Паровые машины. Часть первая — двигатель.

Паровая машина — тепловой двигатель внешнего сгорания, преобразующий энергию водяного пара в механическую работу возвратно-поступательного движения поршня, а затем во вращательное движение вала. В более широком смысле паровая машина — любой двигатель внешнего сгорания, который преобразует энергию пара в механическую работу.

Изобретение паровых машин стало переломным моментом в истории человечества. Где-то на рубеже XVII-XVIII веков началась замена малоэффективного ручного труда, водяных колес и ветряных мельниц на совершенно новые и уникальные механизмы – паровые двигатели. Именно благодаря им стали возможны техническая и промышленная революции, да и весь последующий прогресс человечества.

Первые опыты использования пара в механике были предприняты еще на заре нашей эры Героном Александрийским. Его устройство представляло собой шар с двумя закрученными выходными трубками-соплами, выходя из которых пар приводил шар в движение. Машина получила название эолипил или «сфера Герона». Существует предположение, что сам Герон непричастен к созданию данного механизма – он лишь первый его описал в своем труде «Пневматика», а сами лавры изобретателя принадлежат Ктесибию Александрийскому, жившему на 300 лет ранее. Однако в любом случае устройство, в силу своей ненадобности, было забыто более чем на полторы тысячи лет.

Позднее, уже в XVI веке, арабский философ и изобретатель Таги-аль-Диноме усовершенствовал машину Герона, заменив шар на колесо, приводимое в движение струей пара, направленной прямо на лопасти колеса. Нечто похоже предлагал позднее и итальянский инженер Джованни Бранка. Машина, именованная паровой турбиной, имела один очень большой недостаток – огромный расход пара, а соответственно и низкий коэффициент полезного действия. И снова дальнейшего развития работа над паровой машиной не получила – все еще не была ясна сфера применения данных исследований.

В 17 века были созданы ещё две модели: в Испании двигатель сконструировал Аянс де Бомонт, а в Англии Эдвард Сомерсет в 1663 году установил паровую установку для закачки воды в Большую башню замка Реглан. Но все проекты быстро сворачивались и забывались. Тогда, как впрочем, и сейчас все новое не воспринималось большинством, и деньги на разработку никто давать не решался.

И вот, наконец, к концу века французский врач Дени Папен изобрел первый паровой котел. В 1674 году медик-изобретатель создал пороховой двигатель. Его работа заключалась в том, что при возгорании пороха в цилиндре перемещался поршень. В цилиндре образовывался слабый вакуум, и атмосферное давление возвращало поршень на место. Образующиеся при этом газообразные элементы выходили через клапан, а оставшиеся охлаждались. К 1698 году Папену удалось создать по такому же принципу агрегат, работающий не на порохе, а на воде. Таким образом, первая паровая машина была создана. Несмотря на существенный прогресс, к которому могла привести идея, существенной выгоды она своему изобретателю не принесла. Связано это было с тем, что ранее другой механик, Сейвери, уже запатентовал паровой насос, а другого применения для подобных агрегатов к этому времени еще не придумали.

Конечно, Папена это не остановило. На свои последние сбережения потратил на приобретение небольшого судна, на котором занялся установкой водоподъемной пароатмосферной машины собственного производства. Механизм действия заключался в том, чтобы, падая с высоты, вода начинала вращать колеса.

Свои испытания изобретатель проводил в 1707 году на реке Фульде. Много народу собралось, чтобы посмотреть на чудо: двигающееся по реке судно без парусов и весел. Однако во время испытаний произошла катастрофа: взорвался двигатель и погибли несколько человек. Власти разозлились на неудачливого изобретателя и запретили ему какие-либо работы и проекты. Судно конфисковали и разрушили, а через несколько лет скончался и сам Папен.

Более удачливым в плане дивидендов оказался англичанин Ньюкомен. Когда Папен создал свою машину, Томасу было 35 лет. Он внимательно изучил работы Сэйвери и Папена и смог понять недостатки обеих конструкций. Из них он взял все лучшие идеи. Уже к 1712 году он создал свою первую модель.

Агрегат Ньюкомена поднимал воду из копей с помощью воздействия атмосферного давления. Машина отличалась солидными размерами и требовала для работы большого количества угля. Несмотря на эти недостатки, модель Ньюкомена использовали в шахтах полвека. Она даже позволила вновь открыть шахты, которые были заброшены из-за подтопления грунтовыми водами. В 1722 году детище Ньюкомена доказало свою эффективность, откачав воду из корабля в Кронштадте всего за две недели. Система с ветряной мельницей смогла бы сделать это за год. Из-за того, что машина была создана на основе ранних вариантов, английский механик не смог получить на нее патент. Конструкторы пытались применить изобретение для движения транспортного средства, но неудачно. На этом история изобретения паровых машин не прекратилась.

Годы шли. И промышленная революция накрывала все больше и больше стран. Первенство и лидерство среди других держав доставалось неизменно Англии. К концу восемнадцатого века именно Великобритания стала создательницей крупной промышленности, благодаря чему завоевала титул всемирной монополистки в данной отрасли. Вопрос о механическом двигателе с каждым днем становился все более актуальным. И такой двигатель был создан.

1784 год стал для Англии и для всего мира переломным моментом в промышленной революции. И человеком, ответственным за это, стал английский механик Джеймс Уатт. Паровая машина, которую он создал, стала самым громким открытием века.

На основании предыдущих опытов работ по созданию пароатмосферных машин он сделал вывод, что для эффективности работы двигателя необходимо сравнять температуры воды в цилиндре и пара, который попадает в механизм. Новая паровая машина была сконструирована так, что цилиндр, заключенный в специальную рубашку из пара, постоянно находился в нагретом состоянии. Кроме того, Уатт так же создал специальный сосуд, погруженный в холодную воду – конденсатор. Когда пар отрабатывался в цилиндре, то через трубу попадал в конденсатор и там превращался обратно в воду.

Таким образом, весь пар, попадавший из цилиндра, конденсировался в нем. Благодаря этому нововведению очень сильно увеличивался процесс расширения пара, что в свою очередь позволяло извлекать из того же количества пара намного больше энергии.

Это был венец успеха. Создатель паровой машины также изменил и принцип подачи воздуха. Теперь пар попадал сначала под поршень, тем самым поднимая его, а затем собирался над поршнем, опуская. Таким образом, оба хода поршня в механизме стали рабочими, что ранее даже не представлялось возможным. А расход угля на одну лошадиную силу был в четыре раза меньше, чем, соответственно, у пароатмосферных машин, чего и добивался Джеймс Уатт. Паровая машина очень быстро завоевала сначала Великобританию, ну а затем и целый мир.

Найдены возможные дубликаты

А как у паровых двигателей обстоят дела с коррозией?

Что такое внешнее сгорание? Чем цилиндр отличается от дров в закрытой топке? Исключая скорость горения.

В двигателях внутреннего сгорания тепло получается непосредственно внутри рабочих частей машины (цилиндров). Примеры — всем известные ДВС Отто (бензиновый) и Дизеля. В отличии от них, в двигателе внешнего сгорания тепло сообщается рабочему телу (чаще всего — пару) во внешнем относительно машины агрегате (паровом котле). Примеры — паровая машина, паровая турбина, двигатель Стирлинга. За счет использования внешнего нагревателя тип используемого источника тепла может быть любым и зависит лишь от конструкции котла: паровая машина может работать хоть на угле, хоть на уране, хоть на сухом кизяке. Минусы — большие габариты, соответственно, низкая удельная мощность и по весу, и по объему

А как же ползунов? Он же вроде раньше уатта был?

Уатт не был первым кто построил паровую машину он лишь усовершенствовал машину Ньюкомена(1705) .

Ползунов построил первую в России 1763 опаздав на 50 лет, но не первую в мире.

Бронеавтомобили Германии. Часть 2: редкие, экспериментальные и трофейные

На протяжении всей Второй мировой войны бронеавтомобили являлись весьма важной составляющей вооружения танковых и моторизованных частей и соединений вермахта. Они, как нельзя лучше, соответствовали доктрине развертывания высокомобильной механизированной армии. Однако к постройке бронеавтомобилей в Германии приступили еще задолго до Второй мировой войны. В этом видео я собрал редкие, экспериментальные и трофейные Германские бронеавтомобили, начиная со времен Первой мировой, не вошедшие в 1 выпуск.

Открывает наш сегодняшний список Ehrhardt E-V/4 — один из первых немецких бронеавтомобилей.

В 1915 году немецкое командование заказало разработку прототипа бронеавтомобиля сразу трём автомобильным компаниям — Ehrhardt, Daimler и Büssing. В том же году все прототипы были готовы.

Машины располагали экипажем в 8-10 человек, минимум тремя пулемётами и бронёй до 9 мм. Отличительными особенностями E/V-4 были спаренные задние колёса, полный привод, 12 передач (по 6 в переднем и заднем направлении).

Вместе с несколькими импровизированными броневиками три прототипа были соединены в один отряд и посланы сперва на Балтику, а затем на Западный фронт. Там они не принесли серьёзной пользы, так как война приняла позиционный характер, и броневики не могли использовать своё основное преимущество — мобильность. В дальнейшем машина модернизировалась, она получила дополнительную броню и башня стала вращающейся. Эта модель называлась М1917. После войны уцелевшие броневики вернулись в Германию, где использовались для несения полицейской службы (в частности, при подавлении бунтов). В этом качестве они оказались настолько эффективны, что до 1919 года было заказано и произведено ещё 20 штук с обозначением M 1919 (без радиостанций и с бронёй более низкого качества). На полицейской службе немцы использовали эти машины практически до Второй мировой войны.

Büssing A5P — пулемётный бронеавтомобиль Германской империи периода Первой мировой войны. Наряду с «Эрхардтом» является одним из первых немецких бронеавтомобилей.

Разработан в конце 1914 года фирмой Büssing в рамках неофициального конкурса на проект бронеавтомобилей для Германской имперской армии. Он обладал полным приводом, двумя рулевыми комплектами (в передней и задней части корпуса), высоким клиренсом, поворотной башней и 10 пулемётными люками. Три пулемёта были закреплены стационарно, ещё шесть пулемётчиков могли перемещаться между отверстиями для стрельбы. Предусматривалась возможность установить пару 20-мм пушек.

Вместе с двумя другими прототипами Büssing A5P был послан сперва на Западный фронт. Осенью 1916 года броневики были посланы на румынский фронт, где образовали отряд MG-Zug 1 при кавалерийском корпусе Шметтова. В 1918 году как минимум один A5P участвовал в боях на Украине. При выводе войск в 1919 году броневик, вероятнее всего, был брошен в районе Николаева.

Всего компания изготовила три броневика A5P, после чего командование отдало предпочтение «Эрхардтам».

Daimler model 1915 — средний бронеавтомобиль Германской империи периода Первой мировой войны.

Был создан в 1915 году наряду с Ehrhardt E-V/4 и Büssing A5P для конкурса на создание бронеавтомобиля для армии. Построенный прототип наиболее отвечал требованиям немецкого командования.

Броневой корпус бронемашины собирался из броневых листов толщиной от 5 до 7 мм. 915-й имел три пулемёта MG образца 1908 года с оптическим прицелом, которые, в сочетании со своей защищённостью броневыми щитками, представляли весьма опасную угрозу для пехоты противника. 4-цилиндровый бензиновый двигатель Daimler M1464 мощностью 80 л.с. обеспечивал скорость движения по шоссе до 60 км/ч и 40-50 по бездорожью. Экипаж машины состоял из 5 человек. Бронеавтомобиль уже имел радиостанцию, однако пользоваться ею можно было только на стоянке. Немецкие источники сообщают о применении этого бронеавтомобиля в период с 1916 по 1919 годы.

Заказов на серийный выпуск фирма Daimler так и не получила, поскольку победителем была объявлена машина Ehrhard E/V-4.

В 1920 году для нужд рейсхвера было выпущено небольшое количество легких разведывательных машин Kleinkraftwagen Maschinengewehr. Для их постройки использовалось шасси с колесной формулой 4х2, с обычным (небронированным) корпусом и одним 7,92-мм пулеметом MG08, установленным на штыре с правой стороны. Экипаж состоял из двух человек – водителя и пулеметчика.

Кроме сохранившихся фотографий, никакой технической информации по этим автомобилям не сохранилось. Предположительно они использовались как экспериментальные и учебные до появления Sd.Kfz. 13.

Gepanzerter Kraftwagen, Sd.Kfz. 3 (Sonderkraftfahrzeug) — германский бронетранспортёр 1920-х годов, который позволял перевозить до 12 солдат или 6 пулеметчиков с полной экипировкой.

Экипаж состоял из 2-3 человек. Вооружение состояло издвух 7,92-мм пулеметов. Ходовая часть была полноприводной (колесная формула 4х4). Максимальная скорость по шоссе достигала 45 км/ч.

До 1928 года включительно было собрано 33 машины этого типа. Несмотря на моральную устарелость и невысокую боевую эффективность бронемашины Sd.Kfz.3 весьма активно использовались для обучения и тренировок подразделений немецкой армии. В 1933 году почти треть из 105 учебных бронемашин, которыми располагал рейхсвер, были именно Sd.Kfz.3.

Интересно, что во время Битвы за Берлин немецкая армия мобилизовала всю военную технику, имевшую хоть какую-нибудь боевую ценность и стоявшие на складах бронеавтомобили Sd.Kfz.3 с пулеметным вооружением нашли себе последнее применение – в апреле 1945 года их вывели на улицы немецкой столицы и попытались использовать против советских войск. Результат вполне предсказуем.

Magirus M-ARW или Mannschaftstransportwagen I — прототип вездеходного бронеавтомобиля амфибии 20-х годов.

Создавался в 1926 году, в рамках конкурса Армейского Артиллерийского Управления Германии на создание специализированного бронеавтомобиля, обладавшего повышенными ходовыми качествами.

Бронеавтомобиль по внешнему виду напоминал колесный танк, имея колесную формулу 8х8 и очень хорошую по тем временам бронезащиту. Толщина бронирования со всех сторон составляла 13,5 мм. На бронеавтомобиль устанавливался карбюраторный 6-цилиндровый двигатель Daimler-Benz M36 мощностью 100 л.с. при 2000 обмин. Он также оснащался гребным винтом, установленным в корме, поскольку техническое задание предусматривало возможность преодоления глубоких водных преград. Вооружение бронемашины должно было состоять из одной 37-мм пушки и одного 7,92-мм пулемета.

После заводских испытаний в 1929 году, один из прототипов был отправлен в СССР в широко известную теперь танковую школу “Кама” под Казанью. Испытания M-ARW продолжались достаточно долго, хотя уже в 1932 году от дальнейших работ по четырехосному бронеавтомобилю фирмы Magirus было решено отказаться. Машина оказалась слишком сложной в производстве (в основном, из-за множества возложенных на неё функций), недостаточно технологичной и дорогостоящей. Вместо M-ARW, в качестве временного решения, был принят к производству трехосный Sd.Kfz.231 6-Rad.

В 1931 году по заказу полицейского управления города Карлсруэ одним из местных автомобильных предприятий было построено два бронеавтомобиля, которые в настоящее время известны под названиями Daimler L2000 и Mercedes-Benz 14/31.

На самом деле, базой для них послужил коммерческий двухосный грузовик Mercedes-Benz L2000, производство которого было налажено в 1930 году.

Форма корпуса явно была позаимствована от учебных машин, строившихся на шасси легкового автомобиля Adler Standart-6, и в качестве отличительной особенности имела двухскатные борта. Толщина бронирования, судя по всему, не превышала 8 мм. Вооружение состояло из одного башенного 7,92-мм пулемета Schwarzlose MG08, но по бортам корпуса имелись лючки для ведения огня из личного оружия.

Созданные в предпоследний год существования Веймарской Республики бронеавтомобили Mercedes-Benz L2000 предназначались для подавления массовых беспорядков. Сейчас трудно сказать, удалось ли опробовать боевые качества этих машин в реальных уличных столкновениях, поскольку следы L2000 теряются спустя несколько лет.

Достаточно редким экземпляром был Sd.Kfz.247 — специализированный штабной бронированный невооружённый автомобиль вермахта. В 1937 году фирма Daimler-Benz изготовила 10 экземпляров модификации А, в период с 1941 по 1942 год было произведено 58 единиц модификации B.

Sd.Kfz.247 Ausf.A представлял собой открытый сверху броневой корпус, установленный на шасси колёсного артиллерийского тягача Krupp с колесной формулой 6х4.

Sd.Kfz.247 Ausf.B представлял собой частично открытый сверху броневой кузов, установленный на совершенно другое шасси. Данное шасси было полностью аналогично шасси легкого полноприводного разведывательного бронеавтомобиля Sd.Kfz.221, но двигатель был расположен не сзади, а спереди. Модификация Sd.Kfz.247 Ausf.B имела колёсную формулу 4 × 4 и гидравлические тормоза.

Saurer RK-9 — проект австрийского легкого колесно-гусеничного бронеавтомобиля.

В 1938 году был создан оригинальный образец боевой машины, представлявшей собой сочетание танка и бронеавтомобиля, проходившего под фирменным обозначением RK-9 и армейским Panzerspähwagen RK Ausf.A.

Корпус собирали из катаных броневых листов толщиной от 5,5 до 14,5 мм, большая часть из которых была установлена под большими углами наклона. Бронемашина оснащалась бензиновым двигателем мощностью 100 л.с. Вооружение RK-9 состояло из тяжелого пулемета Mauser MG141 (существовашего тогда только в опытных образцах) и пехотного пулемета MG34 калибра 7,62-мм, размещенных в спаренной установке в одноместной башне.

Работы по RK-9 затянулись до 1942 года. Испытания обеих RK-9 прошли в целом удачно – при движении на колесах была получена скорость 80 кмч, на гусеницах – до 30 кмч. Такие характеристики вполне устроили вермахт.

В конце 1942 года был выдан заказ на постройку 15 машин предсерийной партии, однако ни одна из них так и не покинула заводские цеха. Изменившиеся требования к разведывательным бронемашинам, выданные зимой 1943 года, ясно давали понять, что радикально изменить конструкцию RK-9 в сторону усиления бронирования и вооружения не получится. Таким образом, проект колесно-гусеничного разведывательного бронеавтомобиля был навсегда закрыт.

Немцы использовали множество трофейной техники. Одним из лучших трофейных бронеавтомобилей был французский Panhard 178. Они были захвачены в 1940 году и поступили на вооружение вермахта.

Карбюраторный 4-цилиндровый двигатель жидкостного охлаждения, мощностью 105 л.с. обеспечивал машине максимальную скорость движения по шоссе до 73 км/ч с запасом хода 300 км. Колесная формула 4х4. Плавность хода обеспечивали полуэллиптические листовые рессоры и гидравлические амортизаторы. В башне APX-3 устанавливалась 25-мм полуавтоматическая пушка SA35 и 7,5-мм пулемёт Reibel.

43 бронеавтомобиля были модернизированы для использования в России в качестве бронедрезин. Получившие колеса для передвижения по железнодорожному полотну они действовали вместе с бронепоездами, защищая линии снабжения от партизан. Экипажи Панаров вели огонь из орудий или же вызывали бронепоезд.

Всего в вермахте насчитывалось около 218 бронеавтомобилей Panhard 178.

Исторя про изобретение микроволновки, последнего учёного и реанимацию хомяков

Доброго времени дня!

В начале сороковых годов радар был одним из важнейших изобретений, повлиявших на исход Второй Мировой Войны. Радио Системы Обнаружения и Измерения Дальности (на Английском — Radio Detection And Ranging», отсюда название) были использованы обеими сторонами конфликта, и улучшались бешеным темпом в течении тех пяти лет.

Ключевым для изобретения микроволновок стали продолжения улучшения радаров стало появление Магнетрона, или, если точнее, Резонансного Магнетрона (Англ. Cavity Magnetron») придуманного Джоном Рэндаллом и Гарри Бутом в Англии в 1940 году. Этот новый магнетрон тне только производил импульсы ранее невиданной мощности, но и являлся крайне компактным, что позволило устанавливать новые радарные системы похожего вида на самолётах.

На картинке виден радар, установленный на самолете P-61 «Чёрная Вдова». Радары применялись в ночных операциях и требовали отдельного оператора в кабине.

Можно, я несколько отойду от темы?

Буквально на минуту.

Те мощные импульсы, которые подавал новый магнетрон, позволяющие давать сантиметровые волны (более короткая длина волны дает возможность найти более маленькие обьекты), и являются причиной, по которой нужно всем сказать — НЕ РАЗБИРАЙТЕ МИКРОВОЛНОВКИ. Их конденсаторы, предназначенные для питания мощных магнетронов, часто содержат крайне высокое напряжение. Большинство смертей любителей электроники (новичков, чаще всего) обеспечены тем, что они пытались достать магнетрон из микроволновки, именно для того, чтобы иметь доступ к огромному импульсу. Не делайте этого, если вы не тотальный эксперт. Умрёте до того, как упадёте под стол.

Итак, на чём мы остановились? Магнетрон изобретён, и над радарами экспериментируют все кому не лень. Давайте перейдём к 1945 году, когда некий Американец Перси Спенсер работал над радаром с плиткой шоколада в кармане, и заметил что шоколад начал таять.

Как и всегда, скорее всего, нагревательный эффект был замечен ранее. Но именно Перси Спенсер был первым, кто догадался, как он работает, что его можно использовать для разогрева еды, проверил свою догадку, построив металлическую коробку с радаром и кладя в неё еду, и, наконец, создав патент его компании-работодателю Raytheon на этот процесс приготовления пищи.

Первая коммерчески доступная микроволновая печь «RadaRange». Она требовала активного водяного охлаждения, стоила 5000$ ($58000 сегодня), использовала три киловатта электричества и была предназначена для ресторанов.

Но тут мы и оставим Перси, который в принципе добился успеха, став Старшим Вице-Президнтом и Старшим Членом совета Директоров в этой компании. Смешно то, что за патент он получил два доллара и никаких поблажек, стандартная цена патента, выплачиваемая любым служащим компании.

Вас, наверное, интересует «Последний Учёный». Джеймс Лавлок, родившийся в 1919 году и вправду был одним из последних «учёных», людей, которые занимались всеми науками. Тем, чем им было интересно или тем, чем нужно было заниматься их нанимающей компании. Не «физик», не «биолог», не «ядерный химик», а просто «учёный». Джеймс доктор медицины, но за свою долгую карьеру работал над инженерией климата, разрабатывал научные инструменты для NASA, изобрёл детектор электронного захвата (занятная штука! Советую прочесть статью Википдии, по возможности на Англиском).

Нас интересует его работа над криоконсервацией.

Криоконсерва́ция (от греч. κρύος — холод и лат. conservo — сохраняю) — низкотемпературное хранение живых биологических объектов с возможностью восстановления их биологических функций после размораживания.

В 1950-х годах Лавлок и его коллеги работали над эффектами и путями заморозки и разморозки животных. Мыши, хомяки и другие мелкие млекопитающие укладывались в морозильник до состояния фактической смерти — их сердца не бились, а сами они становились твёрдыми, как мороженый хлеб или мясо (впрочем, чем они и являлись). Затем животное размораживалось прикладыванием металлических нагретых инструментов или освещением горячим светом.

Проблема с этим методом заключалась в неравномерности разогревания жвотных. Как ни крути, а у подопытного будут либо ожоги, либо часть тела, разогретая достаточно, одна рабочая . И Джймс Лавлок подумал — а почему бы не использовать радар?

«RadaRange», та микроволновая печь, была создана в 1947 году. До первых доступных средней семье микроволновок было далеко (первые популярные микроволновки были доступны в 1967 году). У Джеймса их не было.

Не пробуйте его метод дома.

Хотя бы потому, что Джеймс на десять шиллингов из своего кармана пошёл и купил излишний военный передатчик, ранее принадлежащий RAF (Royal Air Force, Королевским Военно-воздушным Силам). Проверил — да, всё примерно как нужно, 30В на 30МГц. Показал это своим соратникам в лаборатории. Подумал, мда, это как-то не совсем опрятно:

Аппаратура, использованная Лавлоком и его коллегами для диэлектрического нагревания хомяков (и, как он отметил в своей статье, «других животных с массой тела в районе 100г»). Хомяков кладут между теми двумя пластинами, видных на картинке «a» в нижнем правом, а на картинке «b» в нижнем левом углу.

А что делать если неопрятно? Правильно, спросить правильных людей, могут ли они одолжить тебе военный магнетрон, созданнй во время Второй Мировой в Бирмингемском университете. Лавлоку помогло то, что он работал на государство. Он спросил, можете дать мне его на время? «О, нет», сказали они — «интересное дело, почему бы и нет? Бери просто так!»

Соединив устройство с волноводом, Лавлок добавил металлическую коробку, чтобы она действовала как защита. Это и есть принцип безопасности микроволновых печей сегодня — во всех окнах есть металлическая сетка, деление которой, являясь меньше чем длина волны, не даёт потенциально опасным волнам выйти наружу.

Хомяк, замороженный до состояния твёрдого как камень тела, при нагреве в Лавлоковской микроволновке сначала равномерно стал теплее, а потом проснулся, отряхнулся и начал бегать по коробке.

Ещё раз прошу — не повторяйте эксперимент дома. Это будет не наука, а насилие над животными. Да и наука-то уже была сделана — Лавлок с коллегами в своей статье подробнейшим образом описал разброс температур, при которых хомяк может выжить после разогрева, как его нужно разогревать и сколько должен длиться нагрев. Более пятидесяти лет назад мы уже знали, как заморозить и воскресить хомяков из состояния полной клинической смерти при помощи микроволновок.

Но сам факт занимателен. Вдумчивый читатель наверняка задастся вопросом — «А почему же до сих пор не заморозили человека?»

Размер. Просто размер. Эксперименты упёрлись в стену, когда стало понятно что человеческое тело слишком большое, чтобы охлаждаться и нагреваться достаточно равномерно таким методом. Во многих научно-фантастических книгах и фильмах описаны крио-капсулы, работающие на похожем принципе, и у них есть научные основания, как мы теперь знаем — но вряд ли получится использовать их в этом мире. А жаль — импликации такой технологии огромны. Ведь тело почти не стареет, будучи замороженным, и насколько мы знаем, не теряет ни памяти, ни времени, проведённом в сознании.

Вот такая история. Надеюсь, вам понравилось. Дальше читать не обязательно.

Это мой второй пост на Пикабу. Два дня назад @Ampi пнул меня, потому что в первом посте я обещал этот, а первый вышел аж три месяца назад. Вот, держи!

Во время написания Файрфокс решил крешнуть страницу, и пост пришлось собирать по кейлоггеру, который не слишком точно грабал ввод клавиатуры. Если будут ошибки — пишите, я исправлю. Скорее всего проглядел во время редакции.

Этот пост базируется на интервью невероятного Тома Скотта с. Джеймсом Лавлоком! Да, этот учёный до сих пор живёт в Англии на берегу моря, ему 102 года и он чувствует себя отлично. Обязательно посмотрите его видео, если вы знаете Английский. И Джеймс, и Том очень умные люди, и фразирование некоторых предложений в этой статье, я, к сожалению, не мог не слизать.

Джеймс Лавлок в Мае 2021

Ссылки из Википедии на статьи Лавлока и другие:

Ещё несколько, гораздо более длинных интервью с Джеймсом Лавлоком:

Статью написал я, К. Березовский, тег Моё. Если будет интересно, буду писать ещё.

Немного о культурном слое

Автор: Александр Горячев.

Эта заметка была написана по просьбе одного из коллег-авторов @Cat.Cat. Сегодня я отвечу на два вопроса: что такое культурный слой и как археологи определяют возраст находок. На самом деле, это два взаимосвязанных вопроса, но обо всем по порядку.

Итак, культурный слой – это слой земли на местах человеческих поселений, содержащий следы или остатки деятельности человека.

Понятно? Вот и мне с самого начала тоже было не совсем понятно. Попробуем разобраться. Для начала установим, что культурный слой – это, как минимум, слой земли. Состоит он из четырех компонентов – неорганических остатков, органических (биологических) остатков, сооружений и артефактов.

Неорганические остатки – почвенные, галечные, песчаные и прочие отложения природных неорганических материалов и веществ, находящиеся на территории памятника – собственно, это то, что мы обычно называем «землей» или «грунтом». Они подразделяются на антропогенные (принесенные человеком) и неантропогенные (оказавшиеся на памятнике в ходе природных процессов).

Органические или биологические остатки – это любые природные материалы: необработанные кости, ракушки, пыльца, листва, зерна, древесный уголь и прочее. В процессе исследований из этой группы выделяют всё, что стало артефактами после обработки нашими предками – например, шерстяные таки, деревянную посуду или костяную иглу. Но это пока не всё. Сами биологические остатки делятся на четыре вида: пищевые остатки (скорлупа орехов, кости животных, в общем все, что могло быть (и было) съедено), технические отходы (осколки кости, из которой сделали иглу, деревянные щепки, кремневые отщепы, образовавшиеся при изготовлении каменных орудий труда), экофакты (пыльца, листья, кости неодомашненных животных, проживавших рядом с человеком) и остатки, напрямую связанные с человеком (экскременты, волосы и прочие продукты разложения людской тушки).

Сооружения представляют собой созданные человеком крупные объекты (ямы, погреба и подвалы, жилища и т.п.). Из более древних сооружений можно выделить очаги и кострища. Гробницы, могилы, курганы – тоже сооружения, только погребальные. Насыпи, валы, рвы – сооружения фортификационные. В общем, вы уже поняли, что имеется в виду под сооружениями.

Артефакты – это объекты созданные или подвергнутые обработке человеками. Это могут быть сосуды, предметы одежды, украшения, орудия труда, оружие и многое другое. Также к числу артефактов можно причислить и случайно или преднамеренно образовавшиеся в процессе изготовления чего-либо обрезки, ошметки и черновые заготовки – кусочки шлака, обрезки ниток и так далее.

Стоит отметить, что все вышеперечисленные компоненты не обязательно будут присутствовать в составе культурного слоя определенного памятника.

Как образуется культурный слой? Ниже я прикрепил пикчу про этапы формирования культурного слоя. Попробую разъяснить.

Начинается все с того, что люди приперлись на пустую и не подвергшуюся губительному антропогенному воздействую землю (циферка 1 на пикче) и забабахали там дом с колодцем. От процесса забабахивания остались ошметки – строительные остатки, кои утоптались ровным слоем по поверхности земли, так что никто особо и не обратил внимание, а от колодца остался отвал (циферка 2). Жили, значицца, товарищи, теряли волосы, ногти, жизни, утаптывали свои органические и не очень остатки жизнедеятельности, культурный слой потихоньку (по полсантиметра в год, а чаще – и того меньше) нарастал (циферка 3). И тут случился некий pesdets – то ли понабигали всякие варвары с огнем и мечом, то ли природа стала неблагоприятна сильно, то ли еще что. В общем, расхерачили подчистую домик, а колодец засыпали. Появился так называемый слой разрушения (циферка 4). Pesdets в определенный момент миновал, приперлись иные людишки на то же место и забабахали еще один колодец и аж два домика. (циферка 5). Но случился еще один pesdets и все построенное и выкопанное снова захуячили (циферка 6).

Такой вот круговорот (построили – pesdets – построили – pesdets) сопровождал и сопровождает многие поселения, разве что периоды между окончанием постройки и приходом толстого и пушистого проходит гораздо больше времени. Все это остается в земле в виде культурного слоя. И здесь мы переходим ко второму вопросу – а как же археологи определяют возраст всего этого хозяйства?

Самым классическим является стратиграфический способ. Он подходит для раскопок поселений, им пользуются с самого начала археологической науки, но… Он подходит только для полностью сохранных участков культурного слоя, причем, лучше всего на поселениях. Суть способа, если говорить простым языком, в том, что более ранние прослойки культурного слоя находятся глубже, чем более поздние. Как же происходит сама датировка? По сути, путем сравнения со слоями других памятников, про которые больше известно, скажем из письменных источников, по найденным находкам, которые характерны для определенного периода, а также по структуре и цвету и составу почвы. Способ, как вы понимаете, не самый надежный и дает лишь весьма размытую относительную датировку чаще всего (т.е. «это было в IV-VI вв. н.э.»).

Также в копилке классических способов датировки мы имеет сравнительный и типологический методы. Для использования обоих методов нам нужны находки из культурного слоя. К примеру, мы нашли в определенной прослойке монетку. Как известно, раньше даты чеканки она появится там не могла, поэтому прослойка датируется временем не раньше года чеканки этой самой монетки. Или еще один пример – в прослойке находятся осколки керамического сосуда с узорами, свойственными для определенного периода существования определенной культуры. Соответственно этим периодом прослойку мы и продатируем. А как продатировать керамику, которую мы нашли? А вот тут мы приходим к способу с казенным названием «типологический». Он основывается на объединении находок в типологические ряды – серии вещей, имеющих повторяющиеся или прогрессирующие признаки. Для установления даты такой серии необходимо иметь несколько археологических объектов, содержащих вещи этого типа. Отрезок времени, ограниченный крайними датами в этой серии, и будет определять дату типа. При этом достоверность датировки зависит от количества этих археологических объектов. Если их достаточно, то правильность датировки может быть проверена по характеру распределения дат объектов. При статистически достаточном количестве однотипных вещей можно с некоторой вероятностью вычислить интервал, в течение которого данный тип находился в обиходе.

Датировать прослойки можно не только по артефактам, но и по органическим остаткам. Вполне уверенную датировку подчас нам может дать метод дендрохронологии. Фактически – это сравнение годовых колец деревьев. Как известно, в хорошие годы кольца буду шире, в плохие – уже. На основании исследования образцов древесины, датировка которых заведомо известна, строится так называемая дендрохронологическая шкала — последовательность толщин годичных колец деревьев определённой породы в определённой местности, от текущего момента и как можно далее в прошлое. Для близких к современности периодов используются измерения годичных колец живых деревьев, имеющих достаточно большой возраст (существуют даже методики выполнения таких измерений, не требующие спиливания дерева).

Сопоставление последовательности годичных колец, сохранившихся в деревянном предмете, и образцов, датировка которых известна, позволяет выбрать образец с совпадающим набором годичных колец и, таким образом, определить, в какой период было спилено дерево, из которого изготовлен предмет.

И, наконец, более современные методы датирования. Для получения абсолютной датировки археологи используют радиоуглеродный метод. Он опирается на содержание в органических предметах радиоактивного углерода С-14. Все живые организмы впитывают углерод из атмосферы вместе с его радиоактивной составляющей. Прижизненная концентрация С-14 практически одинакова как у деревьев с растениями, так и у животных, включая человека. Однако, после смерти начинается процесс распада усвоенного радиоуглерода. Сравнивая дерево, срубленное пять тысяч лет назад с современным деревом, мы обнаружим, что в старой древесине содержание С-14 ровно в два раза меньше. Таким образом, радиоуглеродным методом можно определять возраст углеродосодержащего вещества до 70-100 тысяч лет, но не больше. Для более «древних» находок, скажем, для датировки костей динозавров, применяются другие изотопы, например, бериллий-10.

Главным недостатком этого метода является то, что датирует он материал находки, а не саму находку. Грубо говоря, возраст доски не будет говорить ничего о возрасте лавки, из этой доски сделанной.

Однако и о возрасте некоторых находок мы можем утверждать с достаточно высокой точностью. Для определения возраста одной из самых частых и распространенных находок в археологии – керамики – используется палеомагнитный метод. Он основан на изменчивости магнитного поля Земли и на свойстве материалов намагничиваться при высоких температурах под его воздействием. Так, при переходе железосодержащих веществ из жидкого состояния в твердое, в образующихся минералах сохраняется так называемая остаточная намагниченность. При этом ее вектор будет совпадать с ориентацией магнитного поля Земли в момент образования минерала. Полученные сведения о состоянии магнитного поля земли на момент обжига соотносят с геохронологическими шкалами, составленными при помощи палеонтологических, радиометрических и других данных, и получают результат.

Основной минус палеомагнитного метода в том, что для точных данных, нужно, чтобы объект исследования после обжига не перемещался, а это условие выполнимо лишь в редких случаях.

Существует, конечно, еще несколько способов датировки, но по опыту могу сказать, что археология – наука весьма консервативная и новые методы входят в жизнь археолога весьма долго, трудно и тяжело. В основном, основными методами датировки до сих пор являются стратиграфический, типологический и сравнительный.

Всем спасибо за внимание и до новых встреч!

Автор: Александр Горячев (@archeolog).

А ещё вы можете поддержать нас рублём, за что мы будем вам благодарны.

Яндекс-Юmoney (410016237363870) или Сбер: 4274 3200 5285 2137.

При переводе делайте пометку «С Пикабу от . «, чтобы мы понимали, на что перевод. Спасибо!

Подробный список пришедших нам донатов вот тут.

Подпишись, чтобы не пропустить новые интересные посты!

Заглушить радар. Свастика против льва. Часть 2 из 2

Автор: Владимир Герасименко.

Читайте ранее:

Ответные любезности

В тот момент, когда после Битвы за Британию английское командование посчитало возможным и нужным осуществить акты взаимной любезности по отношению к немцам, встал серьёзный вопрос: как подавить немецкие радары. Командование RAF впечатлённое возможностями собственных радарных комплексов, считало необходимым разработать меры противодействия к имеющимся у немцев радарам. Об их существовании было доподлинно известно из отчётов разведки.

Немцы имели на вооружении три основных радара: радар дальнего обнаружения Freya (250 МГц, 1,5м, дальность до 200 км), радары наведения Würzburg (560 МГц, 52 см, дальность до 30 км) и Wuerzburg Riese (560 МГц, 52 см, дальность до 70 км при увеличенной до диаметра 7,4 м антенне ). Радар Freya обладал большей дальностью, но меньшим разрешением, поэтому мог использоваться только для дальнего обнаружения целей, их размера и курса. Для точного наведения на цель перехватчиков и зенитной артиллерии использовался менее дальнобойный Würzburg, обеспечивавший точность наведения в 15 метров.

Радар Freya. Снизу излучатель, посередине приёмник, сверху приёмник системы свой-чужой. И англичане и немцы ещё в начале войны создали такие блоки, посылающие при облучении свои радаром сигнал на специальной частоте. Англичане минировали свои блоки свой-чужой для предотвращения попадания в руки немцев. Тем не менее, у последних в 1943 году уже было несколько таких английских устройств

Радар Wuerzburg (Малый Вюрцбург)

Wuerzburg Riese (Большой Вюрцбург). После войны часть таких радаров были переделаны под радиотелескопы

Оба этих типа радаров были основой сети ПВО немцев, которая была организована в течение 1940-1943 годов и состояла из нескольких тысяч РЛС. Наиболее плотное радарное покрытие было естественно у побережья, с угрожаемых направлений – так называемая «линия Каммхубера», протянувшаяся через всю северную Францию до Дании, названная так англичанами по фамилии генерала Йозефа Каммхубера, отвечавшего за её создание.

Линия Каммхубера в её максимальном развитии (1-3 очереди станций обнаружения)

Кроме трёх вышеперечисленных радаров, в состав системы входило несколько опытных установок и монструозные – высотой в 60 метров – радары Мамонт и Вассерман, представлявшие собой 16 и 8 антенных решёток, соответственно, радара Freya, соединённых вместе и установленных на неподвижном основании. Мамонт был радаром раннего обнаружения с дальностью 320 км, но низким разрешением, позволявшим лишь определить групповую цель, Вассерман же с дальностью 240 км мог уже определить высоту и точное направление.

Радар Мамонт (зарисовка из материалов армии США)

Радар Вассерман (зарисовка из материалов армии США)

Оба радара не могли вращаться из-за их огромного веса, поэтому в них впервые реализовали электронное сканирование лучом (фазированная антенная решётка): за счёт подобранного автоматикой уровня излучений элементов массива антенны результирующий сигнал мог изменять направление в секторе 100 градусов перед антенной. В остальном параметры сигналов были идентичны радарам Freya.

Наглядный принцип работы фазированной решётки — за счёт интерференции волн происходит отклонение результирующих сигналов радара

Первые налёты на Германию подтвердили эффективность немецких средств обнаружения и заставили RAF искать варианты борьбы с РЛС противника. Самым простым из них было предложение Р.В. Джонса и Джоан Карран, работавших на министерство авиации, использовать для глушения сигналов ленты из алюминиевой фольги (дипольные отражатели). Ленты длинной от половины до четверти длинны волны радара могли эффективно отражать сигнал, вызывая множественные помехи. Испытание в 1942 году системы «Window» (Окно), состоящей из специального контейнера для сброса и груза алюминиевых отражателей, показало эффективность метода против английских радаров… из-за чего командование RAF категорически отказалось использовать этот метод, чтобы секрет не достался немцам и они не устроили новый Блиц. Что забавно, в том же году, в Германии Геринг после испытаний запретил использовать дипольные отражатели Düppel ровно по той же причине. Обе страны оставили данные разработки в качестве резервных на случай важной операции и не использовали до июля 1943 года. Позже, применение диполей позволяло ослепить радары противников на время от получаса до нескольких часов, в зависимости от количества носителей.

«В области радаров у них, должно быть, есть величайший гений в мире. У них есть гении, а у нас бездельники. Британцы никогда бы не осмелились использовать здесь металлическую фольгу, если бы они не разработали 100% противоядие. Я ненавижу негодяев, как чуму, но в одном отношении я вынужден снять перед ними фуражку. После войны я собираюсь купить себе британский радиоприемник в знак уважения»

Герман Геринг

Методом борьбы с дипольными отражателями была смена частот вещания радаров, но на 1942-1943 год у немцев попросту не было радаров с такой возможностью.

Британский B-24 Liberator сбрасывает дипольные отражатели (солому в английской терминологии)

Другим не радиоэлектронным методом борьбы стала… экономика, позволявшая британцам организовывать налёты в сотни самолётов в одном строю. Для радаров столь «массивная» цель могла выглядеть, как одна большая помеха, так как переотражавшиеся от множества целей сигналы радаров попросту забивали всё поле обзора. Отсюда возникала проблема с наведением перехватчиков – их отправляли куда-то туда в направлении большого пятна на радаре. Точное наведение оставалось за бортовыми РЛС Lichtenstein и успех перехвата сильно зависел от слаженности лётчиков Люфтваффе. Преимуществом бортовых РЛС было то, что они работали на других частотах, чем большие радары и меры противодействия против них на первых порах не действовали.

Bf-110 с бортовым радаром Lichtenstein

Самым оригинальным методом борьбы с перехватчиками стало глушение их радиопереговоров (операция несколько более лёгкая, чем глушение радаров). Так как переговоры пилотов шли на ограниченном числе частот, то на бомбардировщиках устанавливалась система Tinsel – радиостанция с микрофоном, выведенным к мотогондоле, транслировавшая на частотах голосовых каналов Люфтваффе шум двигателя в воздушном потоке. Это был самый простой способ создать шум в эфире и довольно эффективный, но минусом его была необходимость сначала вручную найти активный канал вещания пилотов.

Параллельно с первыми налётами на Германию учёные и инженеры разрабатывали радиоэлектронные методы глушения радаров противника для установки на бомбардировщиках. Благодаря работе разведки англичанам удалось установить, что немецкие радары не имеют защиты от глушения и работают на одной жёстко заданной частоте. Это позволяло, по крайней мере на некоторое время, разработать эффективные средства глушения. Для глушения радаров Freya в 1942 году была разработана система Moonshine (Лунный свет/ самогон). Она работала по принципу, похожему на немецкий «Garmisch-Partenkirchen»: при получении сигнала облучения, система с помощью мультивибратора преобразовывала сигнал в множественные ответы, имитирующие группу самолётов. «Самогонный аппарат» был впервые испытан в 1942 году во время налёта на Руан и полностью оправдал себя. Но из-за его высокой эффективности RAF в очередной раз испугалось использовать его постоянно, разрешая применение только в наиболее ответственных налётах.

Системы глушения занимали немало места внутри бомбардировщиков, поэтому установка их на всех машинах была исключена

Рабочей же лошадкой стали системы Mandrell (Отправка) и Carpet (Ковёр), предназначенные для глушения радаров Freya и Würzburg соответственно. Они посылали непрерывный сигнал на частотах работы радаров, забивая их канал приёма. Первые использования этих систем имели феноменальный успех. Немцы, оказавшиеся не готовыми к такому развитию событий, теперь уже сами вынуждены были разрабатывать контрмеры. Первой и самой очевидной стала смена частот работы РЛС. На время это помогало, но англичане подстраивали глушилки под новые частоты. Тогда немцы улучшили радары, сделав гибкую настройку частот и стали наводить свои ночные истребители на сигнал глушилок, что резко подняло эффективность немецких перехватчиков. В ответ англичане создали глушилки с динамической сменой диапазона глушения: раз в 30 секунд глушилки переходили на новый диапазон глушения. Таким образом группа из глушилок могла закрыть все наиболее часто используемые частоты и при этом не быть удобной мишенью для РЛС-наведения немецких истребителей.

Американцы, втягиваясь в войну, приняли на вооружение английские комплексы РЭБ, так как своих аналогичных успешных разработок не имели. Точнее почти не имели. Американские лётчики в Италии столкнулись с проблемой: в ходе вылетов они часто теряли связь из-за жесточайших помех. В начале американцы думали, что немцы создали глушилки для применяемых в USAAF радиостанций SCR-522 VHF. Потом, сравнив частоты вещания с частотами немецких РЛС, до американцев дошло, что они совпадают с радаром Freya. В итоге пока радар глушил связь американских бомберов, они сами глушили немецкие радары. К концу войны американцы разработали ряд своих систем глушения, но все они в той или иной мере базировались на английских разработках.

Американский клон системы Carpet. Создан на базе устройства радиоразведки SCR-587. Применена автоматизация поиска несущей частоты радара и глушения. Считался слишком сложным и капризным устройством, поэтому его изобретатель предлагал сбросить устройство на Японию, чтобы противник тщетно бился до конца войны, пытаясь заставить его работать

Как несложно заметить, у союзников было немало способов глушить и обманывать вражеские радары, но их использование зависело от количества самолётов в налёте и важности цели. Исходя из этих критериев выбирался набор средств радиоподавления. Если миссия была чрезвычайно важна, например, разбомбить завод в глубине тыла, то могли быть применены все средства РЭБ из доступных. Типичная такая операция начиналась с того, что в зоне прорыва одиночными бомбардировщиками сбрасывались дипольные отражатели. Девять самолётов могли обеспечить окно, непроницаемое для радаров в 300 км в поперечнике. Далее в ход шли уже Moonshine, создававшие видимость прорыва множества бомбардировщиков на соседних участках. Также самолёты с «самогонными аппаратами» могли находиться в строю, атакуя вместе с Mandrell и Carpet немецкие радары.

Схема защиты построения бомбардировщиков от радаров противника c помощью точечного подавления радара (направленным ответным сигналом — Moonshine) и заградительных помех (Mandrel, Carpet)

Как только на бомбардировщики начинали давить перехватчики врага, то в ход шли установки Tinsel, глушившие переговоры пилотов, и более совершенные установки Airborn Cigar и Corona. Последнюю систему вообще можно назвать образцом военного троллинга: она передавала на частотах немецких лётчиков команды ложных «диспетчеров». Ложные немецкоязычные диспетчеры вещали из бомбардировщиков, сбивая с толку лётчиков. Доходило до того, что два диспетчера начинали выяснять отношения в эфире и обвинять друг друга в том, что оппонент англичанин и его слушать не надо. Нетрудно понять, насколько был сбит с толку пилот такими переговорами в эфире.

Конец – это новое начало

К концу войны радары и средства постановки помех стали нормой для Германии, Англии и США. Радары убедительно доказали свою полезность, равно как и средства их подавления. Точной статистики, к сожалению, нет, но все успешные рейды авиации всегда сопровождались теми или иными методами радиоэлектронной борьбы.

Тем не менее, к концу войны средства РЭБ всё ещё были несовершенны. Главной проблемой их была несовершенная элементная база. Во-первых, для того, чтобы глушить сразу несколько частот, требовалось делать сложные установки с несколькими передатчиками. Для наземных систем это было приемлемо, а вот для систем воздушного базирования, с жёсткими требованиями по весу и размеру – нет. Динамическое же глушение частот с постоянным сдвигом было технически сложным и дорогим решением. Во-вторых, основным способом глушения сигнала были мощные постоянные синусоидальные или импульсные сигналы. И в том, и другом случае эти сигналы поддавались фильтрации. Выходом мог стать генератор случайного шума, но тут опять подводил уровень технологий.

Также решением проблемы мог стать генератор псевдослучайного белого шума. Такие установки испытывали немцы и англичане. Последние даже наладили их производство, используя газонаполненные трубки, которые, при разрядке, давали нужный шум. Но до конца войны это всё же была экзотика. Поэтому в основном глушили постоянными помехами и одну-несколько частот за раз, но не целый их спектр. Важно отметить и то, что РЭБ всегда представлял из себя целый комплекс мер, где электронные средства были лишь частью решения задачи, наряду с чисто организационными методами.

Пройдёт ещё немного времени и новые технологии позволят преодолеть этот разрыв между желаниями и возможностями. Хотя СССР и не успел на войну радиопомех во время Второй мировой войны, но всё было ещё впереди: в джунглях Вьетнама развернётся одно из самых интенсивных противостояний РЭБ и РЛС между советским РЛС комплекса ПВО С-75 и USAAF. Но об этом будет уже в другой статье.

1) Gerhard Hepcke «THE RADAR WAR»

2) Daniel T. Kuehl «Blinding Radar’s Eye: The Air Force and Electronic Countermeasures in World War II»

3) Phillip Edward Judkins «Making vision into power»

4) Hugh Griffiths and Nicholas Willis « Klein Heidelberg – a WW2 bistatic radar system that was decades ahead of its time»

5) Alfred Walter Price «THE EVOLUTION OF ELECTRONIC WARFARE EQUIPMENT AND TECHNIQUES IN THE USA, 1901 TO 1945»

6) The Wizard War: WW2 & The Origins Of Radar ( https://vc.airvectors.net/ttwiz.html )

Автор: Владимир Герасименко (@Woolfen).

Пост написан для блога компании TimeWeb и перенесён на Пикабу с разрешения.

А ещё вы можете поддержать нас рублём, за что мы будем вам благодарны.

Яндекс-Юmoney (410016237363870) или Сбер: 4274 3200 5285 2137.

При переводе делайте пометку «С Пикабу от . «, чтобы мы понимали, на что перевод. Спасибо!

Подробный список пришедших нам донатов вот тут.

Заглушить радар. Свастика против льва. Часть 1 из 2

Автор: Владимир Герасименко.

Противостояние защиты и нападения, чьим частным случаем является знаменитая борьба снаряда и брони, появилось одновременно с первым оружием, позже распространившись на гораздо более широкие сферы. Обычно такое сводится к банальным «вот у нас есть меч» и «а вот у нас есть щит, который не пробивается мечом» или Ахт-Ахт не мог пробить броню ИС-3, поэтому ИС-3 имба. Но в реальности такие противостояния редко сводятся к простому превосходству характеристик защиты над атакой, всё же мы живём не в РПГ. Во время Второй мировой войны началось такое противостояние между РЛС и комплексами по их глушению. Это незримое противостояние оказало значительный итог на ход войны, но широкой общественности она почти неизвестна.

Время исправить это упущение.

Упрощённый принцип действия радара. Антенна излучает пучок сигналов, часть из них отражается и попадает на антенну-приёмник. По разности времени между отправкой сигнала и получением отражённого вычисляем расстояние до цели

Заря новой эры

Существует легенда: во время Второй мировой войны англичане ввели в действие первые радары и за счёт этого увеличили эффективность собственной истребительной авиации (благодаря раннему обнаружению противника), но для сокрытия факта внедрения инновации разведка распространила слух, что на самом деле английские лётчики просто кушают морковь и от этого лучше видят. Немцы якобы поверили в эти слухи и начали пичкать своих пилотов морковкой, но без всякого эффекта.

История красивая, жалко, что это миф. Ещё до начала войны немецкий дирижабль радиоразведки LZ-130 поймал неизвестный радиосигнал, идущий с Британских островов. Так как сигнал имел постоянный характер и низкую частоту (всего 20-30 МГц), то в Люфтваффе решили, что это британская система наведения самолётов, наподобие немецкой Knickebein, или система связи флота. Но уже в ходе французской кампании специалисты по радиотехнике выразили сомнение в назначении неизвестных сигналов, которое ещё больше усилилось после захвата в Дюнкерке мобильной РЛС GL Mk. I, предназначенной для корректировки зенитной артиллерии.

Радар корректировки зенитного огня GL Mk. II. Развитие младшей версии, фото которой, к сожалению, не нашёл. Такие радары, как на фото, поставлялись по ленд-лизу в СССР

Стало ясно, что у англичан есть радарные технологии и неизвестный сигнал может быть сигналом РЛС. Это была система РЛС Chain Home (СН), первый элемент которой был введён в строй в 1937 году, а к 1939 году вдоль побережья Англии стояла уже 21 установка.

Что из себя представлял радар Chain Home? Основным требованием военных при разработке радара было максимальное использование уже существующих технологий для удешевления и ускорения её производства. Поэтому инженерам пришлось решать проблему радиолокации не самыми оптимальными методами. Например, пришлось использовать уже существующее радиооборудование с частотой сигнала 20-30 МГц (длина волны – 12 метров). Такой выбор привёл к тому, что радарный комплекс выходил очень массивным, а реализовать вращение антенны и сам режим сканирования не представлялось возможным. Поэтому пришлось выбрать схему с «подсветкой» – радар постоянно излучал в пространство импульсные сигналы в широком секторе: длительность импульса составляла 20 мкс, а период следования – 40 или 80 мс. Максимальной дальностью действия радара считается 190 км.

Слева 3 антенны-излучателя, справа — 4 антенны-приёмника Chain Home

Как и все импульсные радары, CH измерял время, необходимое для отражения сигнала обратно в приемник, и рассчитывал расстояние до цели, умножив время между отправкой импульса и его возвращением на скорость света, а затем разделив на два. Полученное значение расстояния до цели выводилось на дисплей, после чего оператор должен был выполнить ещё несколько манипуляций для определения пеленга (угла следования цели по отношению к радару) и высоты полёта (для чего приходилось использовать специальный механический калькулятор и таблицу эталонных замеров параметров сигнала для разных высот). Если бы радар был «сканирующего» типа, то эти манипуляции можно было бы автоматизировать, так как вращение антенны упрощало задачу определения пеленга.

Экран радара показывал только расстояние до цели по прямой

Чтобы вычислить высоту, оператор вращал ручку гониометра (на фото слева). При задействовании гониометра измерялся угол относительно горизонта

Далее с помощью калькулятора по известной гипотенузе (расстоянию самолёта) и углу её наклона (вычисленному на предыдущем этапе) вычисляются катеты прямоугольного треугольника, определяющие высоту и расстояние вдоль земли. Ясное дело, что такие вычисления были достаточно медленными

Полученные координаты наносились на карту, с учётом направления движения объекта

Кроме того, радар имел ряд проблем из-за выбранной схемы:

– низкая точность (от 1 до 8 км);

– сложности с определением единичных объектов;

– мёртвая зона прямо перед передатчиком (при полёте цели прямо на радар, отражённый от него сигнал возвращался на передатчик, не попадая на приёмник, отстоявший на сотню метров) и на низких высотах;

– длительность и трудоёмкость ручного вычисления высоты и курса цели.

Но кроме недостатков были и достоинства – за год британцы сумели полностью обеспечить радарным покрытием всё южное и восточное побережье.

Карта установленных за 1939-1940 радарных станций системы Chain Home

Система ПВО Англии во время Битвы за Британию

Немцы, планируя нападение на Британию, вынуждены были учитывать этот факт. Хотя поначалу ведомство Геринга не воспринимало их как серьёзную помеху: предполагалось, что Люфтваффе сможет с лёгкостью разбомбить радарные станции. Реальность оказалась скорее удручающей – даже если удавалось повредить конструкции антенн, то их быстро восстанавливали.

Тогда Немецкий исследовательский институт аэронавтики предложил более тонкий подход – заглушить радары. Идея была проста: зная частоту радара, можно сгенерировать помеху большой мощности на этой частоте, которая забьёт реальные отражённые сигналы и перегрузит канал оператора – сигнал помехи будет гораздо больше и ярче на экране. Уже в июле 1940 года на французском берегу Ла-Манша был размещён глушитель, который посылал постоянный синусоидальный сигнал большой мощности на частоте работы радара, но значительного эффекта он не оказал.

Причиной этому было то, что разработчики СН ещё во время проектирования предусмотрели вероятность его глушения. Поэтому в составе оборудования комплекса были реализованы сразу несколько мер противодействия помехам:

1) встроенный фильтр частот, который позволял частично отфильтровать помехи;

2) особенности дисплея отображения, составленного из двух слоёв: быстро реагирующего слоя сульфида цинка внизу и более медленного «послесвечения» слоя сульфида цинка-кадмия наверху. Во время нормальной работы был виден ярко-синий сигнал от сульфида цинка, и его сигнал активировал желтый слой сульфида цинка и кадмия, в результате чего «усредненный» сигнал отображался желтым цветом. Чтобы отфильтровать постоянную помеху, желтый пластиковый лист был помещен перед дисплеем, делая синий цвет невидимым и позволяя различать более тусклый желтый усредненный сигнал.

Экран радара современного типа, но выполненный по схожей технологии

Таким образом сама аппаратура фильтровала большую часть постоянных помех, тем не менее наличие их замедляло общее время реакции операторов на изменение обстановки. Поняв, что метод не совсем работает, немцы усовершенствовали систему глушения. На этот раз глушить предполагалось импульсными сигналами во временном диапазоне выбранной станции, аналогичными испускаемым радаром. Для избегания помех такого рода оператор мог немного сместить временной диапазон на время равное времени действия помехи. Но такое действие порождало каскад неприятностей: радар начинал глушить соседние установки, их операторы тоже смещали диапазон и снова глушили соседей.

Причиной этого была специфика построения системы радаров: радарные станции имели перекрывающиеся зоны покрытия для исключения появления слепых зон. Но если все станции будут работать в одном временном интервале, то они будут глушить сигналы друг друга. Поэтому, для исключения такой ситуации, было реализовано разделение радиоканала по времени: каждый радар вещал в своём жёстко заданном временном интервале, подобранном таким образом, чтобы времена излучения и приёма сигнала не пересекались с соседними установками. Поэтому сдвиг периода вещания (фазы сигнала) одной станции относительно другой мог привести к заглушению её передач и необходимости уже ей сдвинуть окно передачи.

Принцип разделения канала радаров по времени и проблемы глушения

И такая атака оказалась куда успешнее, вызвав неработоспособность системы СН на некоторое время в сентябре 1940. В качестве контрмер британцами было принято решение менять сдвиг по времени синхронно вместе с соседними установками, чтобы избежать взаимного глушения.

Так как очередной метод глушения перестал показывать эффективность, то немцы разработали ещё один, реализованный в глушителях с кодовым наименованием «Garmisch-Partenkirchen» (это город в Германии, установкам для глушения давали такие наименования для секретности). Работа этого глушителя основывалась на генерации сигнала для РЛС только в случае фиксации входящего импульса от неё. Таким образом глушилка подстраивалась под меняющийся сдвиг фазы передачи. Причём если предыдущие попытки ставили целью заглушить радар – т.е. применить грубую силу, то в данном случае радар скорее обманывали, посылая сигналы максимально похожие на реальные цели, заставляя тем самым англичан лишний раз вхолостую поднимать перехватчики.

Различие методов глушения. Общий принцип — скрыть реальный сигнал за более мощными ложными

Данные установки вошли в эксплуатацию уже в 1941 году, после окончания Битвы за Британию, и не смогли оказать значительного эффекта на её исход. В качестве мер борьбы с таким видом глушения был создан блок автоматического переключения частот в случайные периоды времени – «Блок преднамеренного подавления джиттера», позволяя разделить истинные сигналы от реальных объектов – от ложных от немецкого генератора помех, так как помехи на иной частоте дрожали на экране. При этом немцам приходилось постоянно вручную осуществлять поиск частоты и подстройку сигнала. Тем не менее, так как действия по различению ложных сигналов требовали значительного опыта у оператора радара, то метод можно считать условно успешным – в лучшем случае он замедлял время реакции на обнаружение, в худшем заставлял пилотов искать несуществующие цели.

В конце концов, самым действенным методом борьбы с помехами стала разработка более совершенных радаров, работающих на гигагерцовых частотах (сантиметровый радар), сигнал которого немцы не могли заглушить, так как не имели технологии магнетрона для его генерации. Несмотря на все проблемы с глушением, по подсчётам британцев за счёт наведения самолётов на цель с помощью радаров и отмены постоянного патрулирования в воздухе, эффективность истребительной авиации в ходе Битвы за Британию выросла в 2-3 раза.

Не можешь заглушить — воспользуйся!

Так как с 1941 года центр воздушных операций сместился на восток, то задача подавления британских радаров перестала быть приоритетной, а основное внимание уделялось уже защите от налётов с территории самой Британии.

В 1942 году инженер фирмы Telefunken доктор Вехтер предложил создать систему пассивных РЛС, основанную на принципе бистатического перехвата (приёмник и передатчик географически разнесены). В 1942 первый образец системы Klein Heidelberg (KH) был собран в Шербуре, а к концу 1944 их было уже не меньше 6.

Принцип бистатического перехвата — просто и эффективно

В системе использовались две антенны, одна большая – на вращающейся платформе – которая использовалась для приема сигнала, отраженного от самолета, и гораздо меньшая, расположенная на расстоянии около 60 метров, которая принимала сигнал непосредственно с британского радара Chain Home.

Антенны радара Klein Heidelberg

Оператор сначала выбирает одну станцию CH, изменяя таймер, чтобы он принимал только сигналы от этой станции. Радиостанции CH транслируются во временных интервалах, одна за другой, поэтому было легко выбрать одну из них. Поскольку прямой сигнал от станции СН был очень мощным, он всегда появлялся на дисплее оператора независимо от того, в каком направлении была направлена антенна.

Когда самолет пролетит в зоне работы большой антенны, часть сигнала CH отразится от него и попадет в приемник KH. Поскольку самолет не находится на прямой линии между двумя станциями, общее расстояние, пройденное сигналом до самолета, а затем до антенны, всегда будет больше, чем при прямом сигнале от СН до КН. Разница между сигналом от СН и отражённым от цели показывает разницу расстояний, пройдённых сигналом.

Схема экрана оператора КН с метками для выбора нужного эллипса

Для любой заданной разницы во времени существует бесконечное количество местоположений по высоте и расстоянию от КН, соответствующих этой задержке. На графике эти точки образуют эллипс со станцией CH в одном фокусе и приемником KH в другом – так называемый бистатический диапазон.

RT + RR — полное расстояние пройденное сигналом радара СН до КН. Для каждой суммы таких расстояний был свой эллипс на карте, где каждой точке соответствовал своя высота и расстояние вдоль земли

Для любой заданной разницы во времени существует бесконечное количество местоположений на эллипсе, соответствующих этой задержке. На картах были заранее прочерчены эллипсы, соответствующие 40 вариантам задержек сигнала, так что для определения дальности и высоты цели требовалось измерить угол между условным нулевым положением радара и целью, для чего антенна вращалась и фиксировала направление максимальной величины отражённого сигнала радара от самолёта.

Угол поворота антенны относительно нулевого положения определялся по механически связанной шкале с нанесённой градуировкой. Далее прочерчивалась линия от КН под измеренным углом. Точка пересечения этой линии с выбранным эллипсом и будет местоположением самолёта. Итоговая погрешность измерений должна была составлять от 1 до 10 км при дальности обнаружения до 400 км, что для радара раннего предупреждения приемлемо.

Зона покрытия радара КН

Преимуществом такого пассивного радара было то, что он не излучал никаких сигналов вовне. Англичане до самой высадки в Нормандии были не в курсе целей и назначения антенн, установленных немцами на побережье. При этом радар позволял охватывать своим покрытием значительную часть южной и восточной Англии. В итоге у немцев вышел даже более совершенный радарный комплекс, требующий гораздо меньшего числа действий от оператора, чем британский Chaine Home.

Продолжение противостояния свастики и льва следует.

Автор: Владимир Герасименко (@Woolfen).

Пост написан для блога компании TimeWeb и перенесён на Пикабу с разрешения.

А ещё вы можете поддержать нас рублём, за что мы будем вам благодарны.

Яндекс-Юmoney (410016237363870) или Сбер: 4274 3200 5285 2137.

При переводе делайте пометку «С Пикабу от . «, чтобы мы понимали, на что перевод. Спасибо!

Подробный список пришедших нам донатов вот тут.

Подпишись, чтобы не пропустить следующую часть!

Она выйдет завтра около 18:00 по МСК.

Казуар — птица, которую человек одомашнил раньше других

Примерно 18 тыс. лет назад предки австралийских аборигенов пытались приручить казуаров – крупных нелетающих птиц, которые обитают только в Австралии и Новой Гвинее. На такой вывод ученых натолкнула скорлупа, найденная на стоянках древних жителей Новой Гвинеи. Результаты исследования опубликовал научный журнал Proceedings of the Natilnal Academy of Sciences.

Дуглас и ее коллеги работали на древних стоянках кроманьонцев – Юку и Киова, – которые расположены на востоке Новой Гвинеи. Предки австралийских аборигенов проникли в эту часть острова примерно 42-35 тыс. лет назад, когда Новая Гвинея и Австралия составляли единый материк – Сахул. Освоившись на новом месте, поселенцы двинулись на юг и расселились по всей территории континента.

Антропологи попытались понять, как предки аборигенов приспособились к жизни в новых условиях. Для этого исследователи изучили некоторые находки с Юку и Киова, которые предположительно представляют собой остатки пищи. Оказалось, что примерно 18 тыс. лет назад обитатели обеих стоянок начали целенаправленно охотиться на казуаров и собирать их яйца.

Изучив структуру фрагментов скорлупы, антропологи обнаружили, что яйца были собраны на последних стадиях развития зародыша и на их поверхности не оказалось следов кулинарной обработки. То есть, что древние жители Новой Гвинеи собрали яйца не для еды, а пытались вырастить из них домашних казуаров. Большая часть найденных костей птиц принадлежала взрослым особям, а не птенцам или пожилым птицам.

Ученые не исключают, что аборигены не проводили целенаправленной селекции, а просто выращивали всех молодых казуаров, чтобы иметь стабильный источник калорий в неудачные сезоны.

В пользу этого, в частности, свидетельствует то, что подавляющее большинство костей казуаров, найденных на территории стоянок древних аборигенов, – это ножки и бедра казуаров, то есть самые мясистые части их тела. Все это говорит о том, что предки аборигенов начали использовать казуаров и их яйца в качестве главного источника пищи на несколько тысячелетий раньше, чем жители древней Индии попытались сделать то же самое с предками кур, подытожили антропологи.

Культура шнуровой керамики и переход от неолита к бронзовому веку в Центральной Европе. Данные ДНК

Предыдущие генетические исследования показали, что за последние 10 тыс. лет население Европы дважды обновлялось благодаря миграциям.

Начиная с 7-го тысячелетия до н. э. демографические изменения были связаны с расширением неолитических земледельцев из Анатолии. Эти ранненеолитические популяции поначалу генетически сильно отличались от предшествующих европейских охотников-собирателей, но были почти неотличимы от анатолийских земледельцев. Однако со временем, за несколько тысячелетий, доля охотников и собирателей в генофонде европейских земледельцев увеличилась.

Второе крупное демографическое изменение, которому собственно и посвящен выпуск, произошло в начале 3-го тысячелетия до н. э. и было связано со степной родословной, которую несли в том числе и представители культуры шнуровой керамики или боевых топоров. Эта культура представляет собой крупный культурный сдвиг в Центральной, Северной и Северо-Восточной Европе, привнёсший изменения в экономику, идеологию и практику погребения.

Представители культуры шнуровой керамики отличались от своих предшественников в Европе имея

75% родословной, по всему геному, схожей с таковой у представителей ямной культуры из Причерноморско-Каспийской степи. Эта «степная» родословная впоследствии быстро распространилась по всей Европе до конца третьего тысячелетия до н. э.

Несмотря на важность 3 тысячелетия до н. э., остается множество временных и географических пробелов в данных, что приводит к ограниченным знаниям о процессах на уровне обществ и сообществ и о том, как культурные группы взаимодействовали друг с другом и порождали новые.

Кроме того, использование небольшого количества образцов для описания надрегиональных археологических явлений, а также упрощенная культурно-историческая интерпретации этих явлений привели к критике от археологов.

Нерешенные вопросы касаются генетического и географического происхождения представителей культур шнуровой керамики, колоколовидных кубков и унетицкой культуры раннего бронзового века, а также их отношения друг с другом и с ямной культурой.

Так, несмотря на то, что по всему геному представители культуры шнуровой керамики на 75% и более похожи на людей из ямной культуры, у них преимущественно разные линии Y-хромосомы (за исключением нескольких I2), у мужчин шнуровой керамики, в основном R1a, в то время как у мужчин ямной R1b-Z2103. Степное происхождение также присутствует у представителей культуры колоколовидных кубков, однако с другой линией Y-хромосомы – R1b-P312 в отличие от ямной КИО и тем более от культуры шнуровой керамики.

Таким образом, несмотря на их общую степную родословную и перекрывающиеся хронологические интервалы в настоящее время невозможно напрямую связать культуры – ямную, шнуровой керамики и колоколовидных кубков, как отцовские генеалогические источники друг для друга, что особенно важно в свете предполагаемого распространения степных предков по мужской линии и патриархальной системы социального родства в этих трех обществах.

Здесь стоит напомнить, что для определения связей между людьми и археологической культурой исследователи используют маркеры этих культур (например, могильный инвентарь и ориентацию тела), а не генетику. При этом не факт, что люди, жившие в прошлом, объединялись по тем же критериям.

Решающее значение для понимания культурных, социальных и генетических изменений в Европе 3 тысячелетия до н. э. играют густонаселенные регионы, которые свидетельствуют о совместном сосуществовании обществ, относящихся к периоду как до распространения культуры шнуровой керамики, включая культуру шаровидных амфор и баденскую, так и во время её существования, включая культуру колоколовидных кубков и унетицкую культуру раннего бронзового века. В связи с этим, исследователи обратили своё внимание на Богемию – регион в самом сердце Европы и плотно прилегающие к реке Эльбе с плодородными низменностями. Эти земли в западной части современной Чешской Республики, стали свидетелями многих крупных надрегиональных археологических событий.

Плотное аграрное заселение Богемии началось после

5400 года до н. э. с приходом земледельцев раннего неолита как представители культуры линейно-ленточной керамики, а позже культур накольчатой керамики и лендьель.

Им на смену пришли многочисленные общества эпохи энеолита

4400 — 2200 гг. до н. э., связанные с более чем дюжиной археологических культурных групп, включая йордансмюльскую или йордановскую, михельсбергскую, воронковидных кубков, баденскую, рживначскую, шаровидных амфор, ранний и поздний этапы шнуровой керамики и культуру колоколовидных кубков.

В эпоху энеолита были внедрены важные инновации, такие как металлургия, колесо, повозка, плуг, укрепленные городища и курганы, за ними последовала унетицкая культура раннего бронзового века, географически сосредоточенная вокруг Богемии.

В дополнение к материальным и технологическим изменениям очевидны и идеологические, проявляющиеся в погребальном обряде.

Хотя обычные погребения были относительно распространены в период культуры воронковидных кубков,

3800-3400 гг. до н. э., (около сотни известных могил в Богемии), они почти исчезают в среднем энеолите

3500-2800 гг. до н. э. в баденской культуре, рживначской и шаровидных амфор (около двух десятков известных могил в Богемии).

Одиночные могилы, но теперь со строгим разделением по полу в положении тела и элементах погребального инвентаря, вновь появились в изобилии с распространением в регионе культуры шнуровой керамики от

2900 г. до н. э. (около полутора тысяч известных могил в Богемии).

В период колоколовидных кубков от

2500 г. до н. э. захоронения в регионе продолжаются, но в меньшем количестве и с отличиями от шнуровой керамики (

600 известных могил в Богемии). С появлением унетицкой культуры, практика одиночных погребений продолжилась, но теперь уже снова без разделения по полу в положении тела (от 4 до 5 тыс. известных захоронений по всей Чехии).

Чтобы лучше понять эти переходы, в новой работе авторы с высоким разрешением проанализировали 206 новых геномов и 65 ранее опубликованных из северной части Богемии.

Основные цели работы:

1. Выяснить, были ли культурные изменения в энеолите и раннем бронзовом веке Центральной Европы вызваны притоком мигрантов.

2. Охарактеризовать центральноевропейское генетическое разнообразие непосредственно перед появление культуры шнуровой керамики.

3. Определить время, когда люди со степной родословной, как у представителей ямной культуры, впервые появились в Центральной Европе, и понять их генетическое происхождение и социальную структуру.

4. Оценить характер и масштабы биологического обмена между условно «местными жителями» и «мигрантами» после появления культуры шнуровой керамики.

5. Выявить социальные преобразования, связанные с генетическими и археологическими изменениями.

Богемия до культуры шнуровой керамики (до

Сразу отмечу, что в работе существуют некоторые фразы, которые уместны в определённом контексте или в рамках конкретной научной работы, как к примеру период «до культуры шнуровой керамики». Понятное дело, что это условный период для конкретных образцов и в историческом смысле эти периоды по-разному называются.

По всему геному жители Богемии до культуры шнуровой керамики на графике анализа главных компонент располагаются между анатолийцами неолита и западноевропейскими охотниками собирателями, но ближе к Анатолии и в непосредственной близости от представителей других центральноевропейских культур того периода.

Это говорит об отсутствии степной родословной. При этом генофонд людей из Богемии до культуры шнуровой керамики в значительной степени может быть смоделирован как двухсторонняя смесь анатолийцев неолита и западноевропейских охотников-собирателей.

После заселения Европы людьми с профилем анатолийских земледельцев отмечен рост генетического компонента как у предшествующих им охотников собирателей Европы. Богемия не оказалась исключением и рост доли охотников-собирателей увеличивается со временем, сначала интенсивно в пятом тысячелетии до н. э., а потом значительно замедляется, почти останавливается.

Новые результаты указывают на два культурных перехода:

1. Переход от йордановской к культуре воронковидных кубков.

Несмотря на то, что культуры йордановская и воронковидных кубков имеют схожее количество предковых компонентов западноевропейских охотников-собирателей, у представителей культуры воронковидных кубков эта примесь произошла с 5079 по 4748 год до н. э., а у людей йордановской культуры эта примесь была позже с 4636 по 4310 год до н. э. При этом данные свидетельствует о том, что представители воронковидных кубков и люди йордановской культуры отличались друг от друга.

У представителей йордановской культуры, профиль охотников и собирателей был ближе к таковому у представителей культуры кёрёш из Венгрии к юго-востоку от Богемии, а у носителей культуры воронковидных кубков этот вклад был ближе к мезолитическому человеку из Лошбура в Люксембурге, как собственно и у представителей этой культуры из Саксонии-Анхальт в Германии. Таким образом данные указывают на то, что культура воронковидных кубков более чем на 50% состояла из неместных жителей, которые в конечном итоге и сменили популяцию йордановской культуры.

2. Переход от рживначской к культуре шаровидных амфор.

Второй подобный случай можно наблюдать при переходе от рживначской культуры к культуре шаровидных амфор. При этом представители шаровидных амфор имеют наибольшее количество предковых компонентов охотников и собирателей среди культурных групп Богемии до шнуровой керамики – 25,7 ± 1,4%. Однако и в данном случае компоненты охотников и собирателей были от разных их представителей. У предшествующей рживначской культуры большинство компонентов охотников-собирателей было ближе к образцам кёрёш из Венгрии, а у последующей культуры шаровидных амфор этот компонент был ближе к человеку из Лошбура в Люксембурге. Оценки дат примеси указывают не на недавнее смешение носителей рживначской культуры с людьми с большей долей охотников и собирателей, а на миграции из регионов, где у людей было больше компонента как у охотников и собирателей Люксембурга, например, с территории современной Польши, что подтверждается археологическими и генетическими данными.

На графике анализа главных компонент представители этих культур также группируются порознь, за исключением одного мальчика 3-5 лет (TUC003), погребенного по традиции рживначской культуры, но генетически похожего на людей из культуры шаровидных амфор.

Примечательно, что у 16 человек из обеих культур, которые хронологически пересекаются с культурой шнуровой керамики не выявлено следов степного происхождения. Степное происхождение в Богемии появляется только у людей из культуры шнуровой керамики в начале 3 тысячелетия до н. э.

Культура шнуровой керамики

В новой работе, помимо прочего, авторы сообщают о самых ранних на сегодняшний день геномах представителей культуры шнуровой керамики, показывающие, что эта культура была широко распространена по всей Богемии уже к 2900 году до н. э. Ранние радиоуглеродные даты, также подтверждаются генетическими профилями этих людей, которые в анализе главных компонент занимают крайние позиции, ближе к ямной. Но, как и ожидалось, со временем, мигранты с востока смешались с местными жителями, что привело к промежуточным результатам у последующих поколений на графике.

Чтобы изучить детали формирования генофонда людей шнуровой керамики Чехии, авторы разделили её представителей на группы ранней и поздней шнуровой керамики Богемии. К ранней отнесли людей со средними датировками > 2600 г. до н. э., а к поздней всех остальных. Стоит учесть, что это разделение действует только в рамках данной работы.

В анализах модель возникновения ранней культуры шнуровой керамики, как смесь любых представителей ямной культуры и людей из культур до её возникновения в регионе и из Польши, Украины, Венгрии или Германии, получила статистически слабую, но поддержку. Однако, при моделировании ранних носителей культуры шнуровой керамики по отдельности как трехкомпонентные смеси людей с генетическим профилем как у представителей анатолийского неолита, западноевропейских охотников-собирателей и ямной культуры Самары, учёные обнаружили, что в 37%, а именно в 10 из 27 случаев, модели не объясняют генетического разнообразия людей из шнуровой керамики. Т.е. кого-то не хватает. Однако, когда в качестве источника добавляется один из компонентов как у людей из среднего неолита Латвии либо неолита Украины или культуры охотников и собирателей эпохи неолита юга Скандинавии – ямочной керамики, в 280 из 285 случаев показатель значимости для такой модели улучшается.

Модели предполагают, что эта родословная составляет от 5 до 15% в генофонде людей Богемии из ранней культуры шнуровой керамики.

Примечательно, что при моделировании генофонда людей из культуры шнуровой керамики Германии и поздней её группы из Богемии, с вышеперечисленными тремя источниками, модели также были ближе к реальности, предполагая, что эта родословная никуда не делась у других центральноевропейских и более поздних носителей культуры.

Кстати здесь уместно вспомнить недавнее исследование представителей локального, восточного варианта культуры шнуровой керамики – фатьяновской культуры. В котором только две популяции, а именно из культуры шаровидных амфор Украины и Польши, а также трипольской культуры Украины, оказались потенциальными источниками для смешения со степными скотоводами с генетическими профилями как у ямной Самары или Калмыкии, для образования генетической структуры популяции фатьяновцев.

Также, помимо вышесказанного, в новой работе среди людей из шнуровой керамики были выявлены 4 женщины вообще без степной родословной, предполагая, что процесс ассимиляции людей, которые жили в регионе до этого был смещен в сторону женщин, что собственно не удивительно. При этом две из 4-х женщин генетически оказались близки к представителям шаровидных амфор из Богемии и Польши, а другие 2 не группируются с какими-либо изученными в этой работе популяциями и скорее всего были из-за пределов Богемии. Помимо этого, как и ожидалось, поздние представители культуры шнуровой керамики отличаются от ранних наличием большего количества энеолитических предков, которые в моделях легко заменяются вышеупомянутыми женщинами без степного происхождения и желательно из-за пределов Богемии.

Но это по всему геному, а что касается гаплогрупп, то с течением времени, наблюдается резкое сокращение разнообразия Y-хромосомы, точнее их сокращение с пяти разных линий у людей из ранней культуры шнуровой керамики Богемии, а именно нескольких линий R1b и гаплогрупп R1a, Q1b2a и I2a1, до преобладающей R1a-M417 (xZ645), у 10 из 11 мужчин позднего периода шнуровой керамики из этого исследования.

Примечательно, что в предыдущих исследованиях из Польши от 2020 года, также были выявлены гаплогруппы R1b-M269 в культуре шнуровой керамики.

Прямое моделирование демографических сценариев продемонстрировало, что наблюдаемое изменение частот гаплогрупп не могло произойти случайно. Результаты показывают, что линия R1a-M417(xZ645) подверглась неслучайному увеличению частоты и у её носителей было на 15,79% (от 4,12 до 44,42%) больше выживших потомков за поколение, чем у мужчин с другими Y-гаплогруппами. При этом данные свидетельствуют о процессе, который непропорционально повлиял на Y-хромосому по сравнению с аутосомным генетическим разнообразием.

Т.е. в раннем периоде, представители культуры шнуровой керамики генетически очень сильно друг от друга отличались, но мужская линия R1a стала преобладающей ещё до того, как люди смешались по всему геному. Наибольшее разнообразие продемонстрировали представители культуры шнуровой керамики раннего периода из чешского Влиневеса, старше 2600 г. до н. э., особенно женская их часть.

Для сравнения, если учесть 3-х женщин без степной родословной, то ни отличались друг от друга сильнее, чем все современные европейские популяции. Или для более наглядного примера как современные сардинцы от финнов, прибалтов, мордвы или русских.

Обратите внимание, что даже мужчины из одной и той же культуры, в пределах одного археологического участка, даже имея одну и ту же линию Y-хромосомы, без её более точных субклад, отличались сильнее друг от друга, чем современные популяции целых стран с разными языками. Поэтому, наличие одного общего предка тысячи лет назад мало на что влияет и когда принадлежность к какой-либо древней линии Y-хромосомы приравнивают к родству, а тем более к этносу, это выглядит совсем неразумно.

Культура колоколовидных кубков

Самые ранние представители культуры колоколовидных кубков Богемии, старше 2400 г. до н. э., на графике анализа главных компонент расположены там же, где и люди из культуры шнуровой керамики, что указывает на некоторую степень генетической преемственности.

Они моделируются как двусторонняя смесь предшествующих культурных групп и их современников. Они скорее всего были местного происхождения, хотя нельзя исключать альтернативные варианты. Здесь авторы подчёркивают, что количество образцов этого периода слишком мало, в выборке они представлены только тремя женщинами.

А вот образцов более позднего периода культуры колоколовидных кубков, младше 2400 г. до н. э., уже 56 и они моделируются как двухсторонняя смесь ранних представителей культуры с людьми с профилем как в среднем энеолите, как у людей из культур баденская, рживначская и шаровидных амфор. И этот вклад составляет около четверти генофонда. При чём наблюдается более тесная филогенетическая связь между линиями Y-хромосомы, обнаруженными у ранних представителей культуры шнуровой керамики, когда их линии были более разнообразны, а преобладала R1b-L151 (6 из 11 образцов или 55%). Эта линия является предковой к R1b-P312, которая преобладала у мужчин культуры колоколовидных кубков Богемии младше 2400 г. до н. э.

Хотя невозможно определить, произошла ли мутация P312 у одного из ранних мужчин культуры шнуровой керамики Богемии с R1b-L151, авторы отмечают, что большинство мужчин культуры колоколовидных кубков региона в дальнейшем происходят от мужчин с R1b-L2 / S116 или R1b1a1a2b1), в отличие от своих коллег по культуре из Англии, некоторые из которых происходят от линии R1b-L21 (R1b1a1a2c1), указывая на то, что английские и богемские мужчины культуры колоколовидных кубков не могут быть потомками друг друга по мужской линии, а скорее развивались параллельно.

Сценарий, по которому R1b-P312, происходит где-то между Богемией и Англией, возможно, в окрестностях Рейна, а потом распространяется на северо-запад и восток, совместим с современным пониманием филогеографии древних линий, происходящих от R1b-L151.

Унетицкая культура

Переход к раннему бронзовому веку в Богемии скорее всего связан с миграциями с северо-востока, при этом модели указывают на большой вклад от людей с генофондом как у ранних представителей культуры колоколовидных кубков этого региона, около 63,5%. Данные по Y-хромосоме предполагают еще большие перемены.

Снижение линий Y-хромосомы R1b-P312 со 100% в позднем периоде культуры колоколовидных кубков до 20% в доклассический период унетицкой культуры подразумевает приток новых линий Y-хромосомы в начале раннего бронзового века. Лучше всего на роль генофонда популяции, которая внесла вклад в представителей доклассического периода унетицкой культуры Богемии подходит таковая из Латвии бронзового века. Модель со смесью компонентов Богемии позднего периода культуры колоколовидных кубков и раннего периода культуры шнуровой керамики с компонентами Латвии бронзового века, поддерживает замену популяции на 47,7%, а также учитывает разнообразие гаплогрупп Y-хромосомы, зафиксированное в доклассический период унетицкой культуры. А именно с R1b-P312 из колоколовидных кубков Богемии позднего периода, R1b-U106 и I2 из Богемии раннего периода культуры шнуровой керамики и R1a-Z645 из Латвии бронзового века.

Хотя географическое происхождение мигрантов не может быть точно определено, несколько подсказок дают ключ к разгадке:

1. Компонент Латвии бронзового века в моделях, предполагает окончательное северо-восточное происхождение.

2. Гаплогруппа Y-хромосомы R1a-Z645, которая впервые появилась в Богемии и в целом в Центральной Европе в начале раннего бронзового века, ранее была зафиксирована у мужчин из культуры шнуровой керамики Скандинавии, указывая на генетический вклад севера или северо-востока.

3. Один из представителей классического периода унетицкой культуры Богемии, из чешского Влиневеса, с гаплогруппой Y-хромосомы R1a-Z645 напоминает людей из Латвии бронзового века, предоставляя прямые доказательства для мигрантов с северо-востока.

Один из представителей классического периода унетицкой культуры Богемии, из чешского Влиневеса, с гаплогруппой Y-хромосомы R1a-Z645 напоминает людей из Латвии бронзового века, предоставляя прямые доказательства для мигрантов с северо-востока.

Однако помимо этого генетический сдвиг также наблюдается и при переходе от доклассического к классическому периоду унетицкой культуры Богемии около 2000 г. до н. э., генофонд её представителей моделируется как смесь более ранних популяций этой культуры доклассического периода с людьми с ещё более ранним энеолитическим профилем, как у культур баденская, рживначская и шаровидных амфор.

Но в отличие от перехода между поздним периодом культуры колоколовидных кубков и доклассическим унетицкой, разнообразие линий Y-хромосомы остается сходным на протяжении обеих фаз, что предполагает ассимиляцию и более тонкие социальные изменения.

Новые данные проливают свет на несколько основных процессов до и после появления степных предков. Анализы демонстрируют, что распространение культур воронковидных кубков и шаровидных амфор, а также происхождение унетицкой культуры, повлекло за собой большие генетические сдвиги за короткие промежутки времени, которые могут быть объяснены миграциями.

Также исследование показывает, что ранние представители культуры шнуровой керамики были сильно генетически разнообразными. Одни напоминали людей из культур шаровидных амфор и ямной, а другие выходили за рамки неолита Центральной Европы. Такое разнообразие, вероятно, является результатом объединения людей, происходящих из разных культурных и языковых групп, в археологически похожее, но полиэтническое общество.

Важные факторы этнической идентичности включают происхождение, историю, идеологию и язык, однако различия, включающие в том числе и время до общего предка, среди людей культуры шнуровой керамики, как со степным происхождением, так и без него, подразумевают длительную биологическую изоляцию и, следовательно, различную историю. К примеру, ни люди культуры шаровидных амфор, ни ямной не практиковали сильную гендерную дифференциацию в погребальных обрядах, в отличие от культуры шнуровой керамики. Вполне вероятно, что они и говорили на разных языках. При этом процесс ассимиляции людей без степного происхождения практиковался преимущественно мужчинами из культуры шнуровой керамики, по доброй воле или нет, трудно понять, однако наличие в этой культуре женщин с наибольшим количеством степных предков, предполагает, что они также были хорошо представлены, но могли попасть в их ряды и из близлежащих групп ямной, например, из территорий современной Венгрии.

Стоит отметить, что включение местных жителей в состав мигрантов очень выгодно с практической точки зрения, потому как они обладают полезными знаниями о местности. Археологические данные указывают на преемственность таких знаний, которые, к примеру, проявляются в керамике и инструментах из местного каменного сырья.

Интересно, что на участках Влиневес и Стадице, не наблюдается археологических различий между захоронениями людей в культуре шнуровой керамики как со степным происхождением, так и без него. Что предполагает полную интеграцию генетически и, вероятно, этнически разных людей в рамках одной археологической культуры.

А обнаружение примеси как у людей из среднего неолита Латвии либо неолита Украины или культуры охотников и собирателей эпохи неолита юга Скандинавии в сочетании с отсутствием у мужчин раннего периода культуры шнуровой керамики и ямной общих линий Y-хромосомы, предполагает ограниченную или косвенную роль ямной КИО в происхождении и распространении культуры шнуровой керамики в Центральной Европе, но не отрицает её. Результаты работы в сочетании с некоторыми интерпретациями археологических данных указывают на вклад из лесостепей северо-востока Европы в ранних представителей культуры шнуровой керамики.

Поскольку системы социального родства влияют на модели генетического разнообразия, вполне вероятно, что в 3 тысячелетии до н. э. в Центральной Европе существовало несколько различных систем родства.

Очень разнообразные генетические профили ранних представителей культуры шнуровой керамики, как ядерные, так и Y-хромосомные, предполагают иную социальную организацию по сравнению с поздними её представителями и людьми из культуры колоколовидных кубков, чьи образцы Y-хромосомы указывают на строгую патрилинейность. Это говорит о том, что разные культурные группы, помимо использования различных форм материальной культуры и практики погребения, вероятно, также следовали разным идеологиям, выраженным в их традициях продолжения рода и / или социальной организации.

Это подтверждается обнаружением полностью неперекрывающихся вариаций Y-хромосомы между хронологически пересекающимися представителями позднего периода культуры шнуровой керамики и колоколовидных кубков, что указывает на высокую степень изоляции отцовских линий между этими двумя группами, даже когда они обнаруживаются в одном и том же месте, например, на территории чешского Влиневеса.

Начало доклассического периода унетицкой культуры сопровождалось миграциями с северо-востока и изменением ≥40% ядерной ДНК и ≥80% линий Y-хромосомы, что в конечном итоге привело к отсутствию строгой патрилинейности и разделения по полу в захоронениях как у представителей позднего периода культуры шнуровой керамики и колоколовидных кубков.

Эти события могли отражать связь с Прибалтикой, основным источником янтаря в Богемии раннего бронзового века, до появления янтарного пути, хотя кроме генетики это не было очевидным ни в погребальных обычаях, ни в материальной культуре.

Новы результаты предполагают два основных периода генетического влияния с северо-востока, в ранних периодах культур шнуровой керамики и унетицкой, большая часть этого вклада остается неизученной в европейской археогенетической летописи, например, в Беларуси, как упоминают авторы.

А в целом результаты раскрывают сложную и очень динамичную историю Центральной Европы от неолита до раннего бронзового века, во время которой миграция и перемещение людей способствовали резким генетическим и социальным изменениям.

Масштабные миграции с заменой населения происходили в Европе как до, так и после появления степных предков. При этом удалось выяснить, что раннее общество шнуровой керамики было очень разнообразным и возникло на фоне сильного культурного и генетического перехода, в котором участвовали мужчины и женщины различного происхождения, в том числе и этнического.

Несмотря на преемственность в материальной культуре, генетические изменения произошли в обществах культур шнуровой керамики, колоколовидных кубков и унетицкой раннего бронзового века. А культурная принадлежность сыграла важную роль в социальном поведении в 3 тысячелетии до н. э., которое в конечном итоге изменялось со временем и с притоком новых людей.

Также ученые отмечают, что, хотя влияние социальных процессов заметно в моделях генетического разнообразия, необходимы дальнейшие междисциплинарные исследования, чтобы охарактеризовать движущие силы этих изменений, как на микро -, так и на макрорегиональном уровне.

Прошло два месяца.

В посте Мужик ищет самолёты, утопленные в калифорнийском солёном озере, на котором американцы тренировались в сбросе ядерных бомб я рассказывал про историка Роберта Маркоса, который мониторит состояние пересыхающего озера Солтон-Сити в ожидании того, когда из него покажутся самолёты Второй мировой войны, которые были там разбиты во время учений.

Также я упоминал о том, что оставил ему комментарий с советами: использовать поляризационный фильтр, чтобы убрать блики воды, а также программы для обработки данных дистанционного зондирования земли, с помощью которых можно поиграться с длинами радиоволн на фотках с дрона, таким образом сделав видимым то, что скрывается в УФ и ИК диапазоне.

И вот, сегодня приходит уведомление о новом комментарии. Рад, что совет про поляризационные фильтры ему зашёл.

И, кстати, в последнем ролике с Солтон-Си, в котором они искали место затопления летающей лодки PB2Y Coronado, заметно использование этих фильтров — вода не бликует и выглядит более прозрачной.

Ссылка с привязкой ко времени. Если не работает, 4:33.

История палеонтологии: от античности до наших дней

Палеонтология — это наука, изучающая жизнь на земле по окаменелостям (фоссилиям). Люди находят остатки живых организмов, замещённых минеральным веществом, всю историю человечества. Однако сама наука сформировалась относительно недавно. Если заглянуть в историю науки, мы увидим, что учёные ещё в античности могли строить гипотезы о жизни на Земле по окаменелостям. Основы науки о вымерших организмах сформировались только в XVIII веке. Так какой путь прошла палеонтология? Сегодня мы попытаемся заглянуть в прошлое науки о прошлом. Об очень далеком прошлом. Узнаем к чему она пришла, и какими инструментами пользуется сегодня.

Эксгумация Мастодонта Чарлзом Уилсоном Пилом. 1805 год, Соединенное Королевство

Античность и средневековье

Ещё в VI веке до нашей эры древнегреческий философ Ксенофан Колофонский обнаружил морские ракушки на суше и пришел к выводу, что земля когда-то была морским дном. А в XI веке китайский учёный Шэнь Ко, изучая окаменевшие ракушки и бамбук и геологические отложения, сформулировал основы геоморфологии (наука о рельефе). Шэнь также писал, что, окаменевший бамбук был найден под землей в климатической зоне, где никогда не было бамбука. Следовательно, климат там, должно быть, со временем изменился.

До XVII века окаменелости находили постоянно. В основном они использовались как декоративные и религиозные украшения или медицинские препараты. Люди не понимали откуда они брались и на их основе описывали разных мифических существ. Тот же Шэнь описывал случай, как человек нашёл мёртвого «Змея» или «Дракона» в своём саду, что оказалось окаменевшим морским животным.

От средневековья до начала 1700-х годов окаменелости считались творениями дьявола или некой другой высшей силы. Люди считали, что останки обладают особой лечебной или разрушительной силой, а некоторые ученые полагали, что окаменелости остались после Всемирного потопа и других бедствий, описанных в священной книге.

Из-за невозможности объяснить, откуда взялись окаменелости, учёные средневековья связывали их появление со Всемирным потопом

Эпоха Ренессанса и Да Винчи

В Эпоху Ренессанса за изучение палеонтологии плотно взялся гений, миллиардер и филантроп Леонардо Да Винчи. Он разделил объекты изучения палеонтологии на две основные группы: окаменелые остатки организмов и следы их жизнедеятельности (ихнофоссилии). Да Винчи верно ответил на вопрос, мучавший его современников: почему мы находим морские ракушки в горах. Леонардо правильно предположил о биогенном происхождение моллюсков и осадочных матриц. Всё благодаря тому, что учёный опирался на следы жизнедеятельности беспозвоночных животных прошлого, что было прогрессивно не только для XV-XVI веков, но оставалось непонятым вплоть до XX века. Да Винчи писал про следы в горных породах:

Даже в XIX веке подобные следы в основной массе воспринимались, как нити водорослей или других организмов. Широко изучать ихнофоссилии стали только в прошлом веке. Поэтому Да Винчи можно считать отцом-основателем весьма прогрессивной и одной из основных ветвей палеонтологии во времена, когда самой палеонтологии ещё не существовало.

Вам будет интересно  Топ 11 самых безопасных автомобилей в России

Работа Иоганна Якова Шёйхцера, швейцарского палеонтолога. Гербарий всемирного потопа, 1709 год

XVII век и Роберт Гук

Описывая историю такой науки, как палеонтология, невозможно пройти мимо работ англичанина Роберта Гука. В 1665-м году Гук опубликовал свой сборник наблюдений под микроскопом, где объяснил процесс фоссилизации (процесс окаменения) остатков организмов. Сравнивая под микроскопом обычное дерево и окаменелое, Гук пришёл к выводу, что это точно такое же дерево, только пропитанное «водой, насыщенной каменными и землистыми частицами». Гук выступал против мнения, что окаменелости — это просто камни, получившиеся в результате необычной силы, скрытой в недрах Земли. Также Гук предполагал, что найденные остатки являются вымершими, в результате геологических катастроф прошлого, видами живых организмов. Но в XVII веке всё ещё было множество натуралистов, ставившие под сомнения органическое происхождение различных раковин. Костью в горле им стояли аммониты, так непохожие на современные виды животных. Несмотря на труды Роберта Гука, некоторые учёные не могли принять его гипотезы по теологическим причинам.

Раковины аммонитов

XVIII век и начало XIX

Формально наука палеонтология, сбор и описание окаменелостей, берёт своё начало в XVIII веке. Ученые начали описывать и наносить на карту горные породы и классифицировать окаменелости. Геологи обнаружили, что слои горных пород были продуктом длительных отложений, а не результатом единичных событий или катастроф. В начале XIX века француз Жорж Леопольд де Кювье и английский геолог Уильям Смит, считавшиеся пионерами палеонтологии, обнаружили, что слои горных пород в разных областях можно сравнивать и сопоставлять на основе их окаменелостей.

В 1778 году французский натуралист Жорж Бюффон предположил, что раньше на Земле было теплее, но со временем она начала остывать.. Предположение он выдвинул, ссылаясь на находки тропических животных, слонов и носорогов в северных широтах Европы. Интересное предположение, жаль неточное.

Находки шерстистого носорога известны со средневековья, но тогда его череп приняли за Дракона

Несмотря на то, что динозавров находили очень давно, их постоянно неверно описывали. То как дракона, то как крокодила. Первое же научное описание динозавра именно как динозавра было в 1824-м году. Это был мегалозавр. В представление геологов XIX века, это была гигантская, допотопная хищная ящерица. Ещё через год описали и игуанодона, Динозавр был описан по зубам, так похожим на зубы игуаны. Сравнив зубы современной игуаны и вымершего игуанодона, учёные описали древнее животное, как 12-метровую ящерицу. А через 9 лет был найден целый скелет игуанодона и по его образцу составлена реконструкция — первая в истории реконструкция динозавра. Можете посмотреть, какими были тогдашние представления о динозаврах.

Подобные реконструкции динозавров продержались недолго. К концу XIX века динозавров поставили на две ноги, а Чарлз Найт впервые предположил, что динозавры были весьма шустрыми животными, а не неповоротливыми игуанами.

Игуанодон в представление учёных 1834-го года

Игуанодон в представлении палеохудожников XXI века

Два Чарлза и революция в палеонтологии

Невозможно представить современную палеонтологию без работ Чарлза Лайеля и Чарлза Дарвина. Их вклад в наши представления о жизни на Земле сложно переоценить. Лайель написал «Основы геологии», а Дарвин — «Происхождение видов путем естественного отбора, или Сохранение благоприятных рас в борьбе за жизнь». Я не смогу полностью раскрыть весь вклад этих двух трудов в современную науку за один пост. Я опишу всё кратко, а если хотите углубиться в тему, то обе книги есть в свободном доступе.

Лайель объяснил принципы землетрясения, классифицировал некоторые геологические эпохи, освободил геологию от катастрофизма, объяснив формирование Земли как медленный непрекращающийся процесс. В своей книге Лайель писал, что окаменелые организмы в одних геологических слоях, но на разных континентах, будут похожи друг на друга больше, чем окаменелости на одном континенте, но в разных слоях.

А о влиянии книги «Происхождение видов» Чарлза Дарвина на палеонтологию можно говорить вечно. Первый тираж книги в 1250 копий смели с полок за пару дней, а книга издаётся до сих пор. Верное предположение Дарвина, что виды меняются со временем, стало для палеонтологов ключом к пониманию вымерших организмов и их родстве с современными видами. С появлением книги начинает формироваться «эволюционная палеонтология». Несколько глав этой работы посвящено проблемам палеонтологии. Особое внимание автор уделяет значению палеонтологических сведений для понимания эволюции. Именно данные палеонтологии являются краеугольным камнем его «Теории естественного отбора». Дарвин в книге «Происхождение видов» подчеркивает этот момент:

Однако подобные останки, иллюстрирующие поэтапную переходность форм различных организмов, так и не были найдены. В разделе «Трудности теории» в своей книге он пишет:

Геология того времени не смогла дать ответ на данный вопрос. Единственным объяснением, которое Дарвин находил для решения этой проблемы, была нехватка в те годы палеонтологических находок. С тех пор прошло полтора столетия, и благодаря накопленному палеонтологическому материалу, ученые обнаружили множество тех самых переходных форм.

«Происхождение видов» Чарлза Дарвина 1859-го года

Ещё один Чарлз и костяные войны

Да, в палеонтологию внесли огромный вклад аж три Чарлза. На этот раз это был Чарлз Марш, выдающиеся американский палеонтолог XIX века. Вместе со своим коллегой и конкурентом Эдвардом Копом Марш устроил самые настоящие костяные войны: с подставами, очернением конкурентов, оружием и динамитом. Лично моё мнение: Коп и Марш внесли в палеонтологию столько же важного вклада, сколько и навредили ей. Кто бы и что бы не говорил, но в самой настоящей войне за окаменелости проиграли оба. Коп и Марш полностью разорились к концу жизни.

Конец XIX века был самым настоящим бумом по палеонтологии, было сделано множество удивительных открытий. Коп описал более шести сотен новых ископаемых видов, из которых 56 были динозаврами, и написал 1400 научных работ. В то же время Марш описал 80 новых видов динозавров, в числе которых были всем известные апатозавр, аллозавр, диплодок, стегозавр и трицератопс. Также стоит обратить внимание, что Марш довольно смело предположил, что птицы произошли от динозавров, хотя оперение у динозавров мы нашли только спустя столетие.

Пожалуй, отдельно упомяну здесь четвёртого Чарлза (внезапно про него вспомнил), внёсшего непомерный вклад в развитие науки палеонтологии в XIX веке. Чарлз Роберт Найт, американский палеохудожник. Именно он впервые изобразил динозавров как быстрых и подвижных хищников, а не медленных и неповоротливых ящериц.

Прыгающий дриптозавр (Leaping Laelaps), Чарлз Р. Найт, 1897 год

Как физики повлияли на палеонтологию?

Не думали, да, увидеть в посте про палеонтологию такое имя, как Эрнест Резерфорд? А вот! Открытие радиации и радиоактивного полураспада повлияло на палеонтологию самым прямым образом. Ведь теперь можно не гадать, кто когда из древних животных жил, а сделать радиоизотопный анализ. Полураспад изотопов свинца, аргона, углерода и других элементов — самые настоящие часы для геологов и палеонтологов. Впервые радиоизотопный анализ был применён в начале XX века для датировок минералов, а сегодня — это один из важнейших инструментов в палеонтологии. Подобное датирование горных пород и окаменелостей произвело революцию в палеонтологии. Измеряя радиоактивные материал в древнем образце и сравнивая его с текущим образцом, ученые могут подсчитать возраст образца. Я не буду расписывать здесь всю методологию и формулы. В конце в списке литературы я оставлю ссылки на подробные статьи о датировках в палеонтологии.

Эрнест Резерфорд, открывший полураспад в 1907 году

СТЭ и генетика

В начале XX века в мир биологии потихоньку приходила современная синтетическая теория эволюции. В основу СТЭ легли теория Дарвина и законы Менделя. А с такой новой наукой, как генетика, теория Дарвина обзавелась прочным фундаментом. Сергей Четвериков в 1926 году заложил основу будущей СТЭ в своей статье «О некоторых моментах эволюционного процесса с точки зрения современной генетики». Сегодня мы понимаем генетику уже довольно хорошо, открыли случайные мутации и принципы наследования рецессивных признаков. Современная генетика может посчитать количество мутаций двух видов и сказать, когда они разошлись. Генетика стала очень важным инструментом в понимании эволюции. А без понимания эволюции палеонтология — лишь коллекционирования камней. Сегодня мы можем составлять филогенетические деревья и имеем представление, откуда пошёл тот или иной вид. Например, мы теперь уверены в родстве бегемотов и китов, а палеонтологи дополнили дерево «переходными формами».

Филогенетическое древо китопарнокопытных

Палеобум современности

Рассказывать об истории палеонтологии и пройти мимо «Парка юрского периода» Стивена Спилберга — грех, который не возьмёт на душу ни один популяризатор палеонтологии. Фильм ПЮП на долгое время стал примером, как надо снимать блокбастеры. При бюджете в 63 000 000 $ Парк собрал почти миллиард. И ключом к успеху стали фантастические спецэффекты. Даже спустя почти 30 лет динозавры в фильме всё ещё смотрятся весьма и весьма убедительно. Парк Юрского периода повлиял на целое поколение и молодёжь в срочном порядке побежала поступать на палеофакультеты. Стив Брусатти, американский палеонтолог и автор книги «Время динозавров. Новая история древних ящеров», в 2018 году рассказал журналу The Verge о том, как современные технологии приводят к открытиям и как Парк Юрского периода вдохновил целое поколение палеонтологов. «Без этого фильма, — шутит он, — у меня не было бы даже работы».

Вот так блокбастер может повлиять на науку. По моему личному мнению, со времён первого Парка не вышло ни одного фильма о динозаврах, которые могли бы составить ему конкуренцию, как в зрелищности, так и по влиянию на палеонтологию.

Финальная сцена с тираннозавром в Парке Юрского периода

Компьютерные технологии

На службе современной палеонтологии все возможные томографы и ускорители частиц. Сегодня учёные могут создать 3D модель остатков животного даже не извлекая его из породы. Так, например, в 2017 году изучали найденного хальшкараптора в европейском исследовательском ускорительном комплексе ESRF. Результаты:

3D модель хальшкараптора

Европейский центр синхротронных исследований

Хальшкараптор. Палеоарт

А с помощью компьютерной томографии (КТ) палеонтологи из СПбГУ создали самую подробную 3D-модель мозга и сосудов головы анкилозавра:

Реконструкция черепа анкилозавра Bissektipelta archibaldi и примерное положение изученного образца ZIN PH 1/16. Изображение предоставлено авторами исследования.

Вместо итога

Я знаю, что я упустил множество моментов в развитии палеонтологии как науки. И в античное время выдвигались любопытные гипотезы, и в средневековье не всё объяснялось теологией. Тут особенно выделились Китай и Ближний восток. А уж сколько всего произошло в палеонтологии в XVIII веке и далее. По всему этому можно не одну книгу написать. Но цель поста — это краткий экскурс в историю науки. О вкладе Лайеля, или Найта в палеонтологию можно написать простыню поболее этого поста. Если вам понравилось, вы можете самостоятельно изучить вопрос, все ссылки я прилагаю.

В посте использовались материалы:

— Общие сведения об истории палеонтологии в статье на NatGeo Paleontology (англ.)

— Общие сведения об истории палеонтологии в статье на Wikipedia History of paleontology (англ.)

— Статьи на Wikipedia о Чарлзе Лайеле и Шэнь Ко (англ.)

— Статья о радиоизотопном анализе на Habr Застывшее время. Научные подходы к датированию (рус.)

— Статья о радитометрическом датирование на Элементах Радиометрическое датирование (рус.)

— Статья про мозг анкилозавра на сайте СПбУ Думать как динозавр (рус.)

— Статья о палеоартах на PaleoNews Live Нарисуй мне динозавра (рус.)

— И куча ещё всякого из Гугла, что я, конечно же, не сохранил.

Вы можете поддержать меня рублём:

Яндекс-Юmoney (4100 1164 4381 2085) или Сбер: 4279 3806 7898 0816

Автор: Мартин Авиански

Воздушный таран Талалихина / Битва за Москву

Мой арт вдохновлен подвигом советского летчика Виктора Талалихина.

В ночь на 7 августа 1941 года Виктор Талалихин на истребителе И-16 одним из первых военных лётчиков РККА произвёл ночной таран, сбив в небе над Москвой бомбардировщик He-111 лейтенанта И. Ташнера из состава 7-й эскадрильи 26-й бомбардировочной эскадры.

Самолёт Талалихина упал в лесу, а сам раненый лётчик на парашюте сумел приземлиться.

8 августа 1941 года за этот подвиг отважному лётчику Виктору Талалихину присвоили звание Героя Советского Союза. На тот момент бесстрашному герою было только 22 года.

Талалихин погиб в воздушном бою около Подольска 27 октября 1941 года. В 1948 году зачислен навечно в 1-ю эскадрилью 177-го истребительного авиаполка.

За прекрасные модели самолетов спасибо Oleg Shuldyakov c Turbosquid, фоновая фотография Дениса Якимова.

Маргарет Балкли женщина-хирург, которая 60 лет притворялась мужчиной

1809 год. Из Лондона в Эдинбург отправился корабль на борту которого находился не высокий худой юноша, стремящийся раз и навсегда изменить свою судьбу. Впереди его ждали медицинские университеты и блестящая карьера военного врача.

Он проживет еще много лет, объездит пол мира и сделает много полезного для снижения смертности в британской армии. В историю этот человек вошел как Джеймс Барри ― главный медицинский инспектор южноафриканских колоний, прекрасный хирург и вспыльчивый человек со странностями, который мог запросто послать начальство. Но до самой смерти никто так и не узнал его главного секрета. Настоящим именем Джеймса Барри было Маргарет Энн Балкли. И сегодня я расскажу как ей удалось 60 лет притворяться другим человеком.

С чего все началось

Как вы уже догадались светило английской медицины Джеймс Барри на самом деле был женщиной, но при его жизни никто этого не знал кроме нескольких человек. Правда всплыла наружу совершенно случайно, да и то только потому что кое-кто не сумел правильно исполнить его последнюю волю. Как так получилось вообще что девушка решила всю жизнь скрывать свою настоящую личность? Что бы в этом разобраться давайте перенесёмся на 20 лет назад в Ирландию, где у мелкого лавочника Джереми Балкли и его жены рождается второй ребенок, девочка Маргарет. Семья живет не богата и все надежды на будущее связаны со старшим сыном Джоном. Его отправляют учиться в университет Дублина чуть ли не на последние деньги. И Джон сначала, вроде бы, оправдывает ожидания. Не плохо учится, женится на богатой девушке. Но все его попытки открыть собственное дело терпят неудачу и в конце концов он даже вынужден обратиться к отцу за деньгами. Тот влезает в долги и отсылает деньги сыну. А сын бездарно спускает все и пропадает. А так как взаймы брал не он, то долг ложится на отца семейства. В итоге отец садится в тюрьму, Джон бесследно пропадает, а мать с дочерью оказываются одни без средств к существованию.

Через пару лет разгневанная Маргарет будет писать непутевому брату «Если бы я не родилась девушкой то стала бы солдатом». А вскоре в их семье появляется еще одна девочка Джулиана. Так что же делать женщинам в патриархальном государстве? Только надеяться на поддержку мужчин. Мать Маргарет обратилась за помощью к своему брату который был художником королевской академии, но тот долгое время помогать родственникам отказывался.

Первые позитивные изменения в их жизни случились в 1806 году, когда этот самый художник умер, оставив в наследство небольшое состояние. Это позволило матери с дочерью перебраться из Ирландской провинции в Лондон. И там случилось второе знаменательное событие. Пока миссис Балкли занималась наследством, она познакомилась с друзьями своего брата. А как вы понимаете королевский художник вращался в самых прогрессивных кругах лондонского общества. И вот в такую компанию попадает Маргарет, которой на тот момент уже исполнилось шестнадцать. Мать отдает ее учиться на гувернантку, в надежде что это даст ей стабильный доход и определенный статус в обществе для удачного замужества. Но все выходит иначе, и общение с прогрессивными друзьями дяди не проходит даром. Они быстро замечают природные интеллект девушки и её феноменальные способности к обучению.

И друг дяди Маргарет, доктор Эдвард Фраер начинает преподавать ей лечебное дело и кажется, что та схватывает все на лету. Генерал Франсиско Миранда отмечает необычную любовь Маргарет к чтению. И они решают что роль простой гувернантки девушке явно не подходит, ей нужно получить хорошее медицинское образование. Но как это сделать? В те времена для женщин доступ в университеты был закрыт. Да и вообще, кто позволит женщине вести официальную врачебную практику? Но это были люди которые не ищут легких путей и они придумали хитрый план. Маргарет должна превратиться в Джеймса и поступить в университет для мужчин, а после окончания учебы генерал заберет ее с собой Венесуэлу. В молодую страну без гендерных предрассудков. Кстати имя Джеймса Барри было выбрано не случайно, так звали дядю Маргарет, того самого художника. Это сильно упрощало подделку документов.

Начало обучение девушки

И вот мы снова оказываемся в 1809 году на корабле который везет молодого Джеймса в Эдинбург в сопровождении тети, которая на самом деле была его матерью. Итак на пороге университета появился молодой человек маленького роста, в длинном пальто, со слишком высоким голосом и вставками в обуви чтобы казаться выше. Казалось бы, этот нелепый маскарад должны были раскрыть за 5 минут, но нет. Видимо сама мысль что женщина может набраться наглости и приехать поступать в мужском наряде, была настолько фантастичной, что это даже в голову никому не пришло. Просто какой-то странный паренек и все, да еще и вполне способный. За все три года обучения у Джеймса возникла только одна проблема, его не хотели допускать к выпускным экзаменам по причине слишком маленького возраста. Ведь единственное объяснение странной внешности студента, преподаватели объяснили тем, что он завысил свой возраст и на самом деле ему лет 15 а не 22 года. Иначе почему у него до сих пор не сломался голос и не растет борода? Логично.

Чтобы спасти ситуацию в дело вмешался граф Бьюкен, один из тех кто был автором всего плана с переодеванием. Он направил в университет письмо где заявил что нигде в уставе нет правила которое бы ограничивало возраст выпускников. Университет просто был вынужден согласиться с доводами уважаемого графа и Джеймс спокойно сдал экзамены, с отличными оценками почти по всем предметам. И вот план приведен в исполнение. Джеймс Барри он же Маргарет Балкли теперь дипломированный врач. Самое время забыть про фальшивую мужскую личность и отправляться Венесуэлу лечить людей. Но как раз с этим вышла проблемка в тот самый момент когда Джеймс сдавал экзамен, Испания разгромила Венесуэльскую армию, а Франсиско Миранда оказался в тюрьме и так до конца жизни из нее и не вышел. Что было делать дальше было непонятно. Если новоиспеченный доктор сейчас раскроет свой настоящий пол, то это будет пустой тратой трех лет обучения. Работать по специальности он все равно бы не смог, и маскарад затянулся еще на 50 лет.

Карьера Джеймса Барри

После университета молодой врач Джеймс Барри вернулся в Лондон и поступил на работу в одну из больниц в качестве ассистента хирурга, а через полгода и вовсе решил отправиться на службу в армию. И там тоже никто не догадался, что Джеймс на самом деле женщина. Он успешно проходит все комиссии, и в 1813 году оказывается в военном госпитале города Плимут. Через пару лет Джеймс Барри дослужиться до должности помощника штабного хирурга.

А дальше началось самое интересное. После безупречной работы на туманном альбионе, перспективного доктора решают отправить в одну из самых далеких английских колоний в южную Африку в Кейптаун. Следующие десять лет станут для Джеймса самыми успешными в карьере. Первым делом доктор отправился на прием губернатору Чарльзу Сомерсету. И там выяснив, что его дочь тяжело больна, а местные врачи разводят руками, Джеймс взялся за дело и, к удивлению всех , дочь губернатора пошла на поправку. Неудивительно, что после этого карьера Барри стремительно полетела вверх.

Он становится личным врачом лорда Сомерсета, а в 1822 году его назначают колониальным медицинским инспектором. То есть фактически он начинает отвечать за всю медицину в южной Африке, а ему было тогда всего 33 года. Это вызывало сильное неодобрение местных чиновников. Особенно если учесть вздорный характер Барри и его любовь к реформам. Встав во главе ведомства он активно занялся перестройкой вообще всего и старался в любую область внедрить последние научные стандарты. Джеймс Барри потребовал, чтобы все медицинские работники колонии имели хотя бы базовое медицинское образование, затем он занялся продвижением вакцинации задолго до того как ее начали массово практиковать по всему миру, создал хоспис для больных проказой, курировал улучшение качества питьевой воды и всячески боролся с антисанитарией.

В любой больнице, в которой Барри устанавливал новой порядке смертность падала в разы. Естественно что настолько радикальный пересмотр традиций, встречал отчаянное сопротивление врачей старой школы, но такому отношению способствовал и сам Джеймс. Все кто его знал описывали его как неуравновешенного, вспыльчивого и упрямого человека. Он легко мог наплевать на правила приличия и субординацию, если считал себя правым, болезненно реагировал на любые замечания относительно своей внешности. Один раз даже подрался из-за этого на дуэле, к счастью без жертв. В общем Барри точно не был душой компании, практически не имел друзей, но даже враги отмечали его талант хирурга.

Пожалуй самая его известная операция это кесарево сечение. Сегодня для нас такая процедура не считается чем-то экстраординарным, многие женщины рожают с помощью кесарева сечения. Но во времена Барри такая процедура сопровождалась огромным риском.

Но жизнь Джеймса Барри состояла не только из впечатляющих успехов. Порой случались и громкие скандалы. Из-за женственности доктора, его постоянно подозревали в нетрадиционной ориентации. Вероятно что лорд Чарльз был в курсе секрета Джеймса Барии. Между ними вполне вероятно мог быть роман. Во всяком случае когда лорд тяжело заболел и отправился в Лондон, Барри немедленно последовал за ним. Хоть он на тот момент был на службе на острове Маврикий и не имел права самовольно оставлять работу. Когда командование потребовал объяснить такое возмутительное нарушение дисциплины, то Джеймс в своей манере ответил что ему срочно надо было повидать своего парикмахера. Генералы были возмущены от такой наглости и моментально сняли Барри с должности и понизили в звании до штабного лекаря. Но ему было наплевать, он два года продолжал жить в Лондоне и ухаживать за лордом Сомерсетом до самой его смерти в 1831 году.

Следующие назначение Джеймс Барри получит только через пять лет на далекую ямайку, и в течение 15 лет его будет мотать почти по всем английским островам карибского моря. Джеймс Барри успел побывать и в России, правда при не самых благоприятных обстоятельствах. Во время Крымской войны Барри не удалось получить официальное направление на фронт, поэтому он взял отпуск и отправился туда самостоятельно, чтобы помочь организовать уход за ранеными. И там по своему обыкновению снова успел поругаться, причем с другой знаменитой женщиной Флоренс Найтингейл, а это основательница всего института сестринского дела как отдельной профессии.

В 1857 году Джеймс Барри будучи уже довольно пожилым человеком получил чин инспектора по военным госпиталям. Это максимально высокое звание, до которого мог дослужиться медик в британской армии. После чего отправился в Канаду, в последнем дальнюю командировку в своей жизни. Там он по обыкновению в первую очередь взялся за наведение чистоты, менял и расширял питание солдат, пролоббировал постройку отдельных помещений для женатых военных, так как до этого солдатские жены вместе с мужьями жили в общих казармах. В Монреале Барри стал известен тем что передвигался по городу исключительно на ярко-красных санях завернувшись в меха. А еще он умудрился стать членом клуба сент-джеймс, элитной тусовки только для мужчин. Но проработал в Канаде доктор всего два года. За свою жизнь он привык жаркому тропическому климату и холодная страна ему просто не нравилась. В конце концов он заболел бронхитом и уплыл обратно в Лондон.

Он рассчитывал что после выздоровления получит назначение куда-нибудь в более теплое место, но вместо этого его отправили в отставку. Последние пять лет Джеймс Барри прожил в Лондоне, так и не раскрыв свою тайну. Даже наоборот, он хотел чтобы это осталось тайной и после его кончины. Каждый раз когда он чувствовал приближение смерти то первым делом начинал давать распоряжение похоронить себя без традиционного омовения и в той же самой одежде в которой он умер.

Как раскрылась правда

Джеймс Барри умер в 1865 году от дизентерии. Может быть никто так и не узнал кем на самом деле был Барри если бы не служанка София Бишоп, которая пришла готовить тело к похоронам и она ничего не знала про запрет на переодевание. И тут-то все и выяснилось. Служанка поняла, что умерший доктор был женщиной, так еще и рожавшей. Так как нашла на теле следы кесарево сечения. И с этой историей пошла в газету. Неизвестно поверили ей журналисты на слово или просто решили напечатать историю ради рейтингов, но вскоре новость о том, что уважаемый бригадный генерал медицинской службы оказался женщиной, разлетелась по всей британской империи. Для армии это был скандал невероятного масштаба. Как это они в течение 50 лет не могли догадаться, что Барри женщина. Стремясь скрыть свою оплошность, они на всякий случай засекретили все документы о докторе на сто лет, а сама история стала полу легендой. Кто-то думал что Барри переоделась мужчиной, чтобы пойти в армию за своим любимым, кто-то утверждал что Барри была первой феминисткой и боролась за свои права в патриархальном мире.

Исследователи полностью отследили биографию Джеймса Барри и заметили что он появляется будто из воздуха в возрасте 19 лет на борту корабля плывущего в Эдинбург. В этот же самый момент у его тети пропадает старшая дочь Маргарет. Окончательно стало понятно что Джеймс и Маргарет одно и то же лицо после сравнения их почерков.

Маргарет была обычная женщина которая вынуждено притворялась мужчиной. Трудно сказать насколько она сама была довольно такой жизнью. С одной стороны она объездила кучу стран, сделала карьеру, которой позавидовали бы большинство мужчин, реально помогла наладить систему здравоохранения в армии. А с другой, на сколько ей самой было комфортно жить под чужой личностью? Каждый день вставать и быть мужчиной, не выдав себя случайной фразой или действием. На этот вопрос никто уже не даст точного ответа.

"ЧТО ТАКОЕ РЕНТГЕН И ЧЕМ ОН ОТЛИЧАЕТСЯ ОТ ЗИВЕРТА" или "ЕДИНИЦЫ ИЗМЕРЕНИЯ РАДИАЦИИ"

Мы уже рассказывали о том, что такое радиация в принципе (см. мою первую статью здесь же). Теперь так же коротко и очень понятным языком обсудим единицы её измерения. Надо сказать, вопрос этот не слишком сложный, но, тем не менее, иногда здесь происходит некоторая путаница.

Начнём с того, что для измерения активности радиоактивных материалов в системе СИ используется такая единица как беккерель (Бк). Фактически это дело показывает то, сколько распадов в секунду происходит в данном веществе за 1 с. Поэтому 1 Бк = 1 с^-1. То есть, речь идёт именно о процессах «внутри» радионуклида, а не об информации о «радиации вокруг» него. Внесистемная единица измерения активности – кюри (Ки). 1 Ки = 3,7 * 10^7 Бк.

Теперь непосредственно о самой радиации. Существует такое понятие как экспозиционная доза. По сути, она просто характеризует способность фотонного (гамма) излучения ионизировать окружающий воздух и представляет собой отношение суммарного заряда ионов, образованных в результате действия излучения, к массе воздуха, на который это действие оказывалось. Соответственно единица измерения экспозиционной дозы – кулон на килограмм (кл/кг). Внесистемная единица измерения – это тот самый рентген (Р). 1 Р = 2,58*10^-4 кл/кг. Мощность экспозиционной дозы измеряется в амперах на килограмм (А/кг) или в рентгенах в секунду (Р/с). На практике, впрочем, часто используют рентгены в час (Р/ч). А мощность – она и есть мощность. Её значение даёт понять, «насколько сильное» гамма-излучение присутствует в данном месте, «сколько рентген воздействует на объект за секунду или за час».

Также существует понятие поглощённой дозы. Это – величина энергии ионизирующего излучения, переданная веществу. Чтобы было понятно, скажем так. Если экспозиционная доза скорее характеризует само по себе излучение (только гамма), то поглощённая – показывает именно «количество» действия излучения (какого-нибудь) на что-либо, «сколько радиации здесь подействовало на объект». Формулировки, разумеется, мягко говоря, некорректные, но весьма наглядные и понятные. В системе СИ данная величина измеряется в греях (Гр). Один грей равен одному джоулю (энергии) на килограмм (вещества) (Дж/кг). Кроме того, есть несистемная единица под название «рад», равная 0,01 Гр. Фактически именно поглощённая доза является основополагающей в дозиметрии. Она показывает именно действие энергии на вещество и применима к радиоактивному излучению любого вида. В общем и целом, в большинстве случаев можно считать, что «100 рентген гамма-излучения равны 100 радам или 1 грею». То есть, в среднем, объект, помещённый в среду, в которой наблюдается мощность гамма-излучения 100 Р/ч, за час получит дозу в 1 грей. А за 2 часа, как несложно догадаться – 2 грея. Хотя на самом деле там всё будет зависеть от конкретной энергии конкретных частиц. Но в среднем – примерно как-то так.

Теперь самое интересное. Дело в том, что разные виды излучения (альфа, бета, гамма. ) по-разному воздействуют на живые организмы. Ранее мы уже отмечали, что альфа-излучение может быть гораздо опаснее, чем бета (другой вопрос, что оно должно ещё как-то «попасть в организм», а для него это сложнее). Поэтому для оценки биологического эффекта облучения организма была придумана эквивалентная доза излучения, измеряемая в зивертах (Зв). Она равна поглощённой (организмом или его частью) дозе, умноженной на так называемый взвешивающий коэффициент данного вида излучения. То есть, величину энергии, полученной организмом или его частью, просто умножают на коэффициент, который у каждого вида излучения свой. Для гамма-излучения он равен 1. Следовательно, в этом (и самом распространённом) случае эквивалентная доза (в Зв) будет численно равна поглощённой (в Гр). Есть и внесистемная единица измерения эквивалентной дозы: бэр (биологический эквивалент рентгена), который равен 0,01 Зв. Таким образом, если человек пробыл 3 часа в местности, мощность экспозиционной дозы в которой составляет 30 Р/ч, то поглощённая им доза излучения примерно такова: 3 * 30 = 90 (рад) = 0,9 (Гр), что в эквиваленте равно 90 (бэр) или 0,9 (Зв).

Для бета-частиц и рентгеновского излучения взвешивающий коэффициент также равен 1.

Для протонного принимается равным 2.

Для альфа-частиц и осколков деления атомов – 20.

Что касается нейтронного излучения, то оно сильно различается по энергии этих самых нейтронов, и здесь коэффициент может быть от 2 до 21.

Получается, что 1 час воздействия альфа-излучения на организм как бы соответствует целым 20 часам воздействия гамма-излучения.

Вообще говоря, учитывая, что для «обычной» радиации (гамма) все три величины численно примерно равны, в дозиметрах часто показывается не мощность экспозиционной дозы в Р/ч, а именно мощность эквивалентной в Зв/ч (на самом деле — обычно в микрозивертах). Кстати говоря, в среднем по Земле естественное её значение составляет около 0,20 мкЗв/ч (20 мкР/ч). Нормой считается излучение до 0,30 мкЗв/ч, хотя по факту абсолютно безопасно для человеческого организма и постоянное пребывание в местности с 0,50 мкЗв/ч.

Всё? Нет, не всё. Излучение ещё и по-разному может действовать на различные ткани и органы организма. Например, глаза могут быть более чувствительны, чем кожа. Для оценки действия излучения на конкретные «места организма» используется ещё один коэффициент, на который умножается суммарная эквивалентная доза облучения организма. Полученная величина называется эффективной дозой и измеряется в тех же единицах, что и эквивалентная. Например, для желудка и лёгких коэффициент равен 0,12, для кожи – 0,01.

Какие конкретно эквивалентные дозы излучения приводят к развитию лучевой болезни? Это тема для отдельного разговора. Если совсем вкратце, то за довольно короткий промежуток времени человек должен успеть получить дозу 100 Р = 1 рад = 1 Гр = 100 бэр = 1 Зв (для гамма-излучения). Да, да, вероятно, именно поэтому знаменитый бар в «Сталкере» был назван именно так.

Источник https://pikabu.ru/story/parovyie_mashinyi_chast_pervaya__dvigatel_6149958

Источник

Источник

Источник