самолетик

Лёд и хаос

Любопытная статья вышла в Science в пятницу, 11 сентября. Она посвящена анализу изотопного состава кислорода и углерода в раковинах глубоководных бентосных фораминифер. Очевидно, что состав раковин, повсеместно встречающихся в донных отложениях, отражает состав океана в то время, когда эти отложения образовались. Изотопия кислорода связана с температурой придонной воды, а в ледниковые эры - еще и с объемом полярных шапок. Изотопный состав углерода интерпретировать сложнее, он связан с особенностями углеродного цикла. Фактически представлена запись климата Земли за весь кайнозой, и даже чуть раньше, со времени последних динозавров.Такие работы делались и раньше, эта отличается от прежних большей детальностью и отсутствием пробелов. Датировки в ней отличаются высокой надежностью за счет астрономической настройки - привязки к параметрам орбиты Земли, которые меняются квазипериодически. Точность датировок составляет ±100 тыс. лет для палеоцена и эоцена, ±50 тыс. лет от олигоцена до среднего миоцена, и ±10 тыс. лет для периода от миоцена до плейстоцена. Среднее разрешение для интервала 34 - 0 млн. лет составило один образец на 2 тысячи лет, для интервала 67-34 млн. лет - один образец на 4.4 тысячи лет.
В масштабе времени от 10 тыс до миллиона лет климат динамическим и нелинейным образом реагирует на уже упоминавшееся квазипериодической воздействие астрономических факторов, известное как циклы Миланковича. Чтобы понять, насколько велико влияние этих факторов в разные эпохи, и каково соотношение хаотического и закономерного в климатической системе, авторы применили рекуррентный анализ временных рядов. Рекуррентный график позволяет понять, когда динамическая система приближается в фазовом пространстве к одной и той же точке. Такой подход позволяет численно охарактеризовать детерминизм (предсказуемость) хаотической системы. Рекуррентные графики позволили четко выделить четыре состояния, в которых "зависала" климатическая система в кайнозое. Авторы назвали их Hothouse, Warmhouse, Coolhouse, Icehouse, то есть жаркое, теплое, прохладное и ледниковое. Теплое и жаркое состояние продолжалось от границы мела и палеогена (66 млн. л.н.) до эоцен-олигоценового перехода (34 млн. л.н.). Далее наступила прохладная фаза, которая продолжалась до 3.3 млн. л.н. Затем началось нынешнее, ледниковое состояние, аналогов которому не было в течение всего кайнозоя.
В период с 67 до 13,9 млн лет в циклических изменениях глобального климата доминируют циклы эксцентриситета продолжительностью 405 и 100 тыс. лет. После этого влияние наклона оси увеличилось, и стало преобладать в ритмах климата в записи моложе ~ 7,7 млн лет.
Анализ детерминизма показывает, что климат в теплом состоянии климат более предсказуем, чем в жарком, холодном и ледниковом. И действительно - недавняя ледниковая эпоха отличалась целой серией резких колебаний климата, известных как события Дансгора - Эшгера, связанных с нестабильностью ледовых шапок. В жарком эоцене также случались резкие изменения - гипертермалии, связанные с нестабильностью залежей газовых гидратов.

Collapse )
самолетик

...

Природа очистилась, и в ЖЖ стали возвращаться прежние обитатели.

самолетик

Особенности безмоторного летания в конце прошлого века (9)

Сдав экзамены за третий, кажется, курс, я часто приезжал сюда. Брал с собой батон хлеба и бутылку с водой, лежал на песке, поглядывая на небо. Посмотреть было на что - над головой то и дело проплывали разноцветные самолётики. Аэродрома в Тушино давно нет. Вместо него к футбольному чемпионату мира построили стадион, остальное застроили высотками.

В Тушино я в воздух ни разу не поднимался. Но зато мы летали совсем рядом - на Строгинской пойме. Зимой, конечно, когда вставал лёд. Во льду делали лунку, к ней крепилась лебедка с движком от Бурана. Снегохода, конечно, а не космического корабля. С помощью того же Бурана разматывали километровый стальной трос. К концу троса прицепляли ну хотя бы меня. Летали мы на Славутиче УТ, мертворождённом детище КБ Антонова. Метров триста можно было над городом набрать. На мосту у обочины выстраивалась вереница машин - поглазеть на аттракцион. Кажется, даже сталкивались.

Я и сейчас иногда прихожу сюда, и смотрю в небо. 

самолетик

...

Космос был частью нашего детства. Фасады унылых пятиэтажек были украшены мозаиками на космические темы. Почти каждый вечер в программе "Время" было прямое включение с орбиты. Запуски космических кораблей были почти рутиной. Кроме запуска «Бурана», конечно — его я помню до сих пор.

Наблюдая вчерашний старт, я подумал, что мы соскучились по великим делам. По Колумбу и Куку, Линбергу и Лилиенталю, Нансену и Скотту. На нас снова повеяло воздухом эпохи великих открытий. 

самолетик

...

Бушует сентябрь. Негодует народ.

И нету конца канители!

Беспомощно в бухте качается флот,

Как будто дитя в колыбели...


Бывалых матросов тоска томит,

Устали бренчать на гитаре...

— Недобрые ветры подули, Смит!

— Недобрые ветры, Гарри!


— Разгневалось море,— сказал матрос

— Разгневалось,— друг ответил.

И долго молчали, повесив нос,

И слушали шквальный ветер...


Безделье такое матросов злит.

Ну, море! Шумит и шпарит!

— А были хорошие ветры, Смит!

— Хорошие ветры, Гарри!


И снова, маршрут повторяя свой,

Под мокрой листвою бурой

По деревянной сырой мостовой

Матросы гуляли хмуро...


Николай Рубцов

самолетик

Великая кислородная революция - часть 3. Архейский океан внутри нас.

Архейский океан был богат растворенным железом, марганцем и кобальтом в низших степенях окисления. Концентрации меди, молибдена и цинка оставались в нем сравнительно невысокими.

В результате жизнедеятельности цианобактерий, освоивших фотосинтез с выделением кислорода, атмосфера Земли стала окислительной. Однако оксигенация океана отстала от атмосферы почти на миллиард лет. За счет восстановления поступающих в океан сульфатов водная толща постепенно насытилась сероводородом, и оставалась таковой примерно с 1.8 до 1 млрд. лет назад, напоминая современное Черное море. Этот период относительной стабильности часто называют скучным миллиардом.

В сероводородных условиях концентрации Fe, Mn и Co упали, но все же оставались существенно выше современных. Содержание элементов, образующих прочные сульфиды - Cu и Zn, наоборот, упало на несколько порядков. Биодоступность молибдена также была ограничена.

Переход к океану, насыщенному кислородом, произошел ~ 0,8–0,5 млрд. лет назад. Он вызвал резкий рост содержания Cu, Zn, Mo и V. Однако при этом упали концентрации элементов, образующих малорастворимые окисленные формы - Fe, Mn и Co [1-3].

Изменения в окислительно-восстановительном состоянии, а значит, и в химическом составе океана, повлияли на доступность микроэлементов и выбор их для биологического использования. Это это отразилось в геномах и протеомах существующих организмов.

Collapse )
самолетик

Великая кислородная революция - часть 2. Оледенение.

Жизнь на Земле существует по-видимому, не меньше 3,7 млрд. лет. Все это время живые организмы адаптировались к меняющейся внешней среде, и в то же время на нее активно воздействовали. Таким образом историю планеты можно представить как коэволюцию - одновременный процесс трансформации жизни и окружающей среды. В этом контексте надо рассматривать и принципиальные эволюционные изменения (появление фотосинтеза, многоклеточной жизни, "выход" растений на сушу), и массовые вымирания.

Один из частных вопросов, неизбежно возникающих при этом - это вопрос о влиянии живых организмов на климат. Биота традиционно рассматривается как одна из составляющих климатической системы, связанных с другими компонентами многочисленными обратными связями.

Однако на длительных временных интервалах эволюцию живых организмов можно рассматривать как независимый фактор, влияющий на климат планеты. Из относительно недавних примеров можно вспомнить появление c4 растений. Однако наиболее значительные изменения природной среды под воздействием живых организмов происходили на ранних этапах истории Земли, и реализовывались они через перестройку биогеохимических циклов.

Collapse )
самолетик

Великая кислородная революция. Часть 1. Доказательства.

Многие химические элементы имеют более двух стабильных изотопов. Естественно предположить, что различия в их поведении будут зависеть от разницы масс. Так,  кислород состоит из 16O, 17O, 18O, и можно ожидать, что фракционирование для 18O будет примерно вдвое превышать соответствующую величину для 17O. И это действительно так - эмпирические соотношения δ17O/δ18O составляет 0.52.

Однако еще в 1973 году было обнаружено, что в некоторых метеоритах соотношение 17O не подчиняется этому закону. Позже подобные аномалии были найдены в атмосферном озоне, и получили правдоподобное объяснение. Образование озона в стратосфере происходит при столкновении атома и молекулы кислорода, при этом получившаяся молекула O3 образуется в колебательно возбужденном состоянии. Дальше этот избыток энергии должен быть израсходован, иначе молекула разрушится. Он может быть передан другой молекуле путем столкновения, что в стратосфере случается относительно редко, либо путем возбуждения вращательных состояний. Этот процесс легче происходит для несимметричных молекул 18O16O16O и 17O16O16O по сравнению с 16O16O16O. Поэтому симметричные молекулы чаще разрушаются, и происходит обогащение образующегося озона тяжелыми изотопами, причем примерно в равной степени для 17O и 18O [1].

Независимое от массы фракционирование изотопов
Независимое от массы фракционирование изотопов
Collapse )
самолетик

...

Нынешняя история демонстрирует уязвимость человека как биологического вида. Дело даже не в конкретном коронавирусе. Но будущее вполне может выглядеть по Воннегуту, а не в соответствии с прогнозами многочисленных демографов и футурологов. И случится это может не в абстрактном будущем, а при жизни одного-двух поколений. И скорее всего так и будет, если не поймем очевидного. Первое - планета едина, все, что на ней происходит касается всех. Вирусы, радиоактивное загрязнение, климатические изменения — все это не признаёт государственных границ. И второе - наш разум - это единственный шанс избежать Шестого вымирания. А значит - необходимо снижать потребление и нагрузку на планету, вкладывать ресурсы в первую очередь в образование и науку, радикально менять инфраструктуру, доставшуюся в наследство от Средневековья. 

Как говорил Курт, который сейчас на небесах - "Никто не задумывался о завтрашнем дне, так что нет ничего удивительного в том, что он не наступит".

самолетик

Катастрофа в поясе астероидов

В середине ордовикского периода около 470 млн. лет назад произошло резкое увеличение биоразнообразия, известное как великая ордовикская биодиверсификации. Это событие считается одним из важнейших в истории развития жизни на Земле. Причину этого события, возможно следует искать в поясе астероидов [1].  

Еще в начале 1960-х было установлено, что многие хондриты L-типа имеют калий-аргоновый возраст около 470 млн. лет. Калий - аргоновый хронометр "обнуляется" при событиях, связанных с воздействием высоких температур и давлений. Тогда же было сделан вывод, что около 470 млн. лет назад в поясе астероидов произошло разрушение некоего космического тела. До сих пор каждый пятый метеорит, падающий на Землю, является его фрагментом. Размеры его оцениваются в 150 км, 

Collapse )