Всё о науке за 60 минут

Конечно, все вы знаете, что, оказавшись в жаркий летний день на открытом воздухе, можете укрыться от солнца в тени. Однако лишь самые наблюдательные из вас заметят, что не все тени одинаково прохладны. Если спрятаться от солнца в тени здания или под каким-нибудь навесом, то температура там будет, конечно, ниже, но все же не настолько низкой, как в тени от кроны дерева. Проведенные исследования показали, что в тени от деревьев на несколько градусов (до 3 °C) прохладнее, чем в тени от зданий, расположенных в пределах города. Это кажется нелогичным, поскольку тень от деревьев обычно пятнистая, а не сплошная. И все же измерения доказывают, что деревья действительно активно охлаждают свое ближайшее окружение.

Когда я говорю, что листья на деревьях зеленые, обычно никто не удивляется, потому что для большинства видов растений это верно. Однако объяснение этого факта едва ли оставит вас равнодушными. Листва растений отражает бóльшую часть зеленого света, падающего на нее, и, собственно, поэтому мы видим ее зеленой. Кроме того, если вы, стоя под кроной дерева, посмотрите вверх, то увидите, что свет, который проникает внутрь, тоже зеленоватый. Только зеленый свет проходит сквозь листву. Что же происходит с красным, оранжевым, желтым и синим? Листья растений поглощают свет этих цветов, но не преобразуют это излучение в тепловую энергию, а используют его для запуска процесса фотосинтеза. Это биохимическая реакция, в ходе которой углекислый газ из воздуха, вода из земли и энергия солнечного света преобразуются в сахара. Так энергия Солнца превращается в химическую потенциальную (то есть запасенную) энергию и хранится растением для последующего применения.

Теперь представьте, что вы сидите под зеленым брезентовым навесом, и сравните ощущения. Как и в случае с листьями, зеленый свет отражается наружу. Внутрь мало что проникает. Свет других цветов поглощается навесом. Однако на этот раз энергия света превращается в тепловую энергию, половина которой излучается обратно в небо, а вторая половина – на вас, сидящих под навесом. Несмотря на то что последний имеет тот же цвет, что и листва, он не накапливает химическую энергию, и вы перегреваетесь.

Существует и другая, возможно еще более важная, причина возникновения охлаждающего действия зеленых растений. Как я только что упоминал, для фотосинтеза необходима вода. Чтобы получить ее, растения через корни вытягивают воду из почвы и доставляют ее к листьям. И один из этапов этого процесса именуется транспирацией. В ходе него растение позволяет воде испаряться из своих листьев, в результате чего из его корней вытягивается еще больше воды. Меньшая часть этой воды используется для фотосинтеза, а бóльшая – для дальнейшей транспирации. Одним из следствий является то, что в ходе испарения воды из листа захватывается тепловая энергия, и он остывает. Это называется испарительным охлаждением, и именно благодаря ему работают холодильники. Когда это происходит по всей кроне большого дерева, более тяжелый холодный воздух вокруг каждого листа опускается в пространство под кроной, делая его более прохладным.

Итак, фотосинтез и транспирация создают под деревом приятное место для отдыха. Ведь в такой зоне охлаждение – это активный процесс, а не просто отсутствие прямого солнечного света. Как известно, в центрах крупных городов создается эффект, известный как тепловой остров. Большие массивы темных зданий и множество отражающих поверхностей поднимают там среднюю температуру на 6 °C по сравнению с пригородами. Градостроители пришли к выводу, что одним из лучших способов смягчения этого эффекта является посадка деревьев и разбивка газонов. В идеале делать это стоит не только на уровне земли, но и на верхних этажах зданий. В результате можно немного снизить среднюю температуру, а также создать еще более прохладные локальные зоны, где жители смогут расслабляться и наслаждаться едой, например.

Может ли паук поймать самого себя?

В пауках есть что-то глубоко нервирующее, и в то же время я ими буквально очарован. Созерцая раздутого паука-кругопряда в центре его паутины, я не могу отвести взгляд. Затем, когда он убегает, чтобы заманить несчастную жертву в свои сети, я обнаруживаю, что меня тянет посмотреть, как разыграется эта ужасная сцена. Жертва паука не может выбраться, крепко застряв в липкой паутине, в то время как он сам ловко бросается к ней через те же самые липкие нити. Как же ему это удается?

Паучий шелк – это невероятный материал с широкими возможностями применения. Он прочнее стали и жестче, чем пуленепробиваемое синтетическое волокно кевлар. А паук при необходимости может производить метры этого материала. Более того, в среднем любой паук способен выдавать семь различных видов шелка, каждый из которых обладает уникальными свойствами. И эти удивительные существа активно используют столь полезное умение. К счастью для нас, лишь только посмотрев на их паутину, мы смогли ответить на вопрос, как пауки умудряются не запутаться в собственных сетях.