Лилия Алексеева: Небесные сполохи и земные заботы

Опробовать отдельные узлы в наших представлениях об атмосфере должны помочь космические корабли. Они уже начали поставлять данные об атмосферах других планет. Эти атмосферы можно рассматривать как своеобразные модели земной.

Например, нужно исследователю абстрагироваться от эффектов вращения — он может обратиться к материалам по Венере, которую систематически осваивают наши межпланетные космические станции. Эта планета вращается в 225 раз медленнее, чем Земля. Кроме того, на ней нет морей, осложняющих течение атмосферных процессов. У Венеры поэтому должна быть самая простая «кухня погоды». Эту «кухню» удобно использовать как эталон, с которым сравниваются более сложные случаи.

Если ученого интересует возможность потепления из–за избыточного содержания СO2 в атмосфере, он будет сопоставлять свои материалы и выводы с данными по Венере и Марсу. Углекислый газ содержится в атмосферах обеих планет, но на Марсе атмосферный слой тонкий, парниковый эффект проявляет себя слабо, и Марс остается холодной планетой; на Венере же с ее мощной атмосферой, на 97 процентов состоящей из углекислого газа, температура на поверхности планеты — как полагают, из–за действия парникового эффекта — примерно такая же как, в топке паровозного котла — свыше 400 °C. Этот «ад» на Венере — еще одно предупреждение человечеству по поводу неосмотрительного обращения с углекислым газом на своей планете. Когда речь идет о том, что фреоны в атмосфере способствуют разрушению озонного слоя, сопоставляют атмосферы Земли и Марса. Озонный слой на Марсе имеет клочковатую структуру, хотелось бы выяснить, за какие климатические особенности Марса отвечают «прорехи» в его озонном слое. Известно, что на Марсе есть циклоны и антициклоны. Было бы интересно подробнее проследить за их развитием и движением, которые там не осложнены присутствием морей.

Циклоны, антициклоны… От их внутренней сущности отвлекаются, когда говорят о климате: в климате отражен лишь суммарный итог деятельности загадочных атмосферных вихрей. Что же все–таки представляют собой эти образования — носители погодных аномалий? В последние годы «поддался» изучению замечательный вид волн — солитоны — одиночные волны, сохраняющие свою форму при движении и без изменений проходящих друг сквозь друга.

Недавно советский физик В. И. Петвиашвили установил, что решение солитонного типа есть и у уравнений, описывающих атмосферу. Образование, которое соответствует этому решению, по своим свойствам очень близко антициклону. Выходит, антициклон — солитон? Для существования этих образований важно вращение планеты.

Интересен философский аспект изучения физиками солитонов. Солитон — это волна, волны характерны для среды. Но этот же солитон в некоторых отношениях похож на частицу: он ясно выделяется на фоне породившей его среды, остается «самим собой» после взаимодействия с другим солитоном (что аналогично сохранению частицей своей «индивидуальности» после упругого столкновения с другой частицей). При грубом восприятии солитона (какое было бы у нас, если бы мы лишь фиксировали область пространства, где находится солитон, и не знали бы ни его «внутреннего устройства», ни того, что он представляет собой возмущение среды) мы могли бы принять его за частицу в вакууме. Таким образом, изучая солитоны, мы входим в круг вопросов о самом мироздании. При этом мы можем ощутить, как идет самоорганизация возникшей неоднородности, растет ее упорядоченность (первоначальную однородность вполне можно считать беспорядком, хаосом: ведь чем больше хаос, тем больше он напоминает однородность). Обо всем этом мы уже говорили в главе 13, обсуждая зарождение и развитие атмосферных вихрей. Но такие же явления волнуют сейчас физиков других специализаций, химиков, биологов, математиков, обществоведов. Иногда об этих общих поисках, о заинтересованном обсуждении результатов, которое ведут совместно ученые разных специальностей, говорят как о зарождении новой науки. Определилось ее название — синергетика, от греческих слов «син» — «вместе» и «энергос» — «действующий», «работающий».

Мы видели, с каким старанием и напряжением современная наука ищет решения экологических вопросов. И пусть для многих из них решения пока не найдены, — потребительское отношение к родной планете должно быть преодолено уже сейчас.

В нашей стране еще в 1972 году Верховный Совет определил охрану природы и рациональное использование природных ресурсов как одну из важнейших общегосударственных задач. Государственные капитальные вложения в осуществление эффективных мер по охране природы и рациональному использованию природных ресурсов только за годы десятой пятилетки составили 9281 миллион рублей, а общая сумма затрат на эти цели (включая операционные расходы по лесному хозяйству) — более 26 миллиардов рублей. На реализацию природоохранных мероприятий за один 1983 год направлено 1,9 миллиарда рублей.