Hmyz-predikátoři. Předpovědi katastrof

Nejen zvířata a ptáci, ale i hmyz vycítí blížící se přírodní katastrofu. Krátce před památnou erupcí slavné erupce Mont Pelée na ostrově Martinik v roce 1902 otiskly místní noviny článek o abnormálním chování zvířat a hmyzu. Korespondent napsal: „Zvířata na pastvinách se chovají úzkostně – bučí, řvou a zoufale brečí. Na území cukrovaru Usin-Guerin byla pozorována invaze mravenců a stonožek. Vypadalo to, jako by hledali útočiště, kde by se skryli před něčím strašným.“ Katastrofa předpovídaná živými bytostmi na sebe nenechala dlouho čekat.

Sopka Mont Pelée, která se nachází v severní části ostrova Martinik, je vysoká více než 1350 metrů.

Nedaleko od něj se nachází město Saint-Pierre, které bylo před památnou erupcí jedním z nejkrásnějších a nejmajestátnějších měst Západní Indie. Spisovatel Lafcadio Hearn navštívil St. Pierre krátce před katastrofou a popsal jej takto: „Je to město postavené výhradně z kamene, s kamennými ulicemi, úzkými uličkami, dřevěnými nebo zinkovými markýzami a sedlovými střechami z červených tašek… Architektura je ze 17. století a připomíná staromódní styl čtvrti New Orleans…“

Tak se Saint-Pierre objevil před očima cestovatele. Spisovatel tehdy ještě nevěděl, že toto velkolepé město s 32 000 obyvateli se brzy promění v hromadu kamení smíchanou se špínou a prachem.

Poslední erupce Mont Pelée byla zaznamenána v roce 1767, kdy katastrofa připravila o život 16 000 lidí. Od té doby je sopka v klidu a nikoho z obyvatel podhůří nenapadlo, že by se strašlivá katastrofa mohla opakovat.

Lidé si vzpomněli, že Mont Pelée byla aktivní sopka 2. dubna 1902, kdy z trhlin, které se vytvořily na svazích hory po poslední erupci, začaly stoupat proudy horké páry.

O 21 dní později, 23. dubna, se nad stejnými fumaroly objevily sloupce horkého popela a plynu. Zachytil je silný poryv větru a odnesl je do podhůří. Ulice Saint-Pierre byly pokryty tenkou vrstvou ochlazeného popela. Obyvatelé přitom ucítili slabý zápach síry, který vždy doprovází sopečné emise. Ve stejný den byly zaznamenány také lehké otřesy.

25. dubna byly v oblasti hory zaznamenány první exploze relativně malého výkonu. Vědci, kteří vyšplhali do jednoho z kráterů sopky, si všimli vroucích lávových mas uvnitř hory. V té době již bylo zaznamenáno několik známek blížící se katastrofy. Ani tehdy se však nikomu z obyvatel podhorských krajů nechtělo opustit svůj domov.

27. dubna se výrazně zvýšily emise popela z fumarol Mont Pelée. Ptáci a zvířata žijící v podhůří umírali ve velkém množství na vypařující se sopečné plyny.

Jeden z reportérů De Colonie (místní noviny Saint-Pierre) toho dne napsal, že z nebe se valil nekonečný proud popelavého deště, v důsledku čehož byly pokryty všechny ulice města. To způsobilo určité potíže pro pohyb dopravy a obyvatel města, navíc se popel, který ztěžoval dýchání, dostal do úst a nosu lidí. Byl všude: na chodníku, uvnitř domů, na střechách budov.

Nakonec si obyvatelé Saint-Pierre uvědomili, že už nemohou zůstat ve městě. Stovky lidí narychlo posbíraly své věci, naložily je na vozíky a spěchaly z města pryč z místa blížící se katastrofy.

Velmi brzy dorazily do Saint-Pierre stovky uprchlíků, kteří opustili horské vesnice, aby hledali spásu v nejkrásnějším městě Západní Indie. Jak se však později ukázalo, Saint-Pierre neposkytoval spolehlivý úkryt před katastrofou. Všichni, kdo zůstali ve městě a setkali se s živly ve svých vlastních domovech, trpěli.

Konzul Spojených států, který byl tehdy na ostrově Martinik v Saint-Pierre, byl mezi těmi, kteří si nepřáli opustit město. Byla s ním i jeho žena a děti. Konzul zřejmě do poslední chvíle doufal, že potíže jeho dům obejdou. Osud však rozhodl jinak.

Po výbuchu sopky se záchranářům, kteří dorazili na místo tragédie, podařilo najít pouze ohořelá těla konzula a jeho manželky. Těla dětí nebyla nikdy nalezena.

Silné emise popela a jejich usazování na městech a vesnicích nacházejících se v horské oblasti vedly k tomu, že se na ulicích objevili hadi, kteří stejně jako lidé hledali záchranu před hrozícím nebezpečím.

5. května se v oblasti Mont Pelée spustily silné deště. Proudy špinavé vody se hrnuly z horských svahů do údolí a zaplavovaly vše živé, co jim stálo v cestě: lidi, domy, zvířata, vegetaci.

V poledne 5. května bylo mnoho podhorských oblastí zaplaveno sesuvem bahna. Cukrovar, který se nachází u ústí řeky Blanche, byl také pohřben pod vrstvou bahna smíchaného s kameny a zbytky stromů. Jen vyčnívající trubky naznačovaly, že na tomto místě kdysi stála budova.

V důsledku katastrofy zemřelo více než 150 lidí.

Po zničení a potopení všeho možného na zemi zamířila nenasytná lavina k moři. Tam to způsobilo obrovské vlny, které měly za následek zničení několika lodí, které v té době kotvily, a také zaplavení několika pobřežních oblastí Saint-Pierre. Mnoho obyvatel postižených oblastí rychle opustilo své domovy a uprchlo za město v naději, že najdou úkryt před živly na vyvýšeném místě.

7. května dorazila do Saint-Pierre zpráva, že v noci vybuchla sopka Soufriere, která se nachází 145 kilometrů od Martiniku. Poté se obyvatelé ostrova uklidnili a rozhodli se, že Mont Pelée nevybuchne. “Nemůže to být,” mysleli si mnozí, “že vybuchly dvě sopky najednou.” V přírodě je však možné všechno.

Ráno 8. května 1902 bylo jasné a slunečné. Sopka nevykazovala žádné známky aktivity.

Zdálo se, že Mont Pele se navždy zklidnil. Kdo by si tehdy pomyslel, že jen o pár hodin později se počasí dramaticky změní a během několika minut se den změní v noc?

7. května v 50:8 ráno náhle ze sopky přišly čtyři silné exploze, jedna po druhé. Hora byla doslova roztrhána na několik kousků, načež se z kráteru prudce vymrštil černý oblak popela a plynu, uvnitř kterého tu a tam probleskly zlověstné blesky.

Zároveň byla zaznamenána i aktivita z bočních kráterů. Vyšlehly sloupy plamenů, plynu a síry, které se ihned po vyvržení vrhly směrem k Saint-Pierre. Během dvou minut bylo město zcela zničeno. Více než 30 000 lidí, kteří byli v době katastrofy ve městě, zemřelo. Pouze čtyřem se podařilo uprchnout, zbytek se buď udusil sopečnými plyny, nebo byli zaživa spáleni plameny unášenými větrem z aktivní sopky.

Mnoho budov v Saint-Pierre bylo poškozeno výbuchy a požárem. Kamenné a betonové zdi se drolily tak snadno, jako by byly z papíru. Po výbuchu sopky nezůstal na městských stromech ani list. Ze země trčely jen holé kmeny. O síle hurikánu způsobeného erupcí Mont Pelée svědčí několik zdánlivě zcela neuvěřitelných případů. Záchranáři, kteří dorazili na místo neštěstí o několik dní později, vypověděli, že šestipalcová děla byla přesunuta z podstavců a socha Panny Marie, která váží nejméně 3 tuny, byla odhozena o 15 metrů.

Tragédie se odehrála nejen na břehu, ale i na vodě. Silné poryvy větru způsobené sopečnou erupcí dosáhly moře a vyvolaly bouři, která převrhla lodě umístěné blízko pobřeží. V tu chvíli bylo potopeno 16 z 18 lodí. Lidé, kteří se ocitli přes palubu, byli zaživa uvařeni ve vroucí vodě smíchané s horkým sopečným odpadem a bahnem.

Později si vyšší důstojník lodi „Roraima“ vzpomněl: „Po výbuchu sopky nastala tma, černější než noc. “Roraima se zhoupla a naklonila se, pak s prudkým nárazem ležela na pravoboku, její ochranné zábradlí se ponořilo hluboko do vody. Požáry vypukly na několika místech najednou a muži, ženy a děti zemřeli během několika sekund.”

V ten hrozný den se pouze jednomu kapitánovi podařilo dostat svou loď z místa katastrofy. Byl to Marino Leboff, velitel posádky barque Orsolina. 8. května neuposlechl rozkazy přístavních úřadů Saint-Pierre a vyplul loď na moře, aby se dostal co nejdále od pobřeží. Právě tyto činy kapitána italské barky zachránily loď a také životy všech členů její posádky.

Po plamenech a plynu se k městu (nebo spíše k jeho ruinám) velkou rychlostí pohyboval černý mrak nesoucí páru, plyny a horký popel. Teplota uvnitř mraku dosáhla 700-980 °C. To stačilo na roztavení i skla. Sopečný mrak dokončil zkázu měst a vesnic v oblasti katastrofy, kterou odstartovaly mraky plamenů a plynu.

Do večera 8. května se sopka uklidnila. O čtyři dny později dorazili na místo neštěstí záchranáři. Jak se však ukázalo, nebylo koho zachraňovat. Téměř všichni obyvatelé podhorských oblastí zemřeli.

Záchranné práce probíhaly jako obvykle, když se náhle, 20. května, Mont Pelée rozhodl znovu ukázat svou sílu lidem. Druhá sopečná erupce nebyla o nic méně silná než ta předchozí. V důsledku toho zemřelo dalších 2000 lidí. Jednalo se především o záchranáře, stavitele, inženýry a námořníky, kteří prováděli restaurátorské práce v Saint-Pierre.

V září 1902 předvedl Mont Pelée své poslední vystoupení vědcům pracujícím v podhůří. Poté bylo z centrálního kráteru vyvrženo malé množství magmatu, které se ukázalo být příliš husté na to, aby stékalo po svahu.

Po nějaké době láva ztuhla a vytvořila sloup 310 metrů vysoký a 150 metrů v průměru. Tyčil se téměř 1585 metrů nad mořem a byl jakýmsi monumentem, který příroda postavila na památku obětí sopečné erupce. Bohužel to netrvalo dlouho. V září 1903 se zřítil sloup ztuhlé lávy.

metrů za hodinu. Současně teplota vzduchu klesne na -7 ° C. Oblast šíření sněhové bouře může být tak obrovská, jak chcete.

Sněhové bouře a hurikány jsou již dlouho jedním z klíčových témat umění. Ve svých dílech se na ni obracelo mnoho umělců, spisovatelů a hudebníků.

Snad nejpřesněji vyjádřil povahu přírodní katastrofy slavný anglický malíř Joseph Mallord William Turner (1775-1851). Londýnská národní galerie uchovává jeho dílo z roku 1842 s názvem „Sněhová bouře“ (obr. 38). Sníh, prach, obloha, země, městské budovy – všechno se mísilo v šíleném tanci živlů.

Meteorologická služba obyvatele před sněhovými bouřemi zpravidla předem varuje. Ne vždy však takové varování přijde včas.

Více než 800 000 knih a audioknih!

Dostat 2 měsíce předplatného Litres jako dárek a užívejte si neomezené čtení

Tento text je informační list.

Nakladatelství Bombora vydalo knihu „Tvrdý vůdce. Pravidla řízení od generála afghánské války“. Autoři, mezi nimiž je i jeden z nejautoritativnějších vojáků na světě, vysvětlují, jak lze kombinaci principů řízení mocného vojenského stroje s flexibilitou malých organizací aplikovat v civilních organizacích. Spark publikuje úryvek o matematikovi Edward Lorenz z Massachusettského technologického institutu, který v 1960. letech XNUMX. století jako první vědecky popsal „motýlí efekt“.

Obálka nové knihy

Edward Lorenz používal tehdy nejmodernější počítače k předpovědi počasí na rok dopředu. Počasí bylo složitým problémem. Zatímco oběžnou dráhu Halleyovy komety bylo možné s rozumnou přesností vypočítat desítky let dopředu a přílivy a odlivy a zatmění se již dávno podřídily technologii, předpověď počasí byla stále velmi obtížná. Lorenz doufal, že nový vývoj mu umožní dosáhnout podobné úrovně přesného determinismu při určování zemského klimatu. Prováděl počítačové simulace, vytvářel základní grafy pro lepší vizualizaci trendů ve svých datech a doufal, že odhalí nějaký vzorec.

Jednoho dne se Lorenz rozhodl zkrátit si cestu a znovu zkontrolovat jednu konkrétní simulaci. Místo aby spustil celou sekvenci od začátku (počítače byly v té době mnohem pomalejší než dnes), začal uprostřed.

Lorenz sám zadal číselná data z dřívějších výpočtů, aby se ujistil, že počáteční podmínky jsou stejné jako předtím, a pak si odešel dát kávu, čímž dal stroji čas na vytvoření nové předpovědi. Nová předpověď měla být přesnou kopií té předchozí, protože Lorenz neprovedl žádné změny a všechno dvakrát zkontroloval. Když však uviděl nový výpočet, byl zaskočen: byl od předchozího tak odlišný, že to vypadalo, jako by to byly „dvě různé předpovědi počasí vytažené z klobouku kouzelníkem“.

Lorenz se těmito výsledky podrobně zabýval a snažil se najít chyby v počítačovém kódu. Po týdnech analýzy si uvědomil, v čem je problém. Nebyl v kódu stroje, ale v datech. Dvě „identické“ simulace, které spustil, byly ve skutečnosti prakticky identické. Původní sekvence, které si Lorenz všiml, byla vytvořena algoritmem. Počítač uložil šest desetinných míst každé hodnoty, ale Lorenz zadal sekvenci z výtisku, který zobrazoval pouze tři číslice.

Neviděl žádný problém v zadávání zaokrouhlených čísel z výtisku, protože si myslel, že rozdíl mezi 506,127 a 506 bude nevýznamný. A byl by nevýznamný i v „hodinovém stroji“. Výpočty, které úspěšně předpovídají zatmění, přílivy a odlivy a chování komet, jsou jednoduché: malá chyba při zadávání dat vede k malé nepřesnosti v předpovědi (například, že zatmění nastane o pár minut dříve nebo později).

Počasí je ale jiné. Tato malá zaokrouhlovací chyba, kterou způsobil Lorenz, se vyskytla v propojenějším a proměnlivějším prostředí, než je prázdnota, skrze kterou obíhala Halleyova kometa. Malé víry vzduchu mohou být ovlivněny něčím tak malým a téměř neměřitelným, jako je mávání motýlích křídel, a tyto fluktuace mohou ovlivnit větší víry, které zase mohou změnit vzorec studených a teplých front. Řetězec událostí, který může vést k exponenciálnímu nárůstu počáteční poruchy, znemožňuje jakýkoli pokus o předpověď počasí s jakoukoli mírou přesnosti. Lorenzův program fungoval správně.

Hurikán, pohled shora

Když Lorenz o několik let později prezentoval článek o svých zjištěních, nazval ho „Může mávání motýlích křídel v Brazílii způsobit tornádo v Texasu?“ Fráze „motýlí efekt“ se poté dostala do globálního lexikonu.*.

Lorenzův motýlí efekt je fyzickým projevem fenoménu komplexity: nejde o „komplexitu“ ve smyslu, který používáme v každodenním životě, což je souhrnný termín pro něco, co není jednoduché nebo intuitivní, ale o komplexitu v obtížnějším, omezenějším, technickém smyslu. Tento druh komplexity je těžké popsat. Ti, kdo ji studují, se často spoléhají na komentář soudce Nejvyššího soudu Pottera Stewarta o urážkách: „Vím to, když to vidím.“ Komplexní věci (živé organismy, ekosystémy, národní ekonomiky) mají různé vzorce vzájemného propojení a často na sebe vzájemně působí. Vzhledem k hustotě těchto propojení obsahují komplexní systémy příliš mnoho proměnných, než aby byly předvídatelné. V případě počasí může malá porucha na jednom místě spustit řadu oscilací reakcí, které mají nepředvídatelné a někdy i vážné důsledky jinde, a to kvůli miliardám drobných interakcí, které zahrnují jak příčinu, tak následek. V ekosystému se jediný virus, který nepatrně změní svou strukturu, může šířit jako požár a způsobit obrovský pokles populace, což bude mít následně určité důsledky pro zbytek potravního řetězce, což změní biologický řád daného ekosystému. V případě ekonomiky nemusí mít kolaps jedné banky negativní důsledky, ale může také způsobit kaskádovitý kolaps celého systému.

Složité a komplikované jsou různé věci. Složité věci mají několik částí, ale tyto části jsou propojeny relativně jednoduchým způsobem: otáčí se jedno ozubené kolo, otáčí se další a tak dále. Fungování složitého zařízení, jako je spalovacího motoru, může být obtížné pochopit, ale proces lze rozložit do řady úhledných a přesných vztahů. Nakonec budete schopni poměrně přesně předpovědět, co se stane, když aktivujete nebo změníte jednu ze součástí zařízení.

Složitost nastává, když se výrazně zvýší počet interakcí mezi komponentami: propojení, která umožňují šíření virů a hromadné vybírání peněz. Právě zde se věci rychle stávají nepředvídatelnými. Představte si úder kulečníku: první silný úder bílé koule do barevných koulí. I když je na stole pouze 16 koulí a veškerá fyzika je jednoduchá mechanika, je prakticky nemožné předpovědět, kde se zastaví. V ideálním světě, na neuvěřitelně hladkém stole s koulemi identickými s velikostí mikronu a hráčem, který dokáže odpálit kouli s přesností na miliontinu stupně, by počítač mohl předpovědět, kde se koule zpomalí a zastaví. Ale zavedeme-li sebemenší odchylku v trajektorii konkrétní koule, okamžitě budou mít tuto odchylku všechny koule, kterých se dotkne, a všechny koule, kterých se dotkne. Hustota propojení znamená, že i relativně malý počet prvků může způsobit odchylku.

Právě díky hustotě těchto vztahů se komplexní systémy dokáží nelineárně měnit. Lineární události jsou ty, jejichž výsledek je úměrný vstupům: můžete investovat 100 nebo 200 dolarů do dluhopisu, který vám za pět let vynese 5 %. Zvýšení vstupů zvýší váš potenciální výnos z 5 dolarů na 10 dolarů. Změna výsledku je úměrná změně vstupů. Takovou funkci lze matematicky vyjádřit vzorcem Y = 1,05x. Lidský mozek je s lineárními funkcemi spokojený. Nelineární funkce nám naopak způsobují nepříjemné pocity. Mohou vypadat jako mnoho věcí, včetně exponenciálních funkcí, jako je Y = 5x, které rychle definují naše intuitivní představy o velikosti a rozsahu. Počáteční rozdíly v základně nebo malé odchylky v x vedou k významným důsledkům. Když investujeme do rizikových akcií, vystavujeme se nelineárním rozmarům komplexního systému (akciového trhu), kde jakákoli zpráva nebo nekontrolovaný burzovní makléř může způsobit pokles, růst nebo nezměněnou cenu akcie.

Abychom pochopili, jak rychle mohou nelineární systémy ztratit svou schopnost být předvídatelné nebo srozumitelné, vezměme si šachy. Šachy mají pravidla a omezený počet možných tahů, ale vše je vzájemně propojeno: co se stane s jednou figurkou, změní vztahy mezi ostatními a jejich následné chování. Jonathan Schaeffer vypočítal, že v šachu existuje 197 492 různých způsobů, jak může hráč v prvních dvou tahech prolomit hru. Do třetího tahu se počet možností zvýší na 121 milionů. Po 20 tazích je více než možné hrát hru, kterou jste nikdy předtím nehráli. Nikdo přesně neví, kolik variant šachu existuje, protože, jak říká Schaeffer, číslo je „tak velké, že by se nikdo neobtěžoval vypočítat přesné číslo“. Malá odchylka v šachu (jako je přesun pěšce na A4 místo na A3) může vést k úplně jinému výsledku. Stejně tak mávání křídel Lorenzova motýla může v budoucnu způsobit obrovské nelineární narušení. Redukcionistické instrukce by byly v šachové hře zbytečné – vzájemné vztahy vytvářejí příliš mnoho možností.

Význam Lorenzova motýlího efektu však nespočívá jen v nelineární transformaci malého počtu vstupů do velkého konečného výsledku. Svou roli hraje i nejistota. Zvýšení rušení není jen produktem jednoho neustále se zesilujícího faktoru, který lze určit; libovolný počet zdánlivě nevýznamných vstupů může, ale nemusí vést k nelineárnímu zesílení. Pokud by každé mávnutí motýlích křídel vždy vedlo k hurikánu na druhé straně světa do dvou dnů, pak by bylo počasí předvídatelné (ale to je šílené). Mávnutí motýlích křídel vede k bouři pouze tehdy, jsou-li splněny tisíce dalších nevýznamných podmínek. Navíc jsou tyto podmínky tak přesné, že je prakticky nemožné je měřit, takže výsledek je nepředvídatelný.

* Na rozdíl od všeobecného přesvědčení, původ tohoto konceptu nespočívá v povídce Raye Bradburyho z roku 1952 „Zvuk hromu“. Příběh však popisuje verzi stejného jevu. V příběhu, který se odehrává v blízké budoucnosti, lidé používají stroj času k cestování o tisíce let zpět, aby lovili dinosaury. Lovci nemohou přepravit svou kořist zpět do XNUMX. století, ani nemohou během lovu vkročit na prehistorickou půdu (mají plovoucí stezku), ze strachu, že interakce s minulostí by mohla negativně ovlivnit současnost. Lov však nejde podle plánu a jeden z lovců omylem sklouzne ze stezky a zabije motýla, když na ni skáče zpět. Když se on a jeho průvodci vrátí do současnosti, „něco se stalo se vzduchem, nějaká chemická změna tak malá, tak jemná, že o této změně hovořil jen slabý podvědomý hlas.“ Použitý jazyk byl jiný a byl zvolen nový prezident. Smrt motýla, přenášená a zesilovaná miliardami let změn ekosystému, vedla ke vzniku jiné společnosti.