Как изменились актеры со времен сериала Чудеса науки

Только Лиза почти не изменилась. А наиболее узнаваемый Гарри Уоллес.

p.s. автор забыл добавить"почувствуй себя старым" ?)

Биологические часы: 5 методов датировки событий прошлого

Древние прорицатели напряженно рассматривали внутренности жертвенных животных. Современные исследователи с неменьшим интересом изучают ушную серу китов, колючки кактусов, окаменелых моллюсков. Но не для предсказания будущего, а чтобы заглянуть в прошлое

Говорят, если в отложениях юрского периода обнаружат останки кролика, рухнет все стройное здание палеонтологии, ведь по ее представлениям в эпоху динозавров современных млекопитающих быть не могло. Если же подобная сенсационная находка все же будет сделана, то наверняка выяснится, что кролик оказался среди древних пород случайно и относится к куда более позднему периоду.

Разобраться в этом помогут методы оценки возраста останков. Тем более что часто сами ткани растений и животных могут подсказать, к какому именно времени их следует отнести. Такие свидетельства особенно полезны для археологии при анализе артефактов, сделанных из тех же животных и растений, — одежды, костяных и деревянных инструментов. Нужно лишь посчитать кольца или измерить радиоактивность: это совсем не гадание, это — датировка.

Метод 1: по образцам

Палинология часто сопровождает разведку запасов угля и нефти: анализ пыльцы позволяет точнее их локализовать и определить возраст залежей

Как не бывает кроликов юрского периода, так и динозавров в отложениях голоцена искать не стоит. Поэтому останки определенных организмов используются в качестве «руководящих ископаемых», по которым можно датировать древний слой. Отличным примером служат аммониты, жившие в океанах между 245 и 65 млн лет назад. Представители этой вымершей группы моллюсков довольно быстро эволюционировали, сменяя друг друга. Их окаменелости сохранились во множестве, и по виду раковины можно датировать находку меловой или той же юрской эпохи.

Еще шире для отсчета времени используют пыльцу растений, споры грибов и панцири микроскопических динофлагеллят. Споры образованы хитином, панцири водорослей — целлюлозой, которые позволяют им сохраняться на протяжении очень долгого времени. Оболочка частиц пыльцы и вовсе сложена спорополленином, который считается едва ли не самым стойким биологическим полимером в мире. Недаром древнейшая пыльца найдена в осадочных породах возрастом около 300 млн лет. Да и сама «наука о пыли», палинология, развивается уже более века, и сегодня установлены частицы, характерные для различных регионов и эпох, как древних, так и совсем недавних.

Метод 2: по белкам

Аминостратиграфия помогла датировать останки древних жителей Северной Америки, показав, что люди появились на континенте более 40 тысяч лет назад

Жизнь на Земле демонстрирует до сих пор необъясненное предпочтение одних аминокислот другим. Эти молекулы могут иметь одинаковую формулу, но два варианта структуры, два изомера, отражающие друг друга, словно правая и левая рука. Химически L- и D-изомеры совершенно идентичны, и в смеси находятся в пропорции 1:1, иногда переходя один в другой. Однако белки всех земных организмов построены только из L-аминокислот.

Это соотношение нарушается лишь после гибели, когда изомеры начинают приходить в равновесие. Скорость этого процесса для каждой аминокислоты разная, она зависит от температуры, влажности и других условий. Однако если учесть эти факторы, то восстановление баланса изомеров протекает измеримыми темпами, позволяя оценить время, прошедшее с момента гибели животного или растения. Метод позволяет датировать образцы возрастом до 200 тысяч лет, если их средняя «температура хранения» составляла 30 °C, и до двух миллионов — при 10 °C.

Метод 3: по углероду

Радиоуглеродным анализом Уиллард Либби определил возраст древнеиудейских свитков Мертвого моря, папирус для которых был изготовлен из кожи коз и овец, живших около 2000 лет назад

Из соединений углерода состоит вся жизнь на Земле. Растения и некоторые другие организмы получают его из воздуха, а прочие — уже из растений. Часть этого углерода образуется высоко в атмосфере, где атомы азота попадают под удары космических лучей и превращаются в углерод-14. Такие изотопы составляют следовые количества в общей массе углерода, порядка десятимиллионных долей процента, и живые организмы включают их в состав своих тканей с тем же успехом, что и обычный углерод-12. Постоянно поглощая пищу, они накапливают ровно столько же радиоактивного углерода, сколько и окружающая среда.

Однако это равновесие нарушается после гибели организма, когда поступление веществ извне прекращается, а углерод-14 продолжает распадаться. Со временем его остается все меньше: период полураспада этого изотопа составляет около 5730 лет, и точное измерение содержания углерода-14 позволяет датировать образец по его собственной ткани.

Еще в 1940-х такая блестящая мысль пришла в голову американскому физику Уилларду Либби, который развил методику радиоуглеродного анализа и в 1960 году удостоился Нобелевской премии. Уже десятки лет этот подход остается ключевым в датировке животных и растений, хотя за 10 периодов полураспада содержание углерода-14 снижается в тысячу раз, после чего детектировать его не способны даже самые чувствительные приборы. Поэтому предельный возраст, который можно определить радиоуглеродным методом, — около 60 тысяч лет.

Метод 4: по кольцам

Благодаря дендрохронологии возраст деревянных мостовых Древнего Новгорода определили с точностью до года: так, установлено, что шестой ярус стволов был уложен 14 лет спустя после седьмого

Древесина прирастает годовыми кольцами, толщина которых определяется условиями сезона вегетации. У одинаковых растений в одной и той же местности кольца оказываются то шире, то уже. Чередование линий сохраняет хронологию с точностью до года, и если сроки жизни деревьев частично пересекались, то кольца можно наложить и продлить эту летопись в прошлое.

Древесно-кольцевые хронологии по стволам лиственниц построены для Великого Новгорода на 1200 лет назад. Подобный подход применяется и для многолетних трав. Древесного ствола они не образуют, зато могут отращивать мощные корни с годовыми кольцами, которые используются в гербохронологии. Кольцами растут и лишайники. Намертво удерживаясь на камне, они могут сохраняться на месте тысячами лет. Подсчитано, что за год распространенный вид Rhizocarpon geographicum нарастает на 0,3–0,9 мм, позволяя с приемлемой точностью датировать образцы возрастом до 10 000 лет.

По косвенным уликам

Анализ колючек кактуса Carnegiea позволил выяснить, что он начал расти в 1950 году, и проследить изменения климата Аризоны вплоть до смерти растения в 2004-м

Годовые кольца образуются не только у деревьев. Слоны и мамонты тоже наращивают бивни слоями, и по их составу иногда удается связать время жизни животного с климатическими и геологическими событиями. Для китов такой «летописью» служит ушная сера, слои которой откладываются каждые полгода.

В 2018 году ученые исследовали пробки, извлеченные из ушных каналов пары десятков китообразных и хранившиеся в музеях. Это позволило проследить историю изменений океана с конца XIX века. Например, снижение активности китобоев после наложения ограничений на их промысел привело к уменьшению количества стрессового гормона кортизола, который накопился в слоях серы.

Впрочем, слоны и киты не самые заметные из живых хронометров. Больше прав на эту роль имеют кактусы рода Euphorbia. Новые колючки они отращивают на макушке, и когда проклевываются следующие, предыдущие смещаются вниз. Такие кактусы живут десятилетиями, и акантохронология анализирует их колючки, как дендрохронология — кольца стволов.

Но еще удивительнее метод «часов-полёвок». Дело в том, что зубы этих грызунов способны изменяться довольно стремительно, позволяя им быстро приспосабливаться к переменам в рационе. Вдобавок зубы удивительно тверды и отлично сохраняются. Рассматривая их, археологи могут довольно точно датировать многие находки эпохи плейстоцена.

Фото: SPL / LEGION-MEDIA (Х3), DIOMEDIA, ISTOCK

Материал опубликован в журнале «Вокруг света» № 9, сентябрь 2019

Про возрастные изменения

Забавно наблюдать как с возрастом меняется отношение к чему-либо.Мои личные индикаторы - блюз и старенькая итальянская теленовелла "Cenerentola'80"

9 лет: хочу платье как у главной героини Синди и фехтовать как княгиня-мать, принц - красавчик, мачеха и сестры - записные стервы фильм - лучший в мире.

18 лет: тоже хочу сто долларов на день рождения. Синди - истеричка, принц - не в моем вкусе, мачеха - стерва, папаша - тряпка. Всем смотреть "Мертвеца" Джармуша.

Сильно за 30: мачеха - святая. Не убить мужа, принесшего в дом младенца от любовницы. Не прибить падчерицу, в очередной раз влипшую в историю с полицией. Не прибить падчерицу, когда она, вместо того, чтобы упасть в объятия наследного принца, бьёт его по морде и сбегает, роняя туфли.Великая драма великой женщины.

С блюзом все проще: как только он появляется в плейлисте - ты морально готова к ипотеке или покупке садового участка.

Синди и принц

С днем рождения меня

Мне сегодня 42. Судя по трендовым постам я уже старичок. Только вот за последние 4 года все больше понимаю, что только начинаю жить. И хочу обратиться ко всем "молодым" : следите за здоровьем, больше двигайтесь, лечите зубы и не запускайте болячки. Про печень вообще молчу)

От «Ледяного человека» до Вселенной: как ученые определяют возраст всего

Познание окружающего мира невозможно без понимания возраста исторических древностей и того, как долго существует сам мир – наша Вселенная. Ученые создали множество способов для определения возраста археологических находок и установления дат исторических событий. Сегодня на хронологической шкале времени отмечены и даты извержения древних вулканов, и время рождения звезд, которых мы видим на ночном небе. Об основных методах датировки мы сегодня и расскажем.

Археологические находки

Когда речь идет о возрасте археологических находок, то, конечно, все вспоминают радиоуглеродный метод. Это, пожалуй, самый известный, хотя и не единственный, метод датирования древностей. Известный в том числе благодаря постоянной критике, которой он подвергается. Так что это за метод, для чего и как он используется?

Для начала нужно сказать, что этот метод применяется, за очень редким исключением, только для датировки предметов и материалов биологического происхождения. То есть возраста всего, что некогда было живым. Более того, речь идет о датировке именно момента гибели биологического объекта. К примеру, человека, обнаруженного под завалами жилища, разрушенного землетрясением, или дерева, срубленного для того, чтобы построить корабль. В первом случае это позволяет определить примерное время землетрясения (если оно не было известно из других источников), во втором – примерную дату постройки корабля. Так, например, датировали извержение вулкана на острове Санторин, одного из ключевых событий древней истории, возможной причины апокалипсиса бронзового века. Для анализа ученые взяли найденную при раскопках вулканического грунта ветвь оливкового дерева.

Почему имеет значение именно момент гибели организма? Соединения углерода, как известно, составляют основу жизни на нашей планете. Живые организмы получают его в первую очередь из атмосферы. С гибелью углеродный обмен с атмосферой прекращается. Но углерод на нашей планете, хоть и занимает одну клетку таблицы Менделеева, однако бывает разный. На Земле встречаются три изотопа углерода, два стабильных – 12C и 13C и один радиоактивный, подверженный распаду, – 14C. Пока организм жив, соотношение стабильных и радиоактивных изотопов в нем то же, что и в атмосфере. Как только углеродный обмен прекращается, количество нестабильного изотопа 14C (радиоуглерода) за счет распада начинает снижаться и соотношение меняется. Примерно через 5700 лет количество радиоуглерода снижается вдвое, этот процесс называется периодом полураспада.

Радиоуглерод рождается в верхних слоях атмосферы из азота, в азот же потом и превращается в процессе радиоактивного распада / © wikimedia.org

Метод радиоуглеродного датирования разработал Уиллард Либби. Первоначально он предположил, что соотношение изотопов углерода в атмосфере во времени и пространстве не меняется, а соотношение изотопов в живых организмах соответствует соотношению в атмосфере. Если так, то измерив это соотношение в имеющемся археологическом образце, мы можем определить, когда оно соответствовало атмосферному. Либо получить так называемый «бесконечный возраст», если радиоуглерода в образце нет.

Метод не позволяет заглянуть далеко в прошлое. Его теоретическая глубина – 70 000 лет (13 периодов полураспада). Примерно за это время нестабильный углерод полностью распадется. Но практический предел – 50 000–60 000 лет. Больше нельзя, не позволяет точность оборудования. Измерить возраст «Ледяного человека» им можно, а вот заглянуть в историю планеты до появления человека и определить, например, возраст останков динозавров уже нельзя. Кроме того, радиоуглеродный метод – один из самых критикуемых. Споры вокруг Туринской плащаницы и разбор методики установления возраста реликвии лишь одна из иллюстраций несовершенства данного метода. Чего только стоит аргумент о загрязнении образцов изотопом углерода уже после прекращения углеродного обмена с атмосферой. Не всегда есть уверенность, что взятый для анализа предмет полностью очищен от углерода, привнесенного уже после, например бактериями и микроорганизмами, поселившимися на предмете.

Стоит заметить, что после начала применения метода выяснилось, что соотношение изотопов в атмосфере со временем менялось. Поэтому ученым понадобилось создать так называемую калибровочную шкалу, на которой отмечено по годам изменение содержания радиоуглерода в атмосфере. Для этого были взяты объекты, датировка которых известна. На помощь ученым пришла дендрохронология – наука, основанная на исследовании годичных колец древесины.

Вначале мы упомянули о том, что есть редкие случаи, когда данный метод распространяется на предметы небиологического происхождения. Характерный пример – древние постройки, в строительном растворе которых применялась негашеная известь CaO. При соединении с водой и углекислым газом, содержащимся в атмосфере, известь превращалась в карбонат кальция CaCO3. Углеродный обмен с атмосферой в этом случае прекращался с момента затвердевания строительного раствора. Таким способом можно определить возраст многих древних построек.

Останки динозавров и древних растений

Теперь поговорим о динозаврах. Как известно, эрой динозавров был сравнительно небольшой (конечно, по меркам геологической истории Земли) отрезок времени, который продлился 186 млн лет. Мезозойская эра, так она обозначена на геохронологической шкале нашей планеты, началась примерно 252 млн лет назад и закончилась 66 млн лет назад. При этом ученые уверенно разделили ее на три периода: триасовый, юрский и меловой. И для каждого определили своих динозавров. Но как? Ведь радиоуглеродный метод для таких сроков не применим. В большинстве случаев возраст останков динозавров, других древних существ, а также древних растений определяют по тому, в породах какого периода они обнаружены. Если останки динозавра были найдены в породах верхнего триаса, а это 237–201 млн лет назад, значит, в это время динозавр и жил. Теперь встает вопрос, как определить возраст этих пород?

Мы уже говорили, что радиоуглеродный метод можно использовать не только для определения возраста объектов, имеющих биологическое происхождение. Но изотоп углерода имеет слишком малый период полураспада, и при определении возраста тех же геологических пород он не применим. Этот метод, хоть и является самым известным, всего лишь один из методов радиоизотопного датирования. В природе есть и другие изотопы, чьи периоды полураспада более длительны и известны. И минералы, которые могут быть использованы для определения возраста, например циркон.

Для определения возраста методом уран-свинцового датирования это очень удобный минерал. Точкой отсчета для определения возраста будет момент кристаллизации циркона, аналогично моменту гибели биологического объекта при радиоуглеродном методе. Кристаллы циркона обычно радиоактивны, так как содержат в себе примеси радиоактивных элементов и прежде всего изотопы урана. К слову, радиоуглеродный метод можно было бы назвать и углерод-азотным методом, так как продуктом распада изотопа углерода является азот. Вот только какие из находящихся в образце атомов азота образовались в результате распада, а какие там были изначально, ученые определить не могут. Поэтому, в отличие от других радиоизотопных методов, здесь так важно знать изменение концентрации радиоуглерода в атмосфере планеты.

В случае с уран-свинцовым методом продуктом распада является изотоп, который интересен тем, что его в образце ранее быть не могло или его первоначальная концентрация изначально известна. Ученые оценивают время распада двух изотопов урана, распад которых завершается образованием двух различных изотопов свинца. То есть определяется соотношение концентрации исходных изотопов и дочерних продуктов. Радиоизотопные методы применяются учеными к изверженным породам и показывают время, которое прошло с момента отвердения.

Земля и другие небесные тела

Для определения возраста геологических пород применяют и другие методы: калий-аргоновый, аргон-аргоновый, свинец-свинцовый. Благодаря последнему удалось определить время формирования планет Солнечной системы и, соответственно, возраст нашей планеты, так как считается, что все планеты в системе сформировались практически одновременно. В 1953 году американский геохимик Клер Паттерсон измерил соотношение изотопов свинца в образцах метеорита, упавшего около 20–40 тыс. лет на территории, занимаемой сейчас штатом Аризона. Результатом оказалось уточнение оценки возраста Земли до 4,550 млрд лет. Анализ земных пород тоже дает цифры подобного порядка. Так, обнаруженные на берегах Гудзонова залива в Канаде камни имеют возраст 4,28 млрд лет. А расположенные также в Канаде серые гнейсы (горные породы, по химическому составу близкие гранитам и глинистым сланцам), долгое время удерживавшие лидерство по возрасту, имели оценку от 3,92 до 4,03 млрд лет. Этот метод применим ко всему, до чего мы можем «дотянутся» в Солнечной системе. Анализ образцов лунных камней, привезенных на Землю, показал, что их возраст равен 4,47 млрд лет.

А вот со звездами все совсем по-другому. Они от нас далеко. Достать кусочек звезды, чтобы измерить ее возраст, нереально. Но, тем не менее, ученые знают (или уверены), что, к примеру, ближайшая к нам звезда Проксима Центавра всего лишь немного старше нашего Солнца: ей 4,85 млрд лет, Солнцу – 4,57 млрд лет. А вот бриллиант ночного неба Сириус совсем подросток: ему примерно 230 млн. лет. Полярной звезде и того меньше: 70–80 млн. лет. Условно говоря, Сириус зажегся на небе в начале эпохи динозавров, а Полярная звезда уже в конце. Так откуда ученым известен возраст звезд?

Мы не можем получить от далеких звезд ничего, кроме их света. Но и это уже немало. Фактически это тот кусочек звезды, который позволяет определить ее химический состав. Знание того, из чего состоит звезда, и необходимо для определения ее возраста. В течение своей жизни звезды эволюционируют, проходя все этапы от протозвезд до белых карликов. В результате происходящих в звезде термоядерных реакций состав элементов в ней постоянно меняется.

Сразу после рождения звезда попадает на так называемую главную последовательность. Звезды главной последовательности (к ним относится и наше Солнце) состоят в основном из водорода и гелия. В процессе термоядерных реакций выгорания водорода в ядре звезды растет содержание гелия. Стадия горения водорода – самый продолжительный период в жизни звезды. В этой стадии звезда находится около 90% отведенного ей времени. Скорость же прохождения стадий зависит от массы звезды: чем она больше, тем быстрее звезда сжимается и быстрее «сгорает». На главной последовательности звезда находится до тех пор, пока происходит выгорание водорода в ее ядре. Длительность остальных стадий, на которых выгорают более тяжелые элементы, менее 10 %. Таким образом, чем старше звезда, находящаяся на главной последовательности, тем больше в ней гелия и меньше водорода.

Еще пару сотен лет назад казалось, что узнать состав звезд мы никогда не сможем. Но открытие спектрального анализа в середине 19 века дало в руки ученым мощный инструмент исследования далеких объектов. Вот только сначала Исаак Ньютон в начале 18 века с помощью призмы разложил белый свет на отдельные компоненты различной цветности – солнечный спектр. Через 100 лет, в 1802 году, английский ученый Уильям Волластон присмотрелся к солнечному спектру и обнаружил в нем узкие темные линии. Он не придал им большого значения. Но вскоре уже немецкий физик и оптик Йозеф Фраунгофер исследует их и подробно описывает. Кроме того, он объясняет их поглощением лучей газами атмосферы Солнца. Кроме солнечного спектра он изучает спектр Венеры и Сириуса и находит там аналогичные линии. Обнаруживаются они и у искусственных источников света. И только уже в 1859 году немецкие химики Густав Кирхгоф и Роберт Бунзен провели серию опытов, по итогам которых пришли к выводу, что каждому химическому элементу соответствует своя линия в спектре. А, следовательно, по спектру небесных светил можно сделать выводы об их составе.

Метод сразу был взят на вооружение учеными. И вскоре в составе Солнца был обнаружен неизвестный элемент, не встречавшийся на Земле. Это был гелий (от «гелиос» – Солнце). Только несколько позже его обнаружили на Земле.

Наше Солнце на 73,46% состоит из водорода и на 24,85% – из гелия, доля остальных элементов незначительна. Кстати, среди них есть и металлы, что говорит уже не столько о возрасте, а сколько о «наследственности» нашей звезды. Солнце – молодая звезда третьего поколения, а это значит, что оно образовалось из того, что осталось от звезд первого и второго поколений. То есть тех звезд, в ядрах которых эти металлы и были синтезированы. В Солнце, по понятным причинам, этого еще не произошло. Состав Солнца и позволяет сказать, что ему 4,57 млрд лет. К возрасту 12,2 млрд лет Солнце покинет главную последовательность и станет красным гигантом, но уже задолго до этого момента жизнь на Земле будет невозможна.

Основное население нашей Галактики – это звезды. Возраст Галактики определяют по самым старым ее объектам, которые удалось обнаружить. На сегодня самыми старыми звездами в Галактике являются красный гигант HE 1523-0901 и «Звезда Мафусаила», или HD 140283. Обе звезды находятся в направлении созвездия Весов, и их возраст оценен примерно в 13,2 млрд лет.

Кстати, HE 1523-0901 и HD 140283 не просто очень старые звезды, это звезды второго поколения, имеющие в своем составе незначительное содержание металлов. То есть звезды, относящиеся к поколению, предшествовавшему нашему Солнцу и его «сверстникам».

Другим старейшим объектом, по некоторым оценкам, является шаровое звездное скопление NGC6397, звезды которого имеют возраст 13,4 млрд лет. При этом интервал между формированием первого поколения звезд и рождением второго оценивается исследователями в 200–300 миллионов лет. Эти исследования позволяют ученым утверждать, что наша Галактика имеет возраст 13,2–13,6 млрд лет.

Так же как и с Галактикой, возраст Вселенной можно предположить, определив, сколько лет ее самым старым объектам. На сегодняшний день рекордсменом по возрасту среди известных нам объектов считается галактика GN-z11, расположенная в направлении созвездия Большая Медведица. Свет от галактики шел 13,4 млрд лет, то есть он был испущен спустя 400 миллионов лет после Большого взрыва. А если свет проделал столь долгий путь, то Вселенная не может иметь меньший возраст. Но как же был определен этот срок?

Число 11 в обозначении галактики говорит о том, что она имеет красное смещение z = 11,1. Чем больше этот показатель, тем дальше объект находится от нас, тем дольше шел свет от него и тем объект старше. Предыдущий чемпион по возрасту – галактика Egsy8p7 – имеет красное смещение z = 8,68 (удалена от нас 13,1 млрд световых лет). Претендент на старшинство – галактика UDFj-39546284, вероятно, имеет z =11,9, но это пока до конца не подтверждено. Вселенная не может иметь возраст менее этих объектов.

Чуть раньше мы рассказали о спектрах звезд, по которым определяется состав их химических элементов. В спектре звезды или галактики, которая удаляется от нас, происходит сдвиг спектральных линий химических элементов в красную (длинноволновую) сторону. Чем дальше объект от нас, тем больше его красное смещение. Смещение линий в фиолетовую (коротковолновую) сторону, обусловленное приближением объекта, называется синим или фиолетовым смещением. Одним из объяснений этого явления является вездесущий эффект Доплера. Им, к примеру, объясняется и понижение тона сирены проезжающей мимо машины или звука двигателя пролетающего самолета. На доплеровском эффекте основана работа и большинства камер фиксации нарушений.

Итак, известно, что Вселенная расширяется. А зная скорость ее расширения, можно определить и возраст Вселенной. Константа, показывающая, с какой скоростью две галактики, разделенные расстоянием в 1 Мпк (мегапарсек), разлетаются в разные стороны, называется постоянной Хаббла. Но чтобы определить возраст Вселенной, ученым понадобилось узнать ее плотность и состав. С этой целью в космос были отправлены космические обсерватории WMAP (NASA) и Planck (Европейское космическое агентство). Данные WMAP позволили определить возраст Вселенной в 13,75 млрд лет. Данные европейского спутника, запущенного восемь лет спустя, позволили уточнить необходимые параметры, и возраст Вселенной был определен в 13,81 млрд лет.

📎📎📎📎📎📎📎📎📎📎