Растения – индикаторы
Растения – индикаторы
Казалось бы, что могут подсказать ботаники геологам, а уж тем более саперам, ведущим разминирование территорий, где когда-то шли бои, или экологам, стремящимся вернуть к жизни территории, подвергшиеся радиоактивному заражению? Тем не менее, как показывает практика, порою невзрачная травка оказывается эффективнее сложнейшей аппаратуры.
«Травка, над рудным жилами растущая». Известно, что в пустынях и сухих степях пресная вода залегает на глубине в несколько десятков метров. И из поколения в поколение передают жители пустынь такую заповедь: увидел акацию или руту – рой колодец, будет вода.
Накопленную веками мудрость суммировал в знаменитом труде «О слоях земных» великий русский ученый М.В. Ломоносов. «На горах, в которых руды или другие минералы родятся, растущие дерева бывают обыкновенно не здоровы, то есть листья их бледны, а сами они низки, кривлеваты, сувороваты, суковаты, гнилы и прежде совершенной старости своей, – писал он. – Травка, над рудными жилами растущая, бывает обыкновенно мельче и бледней».
Разумеется, бурно развивающаяся промышленность не могла довольствоваться только наблюдениями. Геология поставила себе на службу геофизические и геохимические методы поисков и разведки полезных ископаемых, бурение глубоких поисково-разведочных скважин, лабораторные ядерно-физические, акустические, химические методы изучения горных пород и руд и в самое последнее время – космические. Искусственные спутники Земли помогают наносить на карту новые месторождения.
Итак, с одной стороны, нейтроны и космос, а с другой – травка и листья. Кто же из них быстрее ищет земные сокровища? Вопрос далеко не праздный. Можно было бы назвать имена знаменитых физиков, которые пренебрежительно отзывались о старых, «дедовских» методах. И оказывались не правы.
Зеленый лист и искусственный спутник должны стать одинаково верными и надежными помощниками геолога, решили ученые. И вот на стыке наук родился новый метод поиска полезных ископаемых – биогеохимический.
Первые результаты. В конце 50-х годов XX века советские исследователи Александр Виноградов и Дмитрий Малюга по гумусовому слою почвы и золе растений обнаружили в Тувинской АССР медную жилу. Вскоре Малюга тем же способом открыл медно-молибденовое месторождение Каджаран в Армении. По золе листьев березы открыто Шипилинское месторождение меди в Хакасии и Октябрьское месторождение железа в Восточной Сибири. В Узбекистане с помощью «опробования» вишни, миндаля, жимолости и зверобоя открыто медно-молибденовое месторождение Сары-Чеку. Казахские геохимики, анализируя полынь, арчу и зверобой, обнаружили Ежевичное месторождение полиметаллов, а на месторождение меди Фланговое указали полынь и ковыль.
Полевица тонкая указывает на содержание в почве свинца, а мак – цинка
Широкое развитие получил биогеохимический метод и за рубежом: в США и Канаде, в некоторых странах Западной Европы и Центральной Африки. Так, в США открыты урановые месторождения Ла-Вентана-Меса, Еллоу-Кэт-Меса, Питтсбург-Парк, Литтл-Ева. В Канаде биогеохимическое исследование хвои и ветвей хвойных деревьев закончилось редкой удачей – открытием медно-молибденового месторождения Бетлехем и второго в мире месторождения молибдена Эндако. В Англии, в провинции Корнуэлл, по золе вереска найдены месторождения вольфрама и олова.
Индикаторами являются те наземные растения, которые наиболее четко отражают ландшафтные геохимические условия (химический состав почв, пород и подземных вод). К таким растениям относятся смолка (на медь), фиалка (на цинк), силена (на кобальт), астра (на селен), астрагал (на селен, уран)…
Геоботанический метод усилиями Александра Виноградова, Дмитрия Малюги и их последователей доказал свою жизнеспособность в качестве поискового средства и право на широкое внедрение. В настоящее время исследователи сделали еще один шаг по привлечению «зеленых рудознатцев» на пользу людям.
В поисках утечек. Эксплутационники, имеющие дело с утечками газа, вынуждены держать наготове многие сотни специальных приборов-газоанализаторов. Но и те идут в дело, как правило, лишь после того, как на контрольном пункте вдруг выясняется: огромное количество газа пропадает неизвестно куда.
И вот тут тоже может прийти на помощь обычная растительность. Как показала практика, в местах утечки газов она меняет свой цвет. И это можно заметить с вертолета патрульной службы, делающего облет трассы.
Майкл Стивен, профессор Ноттингемского университета, поясняет, что обычно растения в этом случае интенсивно желтеют. Ведь газ в месте утечки лишает растения кислорода и для них наступает осень раньше календарного срока. «Однако и в этом случае утечку удается обнаружить лишь пару месяцев спустя после того, как она произошла, да и только в теплое время года», – поясняет он.
Тогда профессор Стивен предложил такое решение. Надо периодически анализировать цвет растительности на трассе того или иного газопровода с помощью чувствительного спектрометра. Причем делать можно не только с вертолета, но даже со спутника. При этом, как показали эксперименты, изменение цвета листвы можно обнаружить уже через несколько дней после начала утечки и с точностью до метра.
Растения – миноискатели. Еще одну интересную особенность растений выявили специалисты, работающие на военные ведомства двух стран – Канады и США. Ныне специалисты из Университета Альберты (Канада) и ряда университетских центров США уже участвуют в программе по выведению генетически модифицированных растений, способных подавать «сигнал» об обнаружении мин и фугасов.
«Из разных типов мин вещества попадают в почву с различной интенсивностью, некоторые фактически открыты для окружающей их среды», – поясняет специалист министерства национальный обороны Канады Энтони Фост, занимающийся вопросами обнаружения мин.
Пока ученые находятся в начале пути и еще в деталях не представляют, как будет работать предложенная ими схема. «Мы не знаем, как все будет происходить. Однако мы знаем, что существуют бактерии и другие организмы, способные обнаруживать в почве такие вещества, как тротил. Мы можем взять ген такой бактерии и поместить его в корни растения. При соприкосновении с тротилом рецепторы гена подадут растению серию сигналов», – считает профессор Майкл Дейхолос из Университета Альберты. Такими сигналами, по его словам, может стать изменение цвета листьев или цветков растения.
Конечно, учитывая довольно длительный период роста растений, их нельзя будет использовать в «боевых условиях», то есть для быстрого обнаружения фугасов. Однако, считают исследователи, их вполне можно применять в ходе продолжительных миротворческих операции или при обезвреживании мин, все еще остающихся в земле после Второй мировой войны. В этих случаях предполагается осуществлять над опасными территориями посев семян растений-миноискателей с самолетов или вертолетов. Ростки затем обозначат опасные для людей зоны.
Спасители Чернобыля. Бывший наш, а теперь американский исследователь Илья Раскин предлагает использовать растения не только в качестве индикаторов повышенного содержания в почве тех или иных химических элементов, но и для их добычи.
В первую очередь Раскин предлагает таким образом извлекать таким образом вредные, например, радиоактивные соединения. «Если посадить на полях вокруг Чернобыля определенные сорта растений, – предлагает он, – то они за 5—10 лет выберут из почвы всю радиоактивную нечисть».
Согласитесь, что убрать с поля ботву, сжечь ее, а потом захоронить радиоактивную золу все же легче, чем снимать весь пахотный слой земли, как это пытались сделать некоторые горе-рекультиваторы.
За ценную идею Илье Раскину в США выдали очередную научную премию, обещали обсудить его предложение в рамках ООН. Но время идет, а воз и ныне там…
Впрочем, Раскин особо не расстраивается. Он свою часть работы выполнил, теперь очередь – за украинскими чиновниками. Сам же ученый работает над следующей проблемой. По его мнению, современные методы генной инженерии позволяют вывести такие виды растений, которые будут в десятки, а то и сотни, даже тысячи раз превосходить по своей производительности нынешние растения. А коли так, появляется реальная возможность применения биологических методов добычи полезных ископаемых. Затем перелопачивать сотни тонн пустой породы, обогащая рудный концентрат, когда проще и дешевле ежегодно засевать поля в районе того или иного месторождения определенными видами растений, а по осени собирать урожай рудных концентратов?
Правда, пока промышленники упираются. Им кажется, что добыча руды с помощью экскаваторов, методов флотации и т. д. производительнее, чем «выращивание травки». «Но все это до поры до времени, – уверен Раскин. – Как только нынешние рудные месторождения истощатся, промышленникам волей-неволей придется задуматься над способами использования бедных месторождений, а то и рудных отвалов. Вот тогда-то и скажут свое веское слово “зеленые рудознатцы”…»
А пока суд да дело, американские ботаники из Колорадского университета вывели особый сорт комнатных растений, которые меняют цвет своей листвы, если поблизости «чуют» взрывчатку или наркотики. Полагают, что такие растения в ближайшее время весьма облегчат жизнь таможенникам и спецагентам в аэропортах, залах ожидания железнодорожных вокзалов и других многолюдных местах.
Данный текст является ознакомительным фрагментом.