Сегодня - 18.08.2019

Задайте вопрос учёному

В этом разделе вы можете задать вопросы, относящиеся к любому научному направлению: будь то археология или ядерная физика. Задавая вопрос, вы можете обозначить, ученому какой специальности он адресован. Если вы не определились с адресатом, мы найдем для ответа на ваш вопрос компетентного эксперта. Ответ будет опубликован на сайте.

Обращаем ваше внимание на то, что не подлежат рассмотрению вопросы и обращения, в которых содержатся выражения, оскорбляющие чьи-либо честь и достоинство, а также те, из которых не представляется возможным понять суть вопроса.

Вопросы вы можете направлять на электронный адрес: scienceinsiberia@gmail.com с пометкой в теме: «Вопрос ученому»



Есть ли на геологической карте мира белые пятна?

Отвечает старший научный сотрудник Института нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А. Трофимука СО РАН, заместитель декана геолого-геофизического факультета Новосибирского государственного университета кандидат геолого-минералогических наук Николай Юрьевич Матушкин

 

Есть ли на геологической карте мира белые пятна? Существует ли вероятность, что будут открыты новые интересные месторождения, или уже всё исследовано?

 

На нашей планете хорошо изучены только те части земной коры, которые доступны непосредственному исследованию или бурению. Это много, и позволяет создать подробные геологические карты. Однако остается немало регионов, которые плохо доступны для изучения: горные массивы, арктические территории, участки континентов, покрытые ледниками (Антарктида, Гренландия), дно Мирового океана. В таких случаях используются дистанционные методы: данные космических спутников, геофизическая съемка. Эти методы и их комбинации позволяют визуализировать и интерпретировать геологическое строение недоступных участков земной поверхности, в том числе покрытой ледниками или толщей воды, или выявить их глубинное строение.
 
Говоря о белых пятнах, имеет смысл уточнить масштаб исследований. В общих чертах известна геология почти всей поверхности планеты и процессы, которые приводят к образованию месторождений полезных ископаемых. Для менее изученных мест мы знаем области, где могут быть сконцентрированы отдельные месторождения. Существуют предварительные оценки их строения, природы и концентрации полезных ископаемых. Но не каждое проявление выгодно детально исследовать. Месторождение — экономическое понятие, и затраты по разведке должны окупиться его дальнейшей разработкой.
 
Тем не менее, сюрпризы бывают всегда, неожиданные находки делаются постоянно — так что да, вероятность открытия новых месторождений есть.
 
Иллюстрация с сайта pixabay.com
 



Если половина населения Земли вдруг исчезнет, поможет ли это наладить экологическую обстановку?

Отвечает ведущий научный сотрудник Института биофизики ФИЦ «Красноярский научный центр СО РАН» кандидат биологических наук Егор Сергеевич Задереев

 

В фильме «Мстители. Война бесконечности» титан Танос уничтожил половину населения Вселенной, чтобы снизить нагрузку на экологию. Скажите пожалуйста, эффективно ли это? Если половина населения Земли вдруг исчезнет, поможет ли это наладить экологическую обстановку?

 

Перенаселение планеты, действительно, иногда называют причиной глобальных экологических проблем, но это не совсем верно. Важны не только абсолютные цифры численности людей, но и то, как они взаимодействуют с окружающей средой. 
Для биосферы важно, сколько ресурсов мы извлекаем для своей жизнедеятельности и какие отходы выделяем в окружающую среду. Строго говоря, любой вид на планете делает тоже самое. В процессе развития жизни на Земле разные виды «притирались» друг к другу. Продукты выделения одних становились источником питания для других. Численности разных организмов контролировались сложными межвидовыми взаимоотношениями. Почти вся история планеты — это история преобразования окружающей среды живыми существами. 
 
Считается, что основные проблемы с качеством окружающей среды на Земле возникли с началом промышленной революции, но и это не совсем так. Известно, что даже древние цивилизации страдали от локальных экологических кризисов. Жители острова Пасхи вырубили практически все деревья, что привело к масштабной эрозии почвы, падению урожайности и, в конце концов, угасанию этой культуры. В исчезновении плейстоценовой фауны на территории Сибири (мамонты, носороги) виноваты и меняющийся климат, и охота древних людей. 
 
Чтобы снизить нагрузку на экологию более разумно не уничтожать половину населения планеты, а использовать современные безотходные технологии и изменять привычки потребления. Ровно двадцать лет назад была опубликована книга «Фактор четыре: как удвоить благосостояние, снизив в два раза потребление ресурсов». Авторы показывают, что использование самых современных технологий позволяет уменьшить потребление ресурсов (энергия, вода, сырье и других) во многих сферах нашей жизни. 
 
Можно пойти еще дальше и перейти на так называемые замкнутые технологии. Эксперимент с замкнутой системой жизнеобеспечения БИОС-3, который был реализован красноярским учеными в 1970-80-ые годы, показал, что можно создать замкнутую систему, где потребности человека в пище, воздухе и чистой воде станут удовлетворяться за счет внутреннего круговорота. Дом, построенный на таких принципах, практически не будет выделять отходов. Сейчас такие подходы реализованы в некоторых городах Скандинавии. Промышленность выстраивается таким образом, чтобы отходы одних предприятий служили сырьем для других производств. Жилые дома строятся так, чтобы использовать минимум энергии. Все отходы жизнедеятельности и сточные воды перерабатываются в удобрения. Подобные поселения практически автономны, и, значит, не создают нагрузку на окружающую среду. 
 
Пока подобные поселения реализованы лишь как экспериментальные объекты. Ясно, что построение экономики всей планеты на подобных принципах потребует комплексного планирования и изменения многих, привычных нам, политических или экономических взаимоотношений. Может показаться: уничтожить половину населения планеты проще, но я не думаю, что это улучшит ситуацию. Скорее всего станет только хуже. Резкое снижение численности населения приведет к социальным и экономическим потрясениям, которые всегда сопровождаются ухудшением качества жизни и отношения к окружающей среде. 
 
Людей на планете не так много. Если поставить их рядом друг с другом, то все население Земли можно легко разместить на территории сравнимой по площади с Москвой. Просто мы неразумно потребляем ресурсы и выделяем неоправданно много отходов.Современные технологии позволяют сократить и оптимизировать эти потоки — в развитие таких исследований и нужно вкладывать ресурсы, в том числе человеческие. 
 
Фото с сайта pixabay.com
 



Смогут ли когда-нибудь ученые «выращивать» отдельные органы непосредственно на человеке?

Отвечает главный научный сотрудник лаборатории стволовой клетки Института химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН, профессор, доктор медицинских наук Игорь Валентинович Майбородин

 


Смогут ли когда-нибудь ученые «выращивать» отдельные органы, непосредственно на человеке, например, если кто-то потерял руку в аварии?

 

Для того, чтобы человек «вырастил» какую-то конечность, необходимо существование открытой раны, не должен образовываться рубец в течение всего времени восстановления. Если у человека, да и у других теплокровных будет незаживающее повреждение, то во-первых, возникнет огромная кровопотеря, а во-вторых, присоединится инфекция. У холоднокровных животных (лягушки, тритоны, саламандры) другая ситуация: для них потеря 95 % крови не будет фатальной и не возникнет сепсис. Земноводные могут жить с открытой раной и потихоньку выращивать лапы и хвосты, забившись под корягу.
 
У людей же при кровотечении из крупного сосуда смерть наступает в течение нескольких минут. Сейчас нет технологий, позволяющих восстановить утраченную конечность непосредственно на человеке. Впрочем, и изолированно, «в пробирке», это сделать пока еще нельзя. Мы можем вырастить ткани — кости, мышцы, сосуды, эпителий (кожу, слизистые). Но сделать так, чтобы все образовывалось вместе, да еще и в форме руки — невозможно. На данный момент нет способов запрограммировать, что это должна быть именно рука, а не нога; большой палец, а не безымянный. Ведь генетическая информация одинаковая в каждой клетке человеческого организма. Пока нам не хватает знаний и возможностей. 
 
Если же когда-нибудь удастся «вырастить» требуемый орган в пробирке, то с «пришиванием»  проблем не будет. К примеру, в Новосибирской областной больнице (ГБУЗ НСО «Государственная Новосибирская областная клиническая больница». — Прим. ред) есть отделение микрохирургии, и если случилась травма, но в клинику быстро привезли сохранившуюся конечность в холодном виде, то ее можно реплантировать.
 



Почему у произведений древнерусской литературы нет авторов?

Отвечает Отвечает научный сотрудник отдела редких книг и рукописей Государственной публичной научно-технической библиотеки СО РАН кандидат филологических наук Инна Александровна Шилова

 


Почему мы не знаем авторов Древней Руси, например, таких как Гомер или Гесиод в античности?

 

Безусловно, у произведений древнерусской литературы есть свои авторы, просто очень часто мы не знаем их имен. 
 
Дело в том, что древнерусские книжники не стремились фиксировать свое имя, демонстрировать мастерство, удивлять читателей неожиданным поворотом сюжета. Произведения создавались по определенному канону. Законы средневекового творчества были таковы, что не авторская воля, а сам жанр произведения «определял», каким оно будет. 
 
Кроме того, в Древней Руси отсутствовало понятие литературной собственности:
многие произведения порой имели не одного, а нескольких авторов. Поскольку тексты на протяжении веков неоднократно переписывались, они могли сильно меняться под пером редакторов, становившихся таким образом со-авторами. 
 
Все же в отдельных рукописях сохранились упоминания древнерусских писателей, таких как Нестор, Владимир Мономах, Даниил Заточник, Епифаний Премудрый. Однако зачастую исследователям приходится проделать большую источниковедческую работу, чтобы установить, когда и кем было написано то или иное произведение.
 
Фото: wikipedia.org, Public Domain
 



Почему горчица вызывает ощущения, «отдающие в мозг»?

Отвечает научный сотрудник Института систематики и экологии животных СО РАН, заведующий лабораторией ФИТ НГУ «Инжевика» кандидат биологических наук Иван Андреевич Поликарпов

 


Почему горчица и васаби у многих вызывают острую реакцию? У одних щекочет в носу, у других текут слезы, у третьих появляются неприятные ощущения, «отдающие в мозг». Какие процессы за этим стоят и почему не все люди одинаково реагируют на эти продукты?

 

Такие приправы, как горчица и васаби, выделяют едкие химические пары, воздействующие на носовой проход. 
 
Резкий запах определяется высоким содержанием аллилизотиоцианатов — органических веществ, обладающих раздражающим и слезоточивым действием вследствие взаимодействия с ионными каналами TRPA1 и TRPV1. Изотиоцианаты (горчичные масла) образуются из смеси веществ, содержащихся в растении, в присутствии воды. Под действием фермента мирозиназы высвобождаются едкие сернистые соединения, которыми и обусловлен жгучий вкус горчицы. Известно, кстати, что изотиоцианатные соединения у растений действуют как защитный механизм против травоядных животных.
 
На индивидуальную восприимчивость влияет множество факторов, в том числе влажность слизистой оболочки, поэтому кто-то ощущает вкус и запах очень явственно, а кто-то — совсем не ощущает.
 
Фото: скриншот из мультфильма «Умная собачка Соня»
 



Можно ли переборщить с витаминами?

Отвечает и.о. заведующего лабораторией химии твердого тела Института химии твердого тела и механохимии СО РАН кандидат химических наук Игорь Олегович Ломовский

 


Существует мнение, что всё необходимое для нашего организма мы получаем из обычной пищи, а избыточное употребление витаминов даже может привести к раку. Так ли это?

 

Если бы мы ели хорошие продукты и придерживались правил сбалансированного питания, возможно, мы могли бы получать все необходимое из обычной еды. Но мы же живем в Сибири, и длительное время в году испытываем недостаток свежих фруктов и овощей. 
 
Резкие авитаминозы, которые требуют серьёзной терапии — сейчас большая редкость. Даже врачи говорят, что за 10 лет практики найти человека с настоящим авитаминозом достаточно тяжело. Ситуация с витаминами и микроэлементами у каждого человека настолько индивидуальна, что зачастую они должны подбираться отдельно для каждого пациента. Однако это дорого и очень сложно, даже с нашим уровнем диагностики. Нужно сдавать кровь на протяжении полугода раз в две недели и тогда тебе, может быть, чего-нибудь отбалансируют. 
 
Чтобы получить гипервитаминоз, надо очень сильно постараться. Когда раньше говорили, что витамин С помогает предотвратить рак и давали десятки грамм этого витамина в день — это действительно могло повысить вероятность онкологии. Но от того, что человек просто съест таблетку с дневной нормой витаминов, ничего не случится.
 
В Nature была опубликована большая статья-обзор, где сводилось много работ и там было показано: есть пищу, сбалансированную по витаминам и всем нутриентам лучше, чем есть витамины. Но при нашем обычном, несбалансированном, питании принимать витамины гораздо лучше, чем не принимать.
 
Фото с сайта pixabay.com
 



Правда ли, что некоторые драгоценные камни друг другу «родственники»?

Отвечает заведующий лабораторией литогеодинамики осадочных бассейнов Института геологии и минералогии им. В. С. Соболева СО РАН кандидат геолого-минералогических наук Федор Игоревич Жимулев

 

Правда ли, что некоторые драгоценные камни друг другу «родственники» и незначительно отличаются по составу? 

 

Действительно, в небольшой группе камней, согласно законодательству, относящихся к драгоценным, легко заметить родственные связи. Например, сапфир и рубин являются драгоценными разновидностями одного минерала — корунда, представляющего собой оксид алюминия (Al2O3). Синяя окраска сапфира вызвана тем, что небольшая часть атомов алюминия в кристаллической решётке корунда замещена титаном и железом. Даже незначительной примеси этих элементов достаточно, чтобы придать бесцветному чистому корунду яркую синюю окраску. Красный цвет рубинов обусловлен присутствием примеси хрома, также замещающего алюминий. Это, пожалуй, самый известный, но не единственный пример родства среди драгоценных камней. 
 
Рекордсменом по количеству драгоценных разновидностей является берилл (Al2[Be3(Si6O18)]), четыре разновидности которого представляют собой драгоценные камни различных категорий. Во всех них незначительная часть ионов алюминия заменена так называемыми ионами-хромофорами, придающими цвет не имеющему окраски химически чистому бериллу. Драгоценными разновидностями берилла являются окрашенный хромом зеленый изумруд, содержащий двухвалентное железо голубой аквамарин, имеющий примесь трехвалентного железа золотисто-желтый гелиодор и розовый воробьевит (морганит) — прозрачный берилл с примесью марганца. Выделение драгоценных разновидностей одного минерального вида, как и наличие близкородственных минералов среди драгоценных и ювелирных камней (например, семейство граната) является обычным явлением. 
 
Фото Никиты Колесова © Новосибирский государственный университет



Правда ли, что существует водородная вода?

Отвечает ведущий научный сотрудник Института неорганической химии им. А. В. Николаева СО РАН доктор химических наук Данил Николаевич Дыбцев

 

В последнее время в соцсетях появилось много рекламы так называемой водородной воды, которая якобы является антиоксидантом, заряжает клетки энергией и увлажняет кожу. Некоторые СМИ даже пишут об этом статьи! Что думает по этому поводу наука?

(после яркого раскатистого смеха)

 

Я скажу так: сон разума рождает чудовищ. Присоединить к молекуле воды (H2O) водород невозможно: она очень устойчива, там просто нет для этого места. Молекулярный водород в жидкой воде растворяется, но в очень и очень низких концентрациях, что не влияет ни на какие свойства. Воду можно легко обогатить минералами, но не водородом.

 

Кроме того, вода не может быть антиоксидантом: она совершенно нейтральна в этом смысле. И, конечно, H2O увлажняет кожу и ничего другого с ней не делает! Собственно, увлажнение — это процесс обогащения влагой, то есть водой.

 



Зачем в корма для птиц добавляют лизин?

Отвечает старший научный сотрудник Института химии твердого тела и механохимии СО РАН кандидат химических наук Анатолий Александрович Политов

 


Зачем в корма для птиц добавляют лизин, ведь эта аминокислота и так содержится в растительном сырье?

Верно подмечено: зачем извлекать лизин из пшеницы, а затем вновь добавлять в корма? 
 
Дело в том, что обычная домашняя курочка мясной породы для выработки одного килограмма мяса должна съесть до 3—3,5 кг корма. Современные же породы бройлеров и кур-несушек — это продукт высоких биотехнологий, и определенные породы бройлеров (специалисты называют их кроссы) производят килограмм мяса при употреблении 1,7—1,8 кг корма. Почувствуйте, как говорится, разницу. 
 
Но чтобы достичь своего генетического потенциала такие куры должны получать строго сбалансированное по аминокислотам и энергии питание, а состав пшеницы не является идеальным. Поэтому и приходится «руками» добавлять те аминокислоты, которых бывает недостаточно в кормах. Кстати, добавляют не только лизин, но и другие аминокислоты, например, метионин или цистеин. 
 
Можно ли добавлять не изолированные аминокислоты, а натуральные продукты, в которых таких аминокислот содержится в большем количестве? Можно, но изолированные, то есть выделенные (синтетические) аминокислоты добавлять проще и дешевле.
 
Фото: с сайта proinkubator.ru



Можно ли вытащить обратно космонавта, который пересек границу черной дыры?

Отвечает старший научный сотрудник Института ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН, кандидат физико-математических наук Евгений Михайлович Балдин

 


Предположим, есть черная дыра радиусом 100 тыс. световых лет. Что это означает? Как я понимаю, луч света, выпущенный по касательной к границе черной дыры, через 2*пи*100 тыс. лет вернется примерно в ту же точку, где запускался. Какое же ускорение свободного падения на границе черной дыры? Оно равно центростремительному ускорению а=с^2/R, где R=100 000*K*c, где К=количество секунд в году и примерно равно 31*10^6. То есть ускорение свободного падения на границе такой черной дыры будет 0,0001м/с^2. Значит ли это, что космонавта, который пересек границу черной дыры, можно вытащить обратно?


Что происходит на границе чёрной дыры, нам достоверно не известно, так как на условно «лабораторном столе» сегодня не наблюдается ни одной чёрной дыры, и до тех пор, пока какую-нибудь из этих чёрных дыр не препарируют, нельзя построить подробную теорию. Скорее всего, придётся как-то объединить квантовую механику и Общую теорию относительности. На сегодняшний день есть несколько кандидатов на объединённую теорию квантовой гравитации, но какая из них окажется ближе к реальности — до экспериментальной проверки сказать невозможно. Сверхбольшие чёрные дыры размером 100 тыс. световых лет тоже не наблюдались, так что не понятно как описывать такие объекты.

Если следовать классике, то движение по геодезической касательной займёт бесконечное время с точки зрения наблюдателя. При  приближении к границе чёрной дыры космонавт будет разорван, хотя возможно нюансы — ведь не всегда понятно, что именно считать границей чёрной дыры (см. вращающаяся чёрная дыра, метрика Керра). 

Система Orphus