Новости науки

Континент будущего. Россия и Африка активизируют научно-образовательное сотрудничество

Континент будущего. Россия и Африка активизируют научно-образовательное сотрудничество

Менее двух месяцев осталось до проведения Третьего саммита Россия — Африка, который состоится в Москве в конце октября этого года. В преддверии саммита знаковым событием, проведенным под эгидой развития отношений России с африканскими странами, стало торжественное ...

30 сентября 2026 : 18:43  3 мин.

Наука в лицах

Познакомьтесь с жизнью и достижениями выдающихся учёных и влиятельных личностей в истории науки.

Смотреть всё

Научный календарь

Внятно-понятно

Солнечная магия и электрический свет: загадка люстры Чижевск...
30 сентября 2026  10 мин.

Солнечная магия и электрический свет: загадка люстры Чижевск...

В далекие 30-е годы XX века жил в  Советском Союзе ученый, который наблюдал за миром иначе, чем многие  его современники. Через свои эксперименты он стремился показать, что свет и жизнь связаны тонкими, почти невидимыми нитями, и что наука может разгадать тайны природы, если внимательно прислушаться к ее сигналам.

Александр Леонидович Чижевский — ученый необычной судьбы, чье имя до сих пор окружено легендами, а идеи по сей день вызывают споры. Одни считают его гением, открывшим новые горизонты науки, другие — мечтателем, чьи идеи слишком смело шагнули за пределы общепринятого. Давайте попробуем разобраться в его судьбе и открытиях.

Об Александре Чижевском, его жизни и интересе к биофизике

Он родился в 1897 году, в эпоху, когда человечество только начинало мечтать о покорении космоса. В юности судьба свела его с отцом отечественной космонавтики Константином Циолковским, жившим, как и Чижевский, в те годы в Калуге. Общение с Константином Эдуардовичем стало для молодого Чижевского тем самым зерном, из которого проросло стремление искать в явлениях космоса отражение земной жизни. Уже тогда он чувствовал: Солнце — не просто далекая звезда, оно связано с каждым дыханием и каждым сердечным ритмом на Земле.

В своих ранних исследованиях Чижевский рискнул сопоставить историю человечества с циклами солнечной активности. Более двух тысяч лет событий он наложил на графики солнечных вспышек — и с удивлением обнаружил закономерность: в годы наибольшей активности светила происходили войны, революции, всплески страстей и рождение великих идей. Там, где Солнце словно «повышало голос», человеческое общество тоже входило в полосу бурь. Эта смелая гипотеза легла в основу его учения о солнечно-земных связях или, как он говорил, «науки о дыхании Солнца и Земли». 

Вот что рассказывает о том, как формировалась наука о солнечно-земных связях Людмила Николаевна Морозова, заведующая Домом-музеем Александра Чижевского в Калуге: «Наука о солнечно-земных связях работает на стыке нескольких научных дисциплин — физики Солнца, физики гелиосферы и геофизики, а также использует методы физики плазмы. В совокупности различных явлений солнечно-земной физики принято выделять те процессы, которые имеют важное практическое значение. Такие процессы были названы космической погодой. И одним из первых этот термин еще в начале XX века в одной из своих публикаций употребил Александр Леонидович Чижевский». 

Дом-музей Александра Чижевского в Калуге

Именно Чижевский сумел объединить столь разные области знания и показать их взаимосвязь. Его научный интерес не ограничивался только солнечно-земной физикой — он стремился понять, как космические и атмосферные процессы отражаются на жизни человека и биосферы в целом. По словам Людмилы Морозовой, Александр Чижевский стал основоположником трех фундаментальных научных направлений: 

  • гелиобиологии –  науки о солнечно-земных связях; 
  • аэроионологии – науки о благотворном воздействии отрицательно ионизированного воздуха на состояние здоровья; 
  • электрогемодинамики – раздела гематологии, изучающего структурно-системную упорядоченность движущейся по сосудам крови.

С 1924 по 1931 годы Александр Чижевский состоял старшим научным сотрудником в звании профессора в практической лаборатории зоопсихологии Главнауки Наркомпроса РСФСР, председателем ученого совета которой был Владимир Леонидович Дуров. Здесь Чижевский ставил опыты по биологическому и физиологическому воздействию аэроионов на животных. В лаборатории светилась «люстра» — прибор, излучавший поток отрицательных ионов. Под этим электрическим дождем ученый наблюдал, как меняется поведение животных, как ускоряется их рост и повышается жизненный тонус. Для одних коллег это выглядело как магия, для других — как прорыв, открывавший дорогу в медицину нового типа.

Фрагмент столовой. Дом-музей Александра Чижевского в Калуге

От земных испытаний к космическим идеям

Александр Леонидович был почетным членом множества научных обществ в разных странах. Признание Чижевского международным научным сообществом показывает, что его идеи о солнечно-земных связях и аэроионологии воспринимались как важный вклад в развитие биофизики и естественных наук и подтверждает значимость его открытий и их актуальность для ученых за пределами СССР. «Изучение солнечно-земных связей, начавшееся с трудов Чижевского, имело довольно непростую историю, – рассказывает Людмила Морозова. – На протяжении долгого времени было много скептицизма по отношению к гелиобиологии, приводившего порой к трактовке ее как лженауки. Но развитие космических исследований радикально изменило эти представления. В 1959-1961 годах на межпланетных станциях Луна-2, Луна-3, Венера-1 произошло экспериментальное обнаружение потока ионизированных частиц, испускаемых солнечной короной. Было обнаружено, что поток солнечного ветра оказывает мощное влияние на космические аппараты и космонавтов, находящихся на орбите. Таким образом, в середине 1980 – начале 1990 годов гелиобиологии вернули утраченный официальный статус. Многие мысли ученого, высказанные им еще в начале XX века, не потеряли своей актуальности и в эпоху космических полетов». 

Жизнь Чижевского вообще была полна контрастов, впрочем, как и вся жизнь страны в тот период: научная слава ученого чередовалась с забвением, а смелые идеи нередко встречали недоверие или открытое противостояние. В родной стране его работы нередко подвергались критике. Были в его жизни и годы репрессий и заключения в лагерях: около 8 лет он провел в заключении, сначала в Ивдельлаге на Урале, затем в Подмосковье (Кучино, Центральная радиолаборатория НКВД), а позже в Казахстане, где отбывал срок в Карлаге, Луглаге и Степлаге. Но даже в суровых условиях он не оставлял исследований, продолжая искать ответы на свои главные вопросы: как солнечные ритмы влияют на жизнь и почему все живое связано невидимыми нитями с космосом.

Научно-биографический зал. Дом-музей Александра Чижевского в Калуге

Чижевский был не только ученым, но еще и инженером, и вообще творчески одаренным человеком. Он писал стихи и создавал картины, находя в искусстве способ выразить свои наблюдения за жизнью, природой и космосом. Его художественные работы и поэзия, как и научные исследования, отражали стремление уловить невидимые ритмы мира и передать их другим. «Чижевский – самобытный художник, поэт Серебряного века, талантливый изобретатель. Наряду с Константином Эдуардовичем Циолковским и Владимиром Ивановичем Вернадским Чижевский является представителем философии русского космизма – уникального мировоззрения, возникшего в России в XIX веке. В научном, философском и художественно-поэтическом творчестве Чижевский говорил о том, что человек не существует вне окружающей среды, все в человеке пронизано внешними влияниями – космическими, галактическими и солнечными потоками. В этом явлении и зарождение жизни, и зависимость от «капризов» Солнца», – говорит Людмила Морозова.Сегодня наследие Чижевского выглядит особенно современным. Космическая погода, влияние солнечного ветра на здоровье людей, исследования биоритмов — все это стало признанной областью науки. И хотя вокруг имени Чижевского по-прежнему витает ореол споров, сам факт того, что идеи этого исследователя до сих пор обсуждают, говорит о главном: он умел видеть больше, чем позволяла эпоха. «Еще задолго до начала космической эры, не имея приборов для обнаружения и измерения потока ионизированных частиц, истекающих из солнечной короны, Чижевский интуитивно предсказал влияние солнечных воздействий на космические аппараты и космонавтов, находящихся на орбите. Гораздо позже этот поток заряженных частиц был назван очень романтично – солнечный ветер», — рассказывает Людмила Морозова.

Когда воздух оживает:  загадка люстры Чижевского

Именно Александр Леонидович Чижевский одним из первых занялся изучением того, как положительные и отрицательные ионы в воздухе влияют на живые организмы. Чтобы проверить свои гипотезы  на практике, он начал применять искусственную аэроионизацию — то есть специально насыщать воздух электрически заряженными частицами и наблюдать их воздействие на здоровье. В качестве генератора аэроионов Чижевским еще в 1931 году была предложена конструкция электроэффлювиальной люстры (прим. ред.: от греческого «эффлювий» — «истекание электричества»). В настоящее время в честь изобретателя этот прибор называют «люстрой Чижевского» так как по конструкции прибор напоминает люстру и предназначен для подвешивания на потолок. Это устройство повышает концентрацию отрицательных аэроионов кислорода в воздухе.

Принципиальная схема его сравнительно проста. Рабочим органом служит электроэффлювиальная люстра, соединенная с высоковольтным источником отрицательной полярности – устройством, которое подает очень высокое напряжение с отрицательным зарядом. Люстра представляет собой легкий металлический обод, на котором по двум перпендикулярным осям натянута проволока, образующая сетку в виде части сферы, выступающей вниз. В узлах сетки припаиваются иглы длиной до 50 мм и толщиной до 1 мм. Степень заточенности игл должна быть максимальной. С очень острой поверхности электрический заряд выходит легче и равномернее, возникает так называемый коронный разряд. Он образует много полезных аэроионов кислорода, но почти не производит озон — газ, который в больших количествах вреден для дыхания. Озон обычно возникает при искровых разрядах, то есть при коротких вспышках электричества между электродом и воздухом, похожих на маленькие яркие молнии, которые быстро гаснут и тут же появляются снова. 

Со своей «люстрой» Чижевский проводил эксперименты в двух направлениях: лабораторные опыты с растениями и животными и наблюдения над людьми. В камерах под воздействием люстры изучали скорость прорастания, приживаемость саженцев, общий тонус и показатели метаболизма у животных. Отдельные наблюдения были посвящены воздействию люстры на самочувствие людей, концентрацию болезней или их сезонность при разном уровне ионизации. Многие из опубликованных Чижевским данных содержали графики, хронологические сводки и описательные отчеты, из которых Чижевский делал выводы о положительном эффекте ионизации для здоровья и роста растений. Однако методологические стандарты тех лет были несовершенны: контроль, рандомизация, слепые испытания часто отсутствовали или были слабыми по современным меркам, что давало основание для критики и затрудняло воспроизведение результатов другими лабораториями.

Экспериментальная «люстра» быстро стала центральным элементом научной драматургии: для сторонников Чижевского это был инструмент доказательства новой биофизики, для оппонентов — повод усомниться в логичности выводов. Главным критиком и, по сути, организатором академической кампании против части работ Чижевского стал Борис Михайлович Завадовский — влиятельный физиолог и академик. Суть спора выходила за рамки чистой науки. Завадовский и его сторонники обвиняли Чижевского в методологических ошибках, академик преувеличениях, публиковал в газете «Правда» критические материалы против ученого. Так, в статье 1935 года под названием «Враг под маской ученого» он обвинял Чижевского в контрреволюционной деятельности, называя его «носителем антисоветских идей» и «врагом под маской ученого». Особый интерес представляет эпизод, связанный с экспериментами Чижевского по ионизации воздуха и их применению в сельском хозяйстве. Ученый пытался стимулировать рост животных с помощью люстры. Однако этот подход вызвал резкую критику со стороны коллег. В частности, все тот же академик Завадовский предлагал иной путь — использовать для стимуляции роста животных гормональные препараты. Таким образом, столкнулись два противоположных метода: физический у Чижевского и химический у Завадовского. Научные споры вокруг этих идей привели к тяжелым последствиям для Чижевского: его исследования неоднократно проверялись, а ряд проектов был свернут или признан несостоятельным.

Экспозиция в мансардном помещении дома-музея отражает развитие идей А. Чижевского в области гелиобиологии и аэроионизации

Вклад Чижевского в развитие идей о биоэнергетике и аэроионологии трудно переоценить. Он не только выдвигал смелые гипотезы, но и предлагал конкретные пути их проверки. Так, Чижевский:

  • обобщил наблюдения о том, как солнечная активность и электрофизические процессы в атмосфере связаны с биологическими циклами;
  • разработал методики искусственной аэроионификации;
  • показал, что состав и электрический заряд воздуха — это важный экологический фактор, который можно не только измерять, но и целенаправленно изменять.
Комната Александра Чижевского. Дом-музей Александра Чижевского в Калуге

Эти идеи вдохновили последующие поколения исследователей. Пусть их подход был более осторожным и критичным, но именно благодаря Чижевскому внимание науки обратилось к влиянию космической погоды на живые организмы. Даже если некоторые его выводы сегодня вызывают споры, сам акцент на взаимодействии физики воздуха и биологии, сделанный им, несомненно, стал основой для дальнейшего развития новых направлений.

Современный взгляд на идеи  Чижевского

Сегодня идеи Александра Чижевского оцениваются значительно шире, чем в годы его жизни. Современные ученые рассматривают эти работы как смелый экспериментальный подход к изучению взаимодействия физики атмосферы и биологических процессов. Гипотезы Чижевского о влиянии солнечной активности на живые организмы и о роли ионизации воздуха воспринимаются как интересные предположения.

Что касается люстры: устройства, вдохновленные его идеями, существуют в виде ионизаторов воздуха для дома, промышленных камер и лабораторий. Они используют принципы электрической ионизации воздуха, чтобы генерировать отрицательные ионы и очищать воздух, хотя и не претендуют на «чудодейственное» воздействие на здоровье и рост растений или животных, а также самочувствие людей.  Можно сказать, что современный взгляд на люстру Чижевского сочетает признание ее исторического значения и влияния на науку с критическим пониманием реальных физических и биологических эффектов, которые она могла создавать. Люстра Чижевского — это и прибор, и экспериментальная программа. Физика ее работы — образование ионов и изменение микроклимата воздуха — хорошо понятна. Но вопрос о том, в каких масштабах и при каких условиях это полезно для здоровья или роста растений — оставался и остается предметом строгой научной проверки.

Автор текста Анастасия Будаева

Фотографии предоставлены Домом-музеем Александра Чижевского в Калуге

Создано при поддержке Минобрнауки РФ в рамках Десятилетия науки и технологий (ДНТ), объявленного Указом Президента Российской Федерации от 25 апреля 2022 г. № 231. 

Сколько воды утекло: как римские акведуки снабжали водой гор...
29 сентября 2026  18 мин.

Сколько воды утекло: как римские акведуки снабжали водой гор...

Когда мы представляем себе древнеримский акведук, перед глазами сразу встают величественные арочные мосты, пересекающие долины и холмы. Однако конструкция сооружений, известных со времен Древнего Рима, гораздо сложнее и включает не только надземные части. За понятием «акведук» скрывается тонкая инженерная работа: римляне умели доставлять воду на десятки километров, полагаясь не на насосы, а на силу тяжести и безупречный расчет уклона. Акведуки были настоящими артериями города, питавшими водой его термы, фонтаны и дома. Строительство таких сооружений требовало не только мастерства каменщиков, но и точных геодезических измерений, продуманного выбора маршрута и постоянного обслуживания. Именно поэтому многие акведуки служили веками, став символом инженерного гения Древнего Рима.

Зачем Римской империи понадобились акведуки

Слово «акведук» происходит от латинского aquaeductus, т.е. водопровод. Часто в обиходе говоря об акведуках, мы имеем в виду только их надземные части, а именно эффектные многоярусные арочные мосты. Но на самом деле римские акведуки — это не только арочные мосты, а сложнейшие инженерные сооружения, предназначенные для подачи воды самотеком из источника к месту потребления.

Акведуки понадобились Римской империи по совокупности причин: санитарной, военной, социальной, экономической и политической. Они появились как практический ответ на кризис, который угрожал самому существованию Древнего Рима как сверхдержавы. К III веку до н.э. город разросся до такой степени, что традиционные источники — колодцы, цистерны и воды Тибра — перестали справляться. Тибр был не только мутным, но и опасным для здоровья: в него сливались нечистоты, и эпидемии косили население.

Ответом на этот вызов стали акведуки — сложные гидротехнические сооружения, сочетавшие точный расчет, продуманную организацию труда и надежные строительные технологии. Благодаря им Рим не просто решал проблему нехватки воды, но и задавал новый стандарт городской жизни в античном мире.

Первый акведук — Аква Аппия — был построен в 312 году до н.э. по инициативе цензора Аппия Клавдия Цека, человека, который также подарил Риму знаменитую Аппиеву дорогу (прим.ред.: цензор в Древнем Риме — это должностное лицо, главной задачей которого было проведение ценза: переписи граждан и их имущества, составления списков сенаторов и смотра всадников). Показательно, что оба проекта были военно-стратегическими: дорога позволяла быстро перебрасывать войска, а вода — обеспечивать их водою в условиях длительных осад.

Интересно, что этот акведук тянулся на 16 километров, почти полностью скрываясь под землей. Подземное расположение было не случайностью, а защитой: в условиях постоянных войн открытые каналы легко перерезать или отравить. Римляне всегда мыслили в логике безопасности, и водоснабжение рассматривали как элемент обороны города. 

Акведук Аква Аппия на карте Рима. Изображение: Coldeel, CC BY-SA 3.0, via Wikimedia Commons

Однако стратегия была лишь одной стороной медали. Социальная составляющая оказалась не менее важной. В Римской республике, а затем и в империи, хлеб и зрелища были инструментом управления массами. Акведуки стали частью этой формулы. Бесплатная вода из общественных фонтанов, огромные термы, куда мог прийти любой гражданин, — все это создавало иллюзию заботы о населении и снижало социальное напряжение.

Успешно решали акведуки и другую, не менее важную задачу, — они позволяли поддерживать чистоту города, так как вода использовалась для промывки канализационных стоков. Знаменитая римская канализация Cloaca Maxima, или Великая Клоака, была рассчитана на постоянный приток воды, который обеспечивали именно акведуки. Без этого постоянного потока сточные воды застаивались бы и создавали антисанитарные условия. Таким образом, акведуки работали как единая система с канализацией, и именно это сочетание позволило римским городам достичь уровня гигиены, который не был превзойден в Европе вплоть до XIX века.

Как работали римские акведуки

Принцип работы акведуков основывался на постоянном, тщательно выверенном уклоне. Вода не поднималась наверх — она всегда текла вниз, но настолько плавно, что этот спуск был почти незаметен глазу. В среднем уклон составлял около полуметра на километр пути. Если сделать уклон круче — вода начнет размывать канал, нести с собой ил и песок. Если сделать его более пологим — поток замедлится, застоится, и в теплом климате вода быстро зацветет. Поэтому землемеры, используя инструмент под названием хоробат — длинную деревянную линейку с желобом для воды — выверяли каждый метр трассы с ювелирной точностью. Ошибка в несколько градусов на старте могла превратить весь проект в бесполезную груду камня.

Канал, по которому текла вода, назывался specus. Большую часть пути он проходил под землей. Римляне закапывали свои водоводы на глубину от двух до пяти метров, что защищало воду от нагрева летом, от загрязнения пылью и листвой, а также от врагов, которые могли перерезать трубы или отравить источник. Сверху канал закрывался каменными плитами, а внутри покрывался специальной гидравлической штукатуркой — смесью извести и толченой керамики, которая затвердевала под водой и делала стенки абсолютно герметичными: ни одна капля воды не должна была бесполезно уйти в землю.

Вид на древний акведук и фонтаны, расположенные рядом с Кьявика-дель-Буфало в Риме. Луиджи Россини. Гравюра, 1822г. Изображение: The Metropolitan Museum of Art/CC0 1.0

Внутри specus имел характерную форму: плоское дно и слегка наклоненные внутрь стенки. Это уменьшало трение потока и позволяло воде двигаться быстрее при том же уклоне. Периодически вдоль трассы устраивались смотровые колодцы — вертикальные шахты, через которые обслуживающие бригады спускались внутрь для очистки и ремонта. Ил, оседающий на дне, требовалось регулярно удалять, иначе канал постепенно забивался. Штат таких рабочих назывался familia aquarum — целая армия рабов и техников, которые следили за состоянием сети.

Арки и мосты, которые мы привыкли видеть на фотографиях, на самом деле составляли лишь малую часть системы — около десяти процентов всей длины. Они появлялись только там, где трасса пересекала долину или низину. Сохранить уклон в таких местах было невозможно — земля резко уходила вниз, а затем снова поднималась. Поэтому инженеры строили аркады, которые несли канал на себе, поддерживая нужный уровень уклона. Высота некоторых из подобных мостов достигала тридцати метров, а в случае с Пон-дю-Гар во Франции — почти пятидесяти.

Как строили римские акведуки

Все начиналось с разведки: инженеры искали источник чистой воды на достаточной высоте, чтобы обеспечить уклон на всем протяжении трассы. Обычно это были горные родники или чистые реки в предгорьях. Качество воды проверялось тщательно: пробовали на вкус, проверяли прозрачность, смотрели, какие растения растут у берега. Если вода пахла или имела неприятный привкус — источник отвергали.

Затем начиналось проектирование. Землемеры проходили предполагаемый маршрут, используя хоробаты и другие инструменты для измерения углов и высот. Они определяли оптимальный путь, который сочетал минимальную длину с максимальной простотой строительства. 

В каменоломнях добывались блоки туфа и травертина, тут же обжигалась известь для раствора и штукатурки. Подземные участки копались вручную — кирками и лопатами. Сначала вырывалась траншея, затем в ней возводились стены канала, а сверху все засыпалось землей.

Аркады возводились с использованием деревянных лесов — кружал, на которые укладывались камни. Рабочие поднимали блоки с помощью лебедок, управляемых людьми или животными. Интересно, что строились эти грандиозные сооружения без раствора: огромные каменные блоки, некоторые весом до шести тонн, подгонялись друг к другу с такой точностью, что держались исключительно за счет собственного веса и силы трения. Каждый блок обрабатывался на месте, чтобы достичь идеальной подгонки с соседним.

Одной из самых впечатляющих частей строительства было прокладка тоннелей сквозь горы. Римляне использовали метод противоположных проходок: бригады начинали копать с двух сторон горы одновременно и должны были встретиться в середине. Чтобы обеспечить точность, они использовали ориентиры на поверхности и опускали вертикальные шахты, по которым сверяли направление. Если тоннель отклонялся — его корректировали, иногда пробивая дополнительные ответвления.

Самые известные римские акведуки

Некоторые из римских акведуков до сих пор стоят, поражая воображение, а один даже продолжает работать.

  • Аква Аппия — самый первый акведук Рима, построенный в 312 году до н.э. Акведук тянулся на 16 километров и почти полностью проходил под землей.
  • Аква Анио Ветус, построенный в 272 году до н.э. Он тянулся уже на 64 километра, что было настоящим прорывом. Именно с этого акведука началась традиция использования воды для общественных бань — терм.
Участок акведука Анио Ветус, известный как Понте делла Мола. Изображение: Alessandro.P.76, CC BY-SA 4.0, via Wikimedia Commons
  • Аква Марция, построенный в 144 году до н.э., считается лучшим акведуком Рима. Его вода считалась самой чистой и вкусной в городе — ее использовали для питья, приготовления пищи и, по легенде, для религиозных церемоний. Длина акведука составляла 91 километр, и значительная часть его пути проходила именно по аркадам, которые можно увидеть и сегодня. Аква Марция действовал на протяжении всей истории Рима и частично работает до сих пор, питая фонтаны города.
Акведук Аква Марция. Изображение: Chris 73, CC BY-SA 3.0, via Wikimedia Commons
  • Аква Вирго — еще один знаменитый акведук, построенный в 19 году до н.э. Легенда гласит, что солдаты, искавшие воду, встретили юную девушку, которая указала им на источник. Отсюда и название — «Вирго» в переводе с латыни «Дева». Акведук тянулся на 21 километр и почти весь проходил под землей. Его уникальность в том, что вода поступала из очень чистых источников и не нуждалась в очистке. Аква Вирго — единственный из древних акведуков Рима, который работает без перерыва более двух тысяч лет.
  • Пон-дю-Гар, находящийся на территории современной Франции, — это трехъярусный мост высотой почти 49 метров, перекинутый через реку Гардон. Он был частью акведука Нимского, построенного в I веке н.э. для снабжения города Ним водой из источников Узеса. Общая длина акведука составляла около 50 километров, а перепад высоты от источника до города — всего 17 метров. Это означает, что уклон был всего 34 сантиметра на километр — феноменальная точность для того времени.
  • Акведук в Сеговии, находится на территории современной Испании — еще одно чудо, которое до сих пор работает. Построенный во II веке н.э., он тянется на 15 километров и использует аркаду из 167 арок, достигающую высоты 28 метров. Камни держатся без раствора — только за счет собственного веса и точной подгонки. Сеговийский акведук снабжал город водой до XX века, а его центральная часть стоит и сегодня, вызывая восхищение у миллионов туристов.
Акведук в Сеговии. Изображение: David de Andrés Martín / Unsplash

Обслуживание и эксплуатация акведуков

Римские акведуки требовали постоянного ухода и обслуживания. Инженеры понимали: вода — это сила, и сила эта разрушительна, если ее не контролировать. Во главе всей водной системы Рима стоял куратор вод — человек, назначенный императором. Куратор распоряжался большим коллективом сотрудников, называвшимся familia aquarum, что можно перевести как «семейство вод», и насчитывавшем порой несколько сотен человек. Это были рабы и вольноотпущенники, объединенные в бригады, каждая из которых отвечала за свой участок сети. Персонал, обслуживавший акведуки, делился на несколько категорий: одни следили за источниками и резервуарами, другие — за подземными каналами, третьи — за аркадами и мостами. Были и специалисты по ремонту — каменщики, штукатуры, свинцовых дел мастера — которые всегда были готовы выехать на место аварии.

Самая большая проблема, с которой сталкивались обслуживающие бригады, это отложения солей. Вода, даже самая чистая, несла в себе растворенные минералы, преимущественно известняк. Со временем они оседали на стенках канала, образуя плотную корку, которая сужала проход и уменьшала пропускную способность сооружения. Если не чистить канал, вода начинала течь медленнее, а затем могла вообще остановиться, затопив участок и создав давление, способное разрушить стенки. Поэтому регулярная очистка была обязательной. Рабочие спускались в смотровые колодцы, проходили по всему каналу и скоблили стенки специальными инструментами — скребками и кирками. Это была грязная, тяжелая работа, но без нее акведук быстро приходил в негодность.

Но самой большой угрозой для акведуков были люди. Вода была ценным ресурсом, и находились умельцы, которые незаконно врезались в общую систему, чтобы обеспечить водой свои дома или даже продавать ее соседям. Такие несанкционированные подключения нарушали давление в сети, отнимали воду у законных потребителей и создавали риск для всей системы. Римляне боролись с этим жестко: за самовольное подключение к водопроводу грозили огромные штрафы, а иногда и конфискация имущества. Куратор вод имел право проводить инспекции, проверять трубы и выявлять незаконные ответвления.

Почему римские акведуки сохранились до наших дней

Когда смотришь на арки римских акведуков, невольно задаешься вопросом: как эти сооружения, построенные две тысячи лет назад, до сих пор стоят? Ведь многие современные здания не выдерживают и ста лет. Ответ кроется в сочетании инженерной мудрости, качественных материалов и, что самое важное, правильной эксплуатации.

Первая причина долговечности — это выбор места и материалов. Римляне не строили наспех. Они тщательно исследовали грунт, искали устойчивые основания, избегали болотистых почв и оползневых склонов. Камни для строительства подбирались с особой тщательностью. В основном использовали травертин — плотный известковый туф, который прекрасно противостоял погодным условиям. 

Акведук в Сеговии. Изображение: David Corral Gadea, CC BY-SA 3.0 ES, via Wikimedia Commons

Римский бетон — еще один секрет. Римляне использовали смесь извести, вулканического пепла и щебня, которая обладала уникальным свойством — она твердела даже под водой и со временем становилась прочнее, а не разрушалась.

Но главная причина, по которой акведуки дошли до нас, — это грамотное обслуживание. Римляне понимали: любое сооружение умирает, если за ним не ухаживать.

Влияние римских акведуков на развитие инженерии

Влияние римских акведуков на развитие инженерной мысли прослеживается буквально во всем: от простейших водопроводных труб до сложнейших гидротехнических сооружений.

1. Акведуки научили человечество понимать важность уклона. Римляне первыми осознали, что вода может течь сама по себе, без насосов, если правильно рассчитать наклон канала. 

2. Римские инженеры заложили основы гидравлики. Они изучили, как вода ведет себя в закрытых каналах, как она давит на стенки, как скорость потока зависит от сечения трубы. Эти знания позволили им проектировать системы с распределением воды по разным потребителям — от фонтанов до бань — без потери давления. Современные инженеры используют те же принципы, хотя и с более точными инструментами.

3. Строительство акведуков также стимулировало развитие материаловедения. Римляне экспериментировали с различными составами бетона, добавляя в него вулканический пепел и другие добавки для повышения прочности. Они создали гидравлический бетон, который мог твердеть под водой, — это открытие позволило строить порты, мосты и дамбы. Без этого достижения невозможна была бы современная инфраструктура — от плотин до туннелей под реками.

4. Римляне первыми поняли, что арка позволяет перекрывать большие пролеты с минимальным расходом материала. Этот принцип используется до сих пор — от мостов через каньоны до современных стадионов. Арки, которые так характерны для римских акведуков, стали образцом для строительства мостов и виадуков (прим. ред: мостовое сооружение на высоких опорах для прокладки дороги через овраг, ущелье, долину или другую дорогу) по всему миру.

Стоит упомянуть и о влиянии акведуков на мировую урбанистику. Рим был первым городом в истории, который мог позволить себе население более миллиона человек. Это стало возможным во многом благодаря акведукам, которые обеспечивали город водой. Без них Рим не смог бы разрастись до таких размеров, и вся последующая история западной цивилизации могла бы пойти по другому пути. Интересно, что плотность населения в древнем Риме была сопоставима с современными мегаполисами, а условия жизни — значительно лучше, чем в европейских городах Средневековья.

Интересные факты о римских акведуках

  • Акведуки изобрели не римляне. Первые подобные системы появились на Ближнем Востоке и в Египте задолго до основания Рима. Но именно римляне довели эту технологию до совершенства. Они превратили простые каналы в сложнейшие сети, которые могли тянуться на десятки и даже сотни километров.
  • Строительство акведуков было делом не только инженеров, но и юристов. Римское право содержало множество законов, регулирующих водопользование. Землевладельцы, через чьи участки проходили акведуки, получали компенсацию, но при этом не имели права перекрывать канал или использовать воду сверх установленной нормы. За самовольное подключение к акведуку полагался огромный штраф, а в особо тяжелых случаях — конфискация имущества. Это была одна из первых в истории систем регулирования общественных ресурсов.
  • Акведук Аква Вирго, построенный в 19 году до нашей эры, до сих пор снабжает водой знаменитый фонтан Треви в Риме. Конечно, современная система использует ее лишь частично, но сам факт того, что двухтысячелетнее сооружение продолжает выполнять свою функцию, говорит о невероятном качестве римской инженерии.
Фрагменты Акведука Аква Вирго. Изображение: Alexxant, CC BY-SA 4.0, via Wikimedia Commons

Римские акведуки в вопросах и ответах

1. Что такое римский акведук?

Римские акведуки — это инженерные сооружения, возводившиеся в Древнем Риме с IV века до н.э. по II век н.э. и предназначенные для транспортировки пресной воды от удаленных источников к крупным городам для обеспечения общественных бань, фонтанов, канализационных систем и частных домов.

2. Зачем древним римлянам понадобились акведуки?

Акведуки понадобились Римской империи по совокупности причин: санитарной, военной, социальной, экономической и политической. Их строили для обеспечения растущего населения городов Древнего Рима чистой питьевой водой, которая была необходима для массовых общественных бань, туалетов и уборки улиц.

3. Как римские акведуки доставляли воду без насосов?

Главный принцип — гравитация. Вода двигалась самотеком благодаря постоянному плавному уклону русла акведука от источника к городу. Римские инженеры точно рассчитывали перепад высот, чтобы вода текла непрерывно, но не слишком быстро, чтобы не размывать канал.

4. Какой римский акведук считается самым известным?

Самым известным римским акведуком считается Пон-дю-Гар (Pont du Gard) на юге Франции. Это самый высокий сохранившийся римский акведук: его высота достигает 49 метров, а длина — 275 метров. Он был построен в I веке н.э. для снабжения города Ним. Пон-дю-Гар выделяется не только размерами, но и отличной сохранностью.

5. Сколько акведуков было построено в Древнем Риме?

Акведуки строились на протяжении более 500 лет — с IV века до н.э. по II век н.э. В самом Риме их было 11. Вот их полный список в порядке времени строительства.

  1. Aqua Appia (312 г. до н.э.)
  2. Anio Vetus (272 г. до н.э.)
  3. Aqua Marcia (144 г. до н.э.)
  4. Aqua Tepula (125 г. до н.э.)
  5. Aqua Julia (33 г. до н.э.)
  6. Aqua Virgo (19 г. до н.э.)
  7. Aqua Alsietina (2 г. до н.э.)
  8. Aqua Claudia (38–52 гг. н.э.)
  9. Anio Novus (38–52 гг. н.э.)
  10. Aqua Traiana (109 г. н.э.)
  11. Aqua Alexandrina (226 г. н.э.)

Во всей Римской империи акведуков было построено гораздо больше — сотни по всей территории от Британии до Северной Африки, включая знаменитые Пон-дю-Гар и акведук в Сеговии.

6. Какой длины были крупнейшие римские акведуки?

Самый длинный акведук Римской империи достигал 132 километров. Это акведук в городе Карфагене (территория современного Туниса), построенный во II веке н.э. для снабжения города водой из источников в горах Джебель-Загуан. Среди акведуков самого Рима крупнейшими были:

Aqua Marcia — около 91 км;
Anio Novus — около 87 км;
Aqua Claudia — около 69 км.

Порта-Маджоре в Риме: остатки акведуков Аква-Клавдия и Анио-Новус. Изображение: Gustavo La Pizza, CC BY-SA 4.0, via Wikimedia Commons

7. Почему акведуки строили на арках только в отдельных местах?

Арки требовались только для сохранения уклона при пересечении неровностей рельефа. Вода в акведуках двигалась самотеком, поэтому нужно было поддерживать постоянный плавный перепад. Если на пути встречались долина или овраг, строители возводили аркаду, чтобы канал продолжал идти по нужной линии уклона, не спускаясь вниз и не поднимаясь вверх.

8. Из каких материалов строили римские акведуки?

Основной материал — камень и римский бетон. Это была смесь извести, вулканического пепла (пуццолана) и щебня, которая затвердевала даже под водой. Бетон использовался для ядра стен и сводов, обеспечивая прочность и долговечность. Туф и травертин — пористые вулканические породы, применялись для облицовки и несущих арок.

9. Как римляне обслуживали водопроводную систему?

Римляне поддерживали акведуки в рабочем состоянии за счет постоянного контроля, ручной очистки и ремонта, что обеспечивало бесперебойную подачу воды в течение столетий.

10. Какие города, кроме Рима, имели акведуки?

Акведуки были распространены по всей Римской империи. Помимо Рима, наиболее известные примеры находятся в следующих городах: Ним во Франции, Сеговия и Таррагона в Испании, Эфес в Турции, Афины в Греции. Всего в Римской империи насчитывалось несколько сотен акведуков, от Британии до Северной Африки и Ближнего Востока. Практически каждый крупный город имел хотя бы один водовод для обеспечения питьевой водой и работы бань.

11. Почему многие акведуки сохранились до наших дней?

Главная причина — использование римского бетона, который со временем не разрушался, а становился прочнее. Вторая причина — массивность и продуманность конструкций. Акведуки строились с большим запасом прочности: толстые стены, мощные арки, глубокие фундаменты. Третья причина — постоянное использование. Многие акведуки работали веками или даже тысячелетиями.

12. Какое влияние римские акведуки оказали на развитие инженерии?

Главный вклад римлян: создание научной базы гидравлики. Римляне впервые систематизировали знания о движении воды самотеком. Многоярусные аркады доказали, что арочные системы могут выдерживать огромные нагрузки и пересекать глубокие долины. Этот опыт напрямую повлиял на строительство средневековых мостов и виадуков, а затем и современных эстакад. Римские акведуки — это фундамент, на котором выросли гидротехника, строительное материаловедение и организация инженерного дела в целом.

13. Можно ли увидеть действующие римские акведуки сегодня?

Да, сегодня можно увидеть действующие римские акведуки. Это редкое, но реальное явление. Главный пример — Аква Вирго в Риме. Этот акведук функционирует непрерывно уже более 2000 лет. Он до сих пор подает воду в знаменитый фонтан Треви, фонтан Четырех рек на площади Навона и другие исторические фонтаны Рима. Акведук в Сеговии (Испания) сохранился почти полностью, но сегодня используется лишь частично для орошения, а не как городской водопровод. Акведук Валента в Стамбуле (Турция) частично реконструирован и включен в современную систему водоснабжения города, хотя и в ограниченном объеме.

Акведук Валента в Стамбуле. Изображение: Lowcarb23, CC BY-SA 4.0, via Wikimedia Commons

14. Чем римские акведуки отличались от современных водопроводов?

Главное отличие — принцип подачи воды. Римляне использовали самотечную систему: вода текла по каналам с постоянным уклоном под действием силы тяжести. Современные водопроводы используют насосы и давление, что позволяет подавать воду на любые высоты и расстояния без строгого соблюдения уклона.

15. Почему римские акведуки считаются одним из величайших инженерных достижений античности?

Главная причина — беспрецедентный масштаб и сложность. Римляне создали систему водоснабжения, которая не имела аналогов в древнем мире. Многие акведуки сохранились до наших дней. Акведуки демонстрируют сочетание теоретических знаний из гидравлики и геодезии с практическими технологиями, такими как бетон и арочные конструкции, в масштабе, который оставался непревзойденным до XIX века.

Сегодня римские акведуки признаны одними из самых значимых инфраструктурных проектов в истории человечества. Они не только снабжали города водой, но и стали прообразом современных водопроводных сетей. Изучая их, мы понимаем, что любая великая цивилизация начинается с простого, но гениального решения — как доставить чистую воду туда, где живут люди.

Автор текста Инна Бобровская 

На обложке акведук Пон-дю-Гар во Франции. Изображение: Magnific

Останется ли вечная мерзлота вечной? И как ученые помогают р...
28 сентября 2026  11 мин.

Останется ли вечная мерзлота вечной? И как ученые помогают р...

Одной из главных причин печально известной экологической катастрофы 2020 года, случившейся в Норильске, где в окружающую среду вылилось около 21 тысячи тонн дизельного топлива, была названа деградации вечной мерзлоты. Именно она вызвала критическую деформацию резервуара и экологический эксцесс мирового масштаба. По той же причине произошел и масштабный провал в Талнахе в июне 2025 года. Вечная мерзлота тает… Но может ли она растаять полностью? С какими последствиями таяния вечной мерзлоты уже столкнулись арктические регионы в разных странах мира? Разбираемся в нашем материале.

Что такое вечная мерзлота и где она распространена?

Вечная мерзлота, или многолетнемерзлые породы, — это горные породы на суше и под морским дном, температура которых держится ниже 0 °C на протяжении двух и более лет. Такие породы встречаются в северных регионах и в районах высокогорья, там, где среднегодовая температура воздуха не превышает минус 2–3 °C: в таких условиях мерзлота может сохраниться. В Северном полушарии это, прежде всего, Арктика и прилегающие к ней районы Северной Америки и Сибири, а также Тибет и соседствующие с ним высокогорные районы: около 24 % территории суши в Северном полушарии — это зона распространения вечной мерзлоты. 

Карта распространения вечной мерзлоты в Северном полушарии. Изображение: WWF

В России около 60–65% территории страны приходится на зоны распространения вечной мерзлоты, а в Канаде этот показатель составляет около 50%. В США мерзлота распространена в основном на Аляске, где она занимает 80% территории штата.

Как выглядит вечная мерзлота, и какая она бывает?

Вечную мерзлоту в Арктике можно наблюдать на склонах и обрывах, в тех местах, где идет эрозия грунтов, чаще всего на краю морского побережья или в долине крупных рек. В зоне тундр она обычно располагается неглубоко и выглядит как твердый глянцевый слой серого, реже белого цвета под слоем почвы. Это и есть та самая вечная мерзлота — лед, который активно тает от контакта с теплым воздухом в летний сезон.

На какой глубине начинается мерзлота? Сразу под слоем почвы расположен деятельный, или сезонно-мерзлотный слой, который оттаивает летом и замерзает зимой. В зоне арктических тундр его глубина редко достигает 1 метра, а южнее, в зоне тайги, этот активный слой простирается до 3–4 метров. Но настоящая вечная мерзлота, которая не тает на протяжении двух лет и более, расположена глубже, как раз под этим слоем. 

Глубина залегания таких многолетнемерзлых пород зависит от климатических параметров региона и характера так называемых подстилающих горных пород. Например, в северных регионах России и Канады слой вечной мерзлоты имеет толщину 500–700 метров, а в таежной зоне Восточной Сибири обычно 100–500 метров. Под Восточно-Сибирским морем ученые предполагают наличие мерзлоты до глубины 500–600 метров. А максимальная зафиксированная глубина распространения многолетнемерзлых пород — 1500 метров. Этот колоссальный слой мерзлоты обнаружили на территории России в Восточной Сибири, в верховьях реки Вилюй. Такая глубина мерзлоты связана с характером горных пород в этом регионе и очень низкими температурами воздуха в зимний период. Кстати, почему в Восточной Сибири настолько холодно, можно узнать из нашего материала. 

Наличие вечной мерзлоты сказывается на формировании северных ландшафтов. Например, в тундре она залегает почти у поверхности, неглубоко, поэтому является препятствием для просачивания воды. И там, где уклон рельефа небольшой, можно наблюдать ландшафты со множество озер и болот.

Канадская тундра в национальном парке Вунтут – типичный арктический пейзаж со множеством озер.  Изображение: Chris Kyrzyk, CC BY-SA 3.0, via Wikimedia Commons

Но сплошные мерзлые породы распространены в основном в арктических тундрах и в центре Восточной Сибири. Южнее вечная мерзлота может быть прерывистой или островной и располагаться в виде изолированных линз. И даже бывают случаи, когда мерзлота залегает отдельными слоями разного возраста. Например, в Западной Сибири есть регион, где на глубине сохранилась реликтовая мерзлота, над ней располагается слой с положительной температурой, оттаявший во время климатического оптимума в период голоцена около 4–8 тысяч лет назад, а ближе к поверхности снова расположен слой вечной мерзлоты, но уже современной. 

Изображение: Timorey, CC BY-SA 3.0, via Wikimedia Commons

Только представьте, насколько сложно спроектировать в подобном регионе автодорогу, построить здание или пробурить скважину для добычи углеводородов. Слои и линзы мерзлоты имеют разную температуру и плотность в зависимости от сезона года и агрегатного состояния воды, которая то расширяется, то сжимается. И это сказывается на бюджете: стройка в условиях вечной мерзлоты обходится значительно дороже.

Когда возникла вечная мерзлота?

Многолетнемерзлые породы – это реликт позднего плейстоцена. Возраст самых древних слоев вечной мерзлоты, которые были обнаружены в канадской провинции Юкон, превышает 400 тысяч лет, а исследования мерзлоты в Якутии в районе Батагая показали, что в этом регионе она возникла около 650 тысяч лет назад. Получается, что эти многолетнемерзлые грунты пережили межледниковые периоды потепления на Земле: известно, что 130–116 тысяч лет назад температура в Арктике в летний период была выше на 4–5 °C, чем в доиндустриальную эпоху. Возможно, мерзлота переживет и новое глобальное потепление? Но пока мы фиксируем лишь процессы ее деградации.

Деградация вечной мерзлоты: в чем это проявляется?

На севере России и Канады, на Аляске и в Тибете – во всех этих регионах мы наблюдаем те или иные процессы, свидетельствующие о деградации вечной мерзлоты. 

  • Рост температуры в верхних слоях многолетнемерзлых пород. Ученые Института нефтегазовой геологии и геофизики имени А. А.  Трофимука СО РАН вместе с сотрудниками из Научного центра изучения Арктики провели замеры температуры вечной мерзлоты в скважинах на Гыданском полуострове в Ямало-Ненецком автономном округе. Было выявлено, что с конца 1980-х годов по 2018 год температура многолетнемерзлых пород на глубине 10 метров увеличилась на 2–3 °C. Похожие данные приводят специалисты из Арктического института в США, которые зафиксировали рост температуры вечной мерзлоты в Арктике на 1,5–2,5 °C за 30 лет в период с 1990 по 2020 годы. 
  • Деградация береговой линии на побережье Северного Ледовитого океана. Таяние мерзлоты на побережье Арктики идет вместе с сокращением площади морского льда, который выполняет роль волнорезов во время штормов. Отсутствие ледового покрова в морях Северного Ледовитого океана делает берег беззащитным перед ударами волн. По данным Арктического института США, побережье в Арктике отступает в среднем на 0,5 метра в год, но иногда можно наблюдать, как один шторм уносит в океан до 20 метров береговой линии. 
Так выглядит эрозия береговой линии на побережье полуострова Аляска, где идет деградация вечной мерзлоты и отступление суши под натиском штормов. Изображение: Brandt Meixell, USGS – U.S. Geological Survey from Reston, VA, USA, CC0, via Wikimedia Commons
  • Эрозия речных долин из-за таяния вечной мерзлоты. Ученые географического факультета МГУ исследовали эрозионные процессы в долине реки Колыма и опубликовали итоги в журнале Nature. В результате полевых работ и анализа данных спутникового мониторинга было выявлено, что отступление берегов с вечной мерзлотой в период с 2001 по 2021 год ускорилось на 50 % по сравнению с аналогичными процессами, которые наблюдались в 1965–1980 годах. 
  • Образование провалов и обрывов. Таяние мерзлоты может активизироваться из-за масштабного пожара. В тех местах, где выгорела большая площадь леса или торфяников, исчезает термоизолирующая прослойка, поэтому мерзлые породы начинают прогреваться и таять. То же самое происходит и в местах сплошной вырубки леса, и Батагайский провал, длина которого уже достигла 1 километра – яркий тому пример.
Вид на Батагайский кратера из космоса. Изображение: NASA

Какие проблемы для деятельности людей возникают на фоне таяния вечной мерзлоты?

Ниже мы попытаемся перечислить некоторые наиболее острые проблемы, которые уже сегодня существуют в арктических регионах России, а также в Канаде и США.

  • Угроза распространения опасных вирусов и бактерий. Из-за таяния вечной мерзлоты на поверхности оказываются опасные патогены из прошлого. В 2016 году в России на территории Ямало-Ненецкого округа произошла вспышка сибирской язвы: умерло более 2,5 тысячи животных, заболело 24 человека и 1 ребенок скончался. На территории округа распложено более 60 мест падежа северных оленей, умерших от сибирской язвы в прошлом, а из-за аномально жаркой погоды летом 2016 года захоронения, вероятно, растаяли, и возбудители попали в окружающую среду. Из-за таяния многолетнемерзлых пород в окружающую среду могут попасть вирусы и бактерии, которые даже не знакомы человечеству, но которые пролежали десятки тысяч лет в стадии консервации и сохранили жизнеспособность. 
  • Разрушение жилых зданий и инфраструктуры. Из-за таяния мерзлоты снижается несущая способность структурных оснований и растет риск деформация расположенных на них конструкций. По оценкам экспертов более 40% зданий в российской Арктике находятся в зоне риска из-за угрозы разрушения фундамента, в том числе таяние мерзлоты угрожает жилому фонду, в котором проживает около 800 тысяч человек.
  • Экологические катастрофы на фоне разрушения промышленных объектов. Промышленные предприятия тоже под угрозой, и экологическая катастрофа в Норильске, с которой мы начали эту статью, показала, что необходимо срочно принимать меры по защите целостности промышленных объектов, расположенных в зоне вечной мерзлоты. По подсчетам специалистов, около 23% техногенных аварий в российской Арктике происходит из-за деградации вечной мерзлоты.
Норильск. Изображение: Ninaras, CC BY 4.0, via Wikimedia Commons
  • Экономические потери из-за деформации промышленных объектов. Для России наибольшую опасность представляют аварийные ситуации на объектах нефтегазовой отрасли, а также на таких крупных предприятиях, как «Норникель». По подсчетам специалистов, 23% всех происходящих в российской Арктике аварийных ситуаций на промышленных объектах происходит по причине деградации вечной мерзлоты. 
  • Переселение людей из аварийных поселков. Эта проблема актуальна для небольших поселков на побережье Канады и Аляски. В основном здесь проживают коренные народы, ведущие традиционный образ жизни, который подразумевает китовый промысел и рыболовство. Но люди вынуждены уходить вглубь континента, потому что из-за деградации вечной мерзлоты их дома разрушаются.
Склон с обнажившейся вечной мерзлотой на канадском острове Хершел в море Бофорта, Северный Ледовитый океан. Изображение: Boris Radosavljevic, CC BY 2.0, via Wikimedia Commons
  • Угроза для традиционного образа жизни народов Крайнего Севера. Это пока проблема будущего, но нет сомнений, что рано или поздно она заявит о себе и коснется в первую очередь оленеводов севера Евразии. Трансформация ландшафтов на фоне таяния вечной мерзлоты приведет к заболачиванию ряда равнинных участков тундры, где распространены лишайниковые сообщества. Это затруднит выпас оленей и вынудит людей искать новые пастбища и пути миграций для своих домашних животных. 
  • Увеличение выбросов парниковых газов. Если раньше Арктика была поглотителем парниковых газов и углерода, который входит в состав метана и углекислого газа, то современные научные исследования показывают, что северные регионы, наоборот, стали источником углерода: выделение углекислого газа в зимний период существенно выросло. Все дело в повышении температуры воздуха: глубина деятельного слоя увеличивается, микроорганизмы активизируются, и запускается процесс переработки органических остатков, в том числе и тех, что тысячелетиями копились в мерзлоте. В итоге наблюдается рост выброса метана и углекислого газа – продуктов переработки органики, а баланс углерода из отрицательного становится положительным.

Может ли вечная мерзлота растаять полностью?

Расчеты международной группы ученых показывают, что площади приповерхностной вечной мерзлоты к 2100 году сократятся на 93 процента, и немногочисленные регионы, где она сохранится, — это Гренландия, Канадский арктический архипелаг и Восточно-Сибирское нагорье. При этом мощные слои мерзлых пород глубиной до 300–500 и более метров вряд ли смогут растаять полностью, даже если глобальное потепление пойдет по самому пессимистичному сценарию и мы получим увеличение средней планетарной температуры воздуха к концу XXI века еще на 2–3 °C. Получается, что под угрозой именно верхние слои, близкие к динамичному активному слою. Но и этого достаточно для того, чтобы нарушить привычный ритм жизни в Арктике.

Каменные кольца вечной мерзлоты, Шпицберген. Изображение: Hannes Grobe, CC BY-SA 2.5, via Wikimedia Commons

Какие работы проводят российские ученые для решения проблем с вечной мерзлоты?

Работы по исследованию вечной мерзлоты, направленные на адаптацию населения и экономики к текущим изменениям, ведутся в нескольких направлениях. 

  1. Фоновый мониторинг и прогнозирование. В некоторых регионах, например, в Ямало-Ненецком округе и в Норильске, уже существуют свои локальные системы мониторинга динамики мерзлых пород. И сейчас на территории России создается масштабная система фонового мониторинга многолетней мерзлоты, которая будет состоять из 120 скважин, а оператором этого проекта выступает Арктический и антарктический научно-исследовательский институт в Санкт-Петербурге. Создание сети скважин планировалось завершить к концу 2025 года; по состоянию на 2026 год система работает в режиме опытной эксплуатации и донастройки.
  2. Изучение палеоклимата. Исследование климатических параметров прошлого необходимо для прогнозирования будущего. Российские ученые из Института земной коры СО РАН и Иркутского национального исследовательского технического университета в составе международной группы специалистов изучили параметры климата в эпоху позднего миоцена. Тогда, около 8,68 млн. лет назад, средняя температура на Земле была выше современных показателей на 4,5 градуса. Изучив сталактиты в пещерах на севере Якутии, специалисты пришли к выводу, что в тот период в этом регионе не было вечной мерзлоты. Возможно, она исчезнет и в ближайшем будущем при аналогичном повышении температуры воздуха. Результаты исследования были опубликованы в журнале Nature. 
  3. Разработка и внедрение инноваций для решения актуальных проблем в регионах с вечной мерзлотой. Как сохранить мерзлоту под объектами инфраструктуры, и какие технологии применить для строительства – такие задачи решают несколько ведущих научных центров страны. Например, ученые из Санкт-Петербургского государственного архитектурно-строительного университета разработали технологию нового покрытия для создания фундаментов в условиях нестабильных мерзлых пород в Арктике. Разработчики успешно протестировали свое изобретение и выиграли грант Газпромнефти на развитие строительных технологий для криолитозоны.  А специалисты из Тюменского научного центра СО РАН совместно с коллегами из Тюменского индустриального университета модернизировали систему по сохранению мерзлых пород, сделав ее более эффективной и удобной в использовании. Они заменили привычный аммиак на диоксид углерода: система стала более чувствительна к повышению температуры и активизируется быстрее, повышая эффективность охлаждения. 
Изображение: Игорь Василевич/ААНИИ

***

Состояние многолетнемерзлых грунтов зависит не только от повышения температуры воздуха, но и от множества других параметров, таких же сложнопрогнозируемых. Например, совершенно неясно, сколько углекислого газа смогут поглотить северные растения, ведь известно, что с увеличением его концентрации активизируется фотосинтез и рост биомассы. Не исключено, что повышение температуры будет способствовать росту продуктивности таежных и арктических экосистем, которые смогут стабилизировать уровень парниковых газов в атмосфере. А возможно, солнечная активность снизится, и мы к концу столетия окажемся в малой ледниковой эпохе: среди ученых существует и такая версия развития событий.

Автор текста Ольга Фролова

Изображение на обложке: Freepik

Создано при поддержке Минобрнауки РФ в рамках Десятилетия науки и технологий (ДНТ), объявленного Указом Президента Российской Федерации от 25 апреля 2022 г. № 231.

Посмотреть все статьи

Видео на ПОИСКе

Показать все
Скачать последний выпуск Поиск
Скачайте последний выпуск газеты «ПОИСК» бесплатно прямо сейчас Скачать

ПОИСК — путеводитель по науке

Показать все