400-тысячелетний очаг

Умение добывать огонь, приготовление пищи на костре, обогрев жилища в холодную ночь, - всё это настолько привычные, настолько глубоко вросшие в повседневность человека навыки, что само собою разумеющимися они кажутся нам с давних пор. Да это и понятно: огонь сопровождает человечество на протяжении столь долгого времени, что представить себе жизнь без него решительно невозможно. Между тем вопрос о том, когда именно наши предки перешли от случайного использования природного пламени - молнией поражённого дерева, тлеющего после лесного пожара валежника - к осознанному, намеренному разведению костра, остаётся одним из наиболее дискутируемых в палеоантропологии и археологии. Контролируемое использование огня открыло адаптивные возможности, оказавшие глубокое влияние на эволюцию человека, - среди них тепло, защита от хищников, приготовление пищи и создание освещённых пространств, ставших центрами социального взаимодействия. Использование огня развивалось на протяжении более чем миллиона лет, - от собирания естественного пламени к его поддержанию и, в конечном счёте, к его самостоятельному производству; однако определить, когда и каким образом эволюционировало обращение с огнём, чрезвычайно трудно, поскольку следы природного и антропогенного горения сложно различить между собою.

До недавнего времени древнейшим прямым свидетельством намеренного высекания огня считались находки, сделанные на нескольких неандертальских стоянках во Франции и датированные приблизительно 50 000 лет назад. Вопрос о способе получения огня - путём сбора природного пламени или же самостоятельного его производства с помощью орудий - оставался предметом дебатов до тех пор, пока работа Соренсена, Кло и Соресси, опубликованная в 2018 году в журнале Scientific Reports, не представила первые прямые артефактные доказательства регулярного, систематического производства огня неандертальцами.

В археологических слоях, относимых к позднемустьерским индустриям технокультуры мустье ашельской традиции, с помощью трасологического анализа были идентифицированы десятки бифасов, демонстрирующих макро- и микроскопические следы, указывающие на многократное ударное воздействие твёрдым минеральным материалом; расположение и характер заполировки и сопутствующих штрихов оказались сопоставимы с теми, что получаются экспериментально при косом ударе фрагментами пирита по плоской или выпуклой стороне кремнёвого орудия для высекания искр. Именно возраст ~50 000 лет фигурировал, таким образом, в качестве нижней хронологической границы доказанного умения человека добывать огонь.

В декабре 2025 года группа исследователей во главе с Британским музеем обнародовала результаты, сдвинувшие эту границу на 350 000 лет в прошлое. В поле близ деревни Барнхэм, графство Суффолк на востоке Англии, были обнаружены древнейшие известные свидетельства целенаправленного добывания огня, датируемые более чем 400 000 лет назад. Свидетельства эти, оставленные, по всей вероятности, одними из древнейших неандертальских групп, включают участок обожжённой глины, кремнёвые ручные рубила, растрескавшиеся от сильного нагрева, и - что особенно примечательно - два небольших фрагмента железного пирита.

Команде под руководством Ника Эштона и Роба Дэвиса потребовалось четыре года кропотливой работы, чтобы доказать, что обожжённая глина не является следствием природного пожара: геохимические тесты показали температуры свыше 700 °C при многократном использовании огня в одном и том же месте, что указывает на костёр, или очаг, которым люди пользовались неоднократно.

Каким же образом исследователям удалось разграничить антропогенное горение и естественный лесной пожар? Доктор Салли Хоар из Ливерпульского университета, входившая в состав исследовательской группы, занималась анализом покрасневших осадков. Традиционно очаги в археологической летописи идентифицируются по покрасневшим слоям, перекрытым золой и углём, однако в Барнхэме - как и на многих других стоянках под открытым небом - ветер и вода давно удалили эти индикаторы, оставив лишь пятна покрасневшей глины; для решения этой проблемы Хоар применила три научных метода: почвенную микроморфологию, археомагнетизм и анализ полициклических ароматических углеводородов. Один из первых вопросов, которые задали себе учёные, состоял в следующем: было ли это однократным возгоранием или чем-то вроде очага, который разжигали и разжигали вновь? Для ответа исследователи изучили магнетизм осадка, изменяющийся при нагреве; современные эксперименты позволили оценить число эпизодов нагрева, необходимых для воспроизведения магнитного профиля осадка, - выяснилось, что после примерно дюжины таких эпизодов, каждый продолжительностью около четырёх часов, современные образцы воспроизводили характеристики археологического.

Наиболее весомым доказательством послужил, однако, сам пирит. Этот природный минерал при ударе о кремень высекает искры, способные воспламенить трут - сухой гриб, который древние люди могли использовать в качестве доисторического топлива. Решающим оказалось то обстоятельство, что пирит не встречается в геологических отложениях Барнхэма естественным образом: группа Эштона проверила записи и физически изучила образцы за 36 лет полевых работ в этом районе, и ни единого фрагмента пирита обнаружено более нигде не было; его присутствие на месте очага может означать лишь одно - кто-то принёс его туда преднамеренно. Фрагменты пирита из Барнхэма - это, таким образом, древнейшее известное свидетельство технологии «огниво», и данное открытие расширяет хронологию технологии добывания огня приблизительно на 400 000 лет, утверждая Барнхэм в качестве ключевого мирового ориентира для древнейших известных практик разведения огня.

Создателями огня почти наверняка были ранние неандертальцы. Соавтор исследования, опубликованного в журнале Nature, Крис Стрингер - специалист по эволюции человека из Лондонского музея естественной истории - идентифицировал их на основании ископаемых находок из Суонскомба в графстве Кент и из испанской Атапуэрки, помещающих ранних неандертальцев на территорию Британии в тот же период; костей гоминин в самом Барнхэме не найдено - они давно распались, - однако археологический контекст оставляет мало неопределённости относительно того, кто там побывал. Впрочем, по данным других исследований, стоянка могла быть сезонным лагерем охотников-собирателей, возможно использовавшимся предком человека, именуемым Homo heidelbergensis, около 400 000 лет назад.

Значение открытия для понимания эволюции человека трудно переоценить. Способность надёжно разводить огонь позволяла людям готовить пищу, расширяя круг того, что они могли употреблять, и делая еду более перевариваемой; приготовление разрушает токсины в корнях и клубнях и убивает патогены в мясе, улучшая пищеварение и высвобождая больше энергии. Это, в свою очередь, могло поддерживать более крупный мозг, потреблявший больше энергии, катализируя новые формы социального поведения в ту пору, когда люди собирались вокруг костров.

Находка, впрочем, не осталась без возражений: не каждый специалист полностью убеждён, что имеющиеся свидетельства представляют именно производство огня, а не его использование. По словам одного из экспертов, наилучшее предположение состоит в том, что добывание огня было открыто многократно различными группами в разных регионах в разное время, а затем утрачено, вновь открыто и вновь утрачено; история эта, вне всяких сомнений, весьма запутанна. Однако, как бы ни разрешились эти дебаты, открытие в Барнхэме уже сейчас заставляет пересмотреть устоявшиеся представления о когнитивных способностях наших ближайших родственников - неандертальцев - и о той роли, которую контроль над огнём сыграл в великой драме становления человечества.

Три стихии

Огонь, вода и еда!

Субботняя флудилка, для медитации.

Огонь в невесомости

Шaрooбрaзнaя фoрмa плaмeни oбъясняeтся тeм, что в условиях невесомости нет восходящего движения воздуха и не происходит конвекция теплых и холодных его слоев, которая на Земле "вытягивает" пламя в форму капли.

Проблема пожара на космических аппаратах

Как отмечает доктор Флориан Мейер, руководитель исследовательской группы по технологиям горения в Центре прикладных космических технологий и микрогравитации (ZARM), «пожар на борту космического корабля — один из самых опасных сценариев в космических миссиях», поскольку «практически нет возможности добраться до безопасного места или покинуть космический корабль». В условиях замкнутого пространства и ограниченных ресурсов понимание поведения огня в микрогравитации становится вопросом жизни и смерти.

Микрогравитация существенно влияет на характер горения. На Земле горячие газы от пламени поднимаются вверх, а гравитация притягивает более холодный и плотный воздух к основанию пламени, создавая характерную вытянутую форму и эффект мерцания. В микрогравитации этот конвективный поток не возникает, что упрощает процесс горения и приводит к образованию сферического пламени. Оно горит медленнее, при более низкой температуре (менее 480°C) и требует меньше кислорода. Сферичность объясняется тем, что пламя питается процессом молекулярной диффузии: горение происходит на границе между топливом и воздухом, и вся поверхность пламени становится зоной реакции. Цвет тоже меняется — без гравитации углеродные цепочки не сгорают полностью, и пламя становится голубым и тусклым.

Важнейшую роль в поведении огня на космических аппаратах играет вентиляция. Вентиляторы заменяют естественную конвекцию и подают воздух, необходимый для поддержания горения, при этом огонь может распространяться в любом направлении. Если на Земле можно затоптать свечу, то на космическом корабле это способно ускорить горение: создаётся воздушный поток, и пламя в условиях низкой гравитации может перескочить на другой материал.

Одним из важнейших открытий стал феномен «холодного пламени». Такое пламя, горящее при экстремально низких температурах, практически невозможно создать на Земле, однако в микрогравитационной среде МКС оно возникает легко. Непредварительно смешанное холодное пламя было впервые обнаружено в 2012 году во время экспериментов FLEX. Исследователи выяснили, что определённые виды жидкого топлива после затухания способны спонтанно воспламеняться повторно, при этом последующее пламя горит при более низких температурах и остаётся невидимым невооружённым глазом. В отличие от обычного пламени, производящего углекислый газ и воду, холодное пламя выделяет угарный газ и формальдегид. Его главная опасность — невидимость: не выделяя интенсивного тепла, оно продолжает потреблять кислород и производить токсичные вещества, способные отравить весь экипаж. Учёный NASA Дэниел Дитрих назвал это «одним из крупнейших открытий не только в программе микрогравитации, но, вероятно, за последние 20–30 лет исследований горения».

Исторический опыт подтверждает серьёзность угрозы. 24 февраля 1997 года шесть членов экипажа станции «Мир» столкнулись с пожаром системы генерации кислорода. Когда космонавт Лазуткин активировал твёрдотопливный генератор в модуле «Квант-1», канистра загорелась, выбросив трёхфутовое пламя с искрами и кусками расплавленного металла, заполнив модуль густым дымом. Генератор горел около 14 минут, блокируя путь эвакуации к пристыкованному «Союзу». Американский астронавт Джерри Линенджер описал огонь как «бушующий паяльник» и отметил: «Я никогда не видел, чтобы дым распространялся так, как он распространялся на "Мире"». Расследование установило, что причиной стал материал латексной перчатки, случайно попавший в канистру и вызвавший загрязнение углеводородами. Системы жизнеобеспечения очистили атмосферу за несколько часов, экипаж не пострадал, а уроки инцидента были учтены при проектировании МКС.

NASA недавно завершило финальную миссию эксперимента Saffire, поставив точку в восьмилетней серии исследований поведения огня в космосе. Хотя агентство проводило эксперименты на шаттлах и МКС, риски для экипажа вынуждали ограничивать их масштаб. Как отмечают исследователи, «Saffire стал крупнейшим рукотворным пожаром в космосе» и «позволил безопасно сжигать более крупные образцы материала». Результаты показали, что пламя быстро достигает стабильного размера и скорости горения, тогда как на Земле оно обычно продолжает расти. Выяснилось также, что размер космического корабля влияет на огонь сильнее ожидаемого, а повышение температуры и давления менее значимо, чем накопление угарного и углекислого газов. Исследователи подчёркивают: подобная работа — определение порога опасности пожара для экипажа — проводилась для зданий, самолётов, поездов, шахт, подводных лодок, но для космических кораблей таких исследований до Saffire не было. Именно быстрое образование токсичных газов представляет главную угрозу: они способны вывести из строя экипаж задолго до того, как станет ощутимым недостаток кислорода.

Содержание кислорода в атмосфере существенно влияет на пожарную опасность. Программа «Аполлон» использовала 100% кислорода, «Скайлэб» — 70%. С тех пор NASA перешло на значительно более низкие концентрации. На МКС уровень кислорода составляет 21%, как на Земле, однако будущие корабли с пониженным атмосферным давлением будут использовать до 35%, что резко увеличивает риск: огонь может распространяться втрое быстрее, чем в земных условиях.

Исследования продолжаются: эксперимент SoFIE изучает воспламенение твёрдых материалов, а FM2 станет первым экспериментом по горению на другом небесном теле — на Луне при одной шестой земной гравитации. Лунные условия находятся вблизи границы воспламеняемости, что предполагает значительный риск для будущих миссий.

Стратегия пожарной безопасности строится на нескольких принципах. Предотвращение заключается в устранении одного из трёх факторов горения: топлива, кислорода или источника воспламенения, однако абсолютной защиты не существует, поэтому необходимы также обнаружение, реагирование и тушение. Каждый материал на борту проходит строгие испытания — от изоляции проводов до ткани скафандров. Материалы отбираются за низкую воспламеняемость, самозатухающие свойства и минимальное выделение токсичных паров. На МКС действуют две системы пожаротушения: водяная пена в российских модулях и углекислый газ в американском сегменте. NASA разрабатывает метод «водяного тумана», основанный на современных наземных технологиях. При срабатывании датчиков дыма первым шагом становится отключение вентиляции в поражённом модуле.

Программа Saffire позволила понять поведение огня в условиях, когда у астронавтов нет возможности покинуть корабль или быстро вернуться на Землю. Полученные данные станут основой для обеспечения безопасности миссий Artemis на Луну и будущих экспедиций на Марс.

За целестином!

Вам видосик о походе за целестинами Рязанской области и изготовлению пиротехники с их использованием. Ну и как водится немножко доп. материлов!

Состав красного пламени

Для разогрева сделал простенький состав красного пламени из нитрата стронция и шеллака. Несмотря на простоту и отсутствие в нем хлора шарашит красным адово. Слепит не только сенсор камеры но и глаза. Интересно что вначале горения и в конце пламя не красное, а желтое, это из-за того что температура снизилась и условия для высвечивания оксидом стронция красной линии отсутствуют, светят частички сажи.
Все это, однако, лишь часть более крупного проекта, о котором выть вскоре видосу!