен. Обычно эти моллюски, имеющие в длину 2-3 см, держат створки своих раковин полуоткрытыми. Через щель в раковину поступает вода, из которой животное извлекает пищу ( планктон) и кислород. Но когда в воде появляются вредные вещества, створки захлопываются. Эту особенность поведения моллюска и использовал Борхерт. Приклеив на одну из створок маленький магнит, он разместил рядом с раковиной герметичное реле. Движение створки приводит к замыканию контактов реле, а этот сигнал воспринимает компьютер, к которому подключается сразу 84 моллюска. Если большинство из них захлопнут свои створки, ЭВМ бьет тревогу.

Химические анализы более чувствительны к загрязнениям, чем дрейсены, но пробы воды приходится брать с промежутками, а моллюски следят за чистотой круглосуточно и подают тревогу через 10-30 минут после появления в воде вредных веществ. Сейчас такие установки смонтированы на берегах Рейна, Майна и Эрфта (левый приток Рейна).

СУДЬБА АНТАРКТИЧЕСКИХ ЛЬДОВ

Среди гляциологов, гидрологов, климатологов и океанологов продолжается дискуссия относительно современного состояния и ближайшей судьбы полярных ледников. Как считают некоторые специалисты, при глобальном потеплении ледниковые покровы, и прежде всего Западной Антарктиды, довольно быстро растают, что приведет через несколько веков к катастрофическому повышению уровня моря - на 7 м. Другие настаивают на том, что крупнейший на Земле Антарктический ледниковый покров продолжает расти, поскольку в условиях теплого климата количество атмосферных осадков (в полярных районах - в виде снега) увеличивается. Новую методику оценки изменения площади ледникового покрова Антарктиды предложил геофизик Б.Хагер (США).

Известно, что под колоссальной нагрузкой ледникового покрова земная кора прогибается, а при уменьшении нагрузки в результате его таяния "выпрямляется" (явление изостазии). Хагер считает возможным измерить эти колебания земной коры по данным спутниковой Системы глобального определения местоположения

( GPS) и Интерферометрии со сверхдлинной базой (VLBI). Обе системы обрабатывают сигналы, принимаемые из космоса, для установления точных координат какого-либо пункта на Земле, причем VLBI регистрирует с высокой точностью излучение квазаров, а GRS- сигналы искусственных спутников. Если использовать эту технику достаточно долго, она позволит определять смещения земной коры в несколько миллиметров.

Автор считает, что при таянии Западно-Антарктического ; ледника со скоростью 20 см/год поверхность земли на его окраинах должна подниматься ежегодно на 2 см. Следствием этого будет поднятие уровня Мирового океана на 2 мм/год. Для выяснения кардинального вопроса о будущем Антарктического оледенения, очевидно, достаточно 5- 10 лет непрерывных наблюдений. При этом необходимо учитывать и другие типы движения земной коры, прямо не связанные с изменениями мощности ледникового покрова. Так, некоторые области Антарктиды и Гренландии ( второй по мощности ледник в мире) все еще поднимаются, медленно "оправляясь" после того, как уменьшился гнет древнего покрова оледенения. Движения земной коры, вызванные тектоническими силами, по мнению автора, также можно отделить от тех, что интересуют гляциологов и климатологов.


Тереза Кондратович
Вахтанг Кикава
Елгавская 3 средняя школа

МОНИТОИРНГ СОСТОЯНИЯ РЕК ЛИЕЛУПЕ И ДРИКСА В ЕЛГАВЕ

ПОСТАНОВКА ПРОБЛЕМЫ

В настоящее время происходит интенсивное загрязнение рек в Латвии. Реки загрязняются в результате халатного отношения к окружающей среде. Предприятия сбрасывают не очищенные сточные воды и различные отходы в реки, что приводит к катастрофическим последствиям, которые отражаются как на флоре и фауне, так и на здоровье людей.

Реки загрязняются из-за недостатка очистных сооружений, сброса канализационных и бытовых стоков, берега загрязняются твердыми бытовыми отходами, что также оказывает отрицательное воздействие на природную среду.

В наше время реки сильно загрязняются не только в городах, но и селах. Чрезмерное применение химических удобрений, огромные скопления отходов на фермах - все это размывается водой и уносится в реки; от избыточной концентрации различных веществ гибнут водные животные и "зарастает" река.

Проблема нашего исследования состояла в изучении степени загрязненности воды (на сколько это возможно) в реках Лиелупе и Дрикса в городе Елгава на участке от городского базара до железнодорожного вокзала.

ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ПРОБЛЕМЫ

I. Бассейн реки Лиелупе (краткое описание).

Река Лиелупе - вторая в Латвии по величине

бассейна (17,6 тыс.км ), по ширине и глубине. Она целиком лежит на территории Латвии (длина ее 119 км).

Лиелупе начинается у города Бауска при слиянии двух больших рек: Мемеле (длина 191 км) и Муса (длина 164 км), истоки которых находятся в Латвийской республике.

Река Лиелупе течет в Земгальской низменности в северо-западном направлении. Ширина реки довольно большая - 65 м (местами даже 100м), глубина доходит до 3 м. 10 км выше города Елгава река Лиелупе образует небольшой живописный остров. У города Елгава ширина реки достигает 110м, глубина 8-12 м, а течение почти не наблюдается. Здесь река Лиелупе делится на два рукава, образуя большой остров (4,5 км длиной). От города Елгава река Лиелупе течет прямо на север. У поселка Слока, где начинается нижнее течение, река резко меняет направление и, образуя остров, течет по Приморской низменности на восток параллельно Южному берегу Рижского залива. На этом участке реку от моря отделяет узкая песчаная гряда, образующая левый берег реки. Правый берег реки Лиелупе образует дюнный вал, отделяющий реку от большого продолговатого озера Бабитес, с которым соединяют Лиелупе два протока - Гатес и Спуньупе. Перед впадением в Рижский залив река делится на два рукава, из которых один (Бульупе) впадает в реку Даугава, а другой - в море. В своей устьевой части Лиелупе достигает 0,5 км ширины. Течение здесь очень медленное, временами (во время северо-западных ветров) наблюдается обратный проток вод, доходящий иногда до города Елгава. Близ устья река мелеет до 2 м.

Ложе реки от города Елгава до устья занесено песком, гравием и илом; берега низкие, местами заболоченные. Прибрежная водная растительность очень пышная: левый и правый берег полностью заросли тростником, камышами, кубышкой, стрелолистом и аиром. Вышеназванный вид макрофитов почти всюду дополняется кувшинкой. Погруженная водная растительность представлена главным образом рдестами, ряской. В устьевой части реки встречаются массовые скопления зеленых водорослей, образующие "подушки".

В своем нижнем течении река Лиелупе сильно загрязняется бытовыми и промышленными стоками города Елгава, а также отходами Слокского целлюлозно- бумажного комбината.

Сеть притоков реки Лиелупе очень густая. Своеобразное центроустремленное течение левобережных притоков обусловлено особенностью поверхности Земгальской низменности.

К левобережным притокам относятся реки Свете (116 км) с притоками Тервете и Берзе, а также река Кемерупе.

Из правобережных притоков выделяются реки Иецава (147 км) и Миса (108 км).

II. Выписки из газетных публикаций об экологических проблемах рек Дрикса и Лиелупе.

"Еще один удар по многострадальной Лиелупе"

В реку Лиелупе попали маслянистые вещества через коллектор, который находится в заречье, недалеко от Елгавской пристани (1)*.


* - здесь и далее по тексту в скобках указаны номера источников в списке литературы.

"Узаконенное браконьерство?"

Рыболовы, обеспокоены созданием кооперативов по отлову рыбы сетями в реке Лиелупе ниже Елгавы. Все это делается с разрешения Балтрыбвода. Более того, в этом районе промышляет рыбу Юрмальское отделение общества охотников и рыболовов, вылавливается по 10 тонн рыбы ежегодно. В действительности никем не контролируется сколько рыбы эти кооперативы вылавливают (2).

" РАФ" - гигант и экология.

На заводе "РАФ", в результате технологических процессов создаются токсичные отходы, переработкой которых завод не занимается. Вывоз отходов на свалку проблемы не решает.

Сточные воды завода не соответствуют нормальным требованиям, недостаточно решается вопрос защиты атмосферы (3).

"Опять пятно на Лиелупе"

Опрокинулся подъемный кран, который и на следующий день лежал в канале соединяющем Лиелупе и Дриксу и оттуда вытекало масло в реку Лиелупе (4).

Получено сообщение от работников пристани о том, что из коллектора напротив Елгавского дворца В Лиелупе стекает мазут (5).

Произошла утечка горючего топлива из котельной агрофирмы "Стальгене", которое попало в сточную канаву, а затем в реку Лиелупе.

Из цеха завода стройматериалов промышленные воды попадают в коллектор, а затем в Лиелупе, хотя должна проводиться повторная обработка этих вод.

С нефтебазы завода "РАФ" в Лиелупе по канаве попали нефтепродукты (6).

Из очистных сооружений паевого предприятия "Стальгене" в Лиелупе спускались недостаточно очищенные воды.

При комплексной проверке очистных сооружений обнаружена недостаточная очистка вод предприятия (7).

"Не причинять зла природе"

В статье описаны проблемы утечки жидких удобрений ...

В колхозе "Слава" произошла утечка горючего из цистерн, которое по отводной канаве попало в реку Свете, а затем в Лиелупе (8).

По улице Палидзибас до берега Дриксы образовался своеобразный культурно - исторический музей отходов, то есть - свалка. Экспонаты скапливались годами, перечень их невероятно обширен: начиная от нефтепродуктов, обрывков электрокабелей, стекол и кончая старыми электромоторами, ломом и прутьями железобетонной арматуры (9).


"В Лиелупе гибнет рыба"

Было обнаружено на поверхности реки Лиелупе большое количество дохлой рыбы (10).

" Мы - Дриксе, Дрикса - нам".

Комиссия обследовала состояние реки Дриксы. Оказалось, что ежемесячно реку загрязняют 100 тысяч кубометров неочищенных сточных вод (11).

ПРАКТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

  1. Экспертизу рек Лиелупе и Дрикса мы проводили по следующему плану.
    1. Выбрали участок реки Дрикса, которая впадает в реку Лиелупе. Составили план участка.
    2. Сфотографировали участки реки Лиелупе и нанесли на план замеченные источники загрязнений.
    3. Проводили наблюдения по следующим параметрам:
      1. рН, электропроводность, цвет, прозрачность, запах, наличие микроорганизмов и минерализация пробы;
      2. флора: количество видов в водоеме и на берегу, гербарий;
      3. фауна берега и водоема;
      4. антропогены: канализационные стоки, сельскохозяйственные поля, свалки, дороги, пляжи; степень их влияния.
    4. Составили свои выводы об экологическом состоянии рек и предложили мероприятия по их улучшению и экономические предложения по внедрению проектов в жизнь с учетом всех законов экологии.
  2. План участка рек Дрикса и Лиелупе.
  3. Исследование мы проводили путем анализа проб воды из рек Дрикса и Лиелупе.

Измерения кислотности воды, то есть показателя рН, мы проводили используя прибор для измерений рН - ацидиметр и индикатор - лакмусовую бумажку. По полученным данным определяли какая в реке среда - кислотная, щелочная или нейтральная. Составили графики результатов и таблицы.

Измерения электропроводности проводились прибором кондуктометром.

Изучение уровня минерализации проб мы проводили следующим образом: определенное количество исследуемой воды выпаривали на электроплитке, после выпаривания взвешивали сосуд с оставшимися веществами, сравнивали массу пустого сосуда с сосудом после выпаривания и находили их разницу.

Прозрачность воды мы определяли путем визуального анализа.

Таблица 1.

Результаты химико-биологическог&icir c; анализа

Дата

рН

Запах

Электропроводность

Цвет

Прозрачность, см

Взве-си. г/л

Микроорганизмы

3.09.94


10.9.94

17.9.94

24.9.94

1.10.94


8.10.94

15.1094

22.1094

29.1094

5.11.94

13.1194


23.1194

30.1194
Декабрь

05.0195

09.0195

16.0195


24.0195


31.0195


04.0295


13.0295

25.0295


03.0395

10.0395


18.0395


26.0395


04.0495


12.0495


23.0495


03.0595

7,5

7,5

7,5

8,0

8,0


7,5


6,0

6,5


7,0

8,0


8,0


7,5


7,5


8,5



7,5

7,5


7,0


8,0

7,5


7,5

8,0


8,0

8,0


7,5


7,0


8,0


8,0


7,0

7,5

нет

хлорный


-


хлорный

канализационный

-

-

-

болотный

каналзационный


-


болотный


- " -
безизменений

нет


-


-


хлорный

-


-

хлорный

канализационный

-

-


-

канализационный

-


-


хлорный

канализационный

203х
0,75

200х
0,75

201х
0,75

201х
0,75

203х
0,75

202х
0,75

199х
0,75

199х
0,75

198х
0,75

200х
0,75

199х
0,75

ционный199х
0,75

199х
0,75

200х
0,75

199х
0,75

197х
0,75

198х
0,75

199х
0,75

200х
0,75

200х
0,75

198х
0,75

198х
0,75

198х
0,75

200х
0,75

198х
0,75

200х
0,75

199х
0,75

198х
0,75

200х
0,75

желтоватая

бесцветная

бесцветная

желтоватая

зеленоватая

бесцветная

бесцветная

- " -

- " -

желтоватая

желтоватая


желтоватая

- " -


бесцветная

- " -

- " -


желтоватая


желтоватая


- " -


- " -

зеленоватая

желтоватая


бесцветная

желтоватая


желтоватая


- " -


бесцветная

- " -


желтоватая

> 30


> 30

- " -

- " -

- " -

- " -

- " -

- " -

- " -

> 30

> 30


> 30

- " -


27

30

> 30

- " -


- " -

- " -

- " -

28


30


30


30

> 30


- " -


- " -


- " -

30

1


1

1,5

1


2

0,6

1

1

1,5

1

1,5


1,5

1


0,6

0.8

0,6

- " -


- " -

- " -

1

0,8


1

1


12

2

1


1

2

амебы,инфузории

- " -


- " -

-


хламидомонады


-


-


-


-

-


цистыцисты

- " -

-


-

-


-


-


-

-

-

-


-

цистыцисты


- " -

амебы

инфу-зории



- " -

Флора.

На берегах рек растут деревья: клен, дуб, береза, ольха, ива, сирень, тополь, шиповник. Своеобразна травянистая растительность: мать-и-мачеха, пижма, пастушья сумка, клевер белый и красный, калужница болотная, кубышка, ромашка пахучая (лекарственная) и непахучая, мятлик луговой, душистый колосок, лисохвост луговой, колькольчик раскидистый, чистяк (жабник), глухая крапива, гусиный лук, одуванчик лекарственный, хлопушка, тысячелистник обыкновенный, купальница европейская, подорожник и другие. Из водных растений можно выделить водоросли улотрикс, кувшинку белую, рогоз широколистый, камыш и желтая лилия.

Фауна.

Из водных организмов мы отметим следующих представителей: инфузория-туфелька, амеба, водяной клоп, стрекоза, прудовик, виноградная улитка, моллюски, жабы, утки, выдры, бобры, вимба, плотва, окунь. ерш, пескарь, лещ и другие.

Антропогены.

На изучаемом участке рек мы обнаружили следующие антропогенные загрязнения:

  1. сточные коллекторы (канализационные стоки); в этих местах вода белого цвета, берега заболочены, распространяется неприятный запах;
  2. выхлопные газы автомобилей и пыль;
  3. свалки (механическое загрязнение воды) реки Дрикса и Лиелупе сильно загрязняются под действием вредных веществ, возникающих на свалках;
  4. склады удобрений;
  5. мусор - берега рек усеяны мусором из различных материалов, особенно напротив жилых домов;
  6. маслянистые пятна на поверхности воды.

ВЫВОДЫ И ПРЕДЛОЖЕНИЯ

1. На основании наблюдений и анализа мы можем утверждать, что состояние рек Дрикса и Лиелупе неудоывлетворительное. По-прежнему сливается огромное количество неочищенных канализационных вод. Опасные объекты для рек представляют свалки по улице Палидзибас и городская свалка на Межа цельш, куда все предприятия города Елгава до сих пор свозят промышленные отходы. Большой вред Лиелупе наносится из-за чрезмерного использования минеральных удобрений. В последнее время, в связи с приватизацией, многие новохозяева сносят складские помещения, в которых хранились пестициды и другие химикаты, и эти удобрения с дождевой водой попадают в реку.

Резко сократилась численность рыбы и других пресноводных организмов.

Загрязнение рек происходит в результате легкомысленного отношения людей к природным ресурсам. Главные источники загрязнений, например предприятие мясокомбината, облагаются крупными штрафами, но они не выплачиваются. Никто не несет прямой ответственности за столь близкое к катастрофическому положению не только рек Дрикса и Лиелупе, но и всех рек Латвии.

По данным Комитета охраны среды, который уже три года регулярно проводит лабораторный химический анализ речной воды, положение рек Дрикса и Лиелупе за это время существенно не изменилось.

2. На основании лабораторных исследований мы можем сделать следующие выводы: во-первых, по данным таблиц видно, что кислотность воды в реках, колеблется и не всегда соответствует норме (рН=7); во-вторых, по количеству микроорганизмов в исследуемой речной воде можно предположить, что источники загрязнений сильно действуют на их численность и видовое разнообразие; в-третьих, запах и цвет воды констатирует о существенных неблагоприятных изменениях в экосистеме водоема.

Вблизи коллекторов можно увидеть сильно мутную воду, в связи со сбросом неочищенных стоков, главным образом канализационных, заболоченные берега, на которых не растет никакая растительность. Загрязнение бытовыми и промышленными стоками приводит к тому, что на дне рек Дрикса и Лиелупе образовывается большой слой ила, реки мелеют и зарастают, увы не слишком нужной растительностью. Изменился и цвет воды. Она приобрела непрозрачную коричневую окраску и не похожа на чистую природную речную воду.

По данным научного обзора и своих наблюдений можно с большой степенью уверенности утверждать, что все замеченные объекты - загрязнители являются причиной значительного сокращения количества рыбы, а также всей микрофлоры, которая в своем большинстве способствует очищению природной среды. Из этого следует, что эффективность естественной очистки воды снижается. Природные механизмы не успевают "самоочищаться". В воде накапливается избыточная концентрация различных солей, тяжелых металлов и других вредных веществ, несущая постепенное разрушение и неизбежную гибель всей экосистемы.

Проводя наблюдения за флорой берега, мы отметили, что некоторые виды растительности повреждены, например, березы "болеют" грибковыми заболеваниями - на листьях клена образовались желтые пятна, ветки тополей, которые находятся непосредственно над водой мертвые, то есть засохшие.

Береговая линия водоемов сильно загрязнена твердыми бытовыми отходами (бутылки, бумага, пакеты, железо, резина, пластмассовые изделия и многое другое). Эти отходы также попадают и в реки, еще более их загрязняя и "уродуя" природную красоту. Береговая линия наиболее загрязнена около базара и жилых домов.

На поверхности воды мы обнаружили маслянистые пятна, которые, растекаясь, образуют тонкую пленку и не пропускают кислород (важный компонент окислительных реакций) в воду. Вообще, верхний слой воды опасен, так как на поверхность воды оседают пыль и выхлопные газы автомобилей.

Суммируя все вышесказанное, можно сделать вывод, что состояние рек Дрикса и Лиелупе неудовлетворительное.

Поэтому мы предлагаем проводить дальнейшие исследования состояния рек и восстановительные работы.

На промышленных предприятиях мы предлагаем использовать очистные сооружения такого типа, в которых будет присутствовать не один какой-то метод очистки, а несколько, то есть комбинированные очистные сооружения. Но будет еще лучше, если предприятия перейдут на замкнутый технологический цикл, и отходы одного предприятия будут сырьем для другого предприятия.

На животноводческих комплексах, а также на предприятиях для очистки сточных вод можно использовать биоплато. А для того, чтобы очистить уже загрязненную воду в реке можно создать плавучие экофильтры, которые будут медленно перемещаться по течению, очищая воду.

Чтобы очистить водоемы и сохранить природу нужны денежные ресурсы и помощь государства. Если мы хотим внедрить свои предложения в жизнь, то в этом в первую очередь должно быть заинтересовано государство. Только с помощью поддержки государства, законов и указов проект может стать реальностью. Во-первых, чтобы прекратить еще большее загрязнение окружающей среды, нужен закон, который будет гласить, что впредь без очистных сооружений запрещено строительство любого предприятия, любого животноводческого комплекса.. Во-вторых, необходимо поощрять и снижать налоги тем предприятиям, которые не наносят ущерб природе: ни водным ресурсам, ни почвенным, ни воздушным, для того, чтобы затраты на очистные сооружения смогли окупиться за счет более низких налогооблажений.

Со своим проектом можно обратиться к какому-нибудь конкретному предприятию или открыть новое, которое станет специализироваться в направлении разработки и штамповки очистных сооружений для продажи предприятиям своего государства и за границей. Если такое предприятие будет пользоваться своими же очистными сооружениями, то это будет служить наглядным пособием и рекламой своей продукции. С целью привлечь внимание заинтересованных лиц потребуется усиленная пропаганда и реклама, а также поддержка государства. Для лучшего сбыта своей продукции и возмещения затрат на производство можно предложить ряд услуг по доставке, установке, гарантийному и послегарантийному обслуживанию. Также производитель очистных сооружений может заинтересовать своих клиентов установив определенный обмен. Например, оно будет принимать обратно "износившиеся" очистные сооружения и при покупке тем же клиентом новых сооружений из их стоимости будет вычитать часть стоимости старых сооружений. То есть можно задействовать систему льгот и скидок.

Проблема загрязнения береговой линии и улиц городов мусором должна решаться органами, отвечающими за остроту и сохранение окружающей среды. Должно быть как можно больше мусорников, средства на которые должны выделяться из городских бюджетов.

Для того, чтобы люди сознавали важность сохранения и развития природы нужно проводить просветительные мероприятия. Эти мероприятия должно спонсировать само государство.

ОКЕАН " ГЛОТАЕТ" УГЛЕКИСЛОТУ

Пресловутый "парниковый эффект" начнет влиять на климат Земли, когда содержание углекислого газа в атмосфере нашей планеты достигнет некоей критической точки. Ученые поэтому тщательно следят за концентрацией СО2, зеленым покровом планеты, океаном. Известно, например, что Мировой океан, поглощая углекислый газ, задерживает развитие "парникового эффекта".

Специалисты академического Института океанологии решили уточнить масштабы этого процесса и недавно опубликовали результаты своих 20- летних наблюдений по Тихому океану. Оказалось, что на его поверхности есть зоны постоянного поглощения и постоянного же выделения углекислого газа. Тропические районы северного и южного полушарий в течение всего года поглощают, а узкий экваториальный коридор между ними - выделяет углекислоту. В остальных зонах эти процессы подвержены сезонным изменениям: в конце зимы, весной и летом океан преимущественно поглощает углекислый газ и по-видимому вообще гораздо больше берет его из атмосферы, чем отдает ей.

В абсолютных цифрах Тихий океан "глотает" за год порядка 4 миллиардов тонн углекислого газа. Расчеты показывают, что вся водная поверхность Земли забирает 30-40 процентов того, что поступает в атмосферу в результате хозяйственной деятельности человека.

ЖИЗНЬ ПОСЛЕ СМЕРТИ

Ученые Гавайского университета недавно установили, что скелеты умерших китов, опускающиеся на морское дно, содержат достаточно органических веществ, чтобы поддерживать жизнь целого ряда организмов, подобных тем, что обитают в непосредственной близости от горячих кратеров вулканов, расположенных на морском дне. Океанограф Крайг Смит и его группа обнаружили, что на скелете кита, лежащем на глубине 1200 метров у берегов Лос-Анджелеса, образовался довольно толстый слой, состоящий из различных моллюсков, мидий и бактерий. Это открытие позволяет предположить, что кости кита служат основой для расселения организмов.

НА БЫВШЕМ ДНЕ АРЕАЛА

Быстрое падение уровня Аральского моря приводит к радикальным изменениям животного и растительного мира в Приаралье. Дельты рек Амударья и Сырдарья не просто мелеют, но превращаются в пустыню. Сокращается п л о щ адь тугайных лесов и зарослей тростника, сам тростник становится мельче. Болотные и луговые почвы превращаются в солончаки. Исчезли большие прежде популяции ондатры, почти не встречается бухарский олень, птицы - бакланы, лебеди, пеликаны - перестали гнездиться в своих исконных местах, многие перебрались севернее, в район Тургайских озер.

Особую зону представляет бывшее дно Арала. Здесь еще нет настоящего почвенного покрова, но уже появились 147 видов растений, 25 видов млекопитающих (главным образом грызуны), селятся также птицы и рептилии. Однако заселение бывшего дна идет скачками, специалисты говорят о ступенчатом опустынивании, что связано с уровнем грунтовых вод. Вначале они держатся не глубже 20 - 40 сантиметров , и новую сушу заселяют однолетние растения, домовые мыши, из насекомых - медведки и уховертка. На второй ступени подземные воды опускаются ниже 50 - 70 сантиметров, и на смену первопоселенцам приходят другие виды, способные достать себе воду с этих глубин. На третьей ступени воды уходят ниже метра - новая смена, затем на 2,5 -5 метров, и на поверхности остаются разве что пауки да единичные растения, то есть образуются крайние формы соляной пустыни. Подобные процессы экологической дестабилизации природной среды наблюдаются во всем Приаралье.

ЭКОЛОГИЯ: ВСЕ ХУЖЕ И ХУЖЕ

В обзоре, выпущенном недавно Институтом мировых ресурсов, говорится, что состояние окружающей среды ухудшается, происходит дальнейшее истощение природных ресурсов, несмотря на международные усилия, предпринимаемые в последние годы, чтобы приостановить этот процесс.

В выпускаемом каждые два года обзоре говорится об увеличении разрыва в экономическом развитии процветающих и бедных государств, что ухудшает использование ресурсов и приводит к ухудшению состояния окружающей среды.

Развитый мир несет основную ответственность за истощение ресурсов и производство огромного количества отходов. Соединенные Штаты являются крупнейшим потребителем природных ресурсов, ежегодный уровень использования которых достигает 40 тысяч фунтов на человека, и самым крупным производителем токсичных отходов.

В обзоре предлагается ряд мер для улучшения ситуации:

≈ специальные отчисления для определения экологических издержек производства и услуг с целью сокращения количества отходов;
≈ отмена субсидий на те виды эксплуатации природных ресурсов, которые ведут к увеличению отходов и ухудшают состояние окружающей среды;
≈ снижение торговых барьеров в промышленно развитых государствах для товаров, импортируемых из развивающихся стран с целью обеспечения занятости в менее развитых странах;
≈ заключение международных соглашений, предусматривающих отход от непрерывного и неограниченного использования природных ресурсов.

КАК ЗАЩИТИТЬ КУПАЛЬЩИКОВ ОТ АКУЛ

Обычно купальщиков защищают от акул, огораживая побережье легкой, крепкой сеткой. Увы, часть рыб каким-то образом прорывается сквозь нее, а некоторые акулы запутываются и гибнут. В ЮАР предложили более эффективный способ. По дну, под слоем песка, протягивают кабель и подают на него импульсы тока. Входя в электромагнитное поле, акула постепенно теряет контроль над мышцами и торопится скорее уплыть. Чем крупнее, а значит и опаснее хищница, тем чувствительнее она к полю и тем надежней з ащита.

КАК ДЫШИТСЯ ЛИСТЬЯМ

На снимках, сделанных с помощью сканирующего электронного микроскопа английскими биологами, наглядно виден вред, наносимый растениям автомобильными выхлопами.

Здесь показана нижняя сторона листа падуба. Слева ≈ падуб, растущий у церкви в Нрофолке, сравнительно чистом районе. Хорошо видны многочисленные устьица, через которые лист дышит. На снимке справа ≈ лист из города Норуичи, с падуба, ра стущего у автомобильной дороги с оживленным движением. Все устьица забиты частицами сажи и отложившимися на листе не догоревшими нефтепродуктами.

ДВА ГОДА ПОД КОЛПАКОМ

Захлопнулись герметичные створки входа. Теперь связь с внешним миром только по телефону, но ни глотка свежего воздуха, ни куска хлеба им теперь не полагалось ≈ таковы условия эксперимента. Восемь ученых (четыре женщины и четверо мужчин ) должны были провести здесь два года.

Эту уникальную систему построили в штате Аризона и назвали ее BIOSPHERE ≈ 2. (Имелось в виду, что Биосфера ≈ 1 ≈ это наша Земля). Грандиозная конструкция из стекла и стали занимает площадь 1, 27 гектара. В «Биосфере ≈ 2» более 3000 разновидностей растений и животных, семь так называемых биомов ≈ дождевой лес, саванна, пустыня, болото и даже маленький океан с коралловым рифом. Множество датчиков постоянно определяют температуру, содержание различных элементов в почве, воде и воздухе.

Построив такой мир, можно было проводить самые разнообразные эксперименты. Например наблюдать последствия увеличения содержания углекислого газа в атмосфере, недостаток кислорода и т. д.

Довольно скоро обитателям биосферы стало не хватать пищи. Проблемы вполне земные, в разряде социальных. У колонистов были куры, козы и даже поросята, но растительной пище не хватало, нужны были новые земли, но «осваивать целину» на участках дикой природы не входило в планы организаторов опыта. Все же пришлось высадить немного бананов и папайи в джунглях, засадить каждый сантиметр на участке для агрокультур.

Нехватка еды, мало калорий, мало сил для физической работы. BIOSPHERE - 2 оказался перенаселенным.

Проблема личностных отношений, по мнению участников опыта, у российских космонавтов решалась более грамотно. Там за их психологическим состоянием следил специалист и давал дельные советы. Здесь было много сложностей. Впрочем, все обошлось, и после окончания эксперимента двое его участников сыграли свадьбу. Были трудности и посерьезнее: содержание кислорода за два года уменьшилось с 21% до 14%, а это значит ≈ головные боли, низкая трудоспособность.

Над пустыней на крыше «Биосферы -2» по утрам конденсировалась вода и выпадал дождь. Теперь здесь начали появляться растения.

Предусмотрев течение в «океане», создатели системы не предусмотрели ветер. Без ветра ветви акаций стали хрупкими и обламывались под собственной тяжестью. Почему-то развелось много муравьев, хотя никто не планировал вносить их в систему .

Разумеется, первый опыт ≈ он закончился 26 сентября 1993 года ≈ кое в чем был несовершенным. Но тем не менее особый интерес к его результатам проявили специалисты NASA, готовящие программы по созданию поселений людей в космосе.

Сегодня BIOSPHERE - 2 является подразделением Колумбийского университета. Там сейчас нет постоянных жителей, но научные исследования продолжаются.

Один из практических результатов первого эксперимента сегодня можно увидеть в обычном американском доме. Это миниатюрные биологические системы ≈ размером от 10 до 30 см, в которых абсолютно без всякого ухода могут жить морские животные и растения.

ОКОНЧАНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТА «БИОСФЕРА-2»

В искусственно созданной среде обитания-необьяснимые потери воздуха в биосфере и веса участниками эксперимента.

ВАШИНГТОН. Восемь человек ≈ четверо мужчин и четверо женщин окончили эксперимент проживания в течение двух лет в искусственно созданной среде, полностью изолированной от окружающего мира ≈ «Биосфере-2», в которой были воспроизведены вс е необходимые условия для жизни. Эксперимент проводился в целях проверки людей в будущей космической колонии.

Используя рецикулированный воздух и рецикулированную воду для питья, участникам эксперимента, возраст которых был от 29 до 69 лет, удалось просуществовать в течение двух лет внутри закрытой сферической конструкции, построенной из стекл а и металла на территории 1, 26 гектара в пустынной местности в Аризоне.

Внутри «Биосферы-2» были созданы миниатюрные джунгли, пустыня, саванна, океан с искусственными приливами и отливами все, как в «Биосфере-1», то есть на Земле.

3800 видов растений, а также рыбы, куры, свиньи должны были образовать самодостаточный и сбалансированный растительный и животный мир-копию реального мира.

Эксперимент проводился частной, некоммерческой экологической организацией, которая занимается изучением условий выживания людей на космических станциях, научных базах и в колониях на других планетах. Организаторы и некоторые ученые счи тают, что эксперимент, на который Эдвард Басс техасский нефтяной бизнесмен, потратил 150 миллионов долларов, в основном прошел успешно. Восемь человек смогли просуществовать в течение двух лет, производя для себя продукты питания и рецикулируя воду, отхо ды и воздух.

Однако возникли проблемы. Ферма не смогла производить столько продукции, сколько ожидалось. Участники эксперимента смогли обеспечить себя продуктами только на 80%, а 20% составили зерно и бобовые, предусмотренные для посевов, и 3-месяч ные запасы продовольствия, сделанные до того как «Биосфера-2» была закрыта 26 сентября 1991 года. Низкие урожаи объясняются плохой погодой и сельскохозяйственными вредителями.

Участники эксперимента испытывали голод и потеряли в среднем 14% их веса, питаясь сладким картофелем, пшеничными продуктами, рисом и бананами.

Однако Рой Уолфорд, 69-летний врач, сообщил корреспондентам, что низкокалорийные продукты, выращенные без химических удобрений, вызвали понижения уровня холестерола, кровяного давления и содержания сахара в крови и в целом способствова ли улучшению здоровья участников эксперимента.

Рой Уолфорд отметил также, что результаты эксперимента «Биосфера-2» подтверждают результаты его более ранних экспериментов на животных, указывавшие на то, что низкокалор ийная диета способствует продлению жизни.

Другая проблема-кислород, уровень которого постоянно снижался внутри сферической конструкции и к началу этого года был на 14, 5% ниже нормы. Это привело к тому, что люди испытывали постоянную усталость и утратили сон. Некоторые должны были дышать кислородом по ночам. Дважды в этом году кислород поднакачивался в «Биосферу-2» для восстановления необходимого уровня. Одновременно уровень вредного углекислого газа значительно повысился. Особенно интенсивно это происходило в облачную погоду .

За два года герметическая дверь «Биосферы-2» открывалась более двадцати раз. Нужны были дополнительное оборудование, насекомые, поедающие, поедающие сельскохозяйственных вредителей, витамины, таблетки для сна. Необходимо было также отп равить «в мир» образцы некоторых экспериментов.

Более того, электроэнергию для всего эксперимента поставлял генератор находящийся вне «Биосферы-2»

Организаторы отметили, что когда будут обработаны данные, полученные участниками в ходе эксперимента, ученые получат богатейший материал для изучения экологических проблем и возможностей поддержания жизни в космосе.

26 сентября на пресс-конференции участники эксперимента «Биосфера-2» говорили о загадочном понижении уровня кислорода, в среднем на 10% и значительной потере веса, которые привели к осложнению отношений между ними.

Абигейл Аоолинг, морской биолог, которая занималась океаническими проблемами и коралловыми рифами в «Биосфере-2», сказала, что самая трудная часть эксперимента состояла в том, как ужиться друг с другом. Единственное, что удерживало, вм есте всех участников, было сознание, что они зависят друг от друга.

Критики «Биосферы-2» утверждали, что весь эксперимент был скорее любительским. Они сравнивали все предприятие с парком развлечений Диснейленд потому, что «Биосфера-2» привлекла более 400000 туристов, для которых организовали платные т уры вокруг куполообразной конструкции в пустыне. Однако организаторы эксперимента «Биосфера-2» уже думают о следующем одногодичном эксперименте в феврале будущего года, когда будут проверены все растения и животные искусственной среды обитания.

До сих пор рекорд пребывания человека в закрытом пространстве на Земле ≈ 6 месяцев Ч был показан в бывшем Советском Союзе и в космосе ≈ один год ≈ советскими космонавтами на борту космической станции «Мир».

НА ПЛАВУ В СНЕЖНОЙ ЛАВИНЕ

Около ста человек гибнет ежегодно в Альпах из-за снежных лавин. В основном это альпинисты и горнолыжники.

Немецкий предприниматель Петер Ашауэр наладил выпуск нового спасательного средства ≈ надувных мешков. На спине лыжника укрепляется небольшой рюкзачок с баллоном сжатого азота и сложенным надувным мешком из ярко-оранжевого нейлона. При попадании в лавину лыжник дергает за шнур, и через две секунды за его спиной вырастает «подушка» объемом 150 литров. Она не дает человеку погрузиться в поток снега, держит его на поверхности. Яркий цвет мешка облегчает спасателям поиск.

Новинка испытывалась прошлой зимой в Альпах. В лавины попали 11 лыжников с надувными мешками. У двух мешки по какой-то неисправности не раскрылись, и люди были засыпаны снегом, но их все же удалось спасти. Из остальных девяти человек ш есть действительно остались на поверхности, трое были частично засыпаны, но «поплавки» выглядели из снега, и их смогли быстро обнаружить. Примерно таковы же были результаты опытов с манекенами. К манекенам прикрепляли надутые мешки и нарочно вызывали лав ину.

ПО-НАСТОЯЩЕМУ ТЕПЛАЯ ОДЕЖДА

Как известно, даже самая теплая одежда сама не греет, а лишь не дает уходить теплу от тепла. Но сейчас американская фирма «Гэйтуэй текнолоджиз» начала выпуск ткани, которая действительно способна греть, причем без каких-либо батареек и ли других источников энергии.

Многие жидкости (в том числе и вода) при замерзании выделяют некоторое количество тепла. Фирма «нафаршировала» новую ткань микрокапсулами с полиэтиленгликолем. Эта жидкость, находясь в тепле, запасает калории, а при замерзании выделяет их в количестве 35 ≈ 45 калорий на грамм.

Новая ткань используется для изготовления перчаток, лыжных шапочек и подкладки для теплой обуви. Перед выходом на зимнюю улицу изделия из греющей ткани надо подержать в теплом месте.

ТОКСИЧНОСТЬ ЗАГРЯЗНЕНИЙ ПРОВЕРИТЬ ОЧЕНЬ ПРОСТО

В больших городах окружающая среда загрязнена, и очень сильно, что видно, собственно, и безо всяких научных исследований. Но поставить точный «диагноз», то есть определить источник и измерить уровень воздействия, ≈ это уже наполовину р ешить проблему.

Екатеринбургские ученые из Института экологии растений и животных Уральского отделения РАН задались целью изучить величину генетических повреждений, возникающих от воздействий промышленных выбросов предприятий своего города на организм ы, постоянно тут обитающие. Кроме шумных сограждан, на загрязненной территории обитают еще и бессловесные домовые мыши. Вот их то и решили использовать в качестве тест объектов. Интенсивность общего загрязнения тут же находит свое выражение в появлении р азличных хромосомных нарушений в клетках.

Поэтому исследователи решили сравнить мутагенное влияние среды на зверьков, живущих в разных по степени антропогенных загрязнений местностях. Для контроля использовали мышей из поселка Советский, что в Тюменской области, ≈ природа, как принято думать, пока что еще не испорчена. Однако хромосомные нарушения ≈ аберрации ≈ наблюдались и у местных грызунов. Чуть больше полутора процентов клеток костного мозга содержали разрушенные хромосомы, видимые в микроскоп, что, должно быть, составля ет некоторый естественный фоновый уровень повреждений. Чистым в экологическом плане считается также район в черте Екатеринбурга, где расположился сам Институт экологии растений в животных. В разбросанных по институтскому городку зданиях, естественно, тож е обитают домовые мыши. У них количество клеток с повреждениями хромосом не превышало двух процентов. Только в здании, где много лет работники НИИ возились с ртутью, этот процент у местных грызунов достигал пяти.

И наконец, мыши, из промышленного района города оказались максимально подвергнуты генетоксическому воздействию ≈ уровень хромосомных повреждений у них был в пять раз выше, чем у контрольных. А общий вывод получился такой. Загрязнения ч етвертого промышленного района Екатеринбурга имеют мутагенное влияние, сопоставимое по силе с таковым в условиях тридцатикилометровой зоны Чернобыльской АЭС.

СУДЬБА АНТАРКТИЧЕСКИХ ЛЬДОВ

Среди гляциологов, гидрологов, климатологов и океанологов продолжается дискуссия относительно современного состояния и ближайшей судьбы полярных ледников. Как считают некоторые специалисты, при глобальном потеплении ледниковые покровы, и прежде всего Западной Антарктиды, довольно быстро растают, что приведет через несколько веков к катастрофическому повышению уровня моря ≈ на 7 м. Другие настаивают на том, что крупнейший на Земле Антарктический ледниковый покров продолжает расти, поск ольку в условиях теплового климата количество атмосферных осадков (в полярных районах ≈ в виде снега) увеличивается. Новую методику оценки изменения площади ледникового покрова Антарктиды предложил геофизик Б. Хагер.

Известно, что под колоссальной нагрузкой ледникового покрова земная кора прогибается, а при уменьшении нагрузки в результате его таяния «выпрямляется» (явление изостазии). Хагер считает возможным измерить эти колебания земной коры по д анным спутниковой Системы глобального определения местоположения (GPS) и Интерферометрии со сверхдлинной базой (VLBI). Обе системы обрабатывают сигналы, принимаемые из космоса, для установления точных координат какого-либо пункта на Земле, причем VLBI регистрирует с высокой точностью излучения с высокой точностью излучения квазаров, а GPS ≈ сигналы искусственных спутников. Если использовать эту технику достаточно долго, она позволит определять смещение земной коры в несколько миллиметров.

Автор считает, что при таянии Западно-Антарктического ледника со скоростью 20 см/ год поверхность земли на его окраинах должна подниматься ежегодно на 2 см. Следствием этого будет поднятие уровня Мирового океана на 2мм/год. Для выясне ния кардинального вопроса о будущем Антарктического оледенения, очевидно, достаточно 5 -10 лет непрерывных наблюдений. При этом необходимо учитывать и другие типы движения земной коры, прямо не связанные с изменениями мощности ледникового покрова. Так, н екоторые области Антарктиды и Гренландии (второй по мощности ледник в мире) все еще поднимаются, медленно (оправляясь) после того, как уменьшился гнет древнего покровного оледенения. Движения земной коры, вызванные тектоническими силами, по мнению автора , также можно отделить от тех, что интересуют гляциологов и климатологов.

«ТЕПЛОВАЯ СМЕРТЬ» НА ОДНОЙ ОТДЕЛЬНО ВЗЯТОЙ ПЛАНЕТЕ

Свыше ста лет назад человечество опасалось, что когда-нибудь в результате теплообмена между горячими и холодными телами их температура выравнивается, обмен энергией, а значит и работа станут невозможными и весь мир навсегда преврат ится в безжизненную холодную пустыню ≈ наступит «тепловая смерть». К счастью, позднее было показано, что силы гравитации в масштабах Вселенной приводят к неравномерному распределению энергии и температуры и, следовательно, «тепловая смерть» ей не грозит. Но для жизни на отдельной планете избыток тепла может оказаться губительным.

Теоретические расчеты показывают, что в поле тяготения планеты ее атмосфера не может находиться в состоянии статического равновесия. И планета действительно непрерывно ее теряет ≈ в основном за счет убегания «горячих» молекул, имеющих скорость больше первой космической и сдувания верхних слоев атмосферы «солнечным ветром». Сотрудники кафедры физики атмосферы и математической геофизики физического факультета МГУ Е. В. Павлова и Ю.П. Пытьев разработали математическую модель этого проце сса и показали, что время существования атмосферы можно рассчитать, если ввести характеристический параметр, зависящий от силы тяжести, температуры и других физических свойств планеты. Чем она крупнее, плотнее и холоднее, тем больше этот параметр, тем до льше будет существовать атмосфера, причем время ее жизни увеличивается на 36 порядков, если величина параметра возрастает в 10 раз.

Из расчетов следует, что Меркурий и Марс находятся ниже границы, позволяющей им долго иметь атмосферу (поэтому вряд ли когда-нибудь «на Марсе будут яблони цвести», во всяком случае ≈ в открытом грунте), а тяжелые планеты-гиганты будут владеть своей газовой оболочкой вечно. На Земле и Венере при нынешних условиях она может сохраниться еще миллиарды лет. Но даже небольшой разогрев атмосферы приведет к резкому уменьшению времени ее существования. Спасти, увеличив силу тяжести, мы ее не с можем, поэтому ≈ берегите тепло!

О ПОЛЬЗЕ ПАРНИКОВОГО ЭФФЕКТА

Принято считать, что Земле в ближайшем будущем грозит парниковый эффект и что он непременно приведет к неисчислимым бедам. На полюсах планеты начнут таять ледовые «шапки», поднимется уровень Мирового океана, будут затапливаться низменн ые места суши и так далее.

Но есть и иной взгляд га эту проблему. Земля наша сейчас находится в конце очередного межледникового периода ≈ интергляциала. Обычно он длятся десять ≈ одиннадцать тысяч лет, а затем сменяется новым великим оледенением. На исходе к то му же и шестое десятилетие очень высокой солнечной активности. В ближайшие десять лет она заметно уменьшится и разогревать Землю так щедро уже не будет. Таким образом, вектор эволюции земного климата явно указывает на похолодание. А оно, между прочим, бу дет для экономики Земли весьма пагубным ≈ в особенности для ее холодных зон, большая часть которых, кстати, размещается в России.

Деятельность же человека ≈ та самая, что формируется парниковый эффект, ≈ направлена в противоположную стороны. Расчеты показывают, что благодаря этому межледниковый период может продлиться еще примерно две тысячи лет. И не стоит боять ся тепловой катастрофы. В ближайшие сто пятьдесят лет климат Земли вряд ли потеплеет более, чем на 2 - 2,5° , что для растопления полярных людов явно недостаточно. Подобные температурные колебания в истории планеты уже бывали, и природа к ним как-то приспосабливалась. Если же глобальная температура Земли увеличится всего на полтора градуса, то это вернет ее кл имат в ту благодатную эпоху, когда человеческая цивилизация только возникла.

Ближайшее десятилетие позволит уточнить и те, и другие прогнозы.

НА ПЛЯЖЕ БЫЛО МНОГОЛЮДНО ┘

Вот и весна в разгаре, пора подумать о каникулах и летнем отпуске, если он предвидится, помечтать о солнечных ваннах и морских купаньях. Но когда мечта исполнится, оглянемся окрест себя ≈ не слишком ли нас много на берегу?

Порой ≈ слишком. Нагрузки на пляжи в разгар сезона бывают столь большими, что естественные процессы самоочищения не поспевают исправить то, что натворили отдыхающие. Правда, есть санитарные правила: не менее 5 мI водной глади и 20 см береговой линии на каждого купальщика. Но эти нормы, как отмечает журнал «Гигиена и санитария», слишком либеральны, ибо они не учитывают риска микробного загрязнения.

Киевские исследователи провели серию экспериментов на пляжах ≈ песчаных (Азовское море) и галечных (Черное море). Они брали пробы воды до купанья, во время и после, на разных глубинах и расстояниях от берега, изучали потенциально вредн ых микроскопических обитателей воды и, сообразуясь с правилами гигиены и математическими правилами, вычисли так называемый нормативный коэффициент рекреационной нагрузки: 25 человек на 200 м береговой линии. Если вы захотите прикинуть, не слишком ли мног олюдно на пляже, то умножьте названный коэффициент на глубину морского дна в 10 - 15 метрах от берега. Скажем, при глубине в 2 м допустимый предел ≈ 50 купальщиков на 100 м берега. Естественно, что на мелководном песчаном пляже купальщиков должно быть ме ньше, чем на глубоководном галечном.

Это ≈ в море. А на берегу? Хронометраж показывает, что пришедший на пляж проводит на берегу в пять раз больше времени, чем в воде. Значит, загорающих может быть впятеро больше, чем купающихся. В нашем примере ≈ 250 человек.

Что касается второй нормы ≈ 20 см береговой линии на отдыхающую душу, то она, как выяснилось, справедлива лишь для галечных пляжей. Самоочищение у песчаных берегов идет примерно втрое медленнее, поэтому там контрольная цифра ≈ 60 см.

Конечно, вряд ли человек, приехавший на отдых, пойдет с рулеткой вдоль берега и станет попутно считать купальщиков по головам. Но если это сделают санитарные врачи, то скажем им спасибо.

НА БЕЗВОДЬЕ И СТОКИ ≈ ВОДА

Любопытный эксперимент поставили специалисты Астраханской лесной опытной станции. Оказавшись перед необходимостью увеличить производство древесины, в том числе и для известного целлюлозно-картонного комбината, они посадили быстрорастущ ие сорта тополя в полупустынных районах области. Но там остро не хватает воды, и вставал вопрос: чем поливать новые плантации? С другой стороны, целлюлозно-картонный комбинат и другие предприятия испытывают трудности с утилизацией промышленных и хозяйств енно-бытовых сточных вод ≈ ими уже залито 15 прудов-наполнителей. Воды эти экологически вредны, и тем не менее лесоводы решили попробовать использовать их для полива насаждений тополя.

Экспериментальный участок площадью а 5 га разделили на три чека и подавали на каждый сектор по полторы-две тысячи кубометров неочищенных сточных вод не менее восьми раз в сезон. В первый год саженцы тополей развивались полого, В росте отставали от обычных почти в два раза, в середине сезона у некоторых растений усыхали листья, отмирали верхушки центрального побега. Но одновременно усиливался рост боковых побегов, и дерево принимало форму куста. Во второй год отставание в росте и разви тии свелось к минимуму, тополя приняли необычные условия жизни, особенно там, где невысок уровень грунтовых вод. Запас солей в почве не только не возрос, чего опасались исследователи, но даже уменьшился (на двух чеках из трех). Эксперимент продолжается.

САМЫЕ ДРЕВНИЕ

Какие живые существа достигают наибольшего возраста? Обычно самыми древними считают секвойи, отдельные экземпляры которых, видимо, доживают примерно до трех тысяч лет, либо остистые сосны, живущие еще почти вдвое дольше. Недавно в Анта рктиде найдены растения, возраст которых, по-видимому, значительно больше.

На юге Земли Виктории, в пустыне Росса, температура зимой опускается до минус 50 градусов Цельсия, а средняя летняя температура ≈ минус семь градусов. Однако скалы из песчаника, особенно их поверхности, обращенные на север, к Солнцу, л етом иногда нагреваются до плюс пяти и даже десяти градусов. В этих скалах (именно не на них, а в пористом песчанике, в слое ниже одного и не глубже пяти миллиметров) живут антарктические лишайники. Измерения со спутников показали, что за год на самых со лнечных местах температура песчаника оказывается выше пяти градусов Цельсия в течение 250 часов, а выше 10 ≈ всего 90 часов. Вот в эти часы лишайник и живет, фотосинтезирует, увеличивает свою массу, весь остальной год он находится в анабиозе. По скорости обмена веществ рассчитано, что возраст таких лишайников достигает 20000 лет. На менее пригреваемых местах, где температура никогда не доходит до плюс десяти градусов, а пяти градусов достигает всего 10 часов в год, жизнь лишайника еще более замедлена и его возраст может быть еще значительно больше.

«ВОЛОСАТАЯ КАРТОШКА»

Родина картофеля ≈ север Южной Америки, откуда он распространился по всему земному шару. Неудивительно поэтому, что именно в этом регионе ≈ в столице Перу Лиме ≈ находится Международный институт картофеля.

Сейчас его сотрудники заняты многообещающим делом. Они проводят испытания нового вида картофеля, листья которого отличаются повышенной «волосатостью». Крошечные, но густые волоски служат защитой от растительной моли, других чешуекрылых и даже от такого грозного вредителя, как колорадский жук.

Каждый волосок оканчивается микроскопическим мешочком, который прилипает к телу неосторожно «приземлившегося» на лист насекомого. Мелкие насекомые теряют способность перемещаться и погибают от голода. Более крупные неизбежно вдыхают за пах этого «клея», и он вызывает у них смертельный запор.

Перуанским ботаникам совместно с их коллегами из Корнельского университета удалось скрестить дикие виды картофеля, отличающегося «волосатостью», с высокоурожайными коммерческими его сортами. Теперь эти ценные гибриды проходят «экзамены » в условиях Азии, Африки и Среднего Востока.