http://93.174.130.82/digest/showdnews.aspx?id=bb46ca27-076e-4b43-bfcc-b281946ce0b2&print=1© 2024 Российская академия наук
Мне показывают обычную на первый взгляд карту одного из континентов Земли. Но нет, не совсем обычную: вся она покрыта разветвляющимися изображениями, чем-то напоминающими оленьи рога. И вот эти “рога”, которые ученые называют “потоками”, несут в себе важную информацию о представленной на карте местности. По ним можно судить о том, где у нее, скажем, относительные понижения и повышения, и, самое главное, о направлении движения земной материи. Это карты, созданные методом пластики рельефа. О том, что это за метод и как используются такие карты, мне рассказали ученые группы картографии Института биологического приборостроения РАН (Пущино).
Основатель этого направления - Заслуженный деятель науки Игорь Николаевич Степанов - работал в Пущине практически с момента создания научного центра. Год назад его не стало. Дело талантливого ученого продолжают его дочь Вера Игоревна с коллегами и многие последователи во всем мире.
Казалось, для того чтобы “вычислить” подобные потоки и нанести их изображения на карту, нужно вначале получить дополнительную информацию об исследуемой местности. Выяснилось: совсем необязательно. Достаточно уже существующих топографических карт с горизонталями - линиями равной высоты (изолиниями). Сотрудники группы могут начертить “потоковую” карту вручную. Но такой необходимости нет, всю работу выполняет специальная программа. В компьютер закладывается определенный набор цифр, и машина “разворачивает” большую многослойную картину.
В общем, метод достаточно прост, даже удивительно, что раньше никто до этого не додумался. Хотя ничего удивительного нет, ибо давно замечено: “простоту” законов природы могут узреть немногие. Попытки сделать нечто подобное были еще в 1930-е годы. Геоморфологи, создавая свои карты, старались как-то отобразить гидросеть, выделяя “пониженные” участки. Причем каждый специалист делал это по-своему, никакого общего правила не было. Заслуга И.Степанова в том, что он установил закон-алгоритм, используя который геологи, геоморфологи, картографы могут выявлять потоки математически, то есть с полной объективностью.
Чтобы я лучше поняла смысл потоков, Вера Игоревна раскрыла карту нашего Пущина. Вот все четыре микрорайона, а здесь - институты. На изображения знакомых зданий наложены разветвления потоков.
- Этот дом в микрорайоне “Д” расположен очень неудачно, - объясняют ученые. - Средняя часть “опирается” на возвышенность, левая и правая - словно провисают над низменностями.
- Получается, у здания должны возникнуть проблемы?
- Они уже возникли. По стенам, в том числе несущим, ползут трещины. А ведь всего этого можно было бы избежать, если бы строители знали особенности рельефа. Но, когда возводился проблемный дом, потоковых карт еще не было. А визуально заметить эти особенности сложно.
Зато теперь застройщики в Пущине обращаются к картографам института. Как поступают в других городах, неизвестно. Скорее всего, в большинстве случаев карты пластики рельефа не используют. Хотя с момента разработки метода И.Степановым прошло почти полвека.
Продолжаю рассматривать карту. Наш наукоград рассредоточился на холме, вершина которого - самая высокая точка Московской области. Внизу холма - Ока. Многие постройки Пущина, судя по потокам карты, “сползают” в сторону реки. Ученые успокаивают: этот процесс очень долгий, на миллионы лет. А вот промышленные и бытовые сбросы в почву достаточно быстро, за несколько месяцев, достигают низменных участков.
Расположение институтов наукограда более удачное: почти все они на возвышенностях. Но надо быть осторожнее со стоками от их деятельности: если те просочатся в грунт, то со временем по потокам, отмеченным на карте, “приплывут” в жилые микрорайоны. За подобную информацию карты пластики рельефа называют также экологическими.
Еще одна немаловажная деталь: на окраине Пущина бьет несколько родников, из которых жители любят набирать воду. Загрязняет ли их город? Если судить по карте, то загрязняющие потоки обходят эти места. К тому же вода бьет из глубинных источников, а это еще одна гарантия, что родники хорошие.
- По потокам мы, можно сказать, каждый день ходим пешком, - говорит Игорь Баранов, сотрудник группы картографии, которую возглавляет В.Степанова. - Но их корни гораздо глубже - уходят вниз на десятки метров и даже километры. Причем верхняя структура повторяет внутреннюю, что говорит о “наследуемости” рельефа.
Геологи в свое время проводили съемку местности с помощью специальных радаров и сейсмических приборов, “просветив” Землю до глубины двух-трех километров. Это позволило узнать, какой была поверхность планеты в юрском периоде и даже раньше. Ученые группы картографии на основе этих данных создали потоковую карту, и выяснилось, что направления современных и существовавших миллионы лет назад структур совпадают, несмотря на то что за долгий период на поверхность накладывались разные отложения, происходили всевозможные изменения. Этот факт стал еще одним подтверждением наследуемости рельефа.
- Именно с археологических раскопок началось увлечение моего отца этим методом, - рассказывает Вера Степанова. - Исследуя пустыни Средней Азии, он находил следы погребенных миров. Ученые делают разрез в несколько метров и вдруг обнаруживают культурный слой с элементами древней почвы, бытовыми предметами. Позже стало ясно, что такие находки можно выявить, просто изучая карту пластики рельефа. Если на нее нанести предполагаемое место древнего городища, то по картине потоков будет видно, куда, скорее всего, переместятся его остатки.
На вопрос о природе потоков сотрудники группы дают однозначный ответ: Земля - живой организм, у нее активное ядро, поэтому продолжаются процессы формирования внутренней структуры и поверхности.
Сейчас довольно остро стоит проблема “дележа” дна Северного Ледовитого океана. Вера Игоревна и ее коллеги внесли свою лепту в решение этой задачи. По карте, созданной ими методом пластики рельефа, ясно видно, какие структуры - продолжение территории России, какие - других стран. Львиная их доля явно принадлежит нашей стране. Карта не так давно была опубликована в “Докладах Академии наук”. Будем надеяться, что работа пущинских картографов поможет отстоять российскую точку зрения в спорном вопросе.
Создана карта и Луны. На ней тоже есть потоки, но расположены они иначе, чем на нашей планете. Ученые мечтают составить карты всех тел Солнечной системы, которые, возможно, помогут астрофизикам и космологам разгадать многие космических тайны Вселенной.
Одна из последних важных работ ученых - карта Московской области, использование которой дает возможность предотвратить многое из того, что случается в ситуациях, подобных “жаркому лету 2010 года”. Чтобы такие пожары не повторились, нужно провести грамотные процедуры обводнения торфяников, в основном Шатурского района. Ученые оперативно составили карту этого региона с учетом пластики местности, распланировали мелиоративную систему. Указали точные места, где нужно проводить каналы, устанавливать шлюзы, которые будут регулировать сток вод. Работа пущинских ученых была одобрена в правительстве Московской области. Но ушла острота момента, а с нею и интерес к карте.
Между тем потенциал уникального метода огромен. Он может найти применение в самых разных отраслях, позволит и позволяет решить различные проблемы. Много лет группа картографии поддерживает контакты с нефтяными компаниями России. Большая работа проделана для “Роснефти” в Краснодарском крае. Началось сотрудничество с частной геологической компанией по разведке нефти и газа в Аргентине и других странах Латинской Америки. Активно пользуются картами в Узбекистане (где долгое время жил и работал И.Степанов), Азербайджане, Киргизии. Тридцать учеников Игоря Николаевича защитили кандидатские и докторские диссертации. Благодаря многим его последователям мир узнаёт о достижении талантливого ученого.