Вселенная внутри нас: что общего у камней, планет и людей
Шрифт:
Общую информацию о происхождении млекопитающих и о связи маленького зуба с эволюционным древом нашего вида можно найти в следующих работах: Kielan-Jaworowska, Z., Cifelli, R. L., and Z.-X. Luo Mammals from the Age of Dinosaurs: Origins, Evolution, and Structure. New York: Columbia University Press, 2004; Luo, Z.-X. Commentary on Mammalian Dental Evolutionary Development // Nature 465 (2010): 669.
Информацию об относительном содержании различных атомов в организме человека я почерпнул из главы 1 книги Роберта Стернера и Джеймса Элсера: Sterner, Robert W., and James J. Elser Ecological Stoichiometry: The Biology of Elements from Molecules to the Biosphere. Princeton, N. J.: Princeton University Press, 2002.
Представление о древе жизни, объединяющем всех ныне живущих и вымерших существ, является одним из следствий теории Дарвина. Это древо позволяет делать специфические и проверяемые предсказания и формулировать гипотезы. Основы этих методов изложены в книге Докинза: Dawkins, Richard Ancestor’s Tale: A Pilgrimage to the Dawn of Evolution. New York: Mariner Books, 2005. Если вас интересует мнение более узких специалистов, советую прочесть статью:
Wiley, E. O., et al. The Complete Cladist: A Primer of Phylogenetic Procedures / Special publication № 19. Lawrence: University of Kansas, Museum of Natural History, 1991. Чтобы полнее окунуться в атмосферу этой науки и познакомиться с разными мнениями, обратитесь к научным журналам в области кладистики и системной биологии.
История Генриетты Ливитт описана в статье: Pickering, E. C. Periods of 25 Variable Stars in the Small Magellanic Cloud // Harvard College Observatory Circular 173 (1912): 1–3. Работе Ливитт и других женщин в обсерватории посвящены также книги: Byers, Nina, and Gary Williams, eds. Out of Shadows: Contributions of Twentieth-Century Women to Physics. New York: Cambridge University Press, 2006; Hamblin, J. D. Science in the Early Twentieth Century: An Encyclopedia. Santa Barbara, Calif.: ABC–CLIO, 2005, 181–184.
Обсуждение Большого взрыва и его последствий можно найти в книгах: Krauss, L. Atom: A Single Oxygen Atom’s Journey from the Big Bang to Life on Earth… and Beyond. Boston: Back Bay Books, 2002; De-Grasse Tyson, Neil, and Donald Goldsmith Origins: Fourteen Billion Years of Cosmic Evolution. New York: Norton, 2005; Singh, Simon Big Bang: The Origin of the Universe. New York: Harper Collins, 2005; Weinberg, Steven The First Three Minutes. New York: Basic Books, 1993.
Испытание устройства Ivy Mike описано в книге: Rhodes, Richard Dark Sun: The Making of the Hydrogen Bomb. New York: Simon & Schuster, 1995.
Со времен небулярной гипотезы Сведенборга, Канта и Лапласа происхождение планет Солнечной системы оставалось темой активных исследований и жарких споров. Основные вопросы обсуждаются в книге: DeGrasse Tyson, Neil, and Donald Goldsmith Origins: Fourteen Billion Years of Cosmic Evolution. New York: Norton, 2005. О процессе образования Земли можно прочесть в статье: Canup, R. M. Accretion of the Earth // Philosophical Transactions of the Royal Society A 366 (2008): 4061–4075. Тем, кто математически подготовлен и хочет самостоятельно погрузиться в изучение оригинальных статей, советую обратиться к основному научному журналу в этой области — Icarus: The International Journal of Solar System Studies — официальному изданию отделения планетарных наук Американского астрономического общества.
Гарри Максуин замечательно написал о Солнечной системе, метеоритах и космохимии. Особенно советую прочесть книгу: McSween, Harry Stardust to Planets: A Geological Tour of the Solar System. New York: St. Martin’s Press, 1993. Рекомендую также замечательный обзор по динамике образования Солнечной системы: Beatty, J. Kelly, Petersen, Carolyn C., and Andrew Chaikin The New Solar System. 4th ed. Cambridge, Mass.: Sky Publishing, 1999.
Проблемы
Изучение возраста Земли само имеет богатую историю. Рекомендую вам книгу, вышедшую несколько десятилетий назад, но все еще являющуюся великолепным источником информации об истории и методах изучения возраста Земли: Dalrymple, G. Brent The Age of the Earth.
Stanford, Calif.: Stanford University Press, 1991. Рекомендую также обзор того же автора: Dalrymple, G. Brent The Age of the Earth in the Twentieth Century: A Problem (Mostly) Solved / In: The Age of the Earth: From 4004 BC to AD 2002. Geological Society, London, Special Publication № 190. Lewis, C. L. E., and S. J. Knell, eds. London: Geological Society, 2001, 205–221. В этом специальном выпуске собрано множество замечательных статей об изучении возраста Земли, истории этой науки и ее методах.
Циркон может многое рассказать о происхождении Земли. Познакомьтесь, например, со статьей: Valley, J. W., Peck, W. H., and
E. M. King Zircons Are Forever // Outcrop — University of Wisconsin-Madison Geology Alumni Newsletter (1999), 34–35. Более подготовленным читателям предлагаю статью: Wilde et al., S. A. Evidence from Detrital Zircons for the Existence of Continental Crust and Oceans on the Earth 4.4 Gyr Ago // Nature 409 (2001): 175–178. Описание и значение самых старых горных пород Земли вы найдете в книге: Van Kranendonk, Martin, Smithies, R. Hugh, and Vickie C. Bennett, eds. Earth’s Oldest Rocks. Boston: Elsevier, 2007. В этом издании собрано огромное количество информации, подготовленной специалистами и для специалистов.
Описывая возраст пород, геологи оперируют понятиями относительного и абсолютного времени. Этой теме посвящена книга: Macdougall, Doug Nature’s Clocks: How Scientists Measure the Age of Almost Everything. Berkeley: University of California Press, 2008. Относительное время описывает связь между различными геологическими пластами: обычно поверхностные пласты младше тех, что залегают глубже. Ситуация осложняется, когда пласты подвергаются последующим преобразованиям. Понимание истории таких отложений основано на расшифровке разломов, перемещений и сдвигов отдельных пластов.
Расчет абсолютного возраста горных пород и минералов основан на анализе радиоактивного распада. Некоторые атомы отличаются неустойчивой конфигурацией электронов, нейтронов и протонов, что заставляет их терять или приобретать некоторые компоненты. Если это происходит, масса атома может меняться, и атомы переходят в новую форму. Важно, что эти превращения происходят с постоянной скоростью, характеризующейся таким физическим параметром, как время полураспада. Время полураспада атома — это время, за которое половина образца распадается с образованием дочерних элементов. Если известно количество исходного и дочерних элементов, а также время полураспада, можно рассчитать, как долго продолжался распад исходных атомов. В этом смысле особый интерес для геологов представляют атомы урана-238, аргона-39, углерода-14 и некоторые другие. Для каждого вида исследований лучше подходит определенный атом: для анализа более старых пород используют атомы с более низкой скоростью распада, для более молодых — атомы с более высокой скоростью распада. Уран-238 отличается большим периодом полураспада, и поэтому с его помощью изучают самые ранние события истории Земли. Углерод-14 распадается так быстро, что его можно применять лишь для анализа недавних событий вроде появления и развития человеческого общества.