нас вообще не существовала, сейчас она развивается
все более интенсивно. Она позволяет создавать вещества с заданными
свойствами, в том числе и превосходящими в этом отношении свойства
природных минералов /более высокая чистота, совершенная структура и т.
д. Разработку технологии синтеза каждого нового промышленно ценного
минерала можно приравнять к открытию его новых месторождений. При этом в
отличие от природных месторождений, запасы которых истощаются, а
эксплуатация удорожается,- усовершенствование технологии искусственных
минералов приводит к снижению их себестоимости.
 
   Мы научились делать рубины, бирюзу, мелкие алмазы, крупные изумруды,
новый драгоценный минерал фианит, получивший название от Физического
института Академии наук СССР, где он был впервые синтезирован, а также
горный хрусталь, прустит.
 
   Научно-технический прогресс позволяет нам открывать, разведывать и
эксплуатировать новые месторождения, залегающие в глубине земной коры и на
дне наших акваторий, а при необходимости и синтезировать нужные нашему
народному хозяйству минералы.
 
 
                               Круглый уголь

   Польша стала третьей страной в мире, на территории которой был
обнаружен уголь шарообразной формы. Это произошло во время пробного
бурения в новой шахте Катовицкого воеводства.
   Угольные шарики очень хрупкие, имеют глянцевую черную поверхность и
диаметр от 1 до 4 сантиметров. Ученые полагают, что необычная форма угля
возникла при температурах от 400 до 600 градусов Цельсия.
 
 
                  Крупнейший на земле химический реактор

   "Слой вещества, создающий давление всего в 1 кг/см2,- вот та среда, в
которой мы живем и работаем, которая проводит звуки к нашему уху,
пропускает свет Солнца. Десять миллиграммов углекислого газа из каждого
килограмма этого вещества, взаимодействуя с солнечным светом, непрерывно
поддерживают жизнь на Земле, 300 мкг озона защищают эту жизнь от
губительного ультрафиолета, миллионная микрограмма электронов создает
возможность общаться по радио. Эта среда, которая позволяет нам летать
друг к другу, которой мы дышим, наконец, она тоже живет, живет физически:
это не только бурный воздушный океан, но и газовый химический реактор..."
 
   Такое образное определение земной атмосферы дал член-корреспондент АН
СССР Виктор Львович Тальрозе.
   В настоящее время, как сообщается в "Вестнике Академии наук СССР", лишь
в Институте химической физики АН СССР (В. Тальрозе - заместитель директора
этого института) и в Институте химической кинетики и горения Сибирского
отделения АН СССР ведутся на должном уровне экспериментальные исследования
химических реакций, протекающих в атмосфере.
 
   Трудно переоценить значение этих исследований: без знания механизма и
скорости химических процессов в атмосфере невозможно прогнозировать, как
влияют на нее природные и антропогенные вещества, то есть появившиеся в
результате деятельности человека, невозможно строить глобальные модели ее
эволюции.
 
   Советские ученые внесли большой вклад в изучение химии атмосферы. В
частности, сотрудники Института Химической физики АН СССР оценили вс
можное влияние на атмосферу "топл ва будущего" - водорода. Этот гчасто
называют "чистым топливом"
   Между тем расчеты показали, что случае утечки водорода 95 процент его
окислятся до воды в тропосфер а остальные 5 процентов достиги стратосферы,
где станут катализаторе гибели озона. Поэтому в случае масс вого перехода
на водородную энерг тику придется особенно вниматель следить за утечками
газа из баллонОЕ сосудов Дьюара - ведь гибель ел озона приведет к гибели
всего живсх ча Земле.
 
   Как выяснилось, успехи в изучен химической кинетики атмосферы нес
делимы от знания скоростей хими"- ских реакций, а диапазон этих скорс тей
чрезвычайно широк, особенно п участии в реакциях атомов и свобс ных
радикалов - независимых част". состоящих из атомов и атомных групя
неспаренными электронами. Свободные радикалы очень реакционно сгсобны, они
возникают во многих химических реакциях, особенно в цепнь при
полимеризации, при взрывах и исрении, с их участием идут важнейшие
биохимические процессы, например, ферментативное окисление.
 
   Делом исключительной сложное считается создание лабораторных делей
ситуаций, в которых исключав ся гибель свободных радикалов на сте ках
реакторов, и точно известно распределение частиц во времени и прозанстве.
 
   В Институте химической физ"-ч АН СССР сконструированы две yiкальные
установки для измерения с"- рости реакций радикалов. По чувств тельности
они превышают по крайи мере на два-три порядка известно имеющиеся всего в
нескольких зар бежных лабораториях.
 
 
                           Где граница биосферы!
 
   На высоте 84 километра - так утверждает академик А. Имшенецкий,
заведующий отделом физиологии мутантов и микроорганизмов Института
микробиологии АН СССР (ИНМИ).
 
   Знать количественный и качественный состав микроорганизмов в атмосфере
и границы их распространения, особенно в высоту, весьма важно не столько в
теоретическом отношении, сколько в практическом: какая, например,
микрофлора может быть занесена с высоты, что можно ждать от нее, как при
необходимости противостоять ей - вопросы далеко не праздные и прямо
связаны со здоровьем жителей Земли.
 
   Однако насколько полно охарактеризована микрофлора приземного слоя
атмосферы, настолько бедны сведения из области стратосферы и мезосферы, то
есть с высоты до 85 километров.
 
   Подъему микроорганизмов до таких высот и сохранению при этом
жизнеспособности препятствуют многие факторы в их числе уменьшение
плотности среды, отсутствие достаточно сильных восходящих потоков воздуха,
низкие температуры, пагубное для живых организмов биологически активное
коротковолновое излучение Солнца, смертоносное для бактерий
гамма-излучение, которое обнаруживается на больших высотах.
 
   Академик А. Имшенецкий стал инициатором создания оригинальной
аппаратуры, которая устанавливалась на ракетах и позволяла получать пробы
воздуха из стратосферы и мезосферы.
   Анализ показал, что микрофлора беднее с высотой, а выявленные
микроорганизмы имеют характерную особенность - пигментацию: все, за редким
исключением, содержали черный, зеленый, коричневый, серый или иной
пигмент. А это, как в свое время доказал А. Имшенецкий, означает, что
микроорганизмы обладают повышенной устойчивостью к губительным
ультрафиолетовым лучам, не боятся высушивания и воздействия
отрицательныхдо минус 196 градусов-температур.
 
   Выше 84 километров над уровнем моря микроорганизмы вообще не
обнаружены: это и есть граница биосферы.
 
   Изучение высотной флоры показало, что верхние слои атмосферы - это
хорошая селективная среда для отбора устойчивых к неблагоприятным
воздействиям форм микроорганизмов.
 
 
                                   Смерч

   Он всегда обрушивается внезапно, заставая людей врасплох. Тяжелая
грозовая туча вдруг, подобно пиявке, присасывается к горизонту темным
щупальцем, и сметающий все на своем пути смерч проносится по земле,
оставляя за собой разрушенные здания и мосты, скрученные в узел стальные
рельсы, унося в своем вихре деревья, автомобили, людей... По масштабам
разрушений такой катастрофический смерч - торнадо - сравним с ядерным
взрывом... Но что все же это такое?
 
                            "Проклятые вопросы"
 
   Может показаться невероятным, но, принося столько бед человечеству,
смерч сумел уберечь от него свою тайну. О нем по сей день почти ничего не
известно. А то немногое, что знают ученые об этом феномене, никак не
согласуется с логикой.
 
   Смерч - детище грозы и ветра.
   Часть громадной энергии грозового облака в тропосфере почему-то вдруг
концентрируется в объеме воздушного вихря диаметром несколько сот метров.
Таково сегодня представление большинства ученых о свирепом "пыльном
дьяволе", мчащемся порой со скоростью 150 километров в час и ревущем, как
сотня реактивных двигателей. Однако это представление никак не объясняет
главные загадки смерча.
   Вот они.
 
   Почему вихрь вдруг падает вниз с огромной высоты? Воздух, ставший вдруг
тяжелее... воздуха?
 
   Что собой представляет воронка смерча?
 
   Что придает ей стремительное вращение и чудовищную разрушительную силу?
 
   Откуда смерч черпает свою энергию, позволяющую ему существовать по
нескольку часов, не ослабевая.
 
   Теория гравитационно-тепловых процессов в смерчах, разработанная в
Институте теоретической и экспериментальной физики (ИТЭФ) доктором
технических наук Виктором Кушиным, позволяет раскрыть физическую природу
этого грозного явления. Она не только снимает все "проклятые" для
исследователей вопросы, но приводит к столь неожиданному практическому
выводу, что он, вероятно, может стать ключом к решению одной из самых
острых проблем сегодняшнего, а тем более завтрашнего дня - энергетической.
 
 
                      300 000 бешено вращающихся тонн

   Итак, как уже говорилось, смерч всегда зарождается в грозовом облаке, а
затем обрушивается вниз в виде вращающейся воронки. Эта воронка - ее
физическая сущность - пожалуй, и есть одна из главных загадок смерча.
 
   Виктор Кушин утверждает: смерч вовсе не "пыльный дьявол", а его
воронка-это скрученный дождь. Мощный вращающийся поток дождя и града,
свернутый в спираль, "давит" плотным слоем на коническую или цилинд
   рическую поверхность, образуя тем самым стенки смерча. Центробежные
силы, действующие на стенки, создают во внутренней полости смерча
значительное разрежение. Как только в стенках соберется такое количество
воды, что несмотря на разрежение внутри воронки, она окажется тяжелее
вытесненного воздуха, воронка падает на землю и начинает свой ужасающий
путь.
 
   Виктор Кушин создал теоретический портрет смерча средней силы: диаметр
воронки - 200 метров, толщина ее стенок - 20 метров, скорость их
вращения-100-150 метров в секунду, масса воды в стенках - 300 тысяч тонн.
 
   Естественно, измерения явлений, происходящих в смерче, возможны лишь на
расстоянии от него. И они подтверждают, что скорость вращения внешней
стенки воронки - 150 метров в секунду.
 
   Между тем косвенные свидетельства (скажем, соломинка, глубоко
воткнувшаяся при прохождении смерча в ствол дерева) говорят об
околозвуковых и даже сверхзвуковых скоростях внутреннего, невидимого извне
вихря.
   Виктор Кушин объясняет это тем, что из-за разрежения, созданного
вращением стенок, внутрь воронки с околозвуковой скоростью врывается извне
поток воздуха.
 
   По расчетам Виктора Кушина, мощность потока в смерче достигает 30
гигаватт, что равно мощности 10 крупнейших электростанций.
 
 
                          За чем охотится смерч!
 
   Но почему он так устойчив? Ведь для длительного его существования
требуется колоссальная энергия. Объяснить все первоначальным запасом
невозможно. Необходим источник, питающий смерч энергией все время.
 
   Кушин утверждает: "Виновником рождения и жизни смерча, источником его
поразительной мощи является фазовый переход "вода - лед", при котором
выделяется огромное количество тепловой энергии.
 
                Где и как происходит этот фазовый переход?
 
   Известно, что появлению смерча обязательно предшествует образование
мезоциклона - воздушного вихря диаметром 5-10 километров. Возникающий при
столкновении холодных и теплых фронтов мезоциклон принимает вертикальное
положение и уходит в верхние слои атмосферы на высоту 12-15 километров.
Однако при этом нижняя его кромка находится в двух-трех километрах от
земли. И если она вторгается в область, где уже созрела грозовая
обстановка и скопилось много дождевой воды, то обычно мирный мезоциклон
порождает смерч:
 
   нижняя горловина мезоциклона засасывает скопившиеся массы воды,
забрасывает их в верхние слои тропосферы, закручивает и сбрасывает вниз в
виде вращающегося потока очень холодной воды и тающего града, которые и
образуют воронку.
 
   Итак, первый импульс, начало фазового перехода происходит на высоте
10-15 километров.
 
   Если вода в мезоциклоне иссякнет, воронка станет легче воздуха и уйдет
в облака. Чтобы этого не произошло, смерч в дальнейшем должен сам добывать
воду с земли и доставлять к нижней горловине мезоциклона. И здесь вода
начинает проявлять себя в совершенно неожиданной роли - топлива. Поскольку
на высоте 2-3 километра температура воздуха всегда ниже нуля, распыленная
вихрем вода быстро замерзает и выделяет при этом теплоту фазового перехода
"вода - лед".
 
   Это тепло подогревает воздушные потоки, приносимые воронкой, и они
остаются всегда теплее окружающего воздуха, что придает им подъемную силу
и ускорение. Чем больше воды будет доставлено на высоту 2-3 километра, где
находится "кухня" фазового перехода, тем более мощные восходящие потоки
возникнут в мезоциклоне, тем мощнее станет воронка смерча.
   Иными словами, подобно мифическому Антею, смерч черпает свои силы при
контакте с землей (вернее, водой на ее поверхности). Он становится
катастрофическим, если проносится по местам, где может всосать в себя воду
озер, рек и других водоемов. Поэтому столь причудлив бывает путь смерча,
рыскающего в поисках воды - своего топлива.
 
   Справедливости ради отметим: воду он засасывает весьма рационально -
ровно столько, чтобы вдохнуть в себя новые силы и не потерять вращение при
контакте с землей. Этот оптимум - примерно 1 килограмм воды на 1 кубометр
воздуха - позволяет поддерживать плотность стенок воронки и создавать
мощные восходящие потоки в мезоциклоне. Если воронка встречается с
глубоким водоемом и захватывает слишком много воды (например, в море
плотность "добычи" может оказаться 10 и более килограммов на кубометр), то
такой поток не способен подняться выше 500-1000 метров и оказывается
балластом для смерча.
   Поэтому смерчи в море слабы. Наоборот, если воды окажется мало (меньше
200-300 граммов на кубический сантиметр), то вихрь сможет поднять ее до
высот 5-8 километров. Однако запасов тепла, выделенного фазовым переходом,
будет недостаточно для создания "тяги", и смерч погибнет. Поэтому в
пустынях и полярных широтах, где в атмосфере влаги мало, эти
катастрофические явления не наблюдаются.
 
   Обещает ли теория Кушина решить наконец проблему прогнозирования
смерчей - торнадо?
 
   Ясно уже хотя бы одно: чтобы предвидеть возможность смерча, надо знать,
где возникает мезоциклон и может ли он встретиться с областью скопления
влаги. Оба эти явления в атмосфере весьма быстротечны, и обнаружить их
существующими системами наблюдений не удается. Поэтому, по мнению
директора Гидрометцентра СССР Александра Васильева, основанное на теории
Кушина прогнозирование этих опасных стихийных явлений требует создания
новых систем наблюдений и резкого увеличения мощностей вычислительной
техники.
 
                Искусственный смерч - даровая энергомашина1

   Подведем итог. Смерч напоминает собой газовую горелку высотой 5- 10
километров, только в этой горелке сгорает не газ, мазут или уголь, а
обычная вода, причем роль шлака, золы играет образующийся лед. Воронка
смерча - "газопровод" этой горелки.
 
   Раскрытие физической природы смерча позволяет задаться вопросом: а не
стоим ли мы перед возможностью принципиально новой энергетики?
 
   В природе имеются практически неисчерпаемые запасы тепловой энергии на
поверхности земли в виде воды. И столь же безграничен океан холода с
температурой минус 40-60 градусов Цельсия в тропосфере, созданный полем
тяготения Земли. Природа с помощью смерчей использует эту даровую энергию.
 
   Очевидно, если бы смерч стоял на одном месте, то часть его восходящего
воздушного или падающего дождевого потока можно было бы направить на
турбину и получать электроэнергию.
 
   Виктор Кушин убежден в возможности создания искусственного смерча как
практически даровой энергетической машины. Для этого, говорит он, на
поверхности земли надо по касательной к окружности (диаметром 200- 300
метров) расположить специальные воздуховоды. В них будет подаваться
воздушно-водная смесь. Затем над этой площадкой на максимальной высоте
надо распылить, скажем, 500 тонн нефти и сжечь ее. Возникающий при этом
мощный восходящий воздушный поток, закрученный воздуховодами, поднимет
смесь на "кухню". Там вода превратится в лед, и за счет выделен
   ного при этом тепла создастся тяга, необходимая для поддержания
восходящего воздушно-водяного потока.
   Образующийся там же наверху поток дождя обрушится вниз и создаст стенки
воронки смерча. В основании воронки можно расположить турбину с
электрогенератором, которая будет вращаться либо от восходящего воздушного
потока, либо от падающего, скрученного дождя. Такой искусственный смерч
можно поддерживать и удерживать на месте столько, сколько нужно, питая
только по воздуховодам смесью из воды и воздуха в оптимальной концентрации.
 
   В этом случае мощная турбина могла бы производить 2 тысячи мегаватт при
расходе воды 60 тонн в секунду.
 
   Что может дать искусственный смерч мировой энергетике?
 
   Сегодня для удовлетворения потребностей человечества в энергии
необходимо сжигать около 5 миллиардов тонн условного топлива ежегодно.
   Такое потребление стремительно сокращает запасы ископаемого топлива.
   Между тем аналогичное количество тепла можно получить... замораживая
воду. Правда, ее придется расходовать в 100 раз больше, однако в отличие
от ископаемого топлива ее запасы на планете практически неисчерпаемы.
 
 
              Кислотные дожди и межгосударственные конфликты

   Когда затрагивают тему кислотных дождей, обычно вспоминают случай,
происшедший в США в конце 70-х годов в небольшом городке Уилинге в штате
Западная Виргиния. Моросивший там в течение трех дней дождь был более
кислым, чем лимонный сок.
 
   Специалисты констатировали, что кислотность выпавших в Уилинге осадков
превысила нормальную кислотность дождя в 5 тысяч раз.
 
   Ущерб, причиняемый такими дождями, невероятно велик. Страдает здоровье
людей, наносится урон лесам, почвам, рекам и озерам, сельскохозяйственным
культурам, зданиям.
   В Канаде, например, из-за частых кислотных дождей более 4 тысяч озер
объявлены мертвыми, еще 12 тысяч - на грани гибели. Нарушено биологическое
равновесие 18 тысяч озер в Швеции. В Норвегии исчезла рыба в половине озер
южной части страны.
 
   Огромный урон кислотные дожди наносят лесам, садам, паркам. Опадают
листья, молодые побеги делаются хрупкими, как стекло, и гибнут. Деревья
становятся более подверженными воздействию болезней и вредителей, отмирает
до 50 процентов их корневой системы, главным образом мелкие корни,
питающие дерево. В ФРГ кислотными дождями уже погублена почти треть всех
елей. В таких лесистых районах, как Бавария и Баден, пострадало до
половины лесных угодий.
 
   Ускоренная коррозия металлов под воздействием кислотных осадков, как
отмечает американская печать, приводит к гибели самолетов и мостов в США.
Серьезной проблемой, как известно, стало сохранение античных памятников в
Греции и Италии. Все это в большой степени из-за кислотных осадков.
 
   Борьбу с кислотными дождями печать Швеции и Норвегии считает "самой
крупной проблемой защиты окружающей среды".
 
   Почему дожди становятся кислотными? Причина в постоянно возрастающем в
ряде стран загрязнении воздуха, главным образом за счет сжигания
ископаемого топлива и выделения при этом кислотообразующих газов -
сернистого ангидрида и окислов азота.
   Эти загрязнители надолго остаются в атмосфере и переносятся на большие
расстояния, на сотни, а иногда и тысячи километров.
 
   Средняя кислотность атмосферных осадков, как считают исследователи из
Международного института прикладного системного анализа (город Вена,
Австрия), возросла в 100 раз по сравнению с кислотностью осадков, взятых в
Гренландии из льда 180-летней давности.
 
   Ежегодно только в Европе, по имеющимся оценкам, в атмосферу
выбрасывается около 60 миллионов тонн сернист