Prírodné katastrofy vo svete pokračujú. Takmer každú zimu sa krajiny s tradične miernym podnebím ocitajú v zajatí snehu a námrazy. V minulom roku obyvatelia jednej z južných krajín - Talianska korčuľovali pozdĺž zamrznutých benátskych kanálov.
Anglicko a Francúzsko zažili túto zimu skutočný sibírsky sneh. Väčšina ľudí spája tieto prírodné javy s globálnym otepľovaním a topením ľadovcov, čo vedie k posunu v severných a južných póloch. Navyše vedci sami nepopierajú pokles v ľadovej oblasti v Arktíde, ale vysvetľujú to z iných dôvodov.
Otepľovanie nie je problém
Spory týkajúce sa tohto skóre trvajú už dlho. Vedci sa vyzliekli. Niektorí tvrdia, že problém otepľovania podnebia existuje av blízkej budúcnosti sa môže zmeniť na vážne prírodné katastrofy pre ľudstvo. Iní sa pridržiavajú miernejších názorov a veria, že určité otepľovanie je len dočasným javom a určite bude nahradené fázou ochladzovania.
Inštitút kryosféry Zeme, SB RAS, sa pridŕža rovnakej teórie. Vedci tyumen uisťujú, že proces degradácie alebo degradácie permafrostu sa vyskytuje pravidelne vo všetkých známych dejinách. „Ľadovce postupovali a ustupovali. Potom nasledovalo zhoršenie (rozšírenie, zväčšenie oblasti obsadenej permafrostom) alebo degradácia - jej ústup na sever, “vysvetľuje riaditeľ ústavu, akademik Ruskej akadémie vied Vladimir Melnikov.
Podľa neho je otepľovanie klímy rozsiahlym a cyklickým javom. Obdobie najvyšších teplôt sa pozorovalo pod vedením Čingischána. Potom začal silný úder za studena, ktorý vedci neskôr nazvali Little Ice Age. Trvalo niekoľko storočí a skončilo až v polovici 19. storočia. Počas tohto obdobia bolo opakovane zaznamenané aj zamrznutie rieky Moskva, a to aj v auguste. V súčasnosti sa ľudstvo blíži k klimatickým optimám, ktoré boli pod vedením Čingischána. Potom začne fáza chladenia znova.
Vedci Ťumenu tiež nepovažujú zmenšenie ľadovej oblasti v arktickej oblasti za kritické, skôr naopak poukazujú na možnosť otvorenia severnej námornej cesty, ktorá by mohla dobre konkurovať Suezskému prieplavu. Navyše Arktída bola doteraz najchudobnejším regiónom a dnes sa vytvárajú predpoklady pre jej rozsiahlu štúdiu.
Propagačné video:
Napríklad nedávno sa objavil jav nazývaný „ľadové tornádo“. Pozoruje sa v období prudkého poklesu teploty v polárnych zemepisných šírkach. Počas tvorby morského ľadu sa do atmosféry uvoľňuje oxid uhličitý, ktorý je spojený s rozkladom hydrogenuhličitanu vápenatého na CO2 a CaCO3. Studená soľanka, ktorá padá do vody s negatívnou teplotou, vytvára niečo podobné ľadovému tornádu, klesá na dno a vytvára ľadovú cestu, do ktorej morské tvory zamrznú.
„Tento jav anomálnej kryštalizácie morskej vody sa predtým nebral do úvahy pri modeloch prenosu tepla a hmoty, pri ktorých sa vodný stĺpec medzi dnom a povrchovým ľadom považoval za homogénnu vrstvu. Je to pre nás primárne ďalší zdroj chladu, ktorý ovplyvňuje parametre podvodného permafrostu a tiež ako regulátor obehu tokov v moriach Arktídy a Antarktídy, “poznamenáva akademik Vladimir Melnikov.
Je potrebné poznamenať, že toto v žiadnom prípade nie je jediným príkladom zlých znalostí o arktických zemepisných šírkach. Toto územie si samo o sebe uchováva mnoho tajomstiev, ktoré sú svojou povahou nebezpečné pre ľudstvo, a naopak - užitočné, schopné revolucionizovať sféry životne dôležité pre človeka - medicínu, energiu, astrofyziku.
Velenie hromu a blesku
Zo školského kurzu fyziky je známe, že ľad, rovnako ako para, je iba jedným zo stavov vody. Napriek jednotnému vzorcu - H2O - sú to úplne odlišné objekty. Najmä ľad má asi 17 štátov a viac ako sto päťdesiat podmienok medzi národmi pôvodne obývajúcimi severné územia. Nie je náhoda, že vedci z celého sveta sa teraz obracajú na štúdium ľadu ako nezávislého objektu, ktorý má v prírode veľa funkčných rozdielov a úloh.
Nárast záujmu o štúdium hydrátov ľadu a plynu je spojený nielen s alternatívnym zdrojom energie k plynu, ale aj s aktívnym využívaním ľadu v moderných nanotechnológiách. Medzi lídrov v odhaľovaní tajomstiev ľadu sú zamestnanci Inštitútu Zeme Kryokona SB RAS.
Vedci Tyumen objavili štvrtý stav zoskupení kvapiek tekutín. Sú to štruktúrované kvapky, ktoré vytvárajú novú vrstvu so špecifickými fyzikálnymi vlastnosťami. „Táto voda nie je vo forme ľadu a nie vo forme jednotlivých molekúl, ale vytvára mriežku podobnú štruktúre ako kryštalická mriežka a vytvára prostredie, v ktorom sú kvapôčky vody pozastavené, nové mechanické vlastnosti,“hovorí Anatoly Shavlov, doktor fyziky a matematiky.
Vedci pozorovali štvrtý stav vody a urobili jednoduchú inštaláciu, ktorá pozostávala z mikroskopu, inhalátora a videokamery. Mnoho videí a fotografií laboratórnej hmly ukázalo, že viskozita kvapôčkových zhlukov je vyššia ako viskozita vzduchu a reťazce malých kvapôčok naznačujú, že na oblohe je poriadok. V dôsledku toho môže nový stav vody významne ovplyvniť zemskú klímu.
Objav vedcov Tyumen už upútal pozornosť svetovej komunity. Nový stav vody by mohol spôsobiť revolúciu v astrofyzike.
Granulovaný plyn
V ére hľadania nových a vyspelejších technológií skladovania a prepravy energetických zdrojov má osobitný význam štúdium hydrátov plynu vedených tyumenom. Podľa ich názoru spočíva budúcnosť energetického sektora na celom svete práve v týchto látkach podobných ľadu, kde 160 objemov plynov predstavuje jeden objem vody a ľadu.
Prvý dôkaz o obsahu hydrátov plynu v zemskej kôre sa získal v sedemdesiatych rokoch, keď boli vzorky hydrátov zemného plynu odoberané z hlbinnej časti Čierneho mora. O niečo neskôr sa podobné štúdie uskutočnili na dne jazera Bajkal. Pri zostupe kozmickej lode Mir boli zaznamenané hydráty plynov, ktoré prišli na povrch z zemskej kôry. Vedci, nie bez dôvodu, nazývajú tieto látky palivom budúcnosti, pretože sa neustále vytvára akumulácia spodných sedimentov, zatiaľ čo zásoby ropy a plynu sa postupne vyčerpávajú.
Ďalšou významnou výhodou hydrátov plynu oproti tradičným zdrojom energie - uhľovodíky - je ich schopnosť dlhodobo existovať pri negatívnych teplotách. To znamená, že keď sa tlak uvoľní na úroveň atmosférického vzduchu v podmienkach záporných teplôt, na povrchu látok sa vytvorí ľadová kôra, čím sa zabráni ich rozkladu na plyn a vodu. Vedúce postavenie vo vývoji technológie prepravy zemného plynu v tabletkách hydrátu ľadu a plynu patrí Japoncom. V súčasnosti sa táto technológia iba testuje, ale v budúcnosti ju možno použiť na prepravu plynu. Programy výskumu hydrátu plynu sú dostupné aj v USA, Veľkej Británii, Kanade a Indii.
Rusko, ktoré má najväčšie zásoby plynu, sa zatiaľ nezameriava na štúdium hydrátov plynu. Vedci Tyumen sa však teraz úzko zaoberajú technológiou získavania „suchej vody“. Mechanizmus je jednoduchý - v konvenčnom mixéri sú šľahačkou 3% prášku, ktorého povrchové vlastnosti umožňujú udržať vodu v kvapkách a 97% vody, čo vedie k piesku. Hlavnou výzvou je prispôsobiť túto technológiu plynu. Získať také technické riešenia, ktoré by umožnili premenu plynu na práškový stav, z ktorého sa vyrobia brikety alebo tablety. Takto bude možné prepravovať plyn alebo APG bez budovania plynovodov.
Táto technológia v budúcnosti čiastočne vyrieši environmentálne problémy, najmä otázku využívania skleníkových plynov. Vedci si sú istí, že premena prebytočného plynu na plynný hydrát na látku podobnú ľadu spôsobí, že je neškodný pre životné prostredie. Stručne povedané, výskum v oblasti genetiky tvorby plynu otvára široké možnosti využívania prírodných zdrojov.
Kľúč k tajomstvu dlhovekosti
Nemenej zaujímavé objavy objavili vedci Tyumen na križovatke vied - kryológie a biológie. Štúdie charakteristík mikroorganizmov obývajúcich kryosféru odhalili ich životaschopnosť a prítomnosť špeciálnych, ale neznámych mechanizmov ochrany alebo opravy DNA pred tepelným zničením, žiarením, voľnými radikálmi a inými škodlivými faktormi.
Jedna z týchto baktérií, patentovaná vedcami Tyumen ako Bacillus Frost, sa stala predmetom spoločného výskumu s kolegami z takmer dvoch desiatok laboratórií v Rusku, Ukrajine, Švédsku, Rakúsku, Japonsku, Nórsku. Štúdium biologickej aktivity na rastlinách, ciliatoch, ovocných muškách a laboratórnych myšiach umožnilo izolovať jednotlivé kmene mikroorganizmov schopných aktivovať imunitný systém. Biopotenciál baktérií sa navyše aktivuje pri nízkych teplotách a prejavuje sa v dávkach 1 000 - 100 krát nižších, ako sú dávky ich moderných náprotivkov.
Štúdie teda preukázali schopnosť baktérií urýchliť procesy hojenia rán, zvýšiť odolnosť organizmov voči rôznym stresom, zvýšiť svalovú hmotu a aktivovať pravú hemisféru mozgu. Okrem toho bolo dokázané, že bakteriálne metabolity majú rovnaké účinky.
To všetko nám umožňuje povedať, že kryosféra so svojimi prirodzenými jedinečnými mikroorganizmami má obrovský biologický potenciál. Ďalšie skúmanie tohto prostredia sa môže stať základom veľkolepých objavov v oblasti medicíny a farmakológie.
Žánerová kríza
Napriek tomu, že výskum v rôznych vedných odboroch pokračuje, vysoká škola vedomostí v súčasnosti prežíva nielen finančnú krízu, ale predovšetkým krízu žánru. Okrem toho možno tento trend sledovať nielen v Rusku, ale aj v Európe a Amerike.
„Sme v situácii, keď smer k inovatívnej ekonomike predstavuje pre vedeckú komunitu nové výzvy, ale spojenie medzi základnými znalosťami a ich praktickou implementáciou sa stratilo,“vysvetľuje akademik Vladimir Melnikov.
Dôvod tohto rozdielu spočíva v zrušení uplatňovaných inštitúcií, ktorých cieľom je priniesť vedecký nápad do reálneho produktu. Svetová komunita čelí veľkému problému - nájdenie tohto dôležitého prechodného spojenia.
V tejto súvislosti Európska komisia vyhlásila v roku 2012 poslednú a najväčšiu výzvu na predkladanie návrhov v rámci siedmeho rámcového programu pre výskum a technologický rozvoj (FP7). Celkovo sa na projekty a nápady, ktoré zvýšia konkurencieschopnosť Európy a pomôžu riešiť otázky súvisiace s ľudským zdravím, ochranou životného prostredia a nájdením nových riešení problémov spôsobených urbanizáciou a potrebou nakladania s odpadom, pridelí celkom viac ako 8 miliárd EUR. Finančné prostriedky, ktoré budú k dispozícii organizáciám a podnikom z ktorejkoľvek krajiny sveta vrátane Ruska, predstavujú leví podiel na rozpočte EÚ na výskum navrhnutom na rok 2013 vo výške 10,8 miliárd EUR.
Ďalšou významnou udalosťou minulého roka pre vedeckú komunitu bola X medzinárodná konferencia o Permafroste „Zdroje a riziká permafrostových regiónov v meniacom sa svete“, ktorá sa konala od 25. do 29. júla v Salekhardu. Na stretnutí v Yamale sa stretli vedúci svetoví vedci z východu a západu, tvorivá mládež, verejní činitelia, predstavitelia veľkých podnikov a vlády. Spolu asi 600 ľudí, vrátane 300 zahraničných účastníkov. Hostiteľská strana sa okrem toho zaviazala nielen organizovať konferenciu, leví podiel na nákladoch, ale zabezpečila aj účasť 80 ruských a 70 zahraničných mladých vedcov.
Vzhľadom na významný príspevok Okrugu k rozvoju vedeckého potenciálu arktických regiónov a aktívnu podporu akademickej vedy sa účastníci 10. medzinárodnej konferencie o permafroste rozhodli podporiť iniciatívu guvernéra autonómneho Okrug Dmitrija Kobylkina z Jamalo-Nenets s cieľom vytvoriť medzinárodné vedecké centrum pre štúdium Arktídy v Yamale, a najmä jeho kancelárie na ostrove Bely.
Okrem toho, berúc do úvahy mnohoročné skúsenosti spoločnosti Yamal pri zavádzaní diverzifikovanej spolupráce s polárnymi regiónmi, účastníci konferencie sa rozhodli vyzvať medzinárodné arktické spoločenstvo a Arktickú radu, aby podporili návrh vedúceho okresu udeliť autonómnemu Okrugu Yamal-Nenets štatút medzinárodného centra pre rozvoj humanitárnej a vedeckej spolupráce v Arktíde. …