Веревка вокруг Земли и другие сюрпризы науки

Наиболее достоверные результаты дает способ датировки при помощи циркона. Этот полудрагоценный камень бывает самых разных оттенков, встречается и прозрачный циркон, внешне напоминающий алмаз. Его физические свойства легли в основу широко применяемого в последние годы способа датировки горных пород. Циркон вездесущ — его мелкие вкрапления встречаются в горах практически повсеместно.

В начальный период формирования земной коры, примерно четыре с половиной миллиарда лет назад, Земля подвергалась интенсивной бомбардировке метеоритами, в результате выделялось огромное количество тепла, плавившего поверхность планеты. Когда расплавленный камень остывал, некоторые скопления атомов, включая циркон, образовывали кристаллы, которые сохранились в неизменном виде до наших дней. В неизменном — за исключением одной важной характеристики. В пространственной решетке циркона атомы этого элемента иногда замещаются атомами урана, поэтому в кристалле циркона в момент его формирования оказываются вкрапленными — в том или ином количестве — атомы урана. Но атомы урана, распадаясь с известной скоростью, превращаются в атомы свинца. Более того, при формировании кристаллов циркона в них не содержится никаких атомов свинца. А с момента кристаллизации количество атомов свинца в кристалле циркона по мере распада атомов урана постепенно возрастает.

То есть только что возникший кристалл циркона напоминает часы, в которых запущен обратный отсчет. С каждым «тиканьем» атомы урана, содержащиеся в кристалле, превращаются в атомы свинца. Интервалы между этими превращениями разные, но в целом все протекает в статистически предсказуемом порядке. Уран, как и все радиоактивные элементы, обладает периодом полураспада (см. главу «Самый древний в мире ядерный реактор») — это время, которое требуется, чтобы половина атомов урана в образце породы превратилась в свинец.

У одного изотопа урана, урана-235, период полураспада составляет 713 миллионов лет, а у другого, урана-238,— 4,47 миллиарда лет.

Так, если в зернышке циркона изначально было 100 атомов U²³⁵ и они один за другим превращались в атомы свинца, то через 713 миллионов лет соотношение атомов свинца к атомам урана будет 50 на 50. А еще через 713 миллионов лет половина из 50 атомов урана тоже превратится в свинец, соотношение станет 75 % свинца к 25 % урана, и ученые смогут установить, что камень сформировался более миллиарда лет назад. Изучив оба изотопа урана и соотношения между их атомами и атомами свинца, геологи в состоянии определить, как давно начался процесс распада и соответственно сколько лет кристаллу.

В 2000 году в Западной Австралии в местечке под названием Джек-Хиллс был обнаружен темно-фиолетовый кристалл циркона толщиной менее четверти миллиметра. Ему присвоили прозаическое название W74/2-36, а соотношение урана и свинца продемонстрировало, что эта порода на 90 миллионов лет старше, чем любая из ранее датированных, и возраст ее составляет 4,404 миллиарда лет. Хотя кристалл был совсем крошечный, ученые подвергли его множеству других опытов, включая изотоп-кислородное исследование и анализ на содержание редкоземельных элементов. В итоге они получили информацию о физических процессах формирования этих древних гор и даже выяснили, что в образовании земной коры участвовала вода, а следовательно, уже на этом раннем этапе истории Земли на планете наряду с сушей существовали и океаны.

Болезни и здоровье

Галочка спасает жизнь

В газетных статьях о новых достижениях в медицине часто мелькает слово «прорыв». Если слово «прорыв» дает журналисту возможность осветить в прессе «чудесные лекарства», «сканеры стоимостью в миллион фунтов», «спасающие жизнь операции» — что ж, оно и к лучшему. Без этого лексикона гламурных журналов важные открытия, возможно, так и остались бы не замеченными широкой общественностью. В 2001 году ученым-медикам пришла в голову очередная прогрессивная идея, не касающаяся новых препаратов, нового дорогостоящего оборудования или усовершенствований в хирургии и тем не менее позволяющая добиться значительных улучшений в состоянии пациента за очень короткий срок.

Доктору Питеру Проновосту из больницы Джона Хопкинса в Балтиморе пришла в голову идея, которая за год в одной отдельно взятой больнице спасла 21 жизнь и сэкономила миллионы долларов. Она же принесла ему славу — журнал «Тайм» назвал его в числе «100 самых влиятельных людей в 2008 году». Его размышления отталкивались от того факта, что пациенты порой заболевают, а иногда и умирают от инфекций, занесенных при внутривенном введении лекарств или физраствора. А значит, подумал он, если доктора и медсестры будут тщательно мыть руки, обрабатывать кожу пациента антисептиком и надевать стерильные маски, костюмы и халаты, возможно, случаев заражения станет меньше.