Ludzie Êniegu

Walczàc z niedêwiedziami, badajà

Ênieg, aby przewidzieç odp∏yw

wód powierzchniowych

W

marcu znaczna cz´Êç zimo-
wej pokrywy Ênie˝nej ju˝
stopnia∏a, ale dla hydrologów

Franka D. Gehrke i Davida M. Harta
wówczas jest ona naprawd´ intere-
sujàca. Jako kierownicy badawczego
programu pomiarów Êniegu w Kalifor-
nii muszà oceniç wielkoÊç bia∏ego zbior-
nika wody pokrywajàcego tzw. pi´tro
alpejskie. Oko∏o 80% wód zaopatru-
jàcych m.in. gospodarstwa rolne w Ka-
lifornii oraz poruszajàcych turbiny ge-
neratorów w elektrowniach wodnych
gromadzi si´ zazwyczaj w stanie sta∏ym
i na ogó∏ pozostajà one zamarzni´te
a˝ do poczàtku sezonu wegetacyjnego
i klimatyzacyjnego.

Pod koniec ka˝dej zimy ekipy kame-

rzystów lokalnej telewizji przypinajà ra-
kiety Ênie˝ne, a nast´pnie z trudem si´
wspinajà, aby obserwowaç obu hydro-
logów wykonujàcych pomiary Êniegu
i snuç prognozy, czy lato b´dzie wilgot-
ne i obfite. Sà to obchody Dnia Âwista-
ka* w wydaniu Zachodniego Wybrze˝a.

Pomiary Êniegu wymagajà wi´kszej

precyzji ni˝ namierzenie Êpiàcego Êwi-
staka w jego norze, lecz nie tak znowu
du˝ej. Pomimo ˝e hydrolodzy zdo∏ali
wyciàgnàç ju˝ wiele wniosków ze skom-
plikowanej budowy delikatnych p∏at-
ków i ich cyklu ˝yciowego, nadal nie
potrafià w sposób wygodny, dok∏adny
i wiarygodny ustaliç zasobów Êniegu

pokrywajàcego dany region. Mo˝e si´
to zmieniç za kilka lat dzi´ki zastoso-
waniu nowego czujnika testowanego
w Ênie˝nym laboratorium przez Gehrke
i Harta. DziÊ jednak zarówno oni, jak i
dziesiàtki innych badaczy rozproszo-
nych po ca∏ym stanie przypinajà narty
i r´cznie mierzà opady Êniegu, a wi´c
w taki sam sposób, jak czynili ich po-
przednicy od prze∏omu wieków.

Hart omija na nartach sosny si´gajà-

ce mu do pasa z nadzwyczajnà gracjà,
jeÊli zwa˝yç na rur´ d∏ugoÊci 3.65 m ba-
lansujàcà na jego ramionach. Zanurza jà
w Êniegu na polanie ograniczonej dwo-
ma pomaraƒczowymi znakami. Gdy ru-
ra coraz bardziej zapada si´ w Ênieg,
uÊwiadamiam sobie, ˝e kar∏owate sosen-
ki sà w rzeczywistoÊci wierzcho∏kami
drzew wysokoÊci ponad 4.5 m, i mocniej
zapinam paski na moich rakietach. Ru-
ra dociera w koƒcu do gruntu. Hart
oznajmia „3.35 m”, a Gehrke zapisuje t´
liczb´ w notesie. Wyjmujà rur´ ze Ênie˝-
nym rdzeniem w Êrodku. Hart wiesza jà
na wadze spr´˝ynowej, którà Gehrke
przypià∏ do kijka narciarskiego.

Jest to decydujàcy pomiar, gdy˝ wa-

ga Êniegu Êwiadczy o iloÊci zawartej
w nim wody. „G∏´bokoÊç Êniegu jest po-
trzebna do upewnienia si´, czy prawi-
d∏owo wydobyliÊmy rdzenie” – wyja-
Ênia Hart. Jednak 30 cm wilgotnego
kalifornijskiego Êniegu zawiera wi´cej
wody ni˝ 1.20 m suchego puchu z Utah.
Po zestawieniu tabeli z danymi o ca∏o-
dziennych pomiarach Gehrke oznajmia,
˝e El Niño by∏ bardzo hojny, poniewa˝
pomiar tym razem wykaza∏ ponad
1 m s∏upa wody w tej cz´Êci Sierra Ne-
vada, czyli 74% wi´cej ni˝ zwykle. Do-
daje, ˝e w kilku spoÊród 300 punktów
pomiarowych Kalifornii na powierzch-
ni ziemi stwierdzono ponad 2 m wody.

12 Â

WIAT

N

AUKI

Lipiec 1998

HYDROLOGIA

SKUTKI EL NIN˜O oceniajà David M. Hart (z lewej) i Frank D. Gehrke (z prawej).

W. WAYT GIBBS

Dwóje (nie tylko) z matmy

Z ostatnich szeroko zakrojonych badaƒ
porównawczych wyników nauczania
w szko∏ach w 23 krajach wynika,
˝e uczniowie ostatniej klasy szkó∏
amerykaƒskich radzà sobie gorzej,
ni˝ ktokolwiek sàdzi∏, od swych
zagranicznych kolegów. S∏absze wyniki
od amerykaƒskich dwunastoklasistów
mieli tylko uczniowie z Cypru i Republiki
Po∏udniowej Afryki. Amerykanie wypadli
najgorzej ze wszystkich w wy˝szej
matematyce i fizyce. Tylko ci
amerykaƒscy uczniowie, którzy
poznali rachunek ró˝niczkowy,
mieli w tej dziedzinie
oceny lepsze od Êrednich.

Kryszta∏ki dwutlenku w´gla z bliska

Nareszcie naukowcy ujrzeli dwutlenek
w´gla zestalony w postaci kryszta∏ów.
Poniewa˝ te oÊmioÊcienne struktury

wyparowujà zazwyczaj w temperaturze
powy˝ej –134°C, nigdy przedtem nie udawa∏o
si´ ich zaobserwowaç. Lecz William P. Wergin
wraz ze wspó∏pracownikami z U.S. Agricultural
Research Service znaleêli sposób, by
przyjrzeç si´ tym mikroskopijnym, mierzàcym
oko∏o 0.13

µm kryszta∏kom. Och∏odzili

je oni mianowicie w specjalnym
elektronowym mikroskopie skaningowym
do temperatury –196°C.

Chaos coraz bardziej przydatny

Przebiegi losowe wykorzystuje si´ ju˝
do kodowania w elektronicznych
systemach ∏àcznoÊci. Grupa naukowców
z Georgia Institute of Technology
zastosowa∏a t´ metod´ w systemie
ca∏kowicie optycznym. Rajarshi Roy
i Gregory D. VanWiggeren najpierw
zakodowali informacj´ za pomocà fluktuacji
Êwiat∏a laserowego, nast´pnie wzmocnili
sygna∏ we wzmacniaczu Êwiat∏owodowym
domieszkowanym erbem (EDFA),
wymieszali z chaotycznym sygna∏em
i przes∏ali ∏àczem Êwiat∏owodowym.
Po stronie odbiorczej EDFA generowa∏
chaotyczne fluktuacje zsynchronizowane
z wytwarzanymi przez laser wysy∏ajàcy
sygna∏, dzi´ki czemu mo˝na je by∏o odjàç
i otrzymaç sygna∏ poczàtkowy.

W SKRÓCIE

Ciàg dalszy na stronie 13

AGRICULTURAL RESEARCH SERVICE

-USDA

Pomiary Êniegu sà najlepszym spo-

sobem przewidywania wiosennego
odp∏ywu powierzchniowego, lecz by-
wajà ˝mudne i zawodne. Naukowcy
muszà niekiedy pokonywaç dystans nie-
mal 130 km i wspinaç si´ na wysokoÊç
3500 m. Z∏e warunki pogodowe nieraz
zmusza∏y zespo∏y pomiarowe do za-
szywania si´ w odleg∏ych chatach na-
wet na tydzieƒ.

W∏adze stanowe dostarczy∏y oko∏o 100

wag poduszkowych do automatyczne-
go wa˝enia Êniegu. Gehrke kr´ci jednak
g∏owà, gdy go pytam o ich przydatnoÊç.
„Instalowanie ich jest trudne, poniewa˝
sà du˝e – cztery z nich tworzà uk∏ad o
powierzchni 7.5 m

2

– musi wi´c je tasz-

czyç na grzbiecie mu∏. Niedêwiedzie bar-
dzo cz´sto je niszczà, a je˝eli nie one, to
dzie∏a dokonujà powodzie” – mówi. Hart
dodaje, ˝e nawet jeÊli wagi poduszkowe
pomyÊlnie przeka˝à dane przez satelit´,
uzyskane liczby sà zwykle zani˝one o co
najmniej 10%. Wokó∏ brzegów podusz-
ki tworzà si´ cz´sto grzbiety zbitego zsu-
ni´tego Êniegu, zmniejszajàc w ten spo-
sób wa˝onà mas´.

Gehrke ma nadziej´, ˝e wagi podusz-

kowe zostanà wkrótce zastàpione przez
nowe urzàdzenie wykonane w Sandia
National Laboratory. Czujnik jest wypo-
sa˝ony w dwa detektory promieniowa-
nia kosmicznego – jeden umieszczony

ponad warstwà Êniegu, a drugi pod nià.
Poniewa˝ woda (a wi´c i Ênieg) poch∏a-
nia promienie gamma, na których odbiór
czujniki sà nastrojone, ró˝nic´ mi´dzy
dwoma odczytami mo˝na bezpoÊrednio
prze∏o˝yç na centymetry wody.

W 1996 roku Gehrke zainstalowa∏

dwa prototypowe urzàdzenia. „Pope∏-
niliÊmy zapewne wiele b∏´dów w elek-
tronice, lecz teraz uzyskujemy bardzo
dok∏adne sygna∏y – wyjaÊnia. – Gdyby
te przyrzàdy spe∏ni∏y nasze nadzieje pod
wzgl´dem odpornoÊci na warunki tere-
nowe, moglibyÊmy je umieszczaç w
miejscach bardziej reprezentatywnych
dla danego terenu” – a nie na ∏àkach
i szczytach gór, na których najcz´Êciej
przeprowadza si´ pomiary r´czne i za
pomocà wag poduszkowych.

Pytam wi´c, czy technika wyeliminu-

je koniecznoÊç wspinania si´ na nartach
przez naukowców, takich jak Gehrke
i Hart, w poszukiwaniu nieskazitelnie
wyglàdajàcej polanki wÊród silnie pach-
nàcych cedrów. Ludzie Êniegu uÊmie-
chajà si´ krzywo i patrzà na siebie. Oczy-
wiÊcie, ˝e nie.

W. Wayt Gibbs

* Dzieƒ 2 lutego, w którym amerykaƒski kuzyn Êwi-

staka (Êwiszcz) zgodnie z legendà koƒczy sen zi-

mowy. JeÊli po wyjÊciu z jamy widzi swój cieƒ, wra-

ca do legowiska; zima trwa jeszcze 6 tygodni.

Obchody tego dnia sà tradycjà miasteczka Punxsu-

tawney (Pensylwania), a maskotkà jest Êwistak

Punxsutawney Phil (przyp. t∏um.).

Â

WIAT

N

AUKI

Lipiec 1998 13

W

ciep∏ych wodach u wybrze˝y stanu
Queensland w Australii oko∏o 15

–20 m pod powierzchnià oceanu odbywa
si´ niezwyk∏y taniec godowy hermafro-
dytycznych (obojnaczych) p∏aziƒców.
Zwyci´zca choç na chwil´ staje si´ sam-
cem. W potyczkach, okreÊlanych mia-
nem szermierki na penisy, te morskie
stworzenia sp´dzajà 20 min do godziny
na próbach wstrzykni´cia swojego na-
sienia pod pow∏ok´ cia∏a partnera, za-
nim ten zdà˝y to uczyniç.

Wi´kszoÊç innych obojnaków, na przy-

k∏ad d˝d˝ownice, wymienia nasienie pod-
czas seksualnych schadzek. Z kolei
samotny Pseudoceros bifurcus, gdy
zach´ca innego osobnika tego samego
gatunku, zatrzymuje si´, zwija cia∏o ku ty-
∏owi, przybierajàc groênà poz´, i eksponuje
penis. Ka˝dy z tych liczàcych 4–6 cm roba-
ków wielokrotnie zadaje przeciwnikowi cio-
sy penisem, dopóki jeden z nich nie wstrzyk-
nie drugiemu nasienia, manewrujàc przy
tym tak, by samemu nie zostaç ugodzonym.

Nicolaas K. Michiels i Leslie J. Newman

opublikowali w Nature 12 lutego br. wyniki
swoich odkryç. Badacze wyjaÊniajà, ˝e poje-
dynek o rol´ samca w hermafrodytycznej pa-

rze mo˝na traktowaç jako przejaw ewolucyj-
nego egoizmu. Poniewa˝ produkcja plemni-
ków jest znacznie taƒsza biologicznie ni˝ wy-
tworzenie komórek jajowych, samce b´dà
mia∏y o wiele wi´cej potomstwa ni˝ samice,
jeÊli zap∏odnià maksymalnie du˝o partnerek.
Tak wi´c przegrany robak zostaje obarczony
opiekà nad zap∏odnionymi jajami, podczas
gdy zwyci´zca dumnie odmaszerowuje goto-
wy do kolejnej gry mi∏osnej.

Krista McKinsey

Mi∏osne potyczki robaków

SZERMIERKA NA PENISY jest

grà mi∏osnà p∏aziƒców.

NICHOLAS K. MICHIELS

Max-Planck Institut für Verhaltenphysiologie

LESLIE J. NEWMAN

University of Queensland

Ânij

Ostatnie odkrycia wykaza∏y, ˝e byç mo˝e
jedna z popularnych teorii snu jest ca∏kowicie
b∏´dna. Poniewa˝ ludzie obudzeni w fazie
snu zwanej REM (podczas której ga∏ki oczne

gwa∏townie poruszajà si´ pod powiekami)
cz´sto pami´tajà sny, w latach pi´çdziesiàtych
naukowcy podejrzewali, ˝e faza ta w jakiÊ
sposób pomaga mózgowi w przetwarzaniu
informacji zebranej w ciàgu dnia. Lecz David
Maurice wraz z kolegami z Columbia
University wykaza∏, ˝e gdy podczas snu
oczy sà nieruchome, wodnista ciecz, która
wype∏nia komor´ przednià oka znajdujàcà si´
tu˝ za rogówkà, nie krà˝y wystarczajàco
szybko, aby zaopatrzyç rogówk´ w tlen.
Faktycznà rolà fazy REM, jak przypuszczajà,
jest zabezpieczenie komórek rogówki
przed niedotlenieniem dzi´ki gwa∏townym
ruchom oczu powodujàcym mieszanie si´
tego p∏ynu. Model ten wyjaÊnia∏by,
dlaczego fazy REM wyd∏u˝ajà si´ w nocy.

Dowody na istnienie antygrawitacji

Mi´dzynarodowa grupa najs∏ynniejszych
kosmologów, zwana High-z Supernova
Search Team (Zespó∏ Poszukiwawczy
Supernowych o Du˝ym Z), oznajmi∏a
w lutym br. na ∏amach Science, ˝e pusta
przestrzeƒ mo˝e byç wype∏niona polem
si∏ odpychajàcych o nie znanym do tej pory
pochodzeniu. Na potwierdzenie owej
zaskakujàcej teorii naukowcy przytaczajà
dane dotyczàce supernowych. Otó˝
utrzymujà oni, ˝e z widocznych jasnoÊci
tych odleg∏ych wybuchajàcych gwiazd wynika
pr´dkoÊç ekspansji WszechÊwiata
wzrastajàca szybciej, ni˝ to zak∏ada
standardowy model Wielkiego Wybuchu,
który nie uwzgl´dnia antygrawitacji.

Rak pokonany?

Wydaje si´, ˝e Amerykanie wygrali
kolejnà bitw´ w wojnie z rakiem. Wyniki
najnowszych badaƒ opublikowane
w „Cancer Incidence and Mortality,
1993–1995: A Report Card for the U.S.”

wykaza∏y, ˝e cz´stoÊç zapadania

na raka by∏a najwi´ksza w 1992 roku.
Choç wskaêniki wyst´powania nowotworów
w latach 1973–1990 wzrasta∏y Êrednio
o 1.2% rocznie, to mi´dzy rokiem
1990 a 1995 spada∏y o 0.7%.
Podobnie ÊmiertelnoÊç z powodu
nowotworów – podczas gdy poprzednio
wzrasta∏a o 0.4% rocznie,
w ostatnich latach spada o 0.5%.

Ciàg dalszy na stronie 14

Ciàg dalszy ze strony 12

J. A. HOBSON Photo Researchers, Inc.

BIOLOGIA EWOLUCYJNA