От невозможного на Земле кристалла до массовых могил неизвестной цивилизации. Топ научных открытий мая

Ученые из Флорентийского университета (Италия) под руководством геолога Луки Бинди обнаружили в пустыне Нью-Мексико кристаллическую структуру, которая в обычных условиях на Земле появиться не может. Это первый случай, когда невозможный в природе кубический клатрат найден в породах, переживших ядерный взрыв.

Материал нашли в красном тринитите — самой редкой разновидности стекловидного минерала. Этот минерал образовался во время первого в истории ядерного взрыва «Тринити» 16 июля 1945 года.

Плутониевый заряд мощностью 21 килотонну за секунды создал температуру свыше 1500 градусов Цельсия и давление до 8 гигапаскалей. Раскаленный песок сплавился с медью от испарившихся линий электропередач и превратился в стекловидную массу, которую спустя десятилетия и нашли итальянские исследователи.

В медных каплях внутри стекла обнаружен ранее неизвестный клатрат I типа — структура, в которой атомы меди, кальция и кремния заперты внутри крошечных кристаллических клеток. Получается, что люди синтезировали «невозможный» материал за восемь десятилетий до того, как смогли его опознать.

И это открытие важно не только для учебников минералогии: оно дает понимание, как экстремальные условия формируют материю, что критически важно и для ядерной криминалистики.

Пока одни ученые разбирали последствия ядерных взрывов, другие придумали, как превратить бросовое тепло от труб с кипятком в электричество. Инженер Майкл Абдельмасех, основатель компании PyroDelta Energy, разработал технологию, которая позволяет улавливать тепло от труб с горячей водой и преобразовывать его в ток.

Ключом к технологии служат термоэлектрические кристаллы теллурида висмута — самого эффективного полупроводника при низких температурах (до 300–400 °C) . Идея не нова: термоэлектрический эффект известен уже около 200 лет.

Но до сих пор у него была куча проблем: кристаллы выращивали крупными блоками, а затем распиливали на мелкие кубики. Это давало горы отходов, а сами детали получались хрупкими и склонными к растрескиванию. Плюс устройства спаивали вместе, и они плавились при высоких температурах.

Абдельмасех придумал, как обойти все эти ограничения разом. Вместо того чтобы пилить кристаллы, он использует капиллярный эффект: сырье затягивается в формы нужной конфигурации прямо во время кристаллизации.

Результат? Можно делать не только кубики, но и изогнутые кольца, которые оборачиваются вокруг труб с горячей водой, например, в системах охлаждения дата-центров. Никакой резки, никаких отходов, а материалы получаются в десять раз более износостойкими, чем при традиционном методе.

PyroDelta уже создала прототип сборщика энергии для дата-центров. Пока он не способен питать серверы, но его вполне хватает для датчиков температуры, камер наблюдения и прочей периферии. Кроме того, компания собрала прототип термоэлектрического автомобильного радиатора, который преобразует тепло в электричество для бортовых систем.

Астрономы тоже времени зря не теряли, только на этот раз они смотрели не в небо, а в лед. Международная группа исследователей под руководством доктора Доминика Колля из Центра Гельмгольца Дрезден-Россендорф обнаружила в антарктическом льду редчайший радиоактивный изотоп — железо-60. Он рождается исключительно в недрах массивных звезд и выбрасывается в космос при их взрывах.

Железо-60 — это своеобразный «пепел» сверхновых. На Земле оно не образуется, а период его полураспада составляет около 2,6 миллиона лет. Поэтому, когда ученые находят его в молодых геологических слоях, это означает только одно: где-то поблизости (по космическим меркам) когда-то рвануло, и «осадочек остался».

Ученые проанализировали около 300 килограммов ледяного керна (льда из глубоких слоев ледников) возрастом от 40 до 80 тысяч лет. Лед плавили, химически обрабатывали, а затем, с помощью ускорительной масс-спектрометрии, буквально поштучно пересчитывали атомы обнаруженного изотопа железа.

И вот что выяснилось: 40–80 тысяч лет назад на Землю попадало заметно меньше железа-60, чем сегодня. Это полностью разрушает версию о том, что изотоп мог быть «эхом» древнего взрыва сверхновой, случившегося миллионы лет назад, — тогда его концентрация просто монотонно убывала бы.

Вместо этого данные показали: мы имеем дело со структурированным, неоднородным источником. И этот источник — местное межзвездное облако, через которое наша Солнечная система проходит прямо сейчас и будет проходить еще несколько тысяч лет.

По сути, антарктический лед выступил в роли природного архива, который миллиметр за миллиметром фиксировал космическую историю. Каждый слой — как страница летописи, рассказывающая о том, через какие районы галактики пролетала Земля и какие «сувениры» она оттуда прихватывала.

Звездная пыль, которая оседала на поверхность планеты десятки тысячелетий назад, сегодня помогает ученым восстановить картину ближайшего космического окружения.

Астробиологи предложили принципиально новый метод поиска внеземной жизни. Вместо того чтобы искать отдельные молекулы, они предлагают искать химический «рисунок», уникальное распределение веществ, которое создает только живой организм.

Дело в том, что метаболизм живых существ поддерживает сложный и сбалансированный коктейль из множества молекул. Неживая химия, управляемая термодинамикой, такой сложности не дает, там доминируют несколько самых простых и устойчивых соединений.

Ученые проанализировали десятки образцов: от земных микроорганизмов до вещества с астероида Бенну (небесное тело, на которое в 2020-м садился исследовательский зонд, а позже доставил образцы породы на Землю). И везде паттерн работал.

Вывод у астробиологов получился простым и почти философским: неважно, какого цвета у тебя кожа и есть ли хвост. Если твой химический состав сложен, то ты, скорее всего, жив. И наука это теперь умеет проверять.

Археологи из австралийского Университета Маккуори, французского исследовательского центра «История и источники древнего мира» и Польской академии наук совершили открытие, которое заставляет пересмотреть историю Северо-Восточной Африки.

С помощью спутниковой аэрофотосъемки они прочесали пустыню Атбай на востоке Судана и нашли 260 гигантских круглых захоронений, так называемых enclosure burials («погребения в оградах»), которые никто никогда не видел.

Каждое такое захоронение — это массивная круглая стена диаметром до 80 метров, внутри которой похоронены люди и животные. Кости людей часто уложены вокруг центральной фигуры, видимо, вождя или другого важного члена общины. Возраст построек примерно 4000–3000 лет до нашей эры, то есть они старше египетских пирамид.

Эти люди были кочевниками-скотоводами, которые разводили крупный рогатый скот, овец и коз, и жили в пустыне, где сейчас не выживет почти никто. Судя по структуре захоронений, у них уже формировалась социальная иерархия. Это один из самых ранних случаев появления «элиты» в догосударственных обществах Африки.

260 могил, разбросанных почти на тысячу километров пустыни. Целая цивилизация, которая спряталась от нас за шесть тысяч лет и ждала, пока спутник не щелкнет нужный кадр.

Пока одни археологи смотрели в спутниковые снимки, другие копались в земле. В районе Леди Герару, регион Афар, Эфиопия, международная группа палеоантропологов под руководством ученых из Университета штата Аризона обнаружила 13 ископаемых зубов, которые не принадлежат ни одному известному виду.

Возраст находок от 2,6 до 2,8 миллиона лет. Именно тогда на планете одновременно жили самые ранние представители рода Homo и австралопитеки. И, как выяснилось, еще кто-то третий.

Анализ показал: зубы принадлежат новому, ранее не описанному виду австралопитека, не знаменитой «Люси» (Australopithecus afarensis), а кому-то совсем другому. Команда установила, что зубы австралопитека из Леди Герару не принадлежали Australopithecus afarensis, и это подтверждает: свидетельств того, что вид «Люси» жил позже 2,95 миллиона лет назад, до сих пор нет.

Ведущий автор исследования Брайан Виллмор подчеркнул: находки подтверждают древность нашей линии, но также показывают, как критически важно находить новые ископаемые останки, чтобы понять различия между австралопитеками и Homo.

Ранние Homo и неизвестный австралопитек делили одну территорию, но пошли разными эволюционными путями. И мы только сейчас начинаем понимать, насколько сложной была эта картина.