Навигационные особенности полетов голубей в гравитационном поле Украины
Розглянуто результати випробувальних польотів свійських голубів у рівнинній місцевості України, яка характеризується розчленованим гравітаційним полем (аномалії Буге від – 30 до +70 мГал). Довжина маршрутів від точки запуску до місця постійного базування становила від 15 до 200 км. Маршрути було про...
Збережено в:
| Дата: | 2012 |
|---|---|
| Автори: | , , , , , , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Russian |
| Опубліковано: |
Інститут геофізики ім. С.I. Субботіна НАН України
2012
|
| Назва видання: | Геофизический журнал |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/97375 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Навигационные особенности полетов голубей в гравитационном поле Украины / В.И. Старостенко, В.А. Каневский, В.А. Ентин, О.Б. Гинтов, С.И. Гуськов, Э.Д. Моренков, Н. Блазер, В. Мескенайт, Г.П. Липп // Геофизический журнал. — 2012. — Т. 34, № 2. — С. 20-35. — Бібліогр.: 7 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-97375 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-973752025-02-10T00:11:08Z Навигационные особенности полетов голубей в гравитационном поле Украины Навігаційні особливості польотів голубів у гравітаційному полі України Navigational features of dove flights in the gravity field of Ukraine Старостенко, В.И. Каневский, В.А. Ентин, В.А. Гинтов, О.Б. Гуськов, С.И. Моренков, Э.Д. Блазер, Н. Мескенайт, В. Липп, Г.П. Розглянуто результати випробувальних польотів свійських голубів у рівнинній місцевості України, яка характеризується розчленованим гравітаційним полем (аномалії Буге від – 30 до +70 мГал). Довжина маршрутів від точки запуску до місця постійного базування становила від 15 до 200 км. Маршрути було прокладено у слабко- й сильно розчленованому полі сили тяжіння. В польотах брали участь як місцеві досвідчені птахи, так і молоді, спеціально вирощені у різко відмінних гравітаційних полях. На птахах закріплювали GPS-датчики, які фіксували координати польоту (ϕ, λ, H) через кожну 1 с. За результатами досліджень поряд з іншими чинниками (наявність доріг, річок тощо) гравітаційні аномалії навіть незначної величини (±1—2 мГал) впливають на відхилення маршрутів голубів від прямої лінії. Слід продовжити експеримент, який буде відкориговано з урахуванням отриманого досвіду. Запропоновано інерціально-гравітаційний механізм навігації тварин. Results of test flights of domestic doves in the flat country of Ukraine characterized by partitioned gravity field (Buge anomalies from –30 to +70 mGal) have been considered. The length of flights from starting point to the place of permanent location was from 15 to 200 km. The routes were tracked trough weakly and strongly divided gravity field. Both local experienced birds and young ones specially bred in outlying gravity fields took part in the flights. GPS sensors were fastened on birds fixing coordinates of flight (ϕ, λ, H) in every 1 sec. Test results demonstrated with other factors (roads, rivers et al.) that gravity anomalies even small ones (±1—2 mGal) produce deviation of dove tracks from the straight line together. It is urgent to continue the experiment which will be corrected taking into account the experience obtained. Inertial-gravitational mechanism of animal navigation has been suggested. Рассмотрены результаты испытательных полетов домашних голубей в равнинной области Украины, характеризующейся расчлененным гравитационным полем (аномалии Буге от -30 до +70 мГал). Длина маршрутов от точки запуска до места постоянного базирования составляла от 15 до 200 км. Маршруты прокладывались в слабо- и сильно расчлененном поле силы тяжести. В полетах участвовали как местные опытные птицы, так и молодые, специально выращенные в резко различающихся гравитационных полях. На птицах закреплялись GPS-датчики, которые фиксировали координаты полета (φ, λ, H) через каждые 2 с. Согласно результатам испытаний, гравитацонные аномалии даже незначительной величины (±10 мГал) влияют на отклонение маршрутов голубей от прямой линии наряду с другими факторами (наличие дорог, рек и др.). Необходимо продолжать эксперимент, который будет откорректирован с учетом полученного опыта. Предложен инерциально-гравитационный механизм навигации животных. 2012 Article Навигационные особенности полетов голубей в гравитационном поле Украины / В.И. Старостенко, В.А. Каневский, В.А. Ентин, О.Б. Гинтов, С.И. Гуськов, Э.Д. Моренков, Н. Блазер, В. Мескенайт, Г.П. Липп // Геофизический журнал. — 2012. — Т. 34, № 2. — С. 20-35. — Бібліогр.: 7 назв. — рос. 0203-3100 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/97375 550.831.477 ru Геофизический журнал application/pdf Інститут геофізики ім. С.I. Субботіна НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| description |
Розглянуто результати випробувальних польотів свійських голубів у рівнинній місцевості України, яка характеризується розчленованим гравітаційним полем (аномалії Буге від – 30 до +70 мГал). Довжина маршрутів від точки запуску до місця постійного базування становила від 15 до 200 км. Маршрути було прокладено у слабко- й сильно розчленованому полі сили тяжіння. В польотах брали участь як місцеві досвідчені птахи, так і молоді, спеціально вирощені у різко відмінних гравітаційних полях. На птахах закріплювали GPS-датчики, які фіксували координати польоту (ϕ, λ, H) через кожну 1 с. За результатами досліджень поряд з іншими чинниками (наявність доріг, річок тощо) гравітаційні аномалії навіть незначної величини (±1—2 мГал) впливають на відхилення маршрутів голубів від прямої лінії. Слід продовжити експеримент, який буде відкориговано з урахуванням отриманого досвіду. Запропоновано інерціально-гравітаційний механізм навігації тварин. |
| format |
Article |
| author |
Старостенко, В.И. Каневский, В.А. Ентин, В.А. Гинтов, О.Б. Гуськов, С.И. Моренков, Э.Д. Блазер, Н. Мескенайт, В. Липп, Г.П. |
| spellingShingle |
Старостенко, В.И. Каневский, В.А. Ентин, В.А. Гинтов, О.Б. Гуськов, С.И. Моренков, Э.Д. Блазер, Н. Мескенайт, В. Липп, Г.П. Навигационные особенности полетов голубей в гравитационном поле Украины Геофизический журнал |
| author_facet |
Старостенко, В.И. Каневский, В.А. Ентин, В.А. Гинтов, О.Б. Гуськов, С.И. Моренков, Э.Д. Блазер, Н. Мескенайт, В. Липп, Г.П. |
| author_sort |
Старостенко, В.И. |
| title |
Навигационные особенности полетов голубей в гравитационном поле Украины |
| title_short |
Навигационные особенности полетов голубей в гравитационном поле Украины |
| title_full |
Навигационные особенности полетов голубей в гравитационном поле Украины |
| title_fullStr |
Навигационные особенности полетов голубей в гравитационном поле Украины |
| title_full_unstemmed |
Навигационные особенности полетов голубей в гравитационном поле Украины |
| title_sort |
навигационные особенности полетов голубей в гравитационном поле украины |
| publisher |
Інститут геофізики ім. С.I. Субботіна НАН України |
| publishDate |
2012 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/97375 |
| citation_txt |
Навигационные особенности полетов голубей в гравитационном поле Украины / В.И. Старостенко, В.А. Каневский, В.А. Ентин, О.Б. Гинтов, С.И. Гуськов, Э.Д. Моренков, Н. Блазер, В. Мескенайт, Г.П. Липп // Геофизический журнал. — 2012. — Т. 34, № 2. — С. 20-35. — Бібліогр.: 7 назв. — рос. |
| series |
Геофизический журнал |
| work_keys_str_mv |
AT starostenkovi navigacionnyeosobennostipoletovgolubeivgravitacionnompoleukrainy AT kanevskiiva navigacionnyeosobennostipoletovgolubeivgravitacionnompoleukrainy AT entinva navigacionnyeosobennostipoletovgolubeivgravitacionnompoleukrainy AT gintovob navigacionnyeosobennostipoletovgolubeivgravitacionnompoleukrainy AT gusʹkovsi navigacionnyeosobennostipoletovgolubeivgravitacionnompoleukrainy AT morenkovéd navigacionnyeosobennostipoletovgolubeivgravitacionnompoleukrainy AT blazern navigacionnyeosobennostipoletovgolubeivgravitacionnompoleukrainy AT meskenaitv navigacionnyeosobennostipoletovgolubeivgravitacionnompoleukrainy AT lippgp navigacionnyeosobennostipoletovgolubeivgravitacionnompoleukrainy AT starostenkovi navígacíiníosoblivostípolʹotívgolubívugravítacíinomupolíukraíni AT kanevskiiva navígacíiníosoblivostípolʹotívgolubívugravítacíinomupolíukraíni AT entinva navígacíiníosoblivostípolʹotívgolubívugravítacíinomupolíukraíni AT gintovob navígacíiníosoblivostípolʹotívgolubívugravítacíinomupolíukraíni AT gusʹkovsi navígacíiníosoblivostípolʹotívgolubívugravítacíinomupolíukraíni AT morenkovéd navígacíiníosoblivostípolʹotívgolubívugravítacíinomupolíukraíni AT blazern navígacíiníosoblivostípolʹotívgolubívugravítacíinomupolíukraíni AT meskenaitv navígacíiníosoblivostípolʹotívgolubívugravítacíinomupolíukraíni AT lippgp navígacíiníosoblivostípolʹotívgolubívugravítacíinomupolíukraíni AT starostenkovi navigationalfeaturesofdoveflightsinthegravityfieldofukraine AT kanevskiiva navigationalfeaturesofdoveflightsinthegravityfieldofukraine AT entinva navigationalfeaturesofdoveflightsinthegravityfieldofukraine AT gintovob navigationalfeaturesofdoveflightsinthegravityfieldofukraine AT gusʹkovsi navigationalfeaturesofdoveflightsinthegravityfieldofukraine AT morenkovéd navigationalfeaturesofdoveflightsinthegravityfieldofukraine AT blazern navigationalfeaturesofdoveflightsinthegravityfieldofukraine AT meskenaitv navigationalfeaturesofdoveflightsinthegravityfieldofukraine AT lippgp navigationalfeaturesofdoveflightsinthegravityfieldofukraine |
| first_indexed |
2025-12-02T02:06:24Z |
| last_indexed |
2025-12-02T02:06:24Z |
| _version_ |
1850360396281544704 |
| fulltext |
В. И. СТАРОСТЕНКО, В. А. КАНЕВСКИЙ, В. А. ЕНТИН, О. Б. ГИНТОВ, С. И. ГУСЬКОВ И ДР.
20 Геофизический журнал № 2, Т. 34, 2012
Введение. Принципы действия навигаци-
онных механизмов животных — важная про-
блема, давно занимающая умы ученых. Ее ре-
шение может не только иметь теоретическое
значение, но и стать определяющим шагом в
создании новых автономных навигационных
систем на биотехнологической основе, сво-
бодных от искажений какими-либо внешними
источниками [Каневский и др., 1985а].
В ходе проводившихся в разных странах
экспериментов неоднократно проверялись
различные гипотезы о механизме ориентации
животных, в частности птиц, — астрономиче-
ская, магнитная, инерциальная, метеорологи-
ческая, по визуальным признакам ландшафта и
др. Однако ни одна из перечисленных гипотез
не объясняет всех особенностей полетной ори-
ентации, наблюдаемых в природе и в специ-
альных экспериментах.
В последнее время все большее призна-
ние находят представления о гравитационном
приводе в навигационном механизме живых
организмов. В пользу такого предположения
могут свидетельствовать такие уникальные
характеристики поля силы тяжести Земли как
его беспрепятственное, всеобъемлющее дей-
ствие в мировом пространстве, практическая
стабильность в течение длительного времени.
Гипотезу о влиянии гравитационного поля
Земли на навигационные способности птиц
впервые обосновал один из авторов настоящей
статьи, наиболее подробно изложив ее в работе
[Каневский и др., 1985б].
С развитием космических спутниковых
технологий появились новые возможности
экспериментальной проверки степени воздей-
ствия физических полей Земли, в первую оче-
редь гравитационного, на механизм навигации
УДК 550.831.477
Навигационные особенности полетов голубей
в гравитационном поле Украины
© В. И. Старостенко1, В. А. Каневский2, В. А. Ентин3, О. Б. Гинтов1,
С. И. Гуськов3, Э. Д. Моренков2, Н. Блазер4, В. Мескенайт 4, Г.-П. Липп4, 2012
1Институт геофизики НАН Украины, Киев, Украина
2ООО Институт высоких технологий Украины, Киев, Украина
3ПГРГП «Північгеологія», Киев, Украина
4Цюрихский университет, Цюрих, Швейцария
Поступила 29 июня 2011 г.
Представлено членом редколлегии М. И. Орлюком
Розглянуто результати випробувальних польотів свійських голубів у рівнинній місцевості
України, яка характеризується розчленованим гравітаційним полем (аномалії Буге від – 30 до
+70 мГал). Довжина маршрутів від точки запуску до місця постійного базування становила
від 15 до 200 км. Маршрути було прокладено у слабко- й сильно розчленованому полі сили
тяжіння. В польотах брали участь як місцеві досвідчені птахи, так і молоді, спеціально вирощені
у різко відмінних гравітаційних полях. На птахах закріплювали GPS-датчики, які фіксували
координати польоту (ϕ, λ, H) через кожну 1 с. За результатами досліджень поряд з іншими
чинниками (наявність доріг, річок тощо) гравітаційні аномалії навіть незначної величини
(±1—2 мГал) впливають на відхилення маршрутів голубів від прямої лінії. Слід продовжити
експеримент, який буде відкориговано з урахуванням отриманого досвіду. Запропоновано
інерціально-гравітаційний механізм навігації тварин.
Results of test flights of domestic doves in the flat country of Ukraine characterized by parti-
tioned gravity field (Buge anomalies from –30 to +70 mGal) have been considered. The length of
flights from starting point to the place of permanent location was from 15 to 200 km. The routes were
tracked trough weakly and strongly divided gravity field. Both local experienced birds and young
ones specially bred in outlying gravity fields took part in the flights. GPS sensors were fastened
on birds fixing coordinates of flight (ϕ, λ, H) in every 1 sec. Test results demonstrated with other
factors (roads, rivers et al.) that gravity anomalies even small ones (±1—2 mGal) produce deviation
of dove tracks from the straight line together. It is urgent to continue the experiment which will be
corrected taking into account the experience obtained. Inertial-gravitational mechanism of animal
navigation has been suggested.
НАВИГАЦИОННЫЕ ОСОБЕННОСТИ ПОЛЕТОВ ГОЛУБЕЙ В ГРАВИТАЦИОННОМ ...
Геофизический журнал № 2, Т. 34, 2012 21
животных путем оперативной фиксации трех-
мерных координат птиц в полете с привязкой
к геофизическим и топографическим картам.
Именно в этом направлении осуществля-
лись эксперименты на территории Украины,
согласно договорам о научном сотрудничестве
между Институтом геофизики (ИГФ) НАН
Украины и ООО «Институт высоких техноло-
гий Украины» (ИВТУ) при участии сотрудников
ПГРГП «Північгеологія», а также между ИВТУ
и Цюрихским университетом (Швейцария),
ученые которого имеют большой опыт в изуче-
нии навигационных способностей голубей.
Ниже изложены предварительные ре-
зультаты экспериментов. Выбор территории
Украины (ее центральных областей) связан с
такими обстоятельствами: а) равнинная мест-
ность, исключающая влияние на полеты птиц
топографических факторов; б) значительная
интенсивность и градиентность гравитацион-
ного, магнитного и других физических полей;
в) широко развитое любительское голубевод-
ство.
1. Постановка задачи и общие сведения о
районе. Эксперименты по изучению влияния
геофизических (гравитационного и магнитно-
Рис. 1. Обзорная схема гравитационных аномалий экспериментального полигона: 1 — крупные (региональные) аномалии
(максимумы): I — Голованевская, II — Бандуровская, III — Кривоозерская, IV — Балтская, V — Кодымская; 2 — локальные
гравитационные максимумы: 1 — Секретарский, 2 — Троянский, 3 — Чаусовский, 4 — Молдовский; 3 — минимумы
гравитационного поля; 4 — зоны высоких горизонтальных градиентов Δg/Δs (Т — Тальновская, Г — Гайворонская, В —
Врадиевская, П — Первомайская); 5 — пункты старта (а) и финиша (б).
В. И. СТАРОСТЕНКО, В. А. КАНЕВСКИЙ, В. А. ЕНТИН, О. Б. ГИНТОВ, С. И. ГУСЬКОВ И ДР.
22 Геофизический журнал № 2, Т. 34, 2012
го) полей на навигационные механизмы птиц
(голубей) проводились в двух направлениях.
Во-первых, была поставлена задача изуче-
ния траекторий полетов местных птиц, снаб-
женных приемниками GPS (с автоматической
записью пространственных координат через
каждую секунду) в геофизических полях раз-
личной интенсивности и структуры.
Во-вторых, оказалось необходимым сравне-
ние особенностей траекторий полетов голубей
в той же геофизической обстановке, что и в
первом случае, но для птиц, специально вы-
ращенных на месте в геофизических полях с
кардинально различными характеристиками.
В качестве оптимального по геофизическим
характеристикам экспериментального поли-
гона была выбрана центральная часть Укра-
инского щита (рис. 1) в пределах Бугского,
Росинского и Ингульского мегаблоков, раз-
деленных крупными тектоническими швами,
которые хорошо проявляются в поле силы
тяжести интенсивными линейными зонами
высоких значений модуля горизонтального гра-
диента (ЗВЗМГГ).
Административно экспериментальный по-
лигон находится в пределах смежных райо-
нов Черкасской, Винницкой, Кировоград-
ской, Одесской и Николаевской областей
Украины. Общая площадь полигона примерно
20 тыс. км2. Территория относится к лесостеп-
ной зоне и занята в основном сельскохозяй-
ственными угодьями. Местность представ-
ляет собой относительную возвышенность
с абсолютными отметками от 200—250 м на
севере до 100—150 м на юге, слабо изрезанную
овражно-балочной сетью глубиной 15—20 м, к
которой приурочены небольшие ручьи и речки
бассейна р. Южный Буг.
Климат умеренно континентальный. Наи-
более холодный месяц — январь (t = –4 °С),
жаркий — июль (t =18 °С). Зимний снежный
покров непостоянный. Первый снег ложится
в декабре, а сходит в начале марта.
Структура геофизических полей экспери-
ментального полигона характеризуется зна-
чительными абсолютными перепадами напря-
женности поля силы тяжести [Куприенко и др.,
2007], а также большим количеством локаль-
ных гравитационных и магнитных аномалий
различного знака. Природа ЗВЗМГГ большой
протяженности обусловлена, как правило,
глубинными факторами. Им соответствуют
крупные зоны разломов — Тальновская, Пер-
вомайская, Врадиевская, Гайворонская, Киро-
воградская и др. [Гинтов, 2005; Ентин, 2005].
Интенсивность ЗВЗМГГ, определяемая по кар-
там аномалий силы тяжести как |Δg/ Δs|max
(s — горизонтальная ось, перпендикулярная к
направлению изоаномал), составляет от 30 до
40—50 Э (1Э =10−9 с−2) на отрезке 2 км, а при
инструментальном определении на уровне
земной поверхности может достигать значение
около 100 Е. Особенно большими значениями
горизонтальных градиентов отличаются ло-
кальные аномалии силы тяжести, имеющие
приповерхностную геологическую природу:
при величине аномалий 5—10 мГал горизон-
тальные градиенты могут достигать значений
более 100 Э.
Аномальное магнитное поле эксперимен-
тального полигона в региональном отношении
носит не столь дифференцированный характер
по сравнению с гравитационным. В северной
части (до широты пгт Ульяновка) оно характе-
ризуется общим пониженным уровнем напря-
женности по отношению к южной, где нередко
фиксируются линейные локальные максимумы
амплитудой 20 тыс. нТл и выше, обусловленные
наличием в верхней части геологического раз-
реза пород железорудного комплекса.
Общие представления о характере гравита-
ционного и магнитного полей района экспери-
ментальных полетов иллюстрируют рис. 1—4.
Места размещения двух голубятен (см.
рис. 1), предназначенных для выращивания
голубей в различных геофизических условиях,
были определены в пгт Завалье Кировоградской
обл. (48°11′52,2″ с.ш.; 30°00′42,5″ в.д. WGS-84) и
пгт Саврань Одесской обл. (48°08′08,4″ с.ш.;
30°04′21,0″ в.д.). Первая из них размещена в
пределах ЗВЗМГГ интенсивностью 50 Э, ко-
торая обрамляет с юго-востока крупный Бан-
дуровский максимум силы тяжести, а вторая
— в 8 км к югу от первой, в пределах гравита-
ционного поля пониженной напряженности
без сколь-нибудь существенных локальных
возмущений.
2. Методика работ. Экспериментальные
пуски голубей проводились в летний период с
июня по август 2010 г. На первом этапе в этих
пусках использовались голуби постоянного
базирования в городах Кировоград и Умань.
Кировоградские голуби были отвезены за
200 км в с. Шляховая, откуда стартовали к дому.
Уманские голуби перевозились поочередно в
с. Шляховая, г. Монастырище, пгт Ульяновка
и Любашовка, откуда также возвращались в
свои гнездовья. Пуски голубей со старта прово-
дились по одному или в паре через 10—15 мин
каждый.
НАВИГАЦИОННЫЕ ОСОБЕННОСТИ ПОЛЕТОВ ГОЛУБЕЙ В ГРАВИТАЦИОННОМ ...
Геофизический журнал № 2, Т. 34, 2012 23
Рис. 2. Схема аномального гравитационного поля (редукция Буге, σ=2,3 г/см3) экспериментального полигона и маршруты
кировоградских (розовые линии), уманских (светло-зеленые, фиолетовые, сиреневые и синие линии), завальевских
(красные и бордовые линии ) и савранских (зеленые и темно-зеленые линии) голубей: 1 — пункты старта (1 — Гайво-
ронский, 2 — Троянский, 3 — Секретарский, 4 — Ульяновский); 2 — пункты финиша. Прямоугольниками отмечены
детальные участки, показанные на рис. 5, 7, 8.
Маршруты планировались так, чтобы они
проходили на фоне поля силы тяжести раз-
личной сложности при сохранении примерно-
го равенства протяженности полета (~50 км).
Исключением были маршруты с. Шляховое
— г. Кировоград (200 км) и пгт Любашовка —
г. Умань (100 км).
На втором этапе эксперимента осущест-
влялись пуски молодых голубей, специально
выращенных в голубятнях «Завалье» и «Сав-
рань». Вначале были выполнены тренировоч-
ные полеты, для чего завальевские птицы были
вывезены за 16 км в с. Таужное, а савранские
— в с. Байбузовка (15 км), откуда они должны
В. И. СТАРОСТЕНКО, В. А. КАНЕВСКИЙ, В. А. ЕНТИН, О. Б. ГИНТОВ, С. И. ГУСЬКОВ И ДР.
24 Геофизический журнал № 2, Т. 34, 2012
Рис. 3. Региональные особенности аномального магнитного поля ΔTa экспериментального полигона (аэросъемка на высоте
200 м) и маршруты кировоградских, уманских, завальевских и савранских голубей. Шкала раскраски магнитного поля
через 100 нТл. Условные обозначения см. на рис. 2.
были вернуться на свои голубятни. Для основ-
ного эксперимента обе группы птиц были вы-
везены в с. Пологи, отделенное от пгт Завалье
и Саврань Бандуровским гравитационным мак-
симумом, который они должны были пересечь,
возвращаясь к месту своего рождения.
Данные о траекториях полетов птиц опреде-
лялись после их прилета в свою голубятню и
компьютерной обработки пространственных
координат, полученных миниприемниками
GPS, прикрепленными к шеям птиц. В после-
дующем маршруты голубей переносились на
цифровые карты поля силы тяжести (модуля
горизонтального градиента, локальных анома-
лий, аномалий Буге) и аномального магнитного
поля масштаба 1:500 000—1:50 000. Одновре-
НАВИГАЦИОННЫЕ ОСОБЕННОСТИ ПОЛЕТОВ ГОЛУБЕЙ В ГРАВИТАЦИОННОМ ...
Геофизический журнал № 2, Т. 34, 2012 25
Рис. 4. Маршруты уманских голубей на фоне поля g s экспериментального полигона (изолинии проведены через
10 Е). Условные обозначения см. на рис. 2.
В. И. СТАРОСТЕНКО, В. А. КАНЕВСКИЙ, В. А. ЕНТИН, О. Б. ГИНТОВ, С. И. ГУСЬКОВ И ДР.
26 Геофизический журнал № 2, Т. 34, 2012
Рис. 5. Траектории полетов уманских голубей в районе пгт Ульяновка на фоне поля Δg/Δs (точки старта в пгт Ульяновка
и Любашовка). Оцифровка изолиний Δg/Δs в этвешах.
менно с этим траектории полетов наклады-
вались на снимки Google Earth и цифровые
топокарты. Для некоторых маршрутов вдоль
линии полета строились графики изменения
азимута и высоты полета птиц в сопоставлении
с графиками геофизических параметров.
Анализ влияния геофизических полей на
характер траекторий полетов голубей осущест-
влялся в основном на качественном уровне.
Принималось во внимание также количество
пропавших по каждому маршруту птиц или не
долетевших до финиша за время, лимитиро-
ванное емкостью батареек питания, а также
коэффициент K — отношение фактической
длины пути каждой птицы к кратчайшему рас-
стоянию по карте между точками старта и
финиша.
Все основные сводные количественные по-
казатели по всем полетным маршрутам птиц
приведены в таблице.
НАВИГАЦИОННЫЕ ОСОБЕННОСТИ ПОЛЕТОВ ГОЛУБЕЙ В ГРАВИТАЦИОННОМ ...
Геофизический журнал № 2, Т. 34, 2012 27
Сводная таблица летно-технических показателей
М
ес
то
го
лу
бя
тн
и
Показатели Данные по выпускам Итого
К
ир
ов
ог
ра
д
Место выпуска с. Шляховое
Компасный азимут; кратчайшее
расстояние
=90°;
L=200 км
Дата выпуска 06.06.2010
Общее количество 9 9
Количество пропавших птиц 3 3
Число полных треков 0 0
Число укороченных треков 2 2
У
м
ан
ь
Место выпуска Шляховое Монастырище
(Цибулев) Ульяновка Любашовка
Компасный азимут; кратчайшее
расстояние; *
=55°;
L=41 км;
=1,5÷2,0
=142°;
L=52 км;
=1,15÷1,20
=0°;
L=44 км;
=1,9÷2,2
=0°;
L=100 ; =1,3÷1,6
Дата выпуска 30.07.2010 01.08.2010 04.08.2010 08.08.2010 11.08.2010
Общее количество 14 11 9 8 4 46
Количество пропавших птиц 3 2 0 3 0 8
Число полных треков 8 3 3 3 0 17
Число укороченных треков 0 6 6 2 4 18
За
ва
ль
е
Место выпуска Таужное Пологи
Компасный азимут; кратчайшее
расстояние; *
=205°;
L=16 км;
=1,25
=150°; L=46 ; =1,1÷1,4
Дата выпуска 25.08.2010 26.08.2010 27.08.2010 28.08.2010
Общее количество 12 6 5 3 26
Количество пропавших птиц 1 0 0 0 1
Число полных треков 9 6 5 1 21
Число укороченных треков 0 0 0 0 0
С
ав
ра
нь
Место выпуска Байбузовка Пологи
Компасный азимут; кратчайшее
расстояние; *
=90°;
L=15 км;
=до 7
=150°; L=54 ; =до 4
Дата выпуска 24.08.2010 26.08.2010 27.08.2010 28.08.2010
Общее количество пусков 14 6 5 3 28
Количество пропавших птиц 0 2 1 0 3
Число полных треков 12 4 0 1 17
Число укороченных треков 2 0 3 2 7
Вс
ег
о
Количество выпущенных 109
Количество пропавших птиц 15
Число полных треков птиц 55
Число укороченных треков 27
*Отношение фактической длины пути каждой вовремя долетевшей птицы к кратчайшему компасному расстоянию
по карте между точками старта и финиша.
Фактические полетные траектории всех птиц,
задействованных в эксперименте летом 2010 г.,
на фоне карт гравитационного и магнитного по-
лей представлены на сайте: http://dl.dropbox.com
/u/14562600/AllTracksSummerUA_Dec_9_2010.kml.
Ниже изложены основные предваритель-
ные результаты и выводы, которые, по мнению
авторов, подтверждаются представленными
иллюстрациями.
3. Результаты эксперимента. Полеты мест-
ных кировоградских и уманских голубей.
Маршрут с. Шляховое Винницкой обл. — г. Ки-
ровоград был выбран с целью изучения воз-
можного влияния на полеты голубей пере-
В. И. СТАРОСТЕНКО, В. А. КАНЕВСКИЙ, В. А. ЕНТИН, О. Б. ГИНТОВ, С. И. ГУСЬКОВ И ДР.
28 Геофизический журнал № 2, Т. 34, 2012
секаемых ими нескольких линейных ЗВЗМГГ
субмеридионального простирания.
Характер влияния геофизических полей на
траекторию полета кировоградских голубей, к
сожалению, ограничивается анализом треков
лишь двух птиц, для которых нет, как указано,
полной записи маршрута. Длины маршрутов
с записью составляют соответственно 50 и
150 км (рис. 2, 3).
При движении по маршруту четко проя-
вилась тенденция к пересечению голубями
Тальновской ЗВЗМГГ интенсивностью 50 Э
в перпендикулярном к ней направлении, об-
ласти локальных аномалий силы тяжести пти-
цы старались огибать вдоль изолиний, т. е. по
близким к нулевым значениям горизонталь-
ного градиента. Это обстоятельство привело
к отклонению полетного маршрута одной из
птиц на 50 км к северу от прямого курса на
г. Кировоград и прекращению полета. Если
еще учесть утерю в этом маршруте трех птиц,
то следует оценить его как весьма сложный.
Маршруты с. Шляховое — г. Умань и г. Мо-
настырище (пгт Цыбулев) — г. Умань считались
легкими ввиду отсутствия по прямым линиям
маршрутов существенных возмущений поля
силы тяжести. Однако в 20 км к востоку от этих
линий располагается интенсивная и протяжен-
ная Тальновская ЗВЗМГГ северо-восточного
направления. Именно в сторону этой ЗВЗМГГ
стартовали из с. Шляховое почти все голуби (за
исключением одного), и лишь при подлете к ней
или частично втягиваясь в ее пределы, они, об-
ходя локальные экстремумы, изменяли направ-
ление полета, поворачивая на север в сторону
г. Умань (см. рис. 4). На отдельных отрезках
маршрута голуби приурочивали свой путь к
речной сети и другим визуальным ориентирам.
Полетные траектории большинства птиц,
выпущенных из г. Монастырище (пгт Цыбу-
лев), были весьма хаотичны. Лишь три голубя
сразу после стартовых кругов взяли относи-
тельно прямой курс на г. Умань и достигли
его, обходя в полете небольшие по амплитуде
экстремумы δg , за время записи спутниковых
сигналов (K=1,15÷1,20).
Остальные шесть птиц стартовали в самых
разных направлениях (рис. 4). Проделав в те-
чение маршрута по несколько немотивирован-
ных видимыми причинами изменений курса
и кружений, птицы в большинстве случаев
отклонились в сторону Тальновской ЗВЗМГГ.
Пролетев за время записи сигналов GPS более
100 км, птицы вернулись в г. Умань за предела-
ми лимитированного времени.
Маршрут пгт Ульяновка — г. Умань — наи-
более сложный в отношении возможного влия-
ния на траекторию полета поля силы тяжести
(рис. 5). Точка старта располагалась в узле пере-
сечения трех ЗВЗМГГ — Тальновской, Гайво-
ронской и Врадиевской (известная геофизикам
и геологам «зона тройного сочленения»), и вся
южная часть прямого маршрута проходила в
пределах Тальновской ЗВЗМГГ. По-видимому,
в силу этого полетная ориентация всех голубей
оказалась весьма затрудненной, хотя на всем
протяжении маршрута имелся хороший визу-
альный ориентир — автотрасса Одесса—Киев.
Почти все голуби определялись в начальном
направлении полета лишь после нескольких
кружений в месте старта. Особые затрудне-
ния возникали при прохождении Тальновской
ЗВЗМГГ. Одна часть птиц выходила из зоны
через западный фланг, другая долго следовала
вдоль ее восточного фланга, стараясь пере-
секать локальные аномалии Δg/Δs под прямым
углом или обходить их вдоль изолиний, следуя
на отдельных отрезках своего полета вдоль
различных приметных элементов местности
(речек, автодорог, посадок).
Сложности маршрута проявились в том,
что только 3 птицы из 9 смогли достичь своей
голубятни за время записи спутниковых сиг-
налов, преодолев при этом расстояние в 2 раза
больше прямого (Kп=1,9÷2,2). Кроме того, еще
3 голубя, которые летели позже по маршруту
Любашовка—Умань, резко изменили характер
полета в районе пгт Ульяновка и прекратили
полет, не преодолев фиксируемой здесь слож-
ной по структуре области аномального поля
силы тяжести. На наш взгляд, именно харак-
тер пролетов голубей над южным участком
маршрута Ульяновка — Умань с наибольшей
наглядностью может свидетельствовать о су-
щественном влиянии аномальных элементов
гравитационного поля на навигационные спо-
собности птиц.
Маршрут пгт Любашовка — г. Умань почти
в 2 раза более протяженный по сравнению с
тремя предыдущими (см. рис. 2—4). Как и в слу-
чае старта птиц из пгт Ульяновка, прямая линия
полета должна была проходить вдоль авто-
трассы Одесса—Киев. Однако на протяжении
50 км она пролегает через область сочленения
ЗВЗМГГ различного простирания. Поэтому
из всех участвовавших в экспериментальных
полетах птиц лишь две, сразу после начальных
кругов, взяли прямой курс на Умань. Однако,
как отмечалось выше, дойдя до пгт Ульяновка,
они не смогли преодолеть ЗВЗМГГ. Остальные
НАВИГАЦИОННЫЕ ОСОБЕННОСТИ ПОЛЕТОВ ГОЛУБЕЙ В ГРАВИТАЦИОННОМ ...
Геофизический журнал № 2, Т. 34, 2012 29
птицы уже со старта начали обходить аномаль-
ную область с востока и запада, стараясь при
этом пересекать встречаемые неоднородности
поля силы тяжести под прямым углом либо
огибать локальные экстремумы вдоль линий
минимальных (близких к нулевым) значений
градиента. Это привело к значительному уве-
личению полетного времени.
Полеты голубей, выращенных в пгт Зава-
лье и Саврань (рис. 6, 7). Тренировочный полет
завальевской группы голубей из с. Таужное
(16 км) проходил на фоне гравитационного
поля сложной структуры (рис. 7).
В случае прямого курса на пгт Завалье пти-
цам следовало пересечь под острым углом
субмеридиональную ЗВЗМГГ, ограничиваю-
Рис. 6. Маршруты завальевских и савранских голубей на фоне поля Δg/Δs экспериментального полигона. На врезке по-
казаны особенности траекторий полета голубей № 038, 305 и White в районе Секретарской гравимагнитной аномалии
(оцифровка изолиний Δg через 0,5 мГал, интенсивность аномалий Δ показана на шкале раскраски). Условные обо-
значения см. на рис. 2.
В. И. СТАРОСТЕНКО, В. А. КАНЕВСКИЙ, В. А. ЕНТИН, О. Б. ГИНТОВ, С. И. ГУСЬКОВ И ДР.
30 Геофизический журнал № 2, Т. 34, 2012
щую Бандуровский максимум силы тяжести с
востока. Фактическая траектория начального
отрезка маршрута всех птиц значительно от-
клонилась к северу, так что они пересекли
ЗВЗМГГ в области ее разрыва по субортого-
нальному к ней курсу. Лишь приблизившись
к долине р. Южный Буг, птицы меняли на-
правление полета на южное и летели прямо на
пгт Завалье вдоль реки.
Тренировочный полет савранской группы
голубей, выросших в спокойном поле силы
тяжести, проходил из с. Байбузовка (15 км к
западу от пгт Саврань) вдоль автодороги на
фоне гравитационного поля простой струк-
туры. Лишь точка старта была расположена в
эпицентре локального максимума. Тем не ме-
нее только 7 из участвующих в эксперименте
14 птиц смогли достичь своей голубятни по
прямому курсу. Остальные голуби, покидая
место старта, круто поворачивали к северу и
втягивались в область влияния Бандуровского
максимума силы тяжести, обходя его эпицентр
по сложным траекториям.
Основной экспериментальный полет по
маршруту с. Пологи—пгт Завалье (46 км) и
с. Пологи—пгт Саврань (54 км) завальевских
и савранских голубей был выбран таким об-
разом, чтобы начальный азимут (~150°) полета
для обеих групп совпадал (пункты Пологи, За-
валье, Саврань находятся на одной прямой), а
в полете голуби, начав свой путь в спокойном
поле, на конечном этапе преодолевали одни и
те же аномалии поля силы тяжести (см. рис. 6).
Вся группа завальевских голубей в лими-
тированное время достигла своей голубятни,
из савранской группы — только 5 птиц, а 3
вообще пропали.
Сравнительный анализ характера траекто-
рий полетов этих двух групп птиц позволяет
весьма определенно говорить, что трассы зава-
льевских птиц были сразу более точно ориенти-
рованы на свою голубятню. Только при подходе
Рис. 7. Особенности траекторий полета завальевских и савранских голубей при пересечении Гайворонской зоны Δg/Δs.
Рис. 8. Особенности траектории полета голубя № 169
(маршрут Любашовка—Умань) в районе Троянского гра-
витационного максимума.
НАВИГАЦИОННЫЕ ОСОБЕННОСТИ ПОЛЕТОВ ГОЛУБЕЙ В ГРАВИТАЦИОННОМ ...
Геофизический журнал № 2, Т. 34, 2012 31
и пересечении субширотной Гайворонской
ЗВЗМГГ, контролирующей северную границу
Бандуровского максимума, они изменяли свои
курсы в обход локальных экстремумов. Иногда
голуби стремились пересекать отдельные гра-
диентные зоны в ортогональном к ним направ-
лении и приурочивали на отдельных отрезках
свой маршрут к речной долине (рис. 7).
Практически вся савранская группа голу-
бей, выращенная в слабоградиентном поле
силы тяжести, сразу после старта, в отличие
от завальевской, приняла курс на обход Бан-
дуровского максимума по восточной дуге и ле-
тела вдоль изолиний обрамляющей его северо-
восточной ЗВЗМГГ. Лишь один трек (№ 123)
пролег западнее прямого курса на Саврань,
но голубь, встретив на своем пути широтную
Гайворонскую ЗВЗМГГ, не смог ее преодолеть,
как и голубь № 330 из данной группы, прекра-
тивший в этой зоне свой полет.
Весьма показательным в отношении влия-
ния поля силы тяжести на курсовые изменения
полета птиц является характер треков голу-
бей в области пересечения ими интенсивных
локальных аномалий силы тяжести, в частнос-
ти Секретарской и Троянской. Полеты птиц
к данным аномалиям не планировались, но
птицы тем не менее оказывались вблизи ано-
малий отклоненяясь от своих прямых марш-
рутов. Причем это относится как к уманским,
так и савранским голубям. Голубь № 038,
вылетевший из пгт Любашовка, при подлете и
пересечении Секретарской аномалии, доста-
точно строго придерживался ее осевой линии
(см. врезку на рис. 6), где горизонтальный гра-
диент минимален (|Δg/Δs|�0). Туда же устре-
мился и голубь White, который сразу после
старта в пгт Любашовка взял направление на
восток, к Секретарской аномалии, и, достигнув
ее северной зоны Δg/Δsmax, прекратил полет.
Точно так же голубь № 169 пересек Троянскую
аномалию вдоль ее оси (рис. 8). Голубь № 305С,
вылетевший из с. Пологи в пгт Саврань, сильно
отклонился в направлении осевой линии Голо-
ваневского максимума, подлетел к Секретар-
ской аномалии, пересек ее по центру строго
перпендикулярно, затем вернулся назад и уже
обогнул ее по северному полукольцу, следуя
параллельно линиям минимальных значений
горизонтального градиента (см. рис. 6, врезка).
Проделав общий путь в 200 км (Kп=4), голубь
вернулся на свою голубятню.
Приведенные четыре примера наглядно
демонстрируют влияние гравитационного поля
на курсовые отклонения птиц.
Выводы. В основных и тренировочных по-
летах по семи маршрутам в сезоне 2010 г. при-
няли участие 109 птиц, что позволило отследить
82 трека и сделать некоторые предварительные
выводы.
Полеты голубей проходили с постоянным
высокочастотным (через 60—90 м) изменением
азимута на 10—15° в обе стороны от генераль-
ного направления на данном отрезке маршрута
(рис. 9), т. е. голуби летят как бы «галсами»,
нащупывая верный путь через реакцию на
отклонения от основного приводного сигнала
(принцип миноискателя).
Первоначальное направление полета птиц в
маршруте не всегда находит однозначное объ-
Рис. 9. Характер азимутального графика полетов голубей на примере фрагмента тректории голубя № 305С по маршруту
с. Пологи— пгт Саврань.
В. И. СТАРОСТЕНКО, В. А. КАНЕВСКИЙ, В. А. ЕНТИН, О. Б. ГИНТОВ, С. И. ГУСЬКОВ И ДР.
32 Геофизический журнал № 2, Т. 34, 2012
яснение. Часто на первом отрезке пути, иногда
весьма протяженном, птицы принимают курс,
далекий от прямого на свою голубятню. В слу-
чае старта в сложных геофизических условиях
(пгт Ульяновка, Любашовка, с. Таужное) та-
кую ситуацию можно объяснить искажающим
влиянием аномального поля силы тяжести. При
старте в условиях простого по структуре грави-
тационного поля и отсутствии иных отклоняю-
щих факторов (с. Шляховое, г. Монастырище,
с. Пологи) такие значительные начальные от-
клонения от оптимального курса не находят ви-
димого объяснения. Можно предположить, что
в этих случаях сказываются индивидуальные
особенности адаптации механизма дальней на-
вигации птиц к условиям места старта или же
искажающее влияние дальних интенсивных
ЗВЗМГГ. Нельзя исключать и другие, не гео-
физические, факторы.
Почти все траектории птиц в эксперимен-
тальных полетах любой геофизической слож-
ности проходили по сложной ломаной линии.
Единственным исключением из этой законо-
мерности стал тренировочный запуск голубей
из с. Байбузовка на пгт Саврань, когда из 14
птиц 7 достигли своей голубятни по относи-
тельно прямому маршруту, руководствуясь,
по-видимому, визуальным ориентиром (авто-
дорога, пойма р. Савранка).
Вообще приуроченность треков голубей к
орогидрографическим, ландшафтным, техноген-
ным и другим ориентирам местности отмечается
лишь на локальных отрезках полетов. Наибо-
лее заметно такое явление наблюдалось для
уманских голубей при их подлете к дому, когда
большинство птиц заходили на посадку, вне за-
висимости от места старта, по северо-западной,
очевидно ранее хорошо знакомой глиссаде.
Необходимо отметить, что описанные экс-
периментальные полеты, особенно для зава-
льевской и савранской групп голубей, прово-
дились без предварительных тренировок по
дальним маршрутам, что практически исклю-
чает фактор запоминания ландшафтных и про-
чих маяков вдали от дома. В этом существенное
отличие от экспериментальных полетов, рас-
смотренных в работе [Lipp et al., 2004], где на
начальном и среднем отрезках маршрутов для
части треков голубей отмечались сильные кор-
реляционные связи между азимутом полета и
положением различных ландшафтных маяков
(автодороги, железнодорожные пути и проч.).
Заметное влияние аномалий гравитационно-
го поля на навигационные способности голубей
проявляется в частных отклонениях их курсов
от основного маршрута. Отмечаются две глав-
ные особенности этого влияния: встречаемые
по маршруту протяженные ЗВЗМГГ птицы ста-
раются обходить по флангам, двигаясь вдоль ли-
ний равных значений градиента в направлении
минимальной изменчивости напряженности.
Если же они пересекают такие зоны, то дела-
ют это преимущественно в местах разрыва их
сплошности и в ортогональном направлении.
Влияние локальных аномалий гравитацион-
ного поля относительно небольшой амплитуды
проявляется в изменении курса птиц, направ-
ленном на обход этих экстремумов по линии
равных значений напряженности (по изо-
аномале). Аномалии значительных размеров
и контрастности (Секретарская, Троянская)
могут восприниматься птицами как ЗВЗМГГ, и
тогда они преодолеваются либо вдоль длинной
оси симметрии, либо вкрест простирания по
кратчайшему пути.
Создается впечатление, что интенсивные
положительные аномалии силы тяжести, такие
как региональные Голованевский и Бандуров-
ский максимумы с их ЗВЗМГГ, или локальные
аномалии того же знака большой амплитуды
(Секретарская, Троянская) как бы «притяги-
вают» к себе птиц. В то же время встречаемые
по маршруту крупные минимумы силы тяже-
сти (область минимума между Бандуровским
и Голованевским максимумами, локальные
минимумы в контуре этих региональных ано-
малий и т. д.), в противоположность максиму-
мам, оказывают «отталкивающее» влияние на
летящих голубей.
Отмеченные выше особенности прохожде-
ния птицами аномальных элементов поля силы
тяжести сохраняются и для завальевской, и для
савранской групп птиц. Однако завальевская
группа, выращенная в условиях ЗВЗМГГ, в обо-
их полетах держалась более кучно, их полет-
ные траектории, несмотря на геофизические
особенности, характеризуются более прямым
курсом на свою голубятню. Все они в лими-
тированное время достигли своей голубятни.
Треки савранской группы птиц носят более
хаотичный характер, часть голубей (5 из 14)
из с. Пологи не смогли преодолеть за лими-
тированное время путь к своей голубятне, а
3 вообще пропали. Еще один голубь (№ 305),
как уже отмечалось, на пути к своей голубятне
пролетел расстояние, в 4 раза большее крат-
чайшего расстояния.
Разница в степени влияния особенностей
поля силы тяжести на навигационные способ-
ности птиц, выросших в разных геофизиче-
НАВИГАЦИОННЫЕ ОСОБЕННОСТИ ПОЛЕТОВ ГОЛУБЕЙ В ГРАВИТАЦИОННОМ ...
Геофизический журнал № 2, Т. 34, 2012 33
ских условиях, по результатам выполненных
полетов, по нашему мнению, проявляется весь-
ма существенно.
Специальные экспериментальные полеты
для изучения влияния элементов магнитно-
го поля на навигационные способности птиц
не планировались. Однако с учетом в целом
сложной картины магнитного поля района ис-
следований данная компонента попутно также
анализировалась.
Заметного влияния аномального магнитного
поля на траекторию полета птиц при этом не
было отмечено. Показательными могут быть
траектории полетов птиц 038 (Любашовка—
Умань, 08.08.2010) и 305С (Пологи—Саврань,
26.08.2010), которые в своих маршрутах про-
ходили комплексную гравимагнитную Секре-
тарскую аномалию (см. врезку на рис. 6).
Здесь вдоль южного и западного флангов
основного максимума силы тяжести просле-
жена высокоинтенсивная магнитная аномалия
амплитудой более 10 тыс. нТл. Однако при пе-
ресечении и облете этой области аномальных
геофизических полей птицы начинали коррек-
тировать свой курс, еще находясь на далеком
расстоянии (5—6 км) от осевой линии магнит-
ной аномалии, реагируя, как показано выше,
на влияние элементов гравитационного поля.
Результаты проведенного эксперимента
не могут ни подтвердить, ни опровергнуть те
или иные гипотезы относительно природного
навигационного механизма голубей дальне-
го действия. Однако влияние аномалий поля
силы тяжести на их курсовые отклонения, ино-
гда весьма значительные, по нашему мнению,
не вызывает сомнения.
Возможный инерциально-гравитационный
механизм навигации животных. Согласно ги-
потезе В. А. Каневского, в месте рождения
птицы (пункт ) в ее мозгу формируется мо-
лекулярный биомеханизм — плоскость ,
перпендикулярная к вектору ускорения силы
тяжести g , существующему в точке рождения,
и ощущаемая как плоскость горизонта. Такой
механизм подобен гиромаятнику, настроен-
ному на период Шуллера τ=2π(R/g)1/2 (здесь R
— расстояние от центра тяжести гироскопа до
центра Земли; g— ускорение силы тяжести) и
всегда ориентируемому по вектору g.
В мозгу птицы, как, по-видимому, и в мозгу
любого другого животного, существует также
молекулярный свободный биогироскоп, ось
которого при рождении и взрослении ориен-
тируется также по вектору g — перпендику-
лярно к плоскости . Сформированная в мозгу
молекулярная плоскостная неоднородность
Рис. 10. Схема возможного инерциально-гравитационного механизма навигации птиц.
В. И. СТАРОСТЕНКО, В. А. КАНЕВСКИЙ, В. А. ЕНТИН, О. Б. ГИНТОВ, С. И. ГУСЬКОВ И ДР.
34 Геофизический журнал № 2, Т. 34, 2012
(плоскость S ), перпендикулярная к оси этого
свободного гироскопа, параллельна в точке
рождения плоскости , т. е. угол β между
этими плоскостями равен нулю (рис. 10).
Фундаментальное свойство свободного ги-
роскопа — неизменность его ориентации в
звездном пространстве. Следовательно, при
перемещении птицы в пункт , в котором век-
тор ускорения силы тяжести g ≠g , ось сво-
бодного биогироскопа, как и плоскость S ,
все равно будут ориентированы параллель-
но самим себе, т. е. по вектору g (ось) или
перпендикулярно к нему (плоскость). В то же
время плоскость горизонта, ощущаемая пти-
цей, станет перпендикулярной к вектору g
(плоскость ). Возникновение угла β ≠0 между
плоскостями и S ведет к биохимическим
изменениям в мозгу птицы, ощущаемым в виде
боли, дискомфорта и др. Угол β минимален в
направлении и быстрее всего уменьшается
вдоль этой линии, поэтому при полете назад
птица выбирает именно данное направление
и стремится к точке, где подобных ощущений
вообще нет, т. е. к месту своего рождения.
Гравитационная гипотеза предусматрива-
ет объяснение еще одного навигационного
феномена, когда некоторые птицы в первую
свою навигацию в одиночку безошибочно до-
бираются до удаленного на тысячи киломе-
тров места зимовки, известного их старшему
поколению (пункт ). Предполагается, что в
мозгу птицы генетически заложен еще один
молекулярный свободный биогироскоп, ори-
ентированный по вектору g , который «вклю-
чается» в момент начала миграции птицы к
месту зимовки (а свободный гироскоп места
рождения «отключается»).
Спорное место в рассматриваемой гипо-
тезе — наличие региональных и локальных
аномалий силы тяжести, вызванных плот-
ностными неоднородностями, особенно рас-
положенными вблизи земной поверхности.
Такие плотностные неоднородности создают
горизонтальную составляющую вектора g, от-
клоняющую его от истинной вертикали, что
вносит искажения в величину угла β. Авторы
работы [Каневский и др.,1985б] считают, что
вблизи подобных аномалий птицы временно
теряют ориентацию, но быстро ее обретают,
двигаясь в разные стороны и выходя по своим
ощущениям на угол βmin.
В пределах Украинского щита, в частности
описываемого в настоящей статье полигона,
наиболее крупной гравитационной аномали-
ей является Голованевский максимум силы
тяжести (80 мГал), связанный с плотностной
неоднородностью, которая охватывает всю
мощность земной коры и выходит на поверх-
ность. Максимальная величина горизонталь-
ной составляющей ускорения силы тяжести
gxs, обусловленной этой неоднородностью,
приблизительно в 2 раза меньше. Несложный
расчет показывает, что она вызывает предель-
ное отклонение вектора g от истинной верти-
кали на 8″, причем данное отклонение будет
максимальным у кромки тела, т. е. в зоне высо-
ких горизонтальных градиентов g. Если пункт
, к которому стремится птица, находится,
например, в 20 км от этого места, то угол β при
отсутствии аномалии составлял бы ~14′, что
на 2 порядка выше аномального отклонения.
Средняя величина локальных гравитационных
аномалий на полигоне составляет ±1—2 мГал,
а величина аномального отклонения вектора
g от истинной вертикали ±1—2″. При тех же
расстояниях это на 2—3 порядка меньше угла
β, и птица, скорее всего, таких отклонений не
почувствует.
Что же тогда вызывает реакцию птиц, как
показывает практика, даже на относительно
небольшие гравитационные аномалии и осо-
бенно на зоны высоких горизонтальных гра-
диентов |dg/ds|max? Продолжая анализировать
проблему влияния гравитационного поля на
ориентацию и навигацию птиц, можно пред-
положить, что ориентационный механизм жи-
вотных (в данном случае птиц) несколько слож-
нее описанного выше и названного авторами
работы [Каневский и др.,1985а] механизмом
дальней ориентации. По-видимому, птицы ис-
пользуют не один ориентационный механизм,
а несколько, включая и визуальный, особенно
вблизи точки дома, когда угол β небольшой.
Кроме трех предполагаемых молекулярных
биогироскопов в мозгу птицы может существо-
вать биологический акселерометр — плоский
маятник с осью чувствительности, располо-
женной в горизонтальной плоскости (гироком-
пас). Он реагирует на ускорения в процессе
движения и поворотов животного и преобразу-
ет их биохимические сигналы. Соединение та-
ких биологических механизмов создает в мозгу
птицы чувство горизонта и чувство географи-
ческого меридиана, что может быть упрощенно
сформулировано как «точное знание направле-
ний север—юг и восток—запад». Кроме того,
гирокомпас, освобожденный от действия вер-
тикальной составляющей вектора g, предельно
чувствителен к горизонтальной составляющей.
В технике она измеряется с точностью до 10–7 g
НАВИГАЦИОННЫЕ ОСОБЕННОСТИ ПОЛЕТОВ ГОЛУБЕЙ В ГРАВИТАЦИОННОМ ...
Геофизический журнал № 2, Т. 34, 2012 35
Список литературы
Гинтов О. Б. Полевая тектонофизика и ее приме-
нения при изучении деформаций земной коры
Украины. — Киев: Феникс, 2005. — 572 с.
Ентин В. А. Геофизическая основа тектонической
карты Украины масштаба 1:1000 000// Геофиз.
журн. — 2005. — 27, № 1. — С. 74—84.
Каневский В. А., Сытник К. М., Шеляг-Сосонко Ю. Р.,
Мельников Д. И., Бусель Б. И., Молдаван М. Г.,
Головкин М. И. Применение биотелеметрии в
дистанционных геофизических исследовани-
ях // Докл. АН УССР. — 1985а. — 282, № 2. —
С. 291—294.
Каневский В. А., Дыма А. Г., Мельников Д. И., Мо-
ренков Э. Д., Бусель Б. И., Молдаван М. Г., Шеляг-
Сосонко Ю. Р. Ориентация и навигация птиц
по гравитационному полю Земли // Труды Ин-
ститута эволюционной экологии и морфологии
животных. — Москва, 1985б. — С. 74—81.
Куприенко П. Я., Макаренко И. Б., Старостен-
ко В. И., Легостаева О. В. Трехмерная плотност-
ная модель земной коры и верхней мантии Укра-
инского щита // Геофиз. журн. — 2007. — 29,
№ 5. — С. 3—27.
Мартыненко Ю. Г. Тенденции развития современ-
ной гироскопии // Сорос. образоват. журн. —
1997. — № 11. — С. 120—127.
Lipp H.-P., Vyssotski A. L., Wolfer D. Р., Renaudineau S.,
Savini M., Troster G., Dell’Оmo G. Pigeon homing
along highways and exits // Current Biology. — 2004.
— 14, July 27. — Р. 1239—1249.
(около 0,1 мГал [Мартыненко, 1997]), а птица
может быть гораздо чувствительнее. Ведь даже
современные гравиметры и градиентометры
измеряют g с точностью до 10–8.
При таком механизме ориентации стано-
вится понятной установленная эксперимен-
тально реакция птиц на зоны горизонтального
градиента гравитационного поля dg/ds, которые
тесно связаны именно с горизонтальной со-
ставляющей вектора g. Горизонтальный гра-
диент на поверхности Земли наиболее низкий
у нормального гравитационного поля (порядка
8 Э) и наиболее высокий у локальных аномалий
(до 200 Э в некоторых точках рассматривае-
мого полигона), хотя последние по величине
на несколько порядков меньше g. Если пред-
положить, что ориентационный биомеханизм
птицы приспосабливается к новым параметрам
поля силы тяжести в течение определенного
времени, а не мгновенно, то становится ясным,
почему голуби стараются либо быстрее пере-
сечь зону высоких градиентов, либо лететь
вдоль изолиний, либо вообще облететь локаль-
ную аномалию.
Таким образом, исходя из приведенного
механизма ориентации животных в гравита-
ционном поле Земли, влияние этого поля на
навигационные особенности полетов птиц не-
обходимо разделить на две части:
а) общее влияние поля g на инерциально
молекулярный гироскопический биомеханизм
— необходимый элемент его стабилизации и
дальнейшей ориентации в пространстве;
б) влияние поля dg/ds, которое, с одной сто-
роны, является как бы «мешающим» факто-
ром, затрудняющим прямолинейный полет
птицы, а с другой — создает барьеры, возмож-
но запоминаемые птицей и служащие ей до-
полнительными ориентирами в поисках дома.
Анализируя гипотезу в целом и сопоставляя
ее с результатами приведенных выше полет-
ных экспериментов, отметим, что гравитаци-
онная гипотеза в состоянии объяснить многие
закономерности и аномалии полетной ориен-
тации птиц, отмеченные не только на украин-
ском полигоне, но и в других странах мира.
Учитывая, что биомеханизмы гравитацион-
ной ориентации птиц устроены, скорее всего,
по типу сложных гироскопических систем,
такие механизмы точнее было бы называть
инерциально-гравитационными.
Условия равнинной части территории
Украины весьма благоприятны для изучения
закономерностей и аномалий в полетной ори-
ентации птиц. Гипотетичность рассматривае-
мых навигационных механизмов подтверждает
необходимость дальнейших исследований. Бу-
дущие полетные эксперименты должны быть
более выверенными и целенаправленными
именно в отношении сопоставления с харак-
терными особенностями аномального грави-
тационного поля. Тогда, возможно, удастся
найти более однозначное решение задачи об
инерциально-гравитационном механизме.
|