Неразрешимый вопрос. 5
Я много занимаюсь химией батарей. Для коммерческих литиевых батарей химия мало менялась с середины 90-х. При этом наблюдался огромный прогресс в увеличении емкости за счет инженерных решений; например, лучшей упаковки частиц в электроде. Такие решения, а не творчество химиков, сделало возможным, скажем, карманный смартфон.

***

Для производства электродов необходимы 30-40% взвеси микронных частиц в растворителе. Чернила наносят тонким слоем (десятки микрон) на металлическую фольгу и сушат в печке, удаляя растворитель. Для хорошего электрода нужен ровный слой плотно упакованных частиц, однородный по объему. Для этого нужно удалить растворенный в жидкости газ, иначе будут проблемы. Взвесь должна не расслаиваться во время процесса изготовления электрода, что требует вязкости не менее 1,000х вязкости воды, но не более 20,000х, иначе смесь не размешаешь. Для невязких жидкостей растворенный газ можно удалить, а взвесь сделать однородной, комбинацией размешивания ложкой и возбуждения ультразвуком; для вязких жидкостей этот подход не годится. Обычное размешивание для таких жидкостей может быть невозможным: многие из них жидкостей дилатантны. Чем больше скорость размешивания, тем больше вязкость: сталкивающиеся частички начинают слипаться друг с другом, препятствуя движению. Чем больше прикладывается усилий, тем менее эффективно перемешивание; только пузырей напустишь. Трудности такого рода многие годы снижали качество электродов.

Решение проблемы пришло с неoжиданной стороны. Для изготовления слепков для коронок, в 1970-х годах использовали альгинат кальция. Порошок смешивали с водой и, пока тот полностью не загустевал (что необходимо для формы), гель использовали для приготовления слепка. Кроме оптимальной консистенции геля надо, чтобы в нем не было пузырьков воздуха, иначе поверхности будут неровными. Протезисты мучились с этим гелем годами. Изобретатель решил придумать для них машинку для размешивания альгината. Используя центрифугу, он добился удаления пузырей воздуха, но это занимало так долго, что гель загустевал. Процесс надо было ускорить.

Тут его и озарило. То, чего невозможно добиться вращением вокруг одной оси, можно достигнуть одновременным вращением вокруг двух осей. Потребовалось 13 лет, чтобы довести изобретение (планетарную центрифугу) до ума, но после этого оно сразу покорило мир и радикально изменило множество технологий, включая производство электродов. Простая идея - большие последствия.

***

...Just like planets rotating while revolving around the sun, I thought that imparting rotation forces to the section of the mixer where the container is mounted on the centrifugal deaerator might make mixing possible.
http://www.thinkymixer.net/corporate/secret.html

Изобретателем подобной машинки мог стать только обыватель, решающий обычные житейские проблемы. Однако, этот обыватель не смог бы придумать то, что придумал, если бы не имел в голове готовую к употреблению картинку жидкой фигуры вращения, оборачивающейся вокруг Солнца, и не вообразил, что произойдет, если ускорить обороты.

Поколениям обывателей внушали ее столетиями - пока одному из них не пришла в голову революционная идея, что такое движение решает проблему приготовления густых суспензий. Астроному не пришла. Физику не пришла. Химику не пришла. Реологу не пришла. А ему пришла. Столетия заучивания астрономических премудростей обывателями принесли долгожданный плод.

Безусловно, обыватель может просто заучить, что Земля круглая. Знание причин для уверенности в этом важнейшем факте не нужно; кому надо, те пусть и разбираются. Но тогда хрен вам будут лаптопы и смартфоны. "Кому надо" не ломают голову над машинками для протезистов, вот какая беда.

Воображение слишком важная вещь, чтобы оставлять ее горстке специалистов.

(Read Comments |Comment on this)

Неразрешимый вопрос. 4
Согласно "Небесному эмпориуму благодетельных знаний", причин округлости в природе всего шесть, а именно

1. Гравитация - планета, звезда.
2. Изопериметрическая задача - ядро атома, капля, вирус, клетка, яблоко, котлета, копыто.
3. Трение - галька, монета, колесо.
4. Изотропный рост - пятно на скатерти, колония бактерий, лишайник, город, планетарная туманность.
5. Оптика - хрусталик, лупа.
6. Все остальные.

Скажешь, что Земля круглая, одернут: никак нет, геоид ! Но геоид не имеет прямой связи с формой Земли. Это эквипотенциальная поверхность силы притяжения. Неоднородности геоида возникает из-за неоднородностей распределения и состава материала во всей толще Земли, а не только ее поверхности. Потенциал можно разложить по сферическим гармоникам (на квадрупольную, октупольную и более высокие по порядку компоненты) до любого порядка. Однако, есть инструментальные ограничения измерения градиента и практические затруднения с числом таких измерений. До спутников максимальный порядок разложения был несколько сот, со спутниками - около 2000. Отклонения от сферичности подразумевают контекст гравиметрии и этого разложения. Высоту можно измерять только от чего-то. Например, от уровня реального или воображаемого моря, которые определяются не формой Земли, а ее потенциалом. => см. п. 1

Уменьшаем Землю, получаем булыжник. Как определяется сферичность булыжника? Булыжник слишком маленький для гравиметра, зато можно построить сглаженную по каким-то критериям поверхность и определить сферичность как отношение поверхности сферы того же объема к площади этой сглаженной поверхности. Это подразумевает изопериметричекую причинность; оттого никто таким определением не пользуется для Земли. Однако и для булыжника оно мало подходит, так как причиной округлости является эрозия. => п. 2

Уменьшаем булыжник, получаем молекулу. Тут непонятно, что считать "поверхностью" (это условность). Несть числа дескрипторам, которые пытаются одним параметром охарактеризовать (а)сферичность молекул. Обычно для этого составляют метрики из моментов инерции, которые можно измерить спектроскопически. Куб для химиков сферичен, так как моменты инерции для него одинаковы.

Для характеристики глазных линз отклонения интересны только как источник аберрации, и она опять характеризуется разложением на полиномы (Цернике). Как с Землей и гравитационным потенциалом, это мера ВСЕЙ линзы, а не только поверхности. => п. 5

И т. п.

Из этих примеров видно, что характеристика идеальности всецело зависит от (1) подразумеваемой причины "округлости" и (2) контекста измерений (для чего они необходимы). С точки зрения спутника в далекой орбите вокруг Земли, более существенно то, что у нее ненулевые квадрупольный и октупольный моменты (определяющие стабильность Кеплеровых орбит), чем то, несовершенная она сфера или совершенный куб. Этот контекст преобладает в химии, где нас больше интересует взаимодействие с другими объектами и полями, чем точная форма молекулы.

***

Мне пеняют за мое мнение, что для уверенности в том, что "Земля круглая/сферическая", необходимо хотя бы приблизительное понимание причин, отчего она круглая. Дескать, это лишнее.

Но это совершенная правда, и не только для Земли. От того, как мы классифицируем эту причину целиком зависит, какое отклонение от идеальной формы мы согласны игнорировать и то, что подразумевается под сферичностью. Учитывая, что неидеальности для Земли намного превосходят наши собственные размеры, и таков наш каждодневный опыт, это существенный момент.

(Read Comments |Comment on this)

Неразрешимый вопрос. 2
По-моему, уверенность в том, что Земля круглая (= примерно сферическая) подразумевает (1) понимание, как это можно показать и (2) понимание причин, по которым она круглая. Это понимание м.б. приблизительным, но если нет никакого (а это зачастую итог многолетнего образования), откуда может взяться уверенность? Я высказал это в комментарии, и меня спросили:

Оттого ли Земля круглая, что и капля воды в невесомости круглая?

Отличный вопрос, кстати.

Чем над неразумными детьми потешаться, не хочет ли кто-нибудь ответить?

(Read Comments |Comment on this)

Неразрешимый вопрос. 3
Оттого ли Земля круглая, что и капля воды в невесомости круглая?

Земля сферическая из-за того, что сила тяготения центральная, а решение предполагается однородным. Капля сферическая от того, что энергия поверхностного натяжения пропорциональна площади поверхности, а сфера минимизирует ee для фиксированного объема - разновидность изопериметрической задачи.

Совсем разные по стилю рассуждения используются для доказательства того, что сила тяготения для достаточно большого тела даст шар и для доказательства сферичности капли. Tо, что максимально симметричное тело - шар - получается в ответе к обоим задачам, кажется совпадением.

Случайно совпадение или нет? Интуитивно (мне, во всяком случае) кажется крайне сомнительным, что случайно. Вероятно, математики лучше ответят, насколько им это ясно из общих соображений - и каких.

Меня убеждает, что это не совпадение, громовское доказательство изопериметрического неравенства. Громов исходит из того, что гравитационно устойчивая форма - шар, и из этого доказывает, что шар - так же решение изопериметрической задачи. Это доказательство можно найти на стр. 548
https://www.maa.org/sites/default/files/pdf/upload_library/22/Ford/blasjo526.pdf
там оно отлично изложено, и пересказывать его я не буду.

Земля круглая <=> капля круглая. ***

Так что ответ - да.


*** Oooops https://shkrobius.livejournal.com/655787.html?thread=13712299#t13712299

(Read Comments |Comment on this)

Неразрешимый вопрос
..."Just 66% of millennials firmly believe that the Earth is round,” read the summary from the pollster YouGov. Why is the scientifically established view on the shape of the Earth less popular among younger respondents when the scientifically established view on the history of life and on the cause of global warming have been, in poll after poll, more popular among younger respondents?

https://blogs.scientificamerican.com/observations/do-people-really-think-earth-might-be-flat/
https://www.sciencealert.com/one-third-millennials-believe-flat-earth-conspiracy-statistics-yougov-debunk

(Read Comments |Comment on this)

Hypotheses non fingo
Девиз идет почти сразу после последней главы, в которой рассматривается движение ядер и хвостов комет. Ньютон обсуждает возможность того, что кометы (распределенные в пространстве более равномерно, чем другие тела) периодически привносят новый материал в потухающие звезды, делая их видимыми. Конец главы (и всей книги) развивает идею дальше: кометы - источник постоянного обновления планет

...The vapours which arise from the sun, the fixed stars, and the tails of the comets, may meet at last with, and fall into, the atmospheres of the planets by their gravity, and there be condensed and turned into water and humid spirits; and from thence, by a slow heat, pass gradually into the form of salts, and sulphurs, and tinctures, and mud, and clay, and sand, and stones, and coral, and other terrestrial substances. https://en.wikisource.org/wiki/Page%3ANewton's_Principia_(1846).djvu/509

Сразу за этим следует hypotheses non fingo

... For whatever is not deduc’d from the phaenomena, is to be called an hypothesis; and hypotheses, whether metaphysical or physical, whether of occult qualities or mechanical, have no place in experimental philosophy. In this philosophy particular propositions are inferr’d from the phaenomena, and afterwards render’d general by induction.

Поражает противоречие между кометной гипотезой, данной в конце книги и резким осуждением "гипотез" в заключении. Только недавно я узнал, о чем тут речь. Кометная гипотеза основана на наблюдении, но Ньютон предпочитал сообщать егo своим последователям лично.


***

В начале 1680-х годов Томас Бюрнет
https://en.wikipedia.org/wiki/Thomas_Burnet
опубликовал теорию образования гор. Первоначально земля была б/м ровная - ни гор, ни океанов. Горы образовались в результате Всемирного Потопа, но "потоп" название неудачное, это была более серьезная катастрофа. Из-за вращения Земля немного вроде яйца, а земная кора вроде скорлупы на этом яйце. Периодически из-за приливных взаимодействия с Луной и другими планетами скорлупа трескается, и содержимое выходит наружу, и яйцо пытается стать более сферическим. "Потоп" был таким событием: вода из мантии вышла на поверхность, когда треснула кора, а потом ушла, когда Земля вернулась в равновесие. Эту реорганизацию мы воспринимаем как горообразование. Бюрнет предположил, что дождь сорок ночей и сорок дней - последствие, а не причина катаклизма, так потоп содержал эквивалент восьми мировых океанов. Он предложил, что такой катаклизм произойдет опять, но затронет более глубокие слои мантии. Кора расплавится, и после остывания Земля придет в первоначальный вид без гор и океанов. Процесс может повторятся много раз.

Бюрнет послал книгу Ньютону. Она ему в целом ему понравилась, но с оговорками
http://www.newtonproject.ox.ac.uk/view/texts/normalized/THEM00014
Ньютон пеняет Бюрнету, что тот отвергает труднообъяснимые наблюдения, вместо того, чтобы искать им логические объяснения. По его мнению, вода была привнесена небесным дождем и вызвала горообразование непосредственно, а постулировать дополнительные катастрофы излишне. Например, нет причин считать, что однородная среда (скажем, вода Потопа или хаос в начале Творения) не могла сама по себе породить структурных неоднородностей, примерами чему кристаллизация из расплава и створаживание молока, смешанного с пивом.

До этого физическую теорию Потопа развивал Гук: из-за вращения Земли та постепенно меняет форму, становясь более приплюснутой, вызывая субдукцию континентов. Потоп - резкое ускорение процесса, вроде глобального землетрясения. Теория не согласовалась с наблюдениями Галлея, что долготы не изменились за два века. Галлей, знакомый с Началами, предложил, что Потоп был вызван переносом воды из хвоста кометы на Землю. Другие ближайшие последователи и знакомые Ньютона (Грегори, Уистон) так же активно обсуждали кометную теорию Потопа. Интерес к кометам был во многом вызван надеждами объяснить с их помощью Потоп в частности и геологическую эволюцию в целом.

Идея о том, что часть земной воды была перенесена внешней бомбардировкой никуда не делась. Кометы в эксцентрических орбитах, проходящих возле Солнца (вроде кометы Галлея) не источник этой воды, так их лед имеет другую изотопную композицию, но это несущественно. Бюрнет считается основоположником геофизики, а его идея о коре и мантии стала общепринятой. Земля действительно содержит в 10 раз больше воды в мантии, чем в океане, что недалеко от его оценки. Прав был Бюрнет и в том, что поверхность Земли была более однородной в далеком прошлом и станет более однородной в далеком будущем.

Рассуждения о физических причинах Потопа оказались плодотворны для науки.

***

Чего не скажешь о приземленных материях.

Например, факт, приведенный Ньютоном в доказательство возможности трансмутации небесной воды в твердь (коагуляция молока пивом) до сих пор не имеет объяснения. Пиво содержит таннины (полифенолы) из хмеля, а казеины в молоке - неупорядоченные цепочки аминокислот, богатые пролином. Такие последовательности есть и в нашей слюне.
https://en.wikipedia.org/wiki/Proline_rich_protein
Они состоят из "дешевых" аминокислот, чтобы уменьшить затраты на синтез. Полифенолы "склеивают" неупорядоченные цепочки, вызывая коагуляцию белков; так белки деактивируют токсины. Горький вкус = распознавание комплексов сенсорами. Как цепочки связывают полифенолы точно неизвестно, но это не химическая реакция. Исследовать взаимодействия непросто, так как ни сами цепочки, ни их комплексы с полифенолами не кристаллизуются. Отсутствие порядка позволяет цепочкам "склеивать" самые разные полифенолы, как бы растения не изощрялись в расположении ароматических колец. Наиболее популярна гипотеза, что пролины ориентируют кольца полифенолов так, чтобы их гидроксильные группы образовывали сильные водородные связи с внутренними группами на полимере.

Роберт Бойль утверждал, что описания библейских чудес содержатся в Писании для того, чтобы наставлять натурфилософов на правильные мысли о мироздании.
https://shkrobius.livejournal.com/502220.html

Kак в воду глядел...

(Read Comments |Comment on this)

Объяснение эксперимента 3
Бактериальную культуру сильно разбавили в питательном растворе и нанесли этот раствор на дно чашечек Петри. После трех часов инкубации, генетик проверил, что условия роста нормальные, и дно чашечек покрыто колониями. Половину чашечек оставили как контрольную группу, а в другой группе в каждую из чашечек добавили пипеткой несколько капель однопроцентного раствора поваренной соли и хорошенько перемешали содержимое лопатками. Обе группы чашечек опрыскали антибиотиком и поставили обратно в инкубатор. Через три часа чашечки опять вынули и пересчитали число колоний в каждой чашечке. В контрольной группе выживших колоний оказалось существенно меньше, чем в тех, куда добавили соляной раствор.

В комментариях к пред. посту есть правильный ответ:

...Эксперимент показывает, что устойчивость к антибиотику не возникла в ответ на его внесение, а уже была к моменту его внесения у части бактерий. Суммарное количество бактерий на момент добавления антибиотика в контрольных и опытных чашках было одинаковым, устойчивые колонии вырастают из отдельных устойчивых клеток. Если бы устойчивые клетки возникали бы только после добавления антибиотика, то устойчивых колоний было бы сопоставимое количество в опыте и контроле. Но так как устойчивые клетки росли на чашке до добавления антибиотика, то если не перемешивать, все родственные устойчивые клетки останутся в одной колонии, а если перемешать - перераспределятся и дадут несколько новых колоний.
https://shkrobius.livejournal.com/654557.html?thread=13609693#t13609693

Вот другое объяснение: https://books.google.com/books?id=YzuSBgAAQBAJ&pg=PT307

Опыт был проделан в 1949-м году Ньюкомбом (= Newcombe respreading test)
https://www.nature.com/articles/164150a0
http://jb.asm.org/content/198/17/2281.full
и послужил одним из толчков к нео-дарвинистскому синтезу. Исторический аспект можно узнать из
https://books.google.com/books?id=ZzTLBAAAQBAJ&pg=PA67

Опыт аналогичен известному эксперименту Макса Дельбрюка, но не требует статистического анализа
https://en.wikipedia.org/wiki/Luria%E2%80%93Delbr%C3%BCck_experiment
Поэтому я могу утверждать, что хотя бы один физик смог бы объяснить этот эксперимент.

Эксперимент показывает, что устойчивость к антибиотику/патогену (Ньюкомб использовал Е. coli и фаг Т2) вырабатывается не в момент применения, как полагали некоторые в середине 20-го века, а изначально присутствует в популяции (как редкая мутация) до применения. Я изменил некоторые технические детали потому, что не садист, и они не играют значения. Это концептуальная задача.

Меня попрекают в том, что в общем случае трудно восстановить эксперимент, не зная контекста. Если бы мне ответили, почему в контрольной группе выживает меньше колоний ("как"), я бы этим удовлетворился; контекст - дополнительный бонус ("что"). Однако, восстановить контекст из ответа на "как" не трудно. Эрудиции для решения задачи не нужно. Чтобы отвергнуть с порога гипотезу о капле физиологического раствора как причине гибели бактерий требуется толика здравого смысла. Остается перемешивание, а дальше нужно применить эту, как ее, "научную грамотность"...

***

Эксперимент и его "объяснения" здорово смотрятся на фоне жжешных дебатов о двойном слепом и эффективности гомеопатии. Надо было бы мне не физраствор в условие поставить, а каплю-другую круто разбавленного висмута - грозе кишечной палочки.

Я еще раз хочу повторить, что это не был тест на сообразительность, и он тем более не означает, что тот, кто не смог разобрать экcперимент 3 - "научно неграмотный".

(Read Comments |Comment on this)

Научная грамотность. 3
В комментариях мне написали про "научную грамотность":

...систематизация знания и методов позволяет точнее, а главное - быстрее, обнаружить границу "неизвестного". То есть "научная грамотность" помогает быстро обнаружить решения для исследованных классов задач и идентифицировать, зачастую методом исключения, новые задачи, решение которых неизвестно. Третий важный аспект "научной грамотности" - это помощь в обнаружении и избежании технических ошибок в обработке информации и постановке экспериментов.

Что тут сказать... Торопиться нам не куда, нерешенных задач множество, и искать их особенно не нужно, а ошибки в новом деле неизбежны. По-моему "научная грамотность" - нечто совсем другое, но это проще показать на примере, чем формулировать общие утверждения.

Я могу предложить упрощенный тест в стиле экспериментов 1 и 2: это тоже классический опыт многолетней давности. Он еще бесхитростней, чем те два. Для биологов в широком смысле слова тест не годится; не мешайте другим. Если Вы можете правильно ответить на вопрос без подсказок и подглядываний, я без колебаний назову Вас "научно грамотным". Если не получается, из этого НЕ следует, что Вы неграмотный.

Эксперимент 3.

Бактериальную культуру сильно разбавили в питательном растворе и нанесли этот раствор на дно чашечек Петри. После трех часов инкубации, генетик проверил, что условия роста нормальные, и дно чашечек покрыто колониями. Половину чашечек оставили как контрольную группу, а в другой группе в каждую из чашечек добавили пипеткой несколько капель однопроцентного раствора поваренной соли и хорошенько перемешали содержимое лопатками. Обе группы чашечек опрыскали антибиотиком и поставили обратно в инкубатор. Через три часа чашечки опять вынули и пересчитали число колоний в каждой чашечке. В контрольной группе выживших колоний оказалось существенно меньше, чем в тех, куда добавили соляной раствор.

Что и как доказывает этот эксперимент?

(Read Comments |Comment on this)

Научная грамотность. 2
from https://shkrobius.livejournal.com/653778.html
https://shkrobius.livejournal.com/653929.html

Как-то я искал книжку по истории ядерной физики и создания атомной бомбы. Мне попался на глаза отзыв на
https://books.google.com/books/about/The_Making_of_the_Atomic_Bomb.html?id=5o70W8CR6vMC
в одном из физических журналов. Рецензент хвалил изложение, но жаловался, что описания многих экспериментов было трудно понять.

Что это за классические эксперименты 50-100 летней давности, которые трудно понять? В магазине я пролистал книжку до чертежа незамысловатой установки. Я пробежал глазами пару параграфов вокруг чертежа и ничего не понял. Вообще ничего. Заинтересовавшись, я купил книжку. Пока я ехал в машине, я примерно понял, как работал эксперимент и как могли бы рассуждать экспериментаторы.

У меня было множество подсказок. Я знал контекст (важный эксперимент по ядерной физике). Я знал про протон, ядерные реакции и много других вещей, которые не были известны в 1917-м году. Это давно стали школьного уровня знания, "научная грамотность". Кроме этого, я физический химик. Все равно мне оказалось трудно установить, как из описания загадочных действий и ложных догадок следовал вывод, сделанный Резерфордом.

***

Предполагается, что "научная грамотность" это что-то вроде грамотности (разучил буквы, теперь читай), только в придачу к азбуке "фактов" (ДНК - двойная спираль, электроны не падают на ядра, планеты вращаются по эллипсам) надо заучить про научный метод, бритву Оккама и кванторы всеобщности. В этом смысле интересен эксперимент 2. Интересен он тем, что показывает, где именно пролегает граница "научной грамотности".

Из общих соображений нетрудно уразуметь, что биолюминисценция требует двух компонент с разными свойствами. Это логическая часть, и с ней хорошо справляются те, кто по роду занятий имеет дело с такими задачами. Например, программисты. С логическими навыками у этих людей все в порядке, их достаточно. За пределами подзадачи начинается более сложная задача: догадаться, какие это могут быть две компоненты, и как они работают вместе. Почему раствор надо взбалтывать. Какого рода субстанция может быть деактивирована кипячением и охлаждением. Почему одна компонента истощается, а другая - нет. Т.е., именно то, где могла бы пригодиться "научная грамотность", а не сообразительность.

Химики (сегодняшние, а не 1880-х года, когда был проделан эксперимент) скажут: но ведь это очевидно, ответы лежат на поверхности. Попросите физика объяснить эксперимент 2, и вы увидите, насколько это не так. "Средний физик" застрянет в том же месте, где и программист: на промежуточных выводах. "Средний химик" тоже застрянет в эксперименте 1 там, где программист. Под "средним" подразумевается не интеллект, а специализация.

Вне профессиональных знаний ученые тоже полагаются на "научную грамотность", и результат налицо: они не могут объяснить классический эксперимент столетней давности. Если "научная грамотность" не работает для ученых, как можно ожидать ее пользу для остальных?

(Read Comments |Comment on this)

Объяснения экспериментов
Объяснение эксперимента 1.

Запаянный стеклянный капилляр с радоном поместили в цилиндрический сосуд, наполненный газообразным водородом. На одном конце сосуда поместили экран из сульфида цинка. Между капилляром и экраном на разных расстояниях от экрана помещали металлическую фольгу. По тому, как менялась сцинтилляция (= слабые вспышки) на экране от положения фольги следовало, что сцинтилляция вызывается двумя разными частицами. Водород откачали. Некоторые сцинтилляции по-прежнему выглядели так, как если бы водород присутствовал. Из этого заключили, что в сосуде остались следы водорода. В сосуд допустили кислород. Частота сцинтилляций на экране, похожих на те, что наблюдали из водорода, уменьшились. То же самое наблюдали, когда в сосуд допустили углекислый газ. Тогда в сосуд допустили воздух. Частота "водородных сцинтилляций" увеличилась. Исследователь предположил, что источником водорода была вода и пыль из воздуха. Воздух отфильтровали и осушили. Частота "водородных сцинтилляций" не уменьшилась.

Эксперимент 1 я взял из гл. 6, стр. 134-137
https://books.google.com/books/about/The_Making_of_the_Atomic_Bomb.html?id=5o70W8CR6vMC
+ введения к
https://books.google.com/books?id=wm2LAwAAQBAJ&pg=PA15

Это классический эксперимент Марсдена и Резерфорда.

Радон излучает альфа-частицы; те бомбардируют молекулы водорода в газе, отрывая протоны. Обе ускоренные частицы теряют энергию в столкновениях с молекулами газа. Из-за разницы в массе, длина пробега протонов в газе длиннее, чем длина пробега альфа-частиц. Блокируя путь частиц металлической фольгой, можно поймать положение, когда альфа-частица блокируется (она уже потеряла энергию и остановлена более плотной, чем газ, фольгой), а другая (еще не потерявшая кинетическую энергию) пролетает через фольгу.

Eсли откачать водород, то в этом положении фольги видна "водородная сцинтилляция". Однако, это ничего не означает: чтобы разделить частицы по длине остановки, нужен газ, тормозящий частицы; т.е. "водородная сцинтилляция" - иллюзия: сцинтилляция идет из альфа-частиц.

Марсден это осознал, запустил в сосуд воздух, и увидел частицы с таким же профилем выхода сцинтилляции от положения фольги как и в водороде. Из этого Марсден заключил, что источником ядер водорода (тогда их еще не называли протонами) была стеклянная трубка с радоном, так как стекло содержит гидроксильные группы. Он заменил стеклянную на кварцевую трубку. Протон был все равно виден. Марсден заменил радон на никелевый диск с радием. Водород был все равно виден. Марсден был химиком, и он стал подозревать примесь водорода (водород растворяется в металлах и стекле).

Он сообщил о своих затруднениях Резерфорду. Резерфорд тщательно откачал сосуд, промерил, как частицы задерживались металлами разной толщины и заключил, что это были альфа-частицы. Тогда он стал пускать в сосуд разные газы (см. описание в посте). Из этих опытов он заключил, что для наблюдения второй частицы нужен азот. Получалось, что частица образуется в столкновениях альфа-частиц с азотом, но не с кислородом. Резерфорд предположил, что частица может быть заряженным ядром азота, гелия, лития или дейтерия. Используя газы разных масс, содержащие водород, он показал, что в каждом случае образовались частицы с такими же свойствами, что при бомбардировке водорода и азота. Частицы могли быть только протонами или дейтронами. Резерфорд открыл первую ядерную реакцию: трансмутацию азота-14 в кислород-17. Резерфорд не стал искать объяснений процессу, понимая, что в известной физике он его не найдет.
https://web.lemoyne.edu/giunta/RUTHERFORD.HTML

Объяснение эксперимента 2.

Светящегося моллюска растерли в кашицу в холодной воде и жидкость отфильтровали; так получили раствор 1. При взбалтывании раствора 1, тот некоторое время светился в темноте, но потом переставал. Свежеприготовленный (светящийся при взбалтывании) раствор 1 быстро вскипятили и охладили; так получили раствор 2. При взбалтывании раствор 2 не светился. Переставший светиться раствор 1 объединили с раствором 2, получив раствор 3. При взбалтывании раствор 3 светился. Часть свежеприготовленного раствора 1 заморозили, а потом нагрели до комнатной температуры, получив раствор 4. Раствор 4 при взбалтывании не светился. К раствору 4 добавили раствор 1, получив раствор 5. При взбалтывании раствор 5 светился.

Знаменитый эксперимент был проделан Дюбуа в 1880-х годах. Примечателен он тем, что Дюбуа предложил верное концептуальное объяснение биолюминисценции, которое годится для множества организмов, кроме того, с которым он произвел опыт. Для светлячка (которого он исследовал после моллюска) оно было бы полностью верным.

Не вдаваясь в детали: биолюминисценция возникает в реакции молекулы (люциферина) с окислителем, например кислородом. Взбалтывание раствора нужно, чтобы кислород растворился в воде (где он может энзиматически превращаться в окислитель). Реакция с окислителем медленная, для нее нужен катализатор: люцифераза. Кислород из окислителя образует с люциферином эндопероксид, а тот распадется/перегрупировывается в возбужденную молекулу, которая излучает свет. Люциферины и их люциферазы могут сильно отличаться по структуре и синтезироваться разными способами.

Дюбуа рассудил, что биолюминисценция должна быть химической реакцией, скорее всего двух молекул (кроме окислителя). Одна из этих молекул уничтожается кипячением, скорее всего это биомолекула - белок. Он назвал его люциферазой. Энзимы катализируют реакции, т.е. ее субстратом д.б. второй реагент - люциферин. Когда он заканчивается, исчезает свечение. В кипяченом растворе люциферин не светился, т.к. в нем была убита люцифераза. Если объединить этот раствор с раствором, где исчерпался люциферин, но остался катализатор, опять идет свечение. При замораживании раствора, в нем образуются кристаллики льда, "вымораживающие" белки, и они денатурируют. Дюбуа рассудил, что заморозка убивает люциферазу, и объяснение сводится к предыдущему. Из того, что люциферин устойчив к низким и высоким температурам, Дюбуа преположил, что люциферин - органическая молекула.

Проколом в рассуждении Дюбуа является возможность того, что люциферин - биомолекула, устойчивая к денатурации, которая восстанавливает третичную структуру в воде. Люциферин Pholas dactylus, который исследовал Дюбуа - молекула, ковалентно связанная с гликопротеином, обладающим таким свойством.
http://www.jbc.org/content/275/13/9403.full
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1002/cbic.200900503
Есть другие примеры люциферинов-фотопротеинов; не знаю, обладают ли они таким свойством.

То, что этот люциферин - макромолекула, было обнаружено через 100 лет после опыта Дюбуа, а хромофор опознали только в 2009-м году. Дюбуа мог сильно ошибиться в своих заключениях, так как свечение люциферинa этого моллюска катализируется ионами железа, которые могли присутствовать в экстракте.
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/000527287090109X
Более того, окислителем для люциферина (фолазина) служит пероксид, а не кислород, и лимитирующим для свечения мог быть не люциферин, a какой-нибудь энзим окислительной цепи. Гадал на кофейной гуще, а попал в самое очко...

Одной научной грамотностью в нашем деле немного достигнешь...

(Read Comments |Comment on this)

Научная грамота
Мне иногда попадаются на глаза тесты по т.н. "научной грамоте"
https://en.wikipedia.org/wiki/Scientific_literacy
Типичный образчик:
https://www.huffingtonpost.com/entry/are-you-science-literate-take-our-quiz-and-find-out_us_5620117ce4b069b4e1fb70e3
Тест представляет набор из 40+ фактоидов вроде того, что ДНК - двойная спираль. Поневоле задумаешься, какой % ответивших сможет объяснить, откуда известно, что ДНК - двойная спираль, или почему спираль двойная, а не четверная.

Википедия учит, что научная грамота представляет "владение понятием эксперимента и логического вывода, а также базовых научных понятий и фактов".

Весь мой опыт говорит о том, что такое владение - редкое качество. Аргументировать тезис я не буду. Для несогласных (и всех желающих) я предлагаю простой опыт. Вот два эксперимента более, чем столетней давности. Надо без подсказок и подглядываний сказать, что они означают. Один эксперимент по физике, другой - по химии. Химики могут объяснить эксперимент по физике, а физики - по химии. Какой из двух экспериментов по физике, а какой по химии - решайте сами. Пояснений не будет, а все комментарии открыты.

Эксперимент 1.

Запаянный стеклянный капилляр с радоном поместили в цилиндрический сосуд, наполненный газообразным водородом. На одном конце сосуда поместили экран из сульфида цинка. Между капилляром и экраном на разных расстояниях от экрана помещали металлическую фольгу. По тому, как менялась сцинтилляция (= слабые вспышки) на экране от положения фольги следовало, что сцинтилляция вызывается двумя разными частицами. Водород откачали. Некоторые сцинтилляции по-прежнему выглядели так, как если бы водород присутствовал. Из этого заключили, что в сосуде остались следы водорода. В сосуд допустили кислород. Частота сцинтилляций на экране, похожих на те, что наблюдали из водорода, уменьшились. То же самое наблюдали, когда в сосуд допустили углекислый газ. Тогда в сосуд допустили воздух. Частота "водородных сцинтилляций" увеличилась. Исследователь предположил, что источником водорода была вода и пыль из воздуха. Воздух отфильтровали и осушили. Частота "водородных сцинтилляций" не уменьшилась.

Эксперимент 2.

Светящегося моллюска растерли в кашицу в холодной воде и жидкость отфильтровали; так получили раствор 1. При взбалтывании раствора 1, тот некоторое время светился в темноте, но потом переставал. Свежеприготовленный (светящийся при взбалтывании) раствор 1 быстро вскипятили и охладили; так получили раствор 2. При взбалтывании раствор 2 не светился. Переставший светиться раствор 1 объединили с раствором 2, получив раствор 3. При взбалтывании раствор 3 светился. Часть свежеприготовленного раствора 1 заморозили, а потом согрели до комнатной температуры, получив раствор 4. Раствор 4 при взбалтывании не светился. К раствору 4 добавили раствор 2, получив раствор 5. При взбалтывании раствор 5 светился.

Что следует из этих экспериментов? Как это объясняет наблюдения?

(Read Comments |Comment on this)

Ситуация, однако...
https://www.cbsnews.com/news/israel-crocodile-business-leaves-hundreds-of-reptiles-stranded-in-west-bank/

Тут 70-ти мудрецов найти решение не хватит.

(Read Comments |Comment on this)

Колумб. 8
Евроамерика находилась на экваторе в лучшее время для образования угольных пластов - в (как же иначе?) Каменноугольном периоде (небольшой уголок Бразилии, захваченный от Африки, имеет такие угли). В Южной Америке подходящие условия сложились недавно, когда возник залив, отделяющий Анды от остального материка. В затхлых болотах по берегам залива откладывался торф. Из-за тектонической активности он превратился в уголь быстрее, чем это обычно занимает. Самые большие залежи находятся у тогдашнего экватора в Колумбии; теперь они у моря. Небольшие залежи есть так же в предгорьях Андов в Чили и Перу, тоже близко у моря.

Этот уголь не сыграл никакой роли в колонизации материка. Факт этот тем более удивительный, что добыча серебра в Андах держалась на хитроумном амальгамном процессе, который не требовал топлива в месте переработки руды. Леса там нет, и топить нечем; до прихода европейцев местная металлургия работала на сушеном навозе лам. Амальгамный процесс в Боливии переносил потребность в топливе в Перу, где извлекали из киновари ртуть. Оттуда ртуть везли в бурдюках из шкур лам (а в чем еще?) на ламах, потом на кораблях, и снова на ламах - в горы. В альтоплано, однако, тоже не росло леса, и испанцам пришлось организовать массовую заготовку соломы на топливо
https://books.google.com/books?id=bfF1h5eczDYC&pg=PA180&lpg=PA180
Жизнь трех стран была поставлена с ног на голову, чтобы решить логистику добычи серебра в безлесых местах.

Чили получает половину электроэнергии из угля. Боливия находится над одним из самых больших месторождений природного газа. Решение проблем находилось под ногами.

***

Для производства сахара тоже нужно много топлива для котлов. В Европе на это шел ископаемый уголь. В Бразилии, где начали выращивать тростник в Новом Свете, 1/5 затрат уходило на заготовку и транспортировку леса под дрова; это было существенно больше, чем стоимость перевозки и содержания рабов. Из-за истощения бедных почв и вырубки леса, плантации приходилось переносить на новое место каждые 10-15 лет, заново расчищая и сжигая лес. Когда стали выращивать тростник на островах (где хотя бы богатые почвы из-за вулканизма), бразильская технология была перенесена на них, и доступные леса быстро вырубили. На Барбадосе дошло до того, что обсуждались планы перевозки угля из Европы и заготовки древесного угля на материке.

Тогда и было обнаружено основное преимущество тростника над свеклой.

После отжимки сока, стебли тростника можно высушить на солнце, превратив в топливо (багассу), которого хватает на производство сахара, а золы - на удобрение полей. Замкнутость цикла позволила продолжить производство сахара и после вырубки леса, но оставались проблемы. Такой цикл производства требовал много рабочих рук. Из-за высокой смертности от тропических болезней, больше рабов умирало, чем рождалось, что приводило к хронической нехватке рук. Цикл так же давал патоку как ценный побочный продукт, содержащий остатки сахара. Патоку можно сбраживать, но отгонять этанол было уже нечем: топлива едва хватало на производство сахара. Необходимо было либо транспортировать топливо с материка, либо патоку на материк. Перевозка древесины на топливо была невыгодной. Перевозить патоку можно было только в бочках, на которые не было дерева. Не хватало его и на ящики, в которых перевозили сахар. Те хотя бы можно было делать из местного дерева. Жидкости экстрагируют таннины, и только некоторые сорта годятся под бочки; в Южной Америке таких деревьев не было.

Проблема была решена с освоением Новой Англии. Оттуда везли дубовые плашки на бочки. Бочки наполнялись патокой и перевозились обратно. В Новой Англии патоку сбраживали и перегоняли на ром. Ром экспортировали в Европу и Африку, где им расплачивались за рабов. Рабов везли в Америку.
https://en.wikipedia.org/wiki/Triangular_trade#New_England

Ситуация могла бы быть другой. Потребность в рабочей силе на островах сильно бы упала после начальной расчистки леса. Импорт угля из Колумбии позволил бы перегонку патоки на месте (что произошло на Кубе, когда там с большим запозданием обнаружили уголь). Ром можно было бы экспортировать в Европу, перевозя назад плашки, и в Колумбию, расплачиваясь за уголь. Новая Англия в этой схеме вообще была бы не нужна, и динамика колонизации Северной Америки была бы другой.

И уж точно она была бы другой, кабы сахарными были корешки, а не вершки. Корешки в печку не годятся. Пришлось бы найти уголь.

***

Учитывая, сколько проблем в двух главных производствах Америки вращалось вокруг нехватки топлива, кажется невероятным, что им были найдены столь чудные решения. В каждом случае пришлось открыть нетривиальные производственные циклы, последствия которых мы расхлебываем по сегодняшний день. Лучшие решения - уже в Америке - были буквально под ногами, но те же проблемы, которые привели европейцев в Америку, столь же остро стояли в Америке.

Мы идем на самые безумные, сложные комбинации, часто с трагическими последствиями, ради сиюминутного решения сиюминутных проблем, чье решение лежит на поверхности, требуя лишь толики терпения и любознательности. "Открытие Америки" - не единичное событие, а состояние ума.

(Read Comments |Comment on this)

Колумб. 7
Открыть Америку мало, тем более, если она оказалась не Индией, а архипелагом тропических островов. Такой Америке нужно еще найти применение, и на несколько веков это был сахарный тростник, который завез Колумб. Сахарному тростнику нужны тропики или субтропики; кроме юга Испании в Европе он не растет. Производство сахара быстро выросло в десятки раз. Трансатланатическая торговля и рабство - следствия такого выбора.

Сахарный бум в Америке продолжался до конца 18-го века, когда двое химиков в Германии обнаружили, что сахароза есть и в обычной белой свекле. Сначала ее было меньше, чем в тростнике (6% против 12-16%), но после нескольких десятилетий селекции, его стало больше (до 20%). K середине 19-го века 50% сахара уже производилось в Европе (могло бы быть 100%, кабы не колонии).

Как и с серебром, оказалось, что плыть за сахаром было не нужно. Сокровище находилось перед носом. Почему так задержалось открытие сахара в свекле?

***

Я думаю, причина ясна каждому, кто проезжал мимо сахарного завода: редко найдешь, что смердит больше, чем сахарная свекла при ее переработке. Из тростника можно сделать съедобную патоку, из свеклы она годится только скоту (в ней боевая концентрация пропионовой кислоты, индола и альдегидов). Для тростника можно представить себе эволюционный путь от сладеньких стебельков до сахарного завода, но для свеклы это мог быть только революционный путь. Кто-то должен был аналитически обнаружить в ней сахар и придумать процесс для его извлечения, невзирая на душистые промежуточные продукты и отходы.

Почему свекла разит? Не вдаваясь в детали, она растет в земле, и потому ей приходится иметь набор веществ, защищающих ее от почвенных бактерий и грибков.

Судьбы мира зависели от тривиального обстоятельства, что у тростника вершки, а у свеклы корешки.

(Read Comments |Comment on this)

Колумб. 6
По большому счету, уже в его время плаванье Колумба было некоторым недоразумением.

Когда я читал про мореплавателей, я не мог понять, почему в 15-м веке все настолько помешались на сребре-злате, что буквально были готовы гибнуть за металл. В книгах это списывали на жадность и беспокойство натуры, что не вязалось с жизненным опытом.

Только лет 10 назад я, наконец, узнал, что произошло. А было то, что резко снизилась производительность известных тогда месторождений золота и серебра, которые разрабатывали в продолжении веков. Эпоха географических открытий была попыткой выхода из общеевропейского металлургического кризиса, и любое предложение, каким бы оно не было экзотическим (скажем, португальские попытки найти золото в Африке), в такой обстановке воспринималось серьезно.
https://en.wikipedia.org/wiki/Great_Bullion_Famine

***

Странность в том, что серебра в Европе было сколько угодно. Ехать за ним не надо было, оно находилось под ногами. Проблема существовала в головах. Серебряные руды, которые тогда разрабатывались, были свинцовыми. С незапамятных времен сульфиды превращали в сплав. При высокой температуре свинец окисляли в оксид, который в расплаве отделяется от серебра. "Отсутствие серебра" означало выработку богатых серебром свинцовых руд вблизи поверхности. При этом оставалось множество медных руд, содержащих серебро. Примерно в то же время, когда Колумб отправился в странствие, в Германии был изобретен (или переизобретен) метод извлечения серебра из медных руд.

Метод (ликвация) основан на фазовой диаграмме медь - серебро - свинец, и его описание можно найти, например, здесь
https://en.wikipedia.org/wiki/Liquation
Подход в том, чтобы захватить серебро избытком свинца, сведя задачу к предыдущей. Это возможно благодаря спинодальной декомпозиции сплавов свинца и меди и большой разнице в их плотности. В 16-м веке процесс был оптимизирован, и производство серебра в Европе выросло в 5 раз. Большее производство было не нужно; оно лишь привело к обесцениванию серебра, и тем послужило толчком к разорению Испании.

Но это не самое примечательное.

Хотя в новооткрытой Мексике и Боливии водилось серебро, те руды тоже не подходили под старый процесс. Хуже того, там (в отличие от Европы) не хватало свинца и топлива под ликвацию. Если бы не дальнейшие успехи алхимии, толка от открытия серебра не было бы, так как руду было невозможно в массовых масштабах перерабатывать в металл. Однако, в Перу были найдены месторождения ртути, и это позволило использовать ее для амальгамирования гидрометаллургически восстановленного серебра ***
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3346781/
Экономика операции была такова, что транспортировать эту ртуть из Перу в Мексику было невыгодно, и туда ее везли по морю из испанской Альмадены, где находится самое большое месторождение в мире. Испании "повезло" тем, что все необходимое для разработки месторождений находилось на территории ее империи. Португалии так не повезло. Для обогащения нужно не столько открытие Америки, сколько доступ к нескольким орогенным зонам, которые совпадают с границами плит. "Сейсмический метод" умозрительного открытия богатых континентов в этом смысле логичнее путешествий вслепую за тридевять морей.

***

Колумбу не нужно было плавать в Америку. Ту проблему, которую отчаянно пытались решить Колумбы, они все равно решить бы не смогли. Даже когда Колумбы чудом добрались до вожделенных металлов, и тогда эта проблема была не решена.

Проблема была решена в реторте алхимика.

*** PS. https://shkrobius.livejournal.com/652702.html?thread=13547934#t13547934

(Read Comments |Comment on this)

Колумб. 5
Колумб++ не может никуда плавать и не знает ничего, кроме Старого Света как он был известен Колумбу 1.0, но может пользоваться продвинутыми инструментами. Как бы он мог открыть Америку?

Я придумал относительно простой способ.

***

Метод основан свойстве упругих тел, открытом Пуассоном с Коши: скорость распространения продольных волн в однородном теле как минимум в корень из двух раз быстрее поперечных. В приложении к Земле поперечные волны называются вторичными (S), а продольные первичными (P). Сейсмограф регистрирует первичные (продольные), потом вторичные (поперечные), и по задержке между ними (зная скорости обеих волн) нетрудно найти расстояние от эпицентра землетрясения. Зная эти оценки, триангуляцией находится эпицентр. Проблема в том, что такой метод работает все хуже и хуже, когда расстояние увеличивается, и перестает работать, когда геодезическая больше 100 градусов. Поскольку скорость распространения волн увеличивается с глубиной мантии, из-за рефракция самая быстрая волна идет по дуге, изогнутой внутрь Земли. Когда дуга задевает ядро, начинается поглощение, отражение и сильная рефракция волн. По этой причине на расстояниях > 12,000 км, этот метод не годится. С 2,000-3,000 км его так же неплохо откалибровать, т.к. иначе оценочные расстояния будут завышенные. На больших расстояниях нужна точная засечка прибытия P-волн, это уже серьезная проблема, а еще нужные сложные модели. К счастью, Америку можно открыть без таких сложностей.
https://en.wikipedia.org/wiki/Seismic_wave#Usefulness_of_P_and_S_waves_in_locating_an_event
http://www.columbia.edu/~vjd1/earthquakes.htm



Если посмотеть на карту землетрясений, чаще и сильнее они бывают по тихоокеанскому побережью Азии и Южной Америки. Середина последней находится примерно на 10,000 км от Лиссабона и 8,000 км от южной оконечности Африки. Нескольких станций по западному побережью Африки было бы достаточно, чтобы за пару десятилетий (а то и меньше) примерно очертить зону самых сильных и частых землетрясений. Это возможно даже без тщательной калибровки метода (для которой, кстати, прекрасно подходят Турция с Индией). Показания сейсмографов на Дальнем Востоке (от которых Америка слишком далеко) показали бы, что на востоке такая зона примерно повторяет побережье. Сопоставление результатов подсказывает, что сейсмическая зона на Западе с высокой вероятностью так же является побережьем материка, и заодно дает оценку расстояния до этого побережья. Чувствительных сейсмографов (а ля князь Голицин) не нужно, при некотором терпении достаточно регистрации самых сильных землетрясений.

Метод заодно дает основания для заплыва: именно в подобных местах образуются жилы золота.

In the Earth’s crust, gold is a rare metal in a sea of sand and salt and rock. When an earthquake strikes and parts of the fault open up, a sudden drop of pressure causes liquid that is flowing around in the fault to rapidly vaporize, says Nature, dumping the gold out of solution in small but highly purified deposits. The idea of an earthquake-driven drop in pressure drawing gold and other materials out of the crustal mix could help explain why “the rocks in gold-bearing quartz deposits are often marbled with a spider web of tiny gold veins." The earthquake-induced pressure drop and consequent “flash deposition” of minerals could account for “the formation of more than 80% of the world’s gold deposits; a simple repetitive process related to the everyday occurrence of earthquakes.” This process, repeating over and over in a highly active area like the Southern Alps or New Zealand could produce an 110-ton gold deposit in around 100,000 years.
https://www.smithsonianmag.com/smart-news/earthquakes-are-basically-gold-factories-4659100/

(Read Comments |Comment on this)

Если вы не отзоветесь, // мы напишем в Спортлото
https://www.dangerous.com/45732/university-of-chicago-threatened-with-lawsuit-over-milo-piece-no-one-has-read-yet/

см.
https://www.insidehighered.com/news/2017/09/19/one-professors-critique-another-divides-medieval-studies
https://www.dangerous.com/45111/middle-rages/

Мы не сделали скандала —
Нам вождя недоставало:
Настоящих буйных мало —
Вот и нету вожаков.
Но на происки и бредни
Сети есть у нас и бредни —
И не испортят нам обедни
Злые происки врагов!

(Read Comments |Comment on this)

Озарение
Могу назвать десятки прозаиков, которые перед отличной прозой сочиняли в юности чудовищные стихи.

Внезапно обнаружил, что не знаю обратных примеров.

(Read Comments |Comment on this)

Колумб. 4
50 миллионов лет назад конфигурация материков была такова, что Арктика оказалась внутренним морем, отрезанным от мирового океана. Море было соленым (эоцен был одним из жарких периодов => испарение воды), но, т.к. в Арктику сливается 10% рек, на большой площади моря поверхность была покрыта тонким слоем пресной водой. В этом слое размножился водный папортник азолла, который находится в симбиозе с азотофиксирующими бактериями. *** Продуктивность планктона в океане ограничена доступностью азота; на азоллу это правило, удерживающее биосферу от самоликвидации, не распространялось. Мертвые растения тонули, хороня углерод. Интенсивность фиксации была такова, что азолла в краткое время убрала часть углекислоты из атмосферы, вызвав резкое похолодание и последующие циклы оледенений. Земной климат до сих пор не вышел из этого режима, который зачастую кончался продолжительным ледниковым периодом и массовым вымиранием. Вызванное азоллой похолодание привело к ее вымиранию в Арктике, и уровень углекислоты перестал снижаться - пример стабилизирующей обратной связи в биогеосфере.
https://en.wikipedia.org/wiki/Azolla_event
http://theazollafoundation.org/azolla/the-arctic-azolla-event-2/



Протяженности Старого Света не хватает, чтобы опоясать Арктику и, чтобы Арктика стала внутренним морем, необходимы дополнительные континенты. На этом соображении можно "открыть Америку", не плавая до нее из Европы. Ископаемые останки азоллы встречаются в Дании. Проблема в том, что размах ее деятельности поняли только в 2004-м году глубоководным бурением хребта Ломоносова. Хотя фрагменты головоломки были известны, до этого открытия не удавалось составить их нужным образом.

В этом, похоже, общая проблема с методами "открытия Америки", которые я придумал. Даже с нынешними знаниями, вообразить их оказалось трудно. Более того, хотя рассуждения просты, невероятно, чтобы кто-нибудь до них додумался до географического открытия Америки. Арктическая азолла тому иллюстрация. Сообразить, что Арктика могла быть внутренним морем невозможно без понятия о континентальном дрейфе, которое исторически требовало сравнения Америки с Африкой и Евразией. Первые ископаемые азоллы были найдены в Америке и Канаде и т. п.

Даже доподлинно зная о существовании Америки, ретроспективно я бы не смог бы убедить испанскую королеву финансировать открытие нового континента и пришлось бы дурить ей голову рассказами об индийских сокровищах и перспективах развития европейской экономики.

Немногое же изменилось с тех пор...

*** про фосфор здесь
http://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0050159

(Read Comments |Comment on this)

Колумб. 3
Я ломал голову, как можно открыть Америку, никуда не плавая из Старого Света. Есть известная карта Гондваны



показывающая "арки", образованные полосками, где находят окаменелости определенного типа. По ним, например, можно догадаться, что Африка, Мадагаскар и Индия когда-то были соединены. Некоторые арки (для папортника, например) причудливо изогнуты, проходя через пять субконтинентов. Арка, проходящая из Евразии через Америки в южную Африку была бы подсказкой о существовании большого континента, который откололся от Старого Света.

Только тогда я сообразил, что все примеры таких полосок/арок из южной части Пангеи, которая была ориентирована Запад-Восток. Вероятно, подобное широкое распространение требует примерно одинаковых климатических зон, а американская полоска потребовала бы пересечения многих таких зон. Неудачно получилось...

Другая моя идея была основана на связи суперконинентального цикла с уровнем океана.
https://shkrobius.livejournal.com/650779.html?thread=13493275#t13493275
Такой подход возможен в принципе, но дойти до него, никуда не плавая, наверно, тяжело.

Может, у кого-нибудь есть другие идеи, как открыть Америку?

(Read Comments |Comment on this)