Аяз туралы 24 қызықты дерек

Жердің климаты өзінің алуан түрлілігімен таңғалдырады – бір уақытта температурасы қырық градустан асатын тропикалық ормандар да, қорғаныссыз адамды бірнеше минут ішінде өлтіре алатын суық билейтін арктикалық шөлдер де қатар өмір сүретін ғаламшар. Экстремалды температуралар адамзат тарихында әрқашан ерекше орын алған. Олар халықтардың қоныстануына, әскери жорықтардың тағдырына, егіннің нәтижесіне және технологиялардың дамуына әсер етті. Солтүстік ендіктердің тұрғындарына жақсы таныс аяз құбылысы жай ғана жағымсыз ауа райынан әлдеқайда күрделі табиғи құбылыс болып табылады. Термометр бағанының төмендеуінің артында физикалық процестердің, биологиялық бейімделулердің және тарихи оқиғалардың тұтас әлемі жасырынған. Ресей планетаның құрлығының сегізден бір бөлігін алып жатқан мемлекет ретінде қатал суықпен ерекше тәжірибеге ие елдердің бірі болып саналады – якут аяздарынан бастап Ленинград қоршауына дейін. Төменде келтірілген жиырма төрт дерек төмен температуралар әлемін ғылыми, тарихи және табиғи тұрғыдан кеңінен таныстырады.

1. Жер бетіндегі ең төмен температура рекорды 1983 жылы Антарктидадағы Ресейдің «Восток» ғылыми станциясында тіркелген. Термометр минус 89,2 градус Цельсий көрсеткен. Мұндай температурада адамның тынысынан шыққан бу бірден мұз шаңына айналады. Бұл көрсеткіш ұзақ уақыт бойы ең төменгі температура болып саналды. Кейінірек 2010 жылы спутниктік өлшеулер Антарктида мұзының бетінде минус 93,2 градусқа дейін төмен температураны тіркеді, бірақ ол қашықтан өлшеу әдісімен алынғандықтан ресми рекорд ретінде мойындалмады.
2. Якутиядағы Верхоянск пен Оймякон елді мекендері Солтүстік жарты шардың «суық полюсі» атағы үшін бәсекелеседі. 1938 жылы Оймяконда минус 67,7 градус температура тіркелген, кейбір деректерде бұдан да төмен көрсеткіштер айтылған. Осындай қатал климатқа қарамастан, бұл екі елді мекенде адамдар тұрақты түрде өмір сүріп келеді. Якут халқы мұнда қазіргі заманғы жылу жүйелері пайда болғанға дейін-ақ мекендеген.
3. Аяз және нөлден төмен температура ұғымдары өзара байланысты болғанымен, бірдей мағына бермейді. Метеорологияда аяз – ауа температурасының нөл градус Цельсийден төмен түсуін білдіреді. Бірақ адамның сезінетін суығы желдің жылдамдығы мен ауа ылғалдылығына да байланысты. Мысалы, минус 20 градус және қатты жел кезінде адам ағзасына әсер ететін суық желсіз минус 40 градусқа тең болуы мүмкін.
4. Су – қатқанда көлемі ұлғаятын табиғаттағы сирек заттардың бірі. Мұз сұйық судан шамамен 9 пайызға көп орын алады. Осы қасиет аяз кезінде құбырлардың жарылуына және тау жыныстарының жарылуына себеп болады. Сонымен қатар дәл осы ерекшелік мұздың суда қалқып жүруін қамтамасыз етеді. Егер мұз батып кететін болса, су айдындары толықтай түбіне дейін қатып, ондағы тіршілік мүмкін болмай қалар еді.
5. Қар ұшқындары атмосферада нөлден төмен температурада қалыптасады, бірақ олардың пішіні кристалдану жағдайына байланысты өзгереді. Нөлден минус 3 градусқа дейін жұқа пластинкалар пайда болады, минус 5 градус кезінде ине тәрізді кристалдар түзіледі, ал шамамен минус 15 градус кезінде жұлдыз тәрізді классикалық дендриттер қалыптасады. Әлемде бір-біріне дәл ұқсайтын екі қар ұшқыны болмайды. Бұл атмосфера қабаттары арқылы құлаған кезде әр кристаллдың жүретін жолының ерекше болуына байланысты ғылыми тұрғыдан дәлелденген.
6. Адам ағзасының ішкі температурасы 35 градустан төмен түскен кезде қауіпті гипотермия басталады. Температура 32 градусқа түскенде сана шатасады және қозғалыс үйлесімі бұзылады. 28 градус шамасында адам есінен айырылады, ал 20 градусқа дейін төмендегенде жедел медициналық көмек болмаса жүрек тоқтауы мүмкін. Бір қызығы, медицинада жеңіл гипотермия кейде әдейі қолданылады. Ол зат алмасуды баяулатып, жүрекке күрделі операцияларды қауіпсіз орындауға мүмкіндік береді.
7. Қатты аяз жағдайында ағаштар бірден қатып өлмейді. Суыққа төзімді ағаш түрлері – мысалы, сібір балқарағайы немесе кедр бұталары – қыс алдында жасушаларындағы суды жасушааралық кеңістікке шығарады. Бұл мұз кристалдарының жасуша қабырғаларын жаруына жол бермейді. Кейбір өсімдіктер минус 70 градусқа дейінгі температураға төтеп бере алады, бұл Якутиядағы қыс жағдайына сәйкес келеді.
8. «Мұзды жаңбыр» немесе көктайғақ – қыс мезгіліндегі ең қауіпті табиғи құбылыстардың бірі. Ол жылы ауа қабаты суық жер бетінің үстінде орналасқан кезде пайда болады. Жаңбыр тамшылары жылы қабаттан өткен соң толық қатпайды, бірақ жерге немесе суық заттарға тиген кезде бірден мұзға айналады. Қалыңдығы небәрі 2–3 сантиметр болатын мұз қабаты электр сымдарын үзіп, ғасырлық ағаштардың бұтақтарын сындыруы мүмкін.
9. Аяз тарихтағы ірі әскери апаттардың бірнешеуінде шешуші рөл атқарған. 1812 жылы Наполеон армиясының Мәскеуден шегінуі негізінен ерте және қатал аяздардың салдарынан үлкен апатқа айналды. Қысқы киімі болмаған француз әскерлері мыңдаған адамынан айырылды. 1941 жылы Германия әскері де дәл осындай қателік жіберіп, қысқа дайындықсыз Ресейге басып кірді.
10. Терезедегі аяз өрнектері су буының сублимациясы нәтижесінде пайда болады. Ауадағы су молекулалары сұйық күйді айналып өтіп, бірден мұз кристалдары ретінде суық әйнекке қонады. Бұл процесс десублимация деп аталады. Өрнектердің пішіні әйнектің микроскопиялық кедір-бұдырларына және оның маңындағы ауа қозғалысына байланысты қалыптасады, сондықтан әрбір өрнек қайталанбайды.
11. Якут жылқылары мен сиырлары қатал аязға бейімделген ерекше жануар тұқымдары болып табылады. Якут жылқысы минус 50 градус аязда қар астынан шөп қазып жей алады және тәуліктік температура айырмашылығы 70 градусқа дейін болатын жағдайларға төтеп береді. Қыста олардың жүні 8–10 сантиметрге дейін өседі және құрамында теріні суықтан қорғайтын ерекше май болады.
12. Мәңгі тоң – көпжылдық қатып жатқан топырақ қабаты – Ресей аумағының шамамен 65 пайызын қамтиды. Бұл қабаттың қалыңдығы кейде жүздеген метрге жетеді. Оның ішінде мыңдаған жыл бұрынғы органикалық қалдықтар сақталған, сол себепті мамонттардың жақсы сақталған денелері дәл осы жерде табылған. Климаттың жылынуына байланысты бұл қабат еріген кезде атмосфераға метан бөлініп, климаттық өзгерістердің күшеюіне ықпал етеді.
13. Ресейдегі ең суық тұрақты қоныстанған жер – Оймякон ауылы – қатал қыс пен өте ыстық жазды қатар бастан кешіреді. Шілде айында температура плюс 34–37 градусқа дейін көтеріледі. Осылайша жылдық температура айырмасы 100 градустан асады. Бұл құбылыс күрт континенттік климатпен түсіндіріледі: жазда құрлық тез қызады, ал қыста теңіздердің жұмсартушы әсері болмағандықтан тез салқындайды.
14. Криотерапия медицинада емдеу мақсатында өте төмен температураларды қолданады. Минус 110–160 градус аралығындағы қысқа мерзімді суық әсері арнайы камераларда қабынуды азайту, спортшылардың қалпына келуін жеделдету және кейбір созылмалы ауырсыну синдромдарын емдеу үшін пайдаланылады. Мұндай стресс кезінде ағза эндорфин бөліп шығарады және қабынуға қарсы механизмдерді белсендіреді.
15. Азық-түлікті мұздату арқылы ұзақ сақтау әдісін адамзат тоңазытқыш ойлап табылғанға дейін меңгерген. Сібір мен Арктика халықтары балықты, етті және жидектерді табиғи аяздың көмегімен мыңдаған жыл бойы сақтаған. Өнеркәсіптік мұздату технологиясын 1924 жылы америкалық өнертапқыш Кларенс Бёрдсай патенттеген. Ол Канададағы инуиттердің азық сақтау тәсілдерін бақылағаннан кейін осы идеяны дамытқан.
16. Қайнау температурасы минус 195,8 градус болатын сұйық азот медицинада криохирургия үшін қолданылады. Оның көмегімен сүйелдер, папилломалар және терінің қатерлі ісіктері зақымдалған тіндерді тез мұздату арқылы жойылады. Бұл әдіс репродуктивтік медицинада да пайдаланылады – жұмыртқа жасушаларын, сперматозоидтарды және эмбриондарды криоконсервациялау кезінде.
17. Аяз металдардың қасиеттеріне де әсер етеді. Төмен температура кезінде көптеген қорытпалар пластикалығын жоғалтып, сынғыш бола бастайды. Бұл құбылыс суық сынғыштық деп аталады. Дәл осы себептердің бірі «Титаник» кемесінің апатына әсер еткен деп саналады – Атлант мұхитының мұздай суында кеме корпусының болаты соққыға төзімділігін жоғалтып, тезірек бұзылған.
18. Жануарлардың қысқы ұйқысы – суыққа биологиялық бейімделу, бірақ ол толық «қатып қалу» емес. Аюдың дене температурасы ұйқы кезінде небәрі 4–5 градусқа төмендейді. Ал нағыз қысқы ұйқыға кететін жануарларда – мысалы, суырларда немесе кірпілерде – температура нөлге жақындайды. Кейбір бақалар мен саламандралар шынымен қатып қалады, бірақ көктемде қайта тіріледі. Бұл олардың жасушаларында антифриз рөлін атқаратын глюкозаның көп болуына байланысты.
19. Поляр шұғыласы қатты аяз кезінде жиі байқалуы кездейсоқ емес. Екі құбылыс та ашық, бұлтсыз аспан жағдайымен байланысты. Арктикалық аяз әкелетін антициклон атмосфераны мөлдір етеді, ал бұл иондалған бөлшектердің жарқырауын жақсы көруге мүмкіндік береді. Сондықтан ең әдемі поляр шұғылалары көбінесе ең суық түндерде байқалады.
20. Аяздар ауыл шаруашылығына үлкен зиян келтіруі мүмкін. Жеміс ағаштары гүлдеген кезде болған үсік бір түн ішінде бүкіл өнімді жойып жібереді. Сол себепті көптеген бағбандар ауа райын мұқият бақылап, гүлдеген бақтарды қорғау үшін түтін шашу немесе су бүрку сияқты әдістерді қолданады. Әлем бойынша ауыл шаруашылығына келетін мұндай шығындар жыл сайын миллиардтаған доллармен есептеледі.
21. Аязды ауада дыбыс жылы ауаға қарағанда басқаша таралады. Суық ауа тығызырақ болғандықтан дыбыс жылдамдығы аздап баяулайды. Бірақ басты ерекшелік – аяз кезінде дыбысты жұтатын турбуленттілік аз болады. Сондықтан тыныш аязды түнде дыбыстар жылы әрі желді ауа райына қарағанда әлдеқайда анық және алыс қашықтықтан естіледі.
22. «Алмас шаңы» – тек қатты аяз кезінде байқалатын әдемі оптикалық құбылыс. Минус 30 градустан төмен температурада ауада қалқып жүретін ұсақ мұз кристалдары жер бетіне жақын жерде жарқыраған бұлт түзеді. Олар күн сәулесін шашыратып, түрлі түсті ұшқындар тудырады. Дәл осы құбылыс аязды ауада күн сәулесінің ерекше жарқырауын туғызады.
23. Адам ағзасы тұрақты суыққа бейімделе алады. Арктика халықтарында – ненецтерде, чукчаларда және инуиттерде – қоңыр май тінінің мөлшері көбірек, негізгі зат алмасу жылдамдығы жоғары және аяқ-қолдар арқылы жылу жоғалуын азайтатын қан тамырларының ерекше құрылысы бар. Бұл бейімделулер мыңдаған жыл бойы суық климатта өмір сүру нәтижесінде қалыптасқан.
24. Климаттың өзгеруі көптеген өңірлердегі дәстүрлі қысқы аяздарға қауіп төндіреді. Соңғы жүз жылда Мәскеудегі қысқы орташа температура шамамен 2–3 градусқа көтерілген, ал минус 20 градустан төмен күндер саны екі есеге азайған. Бұл тек климатқа ғана емес, экономикаға да әсер етеді: өзендердің мұз қату мерзімі өзгереді, топырақтың қату режимі бұзылады, бұл ауыл шаруашылығы мен құрылыс саласына ықпал етеді.

Аяз – бір жағынан өмірге қауіп төндіретін, екінші жағынан табиғаттағы ерекше алуан түрліліктің қалыптасуына ықпал ететін табиғи құбылыс. Суық көптеген экожүйелердің, мәдениеттердің және технологиялардың қалыптасуына әсер етті. Төмен температуралардың физикасын, биологиясын және тарихын терең түсіну олардың күшіне таңданумен қатар, олардың салдарынан жақсырақ қорғануға мүмкіндік береді. Климат өзгерген сайын қыс бейнесі де өзгере бастайды, сондықтан аяз құбылысын зерттеу тек ғылыми қызығушылық қана емес, қазіргі заман үшін маңызды практикалық міндет болып отыр. Суық адамзат тарихының алғашқы қадамдарынан бастап оның серігі болды, ал оның табиғатын түсіну – өз тарихымызды және табиғат күштерінің алдында қаншалықты осал екенімізді жақсырақ түсінуге көмектеседі.