Что значит черный снег
Черный снег в Москве: что это такое и стоит ли бояться?
Весной этого года в СМИ и социальных сетях начали появляться статьи об опасности «черного снега», слежавшегося на обочинах в Москве. Очевидцы заявляли о его неприятном запахе и потенциальной опасности для здоровья и предполагали, что дело в химических реагентах, которые применяют в городе. Как часто бывает, не так страшен черт.
«Черный» снег весны
Что в химии твоей?
Что же до химических показателей, то анализ талого снега с реагентами с дорог и чистого снега с обочин, проведенный государственным дорожным институтом РосдорНИИ этой зимой, показал интересные результаты.
Иногда в соцсетях и некоторых публикациях встречаются высказывания, что антигололедные реагенты, якобы разъедают ткань, кожу и даже “прожигают дыры в полу”. Может ли это делать реагент? Нет. Что-либо “прожигать” могут либо щелочи, либо кислоты. У противогололедных материалов, как правило, РН находится в районе 7-8 единиц. Талый снег, как показал химанализ, 6-7 единиц. Такую кислотность имеют детские шампуни и питьевая вода.
Снижение по солям
Для сравнения, семь-десять лет назад, когда в Москве только шел поиск подходящих реагентов, ситуация была совершенно другой. После применения галита (хлорида натрия) ⅔ почв было засолено, при использовании ацетатов на улицах появлялся удушающий запах уксуса, при эксперименте с чистым хлористым кальцием и бишофитом люди жаловались на маслянистую пленку на дороге и убитую обувь.
С 2011 года столицу убирают по новой Технологии. Весь снег утилизируют на снегоплавилках, а потом очищают. А для борьбы с гололедом используют многокомпонентные составы, разные для разных температур и областей применения. Для тротуаров, например, композицию производят на Уральском заводе противогололедных материалов. Она меньше влияет на обувь и наполовину состоит из мраморной крошки. С использованием такой посыпки число травмированных из-за гололеда пешеходов в столице сократилось в 2,5 раза и на сегодняшний день является наименьшим в России. А уровень засоления почв за 7 лет снизился в разы, и сейчас по данным экомониторинга до 97% почв в Москве вообще не имеют признаков засоления.
Почему идет черный снег?
Мы только теперь начинаем понимать, что наша собственная планета не что иное, как одинокий космический корабль, не имеющий «выхлопной» трубы. У нас нет ни достаточно высоких дымоходов для забрасывания в космос вредоносных испарений, ни достаточно протяженных систем стока для отвода загрязненных вод за пределы Мирового океана.
Миллионы лет — и ничего изъятого из обращения. Миллионы лет, в течение которых природа сама была гигантским механизмом, экспериментирующим, изобретающим, созидающим, уничтожающим отходы.
Кажется, о чем нам беспокоиться? Человек начал манипулировать с атомами. Он их делит и вновь соединяет в различных сочетаниях. Но ведь матушка-природа все это проделывала задолго до него. Естественная «фабрика» изобрела и создала нейтроны и электроны, радиацию и тяготение, газы, жидкости, металлы и живую клетку. Создала протоплазму и хромосомы, бьющееся сердце и думающий мозг, светочувствительный «фотоаппарат» глаза и воспринимающее акустические волны ухо. Природа воплотила различные комбинации молекул в обитателях океана, преобразовала рыб в птиц, млекопитающих — в человека. Природа изыскала пути создания органического вещества из почвы и лучей Солнца. Природа извлекла цыпленка из яйца и яйцо из курицы в своем бесконечном цикле жизнедеятельности. Природа изобрела радар и снабдила им летучих мышей и дельфинов. Она установила коротковолновые передатчики клопам и бабочкам. Принцип реактивного передвижения был с успехом испытан на кальмарах задолго до конструирования природой самого сложного из всех существовавших и существующих компьютеров — человеческого мозга.
А куда девались отходы, сопутствовавшие процессу созидания? Исчезали. Но не в космосе, а трансформировались в различного рода новую и необходимую природе материю. Жизненный цикл замкнутой экологической системы космического корабля «Земля» более чем что бы то ни было напоминает несбыточную мечту многих изобретателей — вечный двигатель.
Если природа может очищать и засорять, то почему этого не может делать человек?
Итак, что за паника по поводу «нечистоплотности» человечества? Почему оно не может загрязнять окружающую среду, если природе такое право дано?
Взглянем, чего же мы достигли. Новые изумительные элементы, никогда не производившиеся природой и в высшей степени устраивающие человечество: пластмассы, ДДТ и бесконечная серия других ядохимикатов, моющих средств и химических продуктов, до недавнего времени вообще отсутствовавших на нашей планете.
Как же это природа проглядела возможность подобных изобретений? Сегодня мы действительно можем отстирать белье до безукоризненной чистоты и искоренить любое насекомое.
Мы моем и опрыскиваем. Производим массовую продукцию. Получаем рубашки и простыни белее, чем когда бы то ни было, и сливаем отбеливающие вещества в дренажные системы. Мы морим клопов и гусениц, опрыскиваем листья и деревья, поля и болота. Мы распыляем химикаты в воздухе и на почве. Заводы вырастают вокруг городов и озер, вдоль дорог и рек.
Ядовитые отбросы стекают и вливаются в каждый ручей, каждую сточную трубу. И вот черный снег выпадает в Норвегии, а дождевые капли, содержащие кислоту, убивают форель в отдаленных горных озерах.
Это доказывает, что смог и пропитанный выхлопными газами загрязненный воздух не только висят над нашими городами, но и постепенно относятся ветрами, промываясь выпадающими осадками.
Атмосфера очищает себя сама. А как быть с Землей? Черный снег в Норвегии сохраняется не все время. Он тает и стекает. Дожди и грунтовые воды промывают почву и, как по дренажным трубам, сделанным руками человека, выносят все лишнее в море.
Ртуть находят в прибрежных рыбах и моллюсках, а ДДТ — на обоих полюсах Земли: в антарктических пингвинах и живущих в арктических льдах белых медведях — в местах, где ядохимикаты не распыляются. Это подтверждает, что леса и поля в значительной степени очищаются и что мощные океанские течения, втягивая в себя ядовитую дрянь, уносят ее прочь. Прочь? Ну нет! Переносят!
Океан так же шарообразен, как и Земля. Он имеет тысячи заливов и бухт, но не имеет. стока. Океан — это глобальная фильтрующая система, в которой вся грязь с суши и воздуха окончательно оседает и из которой ничего не убывает, кроме чистой воды, возносящейся в процессе испарения и создающей облака.
Почему же эта гигантская фильтрующая система планетарного масштаба не может служить нам так же хорошо, как она действовала во времена наших отцов или в периоды существования человекоподобной обезьяны или динозавров? Почему она не может все, как раньше, использовать в качестве «горючего» для биологической машины?
Это и есть тот рубеж, с которого начинается проблема.
Человек начал добавлять лишние «гайки» и «болты» в хорошо сконструированную машину природы. В течение поколений год за годом, день за днем количество неразлагающихся элементов увеличивается. Этот процесс сопровождается расшвыриванием отбросов и отходов производства куда попало. Правда, мы при этом пытаемся все, что удается, смести в океан, хотя это и напоминает сметание пыли под ковер.
Океан бесконечен. Океан глубок.
Океан, к сожалению, не бесконечен, а его глубина может ввести в заблуждение. Любой, кто дрейфовал по нему на тростниковых или бревенчатых плотах, невольно проникался мыслью: океан — не что иное, как большое соленое озеро. Приставим друг к другу десять озер, подобных Эрио. Этот «мост» может быть переброшен через Центральную Атлантику от берегов Африки до Америки. А ведь озеро Эрио заражено и убито примерно полудюжиной городов. Причем не надо забывать, что оно имеет постоянный сток в океан.
Когда я с друзьями пересекал Атлантический океан на папирусной лодке, мы часто забрасывали сеть, и основной улов вдоль всего нашего пути — это пустые пластмассовые контейнеры и другие отходы продукции, изготовляемой руками человека. Из 57 дней плавания мы в течение 43 наблюдали плавающие комки нефти. Это может означать лишь одно: визуально обнаруживаемые загрязнители уже «навели мосты» через большинство районов Мирового океана. Более того, углеводород с примесью хлора не растворяется в воде, но поглощается планктоном и плавающей нефтью, как промокательной бумагой.
Комки нефти на берегах ныне хорошо знакомы туристам и рыболовам, начавшим замечать сероватую полосу, год от года опоясывающую обрывистые береговые скалы и валуны над самым срезом воды.
Каждый тюбик или банка, каждый пропитанный нефтью комок, которые мы видим вынесенными на берег или уплывающими прочь, должен принудить нас задуматься о невидимых загрязнителях, находящихся в воде, помимо этих «крупных обломков».
Они существуют, эти невидимые невооруженным глазом капельки и взвешенные частички.
Куда же деваются ядохимикаты, токсические порошки и жидкости, заполнявшие пустые контейнеры? Реками все это в конечном счете выносится в океан. Волны океана, подобно кисти мрачного художника, расписывают берега нефтяными узорами, ДДТ, попавшее в нефть, а также другие современные «снадобья» не Столь уничтожают саранчу и жуков на полях, сколько наносят неисчислимый ущерб благоустроенным побережьям.
Океан служит конечным отстойником для этих химикатов, являющихся инородными телами, подобными лишним болтам и гайкам в стройной конструкции природной машины. Большинство из этих химикатов было задумано как дезинфицирующие, очищающие, уничтожающие насекомых препараты, но еще отнюдь не известно, приносят они пользу или наносят вред человечеству.
По данным ООН, мы уже «разместили» в окружающей нас среде около 500 тысяч тонн ДДТ и добавляем к этому количеству по 50 тысяч тонн в год.
Первостепенное значение должно быть придано самой угрожающей опасности: мы должны немедленно прекратить интенсивную деятельность по превращению океана из фильтрующей системы в глобальное грязевое озеро.
чёрный снег
Смотреть что такое «чёрный снег» в других словарях:
Красное небо. Чёрный снег — Жанр драма Режиссёр Валерий Огородников В главных ролях Пётр Семак Елена Панова Алексей Девотченко … Википедия
Чёрный снег — ВАО — Играет в Московская баскетбольная лига, Чемпионат Зеленограда Основан 2004 Зал ФОК Атлант … Википедия
Панкратов-Чёрный, Александр Васильевич — В Википедии есть статьи о других людях с такой фамилией, см. Панкратов. Александр Васильевич Панкратов Чёрный … Википедия
Чёрный терьер — Русский чёрный терьер … Википедия
Чёрный камень — Ислам · Мечеть · Хадж … Википедия
Озёрный лесопарк — Озерный лесопарк Озеро Козлово (Безменовский карьер) … Википедия
чёрный пар — чёрный пар, чистый пар, в котором основная обработка почвы проводится осенью. На Ч. п. под озимые культуры применяют систему зяблевой обработки почвы. Рано весной его боронуют для сохранения влаги в почве и в течение лета проводят по мере… … Сельское хозяйство. Большой энциклопедический словарь
Огородников, Валерий Геннадьевич — Валерий Огородников Дата рождения: 1 ноября 1951(1951 11 01) Место рождения: Нижний Тагил, Свердловской области, СССР Дата смерти … Википедия
МБЛ — Московская Баскетбольная Лига Вид спорта Баскетбол Основание 2006 Руководитель Хайрулин, Рафик Сиярович … Википедия
Черный снег
Задача
Снег в лунную ночь отражает гораздо меньше света, чем кусок угля или другая темная поверхность в солнечный день. Но снег кажется нам белым и ночью, а уголь — черным даже при солнечном свете. Какие механизмы отвечают за эту особенность нашего зрения? Как можно было бы добиться того, чтобы снег воспринимался как черный (или красный)?
Подсказка 1
Днем в солнечный день черные буквы на газетном листе отражают вдвое больше света, чем белый фон того же листа в комнате. Отсюда ясно, что даже днем мы различаем белые и черные предметы в основном не по абсолютному количеству света, которые они отражают.
Подсказка 2
Попробуйте угадать, что показано на фотоснимке, иллюстрирующем задачу на главной странице, и осознать, как вы это определили. Что нужно дополнительно знать, чтобы определить, сделан ли фотоснимок днем или ночью? (Ответ на этот вопрос позволяет предположить, какие поправки вносит наш мозг, узнавая яркость и цвета предметов.)
Решение
Явление, описанное в задаче, называется константностью зрительного восприятия. В данном случае речь идет о константности яркости и цвета. Понятие это означает, что снег кажется нам белым (то есть наш мозг воспринимает его как белый) независимо от количества и спектрального состава отражаемого света.
На чем же основана константность? Из первой подсказки ясно, что важную роль в восприятии предметов играет не абсолютное, а относительное количество отражаемого ими света. Наше зрение довольно плохо различает уровень освещенности. В своей книге «Глаз, мозг, зрение» нобелевский лауреат Дэвид Хьюбел пишет:
«Считайте, что нам везет, если мы можем устанавливать диафрагму своего фотоаппарата с ошибкой не более чем вдвое; да и это достигается не прямой оценкой «на глаз», а лишь в результате большого опыта, позволяющего, например, отметить, что в момент съемки на небе легкая облачность и что мы находимся на открытом пространстве в тени за час до захода солнца.»
В то же время глаз (и мозг) чувствует разницу в относительной освещенности двух соседних участков поверхности всего в 2%. Чуть ниже Хьюбел приводит замечательный пример того, как относительная яркость (в физическом смысле) разных участков изображения влияет на наше восприятие черного и белого:
«Экран выключенного черно-белого телевизора в нормально освещенной комнате выглядит белым или серовато-белым. Инженеры создали электронные механизмы, которые могут сделать экран ярче, но не способны затемнить его, и независимо от того, как он выглядит в выключенном виде, никакая его часть никак не может послать после включения меньше света. Мы, однако, хорошо знаем, что телевизор может дать нам ощущение насыщенного черного цвета. Самый темный участок изображения посылает в наши глаза по меньшей мере столько же света, что и при выключенном телевизоре. Отсюда следует, что «черное» и «белое» — не просто физические понятия: это биологические термины, они отражают результат вычислений, производимых нашей сетчаткой и мозгом при обработке воспринимаемой картины.»
Почему серое пятно рядом с белым кажется нам более темным, а рядом с черным — более светлым? Один из механизмов, который за это отвечает, — латеральное торможение (см.: Lateral inhibition; работа этого механизма на уровне сетчатки глаза объяснена, например, здесь). Подробно мы не будем разбирать этот механизм в данной задаче, тем более что он работает в основном «на краю» объектов, увеличивая контрастность контуров (рис. 1).
Рис 1. Из-за латерального торможения нам кажется, что левые края полосок светлее, чем правые, а узлы «решетки Германа» кажутся серыми, если не фокусировать на них взгляд. Рисунки с сайта en.wikipedia.org
Здесь в дело уже вступает головной мозг. Он учитывает разные особенности контекста: то, как выглядит фон, на котором находится опознаваемый объект; как выглядят другие предметы, цвет которых нам известен; каков источник освещения, где он находится и т. п.
Большинство читателей, наверно, решили, что на иллюстрации к задаче сфотографированы заячьи следы (так и есть). В задаче речь идет про снег, на снегу часто бывают разные следы, а по умолчанию мы считаем, что свет падает сверху. На самом деле так же выглядела бы, например, вертикально стоящая гипсовая плита с выпуклыми слепками следов или просто выпуклостями, подсвеченными снизу (рис. 2).
Рис. 2. Наш мозг «домысливает», что свет падает на изображенные объекты сверху справа, а не снизу слева. Поэтому мы считаем, что видим на верхнем фото следы, а не их слепки, на нижнем левом рисунке лишь один круг выглядит вогнутым, а на нижнем правом — пять из шести
Чтобы оценить яркость предмета, для нас важен фон. На черном фоне (рядом с темным ночным небом) снег будет казаться более белым, чем на более светлом фоне (рис. 3).
Рис. 3. Кимоно на черном фоне (слева) кажется более светлым, хотя на самом деле имеет ту же яркость, что и на правом рисунке. Рисунки с сайта psy.ritsumei.ac.jp
Но особенно важную роль в восприятии объектов играет поправка на условия освещения. Чтобы понять, сделан снимок заячьих следов днем или ночью (при одинаковой выдержке), нужно знать, использовалась ли вспышка. Снег не кажется нам красным на закате, потому что мы знаем, что его освещает заходящее солнце. Объекты в тени должны быть светлее, если отражают столько же света, сколько похожие объекты на солнце. Как же с учетом этого заставить человека поверить, что снег черный или красный? Сперва обсудим «черно-белый» вариант.
Одна из самых известных зрительных иллюзий показана на рис. 4. Ее автор — Эдвард Адельсон. Сперва невозможно поверить, что квадратики А и В имеют одинаковую яркость. Но это на самом деле так! Тень, отбрасываемая цилиндром, и определенное окружение из черных квадратов фактически заставляют нас поверить, что черное — это белое.
Рис. 4. Зрительная иллюзия, нарушающая константность восприятия яркости. Рисунок с сайта en.wikipedia.org
Константность восприятия цвета тоже можно обмануть разными способами. Воспользуюсь описанием одного из таких способов из неопубликованного пособия М. Б. Беркинблита (с разрешения автора):
«Опишем один опыт, который придумал московский ученый М. М. Бонгард. Он показывал испытуемому белый лист бумаги на столе, на котором лежало зеркальце. Бумага и зеркальце освещались красным светом. Испытуемого спрашивали, какого цвета бумага. Испытуемый видел по отражению от зеркальца, что бумага освещена красным светом, и отвечал, что бумага белая. Потом его просили закрыть глаза и незаметно освещали зеркальце белым светом, а бумага по-прежнему освещалась красным светом. Теперь на тот же вопрос испытуемый отвечал, что бумага красная. Но ведь лист бумаги был в обоих случаях освещен одинаково, а ответы были разные. В первый раз зрительная система считала, что источник освещения бумаги — красный, а во втором случае — что он белый. Отсюда и различие ответов. Таким образом, цветовая константность связана со способностью нервной системы при определении цвета предмета делать поправку на спектральный состав света источника, освещающего предмет.»
Вы можете придумать аналогичные манипуляции, которые заставят нас поверить, что на ночном поле лежит не снег, а уголь.
В заключение — несколько слов про «механизмы». Некоторые психофизиологические механизмы мы уже описали. Но ведь существуют и нейронные механизмы константности восприятия. Известны ли они? В общих чертах — да, а в деталях — пока нет. Точно известно, что в обеспечении константности восприятия света играют роль клетки, расположенные в нескольких участках коры головного мозга — в первичной зрительной коре V1 (см.: S. P. MacEvoy, M. A. Paradiso, 2001. Lightness constancy in primary visual cortex), в поле V2 (см.: A. W. Roe et al., 2005. Cortical processing of a brightness illusion) и в особенности — в поле V4 (см.: A. W. Roe et al., 2012. Toward a Unified Theory of Visual Area V4; при некоторых повреждениях этой зоны коры человек нормально различает цвета, но утрачивает константность восприятия цвета). Известны многие свойства этих клеток, их реакции на разные стимулы. Но все еще неизвестно, как именно они взаимодействуют между собой.
Послесловие
Мы привыкли доверять своим органам чувств. Нам кажется, что через них мы получаем объективную информацию об окружающем мире. На самом деле это ощущение ложное. Наши зрение, слух, обоняние — продукты эволюции, а не приборостроения; их задача — обеспечивать наше выживание, а не проводить точные измерения. Свет, отраженный от шерсти прячущегося в кустах льва, может иметь самые разные спектральные характеристики — в зависимости от времени суток, облачности, количества зелени вокруг. Для спектрофотометра этот свет окажется красным, желтым или зеленым, и это будет объективной реальностью. Для нас, обезьян, важна другая реальность — в кустах прячется лев, от которого независимо от погоды надо побыстрее убежать. Поэтому наша зрительная система не удовлетворяется простым снятием спектра отраженного от шерсти льва света, а еще и сравнивает его с фоном. В итоге информацию о спектре мы теряем, до нашего сознания она не доходит. Зато мы получаем гораздо более важную информацию: в кустах движется что-то большое и жёлтое — наверное, это лев, бежим! Согласитесь, с точки эволюции такая стратегия имеет смысл.
Неудивительно, что нам всюду мерещатся звериные морды (рис. 5) или лица собратьев по виду (от них ведь тоже всякого можно ожидать).
Рис. 5. Для нас очень важно вовремя заметить льва. Поэтому львиные морды мы с готовностью видим даже там, где их нет — лучше перестраховаться. Изображения с сайтов pinterest.com, en.wikipedia.org и grayboxpdx.com
Неудивительно также, что константность восприятия касается не только яркости и цвета предметов, но и их размера и формы. Наконец, неудивительно, что константность — вовсе не привилегия человека и других приматов. В главе 8 процитированной выше книги «Глаз, мозг, зрение» Д. Хьюбел описывает опыты (аналогичные опыту Бонгарда, только более сложные), показавшие, что константностью восприятия цвета обладают золотые рыбки. Разобрав эти опыты, Хьюбел пишет в завершение:
«Очень заманчиво (и довольно несложно) было бы проверить, обладают ли той же способностью насекомые с цветовым зрением. Я думаю, что это именно так.»
И интуиция его не подвела: в недавнем обзоре утверждается, что цветовая константность обнаружена у всех изученных видов насекомых с цветовым зрением (см. L. Chittka et al., 2014. Colour constancy in insects).
Итак, константность восприятия — видимо, общее свойство зрения большинства животных. Но нейрофизиологические механизмы константности не изучены, кажется, ни на одном виде животных. Более того — не существует и общепризнанной теории константности восприятия. Есть несколько конкурирующих теорий, отчасти дополняющих друг друга (см.: Cognitive neuroscience of visual object recognition).
В наш мозг постоянно поступает огромное количество информации от органов чувств. Для полноценной обработки всей этой информации требуется большое количество времени — а оно есть далеко не всегда. Поэтому уже на самых ранних этапах обработки в нервной системе часть поступившей сенсорной информации просто отбрасывается как неважная, а оставшаяся часть неким образом интерпретируется. Нашего сознания достигает именно интерпретация поступивших сигналов, наиболее вероятная гипотеза, их объясняющая. Поэтому зрительные иллюзии нас так удивляют — они обманывают системы интерпретации нашего мозга, подсовывая ему образы, для объяснения которых наиболее вероятная гипотеза оказывается неверной. Хотя на самом деле никаких зрительных иллюзий не существует. Все наше зрение — одна сплошная иллюзия.
Можно привести еще множество примеров того, как наш мозг нас обманывает. Это касается не только систем восприятия. Увы, оказывается, что и собственной памяти мы можем доверять только с большими оговорками — экономия ресурсов добралась и сюда. Но об этом мы расскажем как-нибудь в другой раз.
И напоследок — еще несколько «иллюзий». Некоторые особенности нашего зрения, тоже связанные с распознаванием важных образов, иногда приводят к иным результатам, чем описанные в решении.
Хорошо известно, что для нас очень важно увидеть контуры (все того же крадущегося хищника). Недаром тигры и леопарды пытаются обмануть нас и других потенциальных жертв с помощью расчленяющей окраски. Если какая-то деталь окружена общим контуром с объектом, мы воспринимаем ее как часть этого объекта. Поэтому нижний треугольник слева на рис. 6 кажется нам более светлым, чем верхний: хотя фон у них формально не различается, наш мозг уверен, что нижний треугольник находится на черном фоне, а верхний — на белом.
Рис. 6. На восприятие яркости объектов влияет не только фон, но и их окружение. Источник: skidmore.edu
Мы также стремимся группировать объекты (понять, к какой стае они принадлежат). Поэтому серые квадратики кажутся нам светлее на белом фоне, чем такие же квадратики на черном фоне (рис. 6, справа) — в прямой противоположности с обычным нашим восприятием! Мы мысленно сравниваем их не с ближайшим фоном, а с черными квадратиками из их «стаи». И действительно — чего это они? Выделяются из общей стаи, как белые вороны.
Другие примеры интересных зрительных иллюзий можно найти на сайте lottolab.org.
Благодарю И. В. Кельмансона за полезные замечания и помощь в написании послесловия.