О ВОЗРАСТЕ ЗЕМЛИ, СУДЬБАХ ДИНОЗАВРОВ И БОЛЬШОМ ВЗРЫВЕ

 

Инженер агентства экологической безопасности «Альфа X-91» и популяризатор ядерных технологий Дмитрий Горчаков рассказал собравшимся о радиоизотопном датировании. Радионуклиды есть во всем, что нас окружает, и для каждого типа изотопа известно время, за которое распадается половина от первоначального числа его радиоактивных ядер. Так называемый период полураспада — постоянная величина, на которую не влияет ни давление, ни температура. Это своеобразные природные часы, которые могут использоваться для датировки.

Исторически первый метод радиоизотопного датирования — уран-свинцовый — предложил британский физик Эрнест Резерфорд. Все изотопы урана радиоактивны, стабильных его атомов нет. Уран-238 имеет период полураспада 4,47 миллиарда лет, уран-235 — 700 миллионов лет. Оба в итоге преобразуются в стабильные изотопы свинца. Именно по количеству образовавшихся изотопов свинца можно понять время жизни некоторых минералов. Последние при кристаллизации вбирают уран, но выталкивают свинец, таким образом, сам момент кристаллизации становится точкой отсчета. Весь свинец, который появится в минерале после — результат распада урана. Именно с помощью этого метода американский химик Клэр Паттерсон определил возраст Земли в 4,55 миллиарда лет. Он проанализировал изотопы свинца в остатках метеорита Каньон-Дьябло.

Другой метод датирования также построен на паре изотопов: калии-40 и продукте его распада аргоне-40. Период полураспада радиоактивного калия — 1,25 миллиарда лет. Этим методом, в частности, установлены возраст минералов на Марсе и время жизни австралопитека Люси (по породам, накрывавшим скелет). Но самый интересный метод — радиоуглеродное датирование. Оно позволяет работать не с минералами, а с органикой. Здесь анализ идет не по продуктам распада, а по соотношению различных изотопов углерода. В умершем организме радиоактивный углерод-14 постепенно распадается (период полураспада — 5 730 лет), а стабильные изотопы углерода не меняются. С помощью этого метода, например, определили, что ткань Туринской плащаницы была создана в Средние века.

 

 

На вопрос, водились ли динозавры на территории современной России, свой ответ в форме мини-лекции дал младший научный сотрудник лаборатории палеоэкологии Института экологии растений и животных Антон Кисагулов. Карта Земли в мезозое, эпохе динозавров, отличалась от своих нынешних очертаний. Европейская территория Евразии, в том числе и центральная часть России, была разрежена морями. Морем был покрыт и Урал. Сухопутные ящеры, а динозавры были сугубо сухопутными животными, в этих местах не обитали. Мезозойские слои, содержащие кости динозавров, чаще встречаются только к востоку от Урала, но и там природные условия и глубокое залегание осложняют раскопки. Несмотря на это следы динозавров в России все-таки находят. У нас представлены все основные группы древних ящеров: завроподы, пситтакозавры, утконосые амурозавры и стегозавры. Были у нас и крупные хищные динозавры, например, сибирский аллозавр.

Лектор высказал слегка будоражащую мысль о том, что люди и сегодня сталкиваются с «динозаврами». Еще в 1990-е годы научный мир говорил, что динозавры являются предками птиц. Но за последние тридцать лет наука скакнула вперед, и сегодня облик ряда хищных динозавров в реконструкциях дополняется перьями. Это подтверждают обнаруженные отпечатки оперения у ископаемых остатков, а также недавно найденный янтарь с фрагментом покрытого перьями хвоста динозавра. Более того, последние исследования говорят о том, что птицы — не потомки, а представители динозавров, т.е. они составляют не вымершую группу хищных мелких динозавров.

Сегодня потягаться в кровожадности с древними сородичами могут казуары. В 2019 году был зафиксирован случай убийства человека этой крупной нелетающей птицей, обитающей в Новой Гвинее и Австралии. «Нам еще повезло с эпохой. Древние птицы, поскольку их крупные сородичи вымерли, а львы и волки еще не появились, заняли нишу главенствующих сухопутных хищников. На протяжении нескольких миллионов лет они «кошмарили» бедных млекопитающих», — добавил Кисагулов.

 

О Большом взрыве со слушателями поговорил преподаватель школы астрономии kantrSkrip Глеб Жуклевич. Основа всей современной космологии — общая теория относительности, приоткрывшая завесу тайны над многими физическими процессами. Альберт Эйнштейн полагал, что Вселенная статична, т.е. неизменна и вечна, но такая модель противоречила его собственным математическим построениям. Российский физик Александр Фридман показал, что уравнения Эйнштейна больше применимы для описания динамической Вселенной, предсказав тем самым ее расширение.

Но если Вселенная расширяется, значит, должна быть точка, из которой стартовал этот процесс. Советский и американский физик Георгий Гамов создал теорию первичного нуклеосинтеза, предположив, что Вселенная родилась из очень плотного горячего вещества. Также ученый предсказал, что электромагнитное излучение, существовавшее вместе с первичным горячим веществом, при расширении мира сохраняется. Позднее наличие этого остаточного излучения, или, иначе, реликтового фона было подтверждено экспериментально.

Почему момент рождения Вселенной именуют взрывом? Сам термин «Большой взрыв» впервые употребил британский астроном Фред Хойл, который, к слову, был оппонентом этой теории. «Если вы поместите очень много массы в одну точку, она будет стремиться разлететься, потому что давление отрицательное. Ничего не взорвалось, просто разлетелось само по себе. Таково свойство физического вакуума, и ничего больше», — пояснил Жуклевич. Дальнейшая судьба Вселенной после Большого взрыва восстановлена на основе анализа известного реликтового излучения. Так как Вселенная расширяется, то этот свет со временем, грубо говоря, «стареет» — он растягивается, меняет свою длину волны.

По словам Жуклевича, нерешенных проблем в космологии еще достаточно много. Какой из методов определения постоянной Хаббла правильный, и, следовательно, какой возраст Вселенной вообще считать правильным? Действительно ли Вселенная расширяется так, как мы считаем? Все ли хорошо с нашей физикой для описания этого процесса? Золотой век космологии еще впереди и связан с поиском ответов на эти вопросы.