Почему краски Майя были такими стойкими?

Ученые выяснили, в чем причина уникальной стойкости синего красителя, использовавшегося индейцами майя. Работа пока не опубликована в рецензируемом научном журнале, но ее препринт доступен на сайте arXiv.org.

Индейцы майя использовали яркий синий краситель для раскрашивания гончарных изделий, скульптур и стен. Краситель получали, нагревая синий пигмент индиго, выделяемый из листьев травянистого растения вайда, с минералом палыгорскитом, имеющим волокнистое строение. В процессе нагрева пигмент каким-то образом абсорбировался минералом, и этот процесс приводил к многократному увеличению стойкости цвета. До настоящего времени ученые не знали, в чем причина такого изменения свойств.

Авторы новой работы, используя комбинацию из нескольких методов анализа, смогли выяснить детальную структуру синего красителя майя. "Волоски" палыгорскита пронизаны узкими порами, которые в норме заполнены водой. При нагревании вода испаряется, и поры заполняются молекулами индиго. После того как полученный краситель остывает, молекулы, "застревают" в порах и не могут изменить свое положение. Этот механизм частично объясняет уникальную стойкость красителя.

Исследователи обнаружили и вторую причину устойчивости синего цвета красителя майя. "Обычный" индиго меняет свой цвет с синего на желтый, когда под воздействием различных факторов окружающей среды рвется одна из двойных связей между атомами углерода. Ученые выяснили, что у молекул индиго, "сидящих" в порах палыгорскита, эта связь надежно изолирована от внешних воздействий.

Используя принцип создания синего красителя майя, авторы новой работы получили новый синтетический материал на основе индиго и минерала цеолита, цвет которого также оказался очень устойчивым. Исследователи полагают, что открытый ими принцип может оказаться полезным для создания новых более стойких красителей.

Уязвимая Земля

Ученые составили список регионов, в которых глобальное потепление с большой вероятностью может в ближайшем будущем привести к необратимым последствиям, сообщает Потсдамский институт изучения антропогенного влияния на климат со ссылкой на статью в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Международный коллектив ученых под руководством Тима Лентона (Tim Lenton) и Ганса Шелльнхубера (Hans Schellnhuber) считает, что обманчиво плавное течение глобального потепления может создавать у общества чувство ложного спокойствия. Между тем, в некоторых регионах постепенное накопление изменений может скоро достичь критического уровня, за чем последует ряд резких и, главное, необратимых перемен.

Группа Лентона и Шелльнхубера задалась целью определить, какие системы в каких регионах подвержены высокому риску в обозримое время "незаметно" перейти критическую точку. Опросив большое количество признанных климатологов и проанализировав релевантную литературу, ученые составили список из девяти систем. Список разделен на три класса.

В первый класс попали системы с высокой чувствительностью (такие, на которых прохождение критической точки скажется сильнее всего), будущее которых предсказывается с наибольшей уверенностью. Это гренландский ледниковый щит и арктический морской лед. В худшем случае щит может полностью исчезнуть через 300 лет, повысив уровень моря на 7 метров. Таяние арктического льда — самоускоряющийся процесс: чем меньше льда, тем больше площадь открытой воды, которая темнее льда и потому поглощает больше солнечного излучения, сильнее нагреваясь и способствуя дальнейшему таянию льда. Возможно, критическая точка уже пройдена и через несколько десятилетий Арктика летом будет полностью свободна ото льда.

Ко второму классу относятся системы со средней чувствительностью, будущее которых предсказывается с наименьшей уверенностью: западный антарктический щит; бореальные леса (тайга); тропические леса Амазонки; система течения Эль Ниньо и его ответвлений (El Nino Southern Oscillation); система региона Сахары, Сахеля (полоса полупустынь и опустыненных саванн) и западного африканского муссона; индийский летний муссон.

В третий класс вошла только одна система с низкой чувствительностью, будущее которой предсказывается со средней уверенностью. Это атлантическая термохалинная циркуляция (Atlantic thermohaline circulation) — вертикальное перемешивание воды в Атлантическом океане и его течениях. Увеличение количества пресной воды (за счет таяния льда) может ее нарушить, что приведет к изменению направлений течений, повышению уровня моря и смещению климатических поясов.