Naturkatastrofer i världen fortsätter. Nästan varje vinter befinner sig länder med traditionellt tempererat klimat i fångenskap av snö och frost. Förra året åkte beboare i ett av de södra länderna - Italien längs de frysta venetianska kanalerna.
England och Frankrike upplevde riktig sibirisk snö i vinter. De flesta människor förknippar dessa naturfenomen med global uppvärmning och smältning av glaciärer, vilket leder till en förskjutning i norra och södra polerna. Dessutom förnekar forskarna själva inte minskningen i isområdet i Arktis, men förklarar det av andra skäl.
Uppvärmning är inte ett problem
Tvister om denna poäng har pågått länge. Forskarna klädde av sig. Vissa hävdar att problemet med klimatuppvärmning finns och i en nära framtid kan förvandlas till allvarliga naturkatastrofer för mänskligheten. Andra hålla sig till mer måttliga åsikter och tror att viss uppvärmning bara är ett tillfälligt fenomen och säkert kommer att ersättas av en kylningsfas.
Institute of the Earth Cryosphere, SB RAS, följer samma teori. Tyumenforskare försäkrar att processen för nedbrytning eller förvärring av permafrost periodiskt sker under hela känd historia.”Glaciärer avancerade och retirerade. Detta följdes av förvärring (utvidgning, ökning av det område som ockuperades av permafrost) eller försämring - dess reträtt till norr”, - förklarar institutets chef, akademiker vid den ryska vetenskapsakademin Vladimir Melnikov.
Enligt honom är klimatuppvärmningen ett storskaligt och cykliskt fenomen. Perioden med de högsta temperaturerna observerades under Genghis Khan. Sedan började en kraftfull kall snäpp, som forskare senare kallade den lilla istiden. Det varade i flera århundraden och slutade bara i mitten av 1800-talet. Under denna tid noterades frysningen av Moskva-floden upprepade gånger, även i augusti. För närvarande närmar sig mänskligheten det klimatoptimalt som var under Genghis Khan. Därefter börjar kylningsfasen igen.
Tyumenforskarna överväger inte heller minskningen av isområdet i Arktis som kritisk, snarare tvärtom på möjligheten att öppna Nordsjövägen, som mycket väl kan konkurrera med Suezkanalen. Dessutom var Arktis hittills den mest dåligt studerade regionen och idag skapas förutsättningarna för dess storskaliga studie.
Kampanjvideo:
Till exempel upptäcktes nyligen ett fenomen som kallas "is tornado". Det observeras under perioden med en kraftig minskning av temperaturen i polära breddegrader. Under bildningen av havs frisätts koldioxid ut i atmosfären, förknippad med sönderdelningen av kalciumvätekarbonat till CO2 och CaCO3. Kall saltlake, som faller ner i vatten med negativ temperatur, skapar något som liknar en istornado, sjunker till botten och skapar en isväg i vilken havsdjur fryser.
”Detta fenomen med avvikande kristallisation av havsvatten beaktades tidigare inte i värme- och massöverföringsmodeller, där vattenspelaren mellan botten och ytis togs som ett homogent skikt. För oss är detta först och främst en extra källa till kyla, som påverkar parametrarna för den subaqueösa permafrosten, och också som en regulator för flödet i Arktis och Antarktis, konstaterar akademiker Vladimir Melnikov.
Det bör noteras att detta inte alls är det enda exemplet på dålig kunskap om de arktiska breddegraderna. Detta territorium håller i sig många hemligheter, både farliga för mänskligheten till sin natur, och tvärtom - användbara, kapabla att revolutionera områden som är avgörande för en person - medicin, energi, astrofysik.
Kommandot åska och blixt
Det är känt från skolfysik kursen att is, som ånga, bara är en av vattentillståndet. Trots den enhetliga formeln - H2O - är det dock helt olika föremål. I synnerhet har is ungefär 17 stater och över hundra och femtio termer bland folken som ursprungligen bebor de norra territorierna. Det är ingen slump att forskare från hela världen nu vänder sig till studiet av is som ett oberoende objekt som har många funktionella skillnader och roller i naturen.
Ökningen av intresse i studien av is- och gashydrater är inte bara förknippad med en alternativ energikälla till gas utan också med aktiv användning av is i modern nanoteknologi. Bland ledarna när det gäller att avslöja isens hemligheter är anställda vid Earth Cryosphere Institute of SB RAS.
Således upptäckte Tyumen-forskare det fjärde tillståndet av vätskedroppsklyngarna. Det är strukturerade droppar som skapar ett nytt lager med specifika fysiska egenskaper. "Detta vatten är inte i form av is och inte i form av enskilda molekyler, utan bildar ett gitter som liknar struktur som ett kristallgitter och ger miljön, där vattendropparna är upphängda, nya mekaniska egenskaper," säger Anatoly Shavlov, läkare i fysiska och matematiska vetenskaper.
För att observera det fjärde tillståndet i vatten har forskare gjort en enkel installation, som bestod av ett mikroskop, en inhalator och en videokamera. Många videor och fotografier av laboratoriedimma har visat att viskositeten hos droppkluster är högre än viskositeten för luft, och kedjor av små droppar indikerar att det finns ordning på himlen. Följaktligen kan det nya vattentillståndet påverka jordens klimat avsevärt.
Upptäckten av Tyumen-forskare har redan fått världssamhällets uppmärksamhet. Det nya vattentillståndet kan revolutionera astrofysiken.
Granulerad gas
I en tid av jakten på mer och mer avancerad teknik för lagring och transport av energiresurser är studien av gashydrat av Tyumen-forskare särskilt relevant. Enligt deras åsikt ligger framtidens hela energisektorn just i dessa isliknande ämnen, där 160 volymer gaser står för en volym vatten och is.
Det första beviset på innehållet av gashydrater i jordskorpan erhölls på 1970-talet, då naturgashydrater togs ur djupvattendelen av Svarta havet. Lite senare genomfördes liknande studier längst ner i Bajkalsjön. Nedstigningen av rymdskeppet Mir registrerade gashydrater som kom till ytan från jordskorpan. Forskare, inte utan anledning, kallar dessa ämnen framtidens bränsle, eftersom ackumuleringen av bottensediment bildas ständigt, medan olja och gasreserver gradvis tappas.
En annan betydande fördel med gashydrater jämfört med traditionella energikällor - kolväten - är deras förmåga att existera under lång tid vid negativa temperaturer. Det vill säga, när trycket frigörs till nivån av atmosfärisk luft under förhållanden med negativa temperaturer, bildas en isskorpa på ytan av ämnen, vilket förhindrar deras nedbrytning i gas och vatten. Ledarna i utvecklingen av teknik för transport av naturgas i isgashydrat-tabletter tillhör japanerna. Idag testas denna teknik bara, men i framtiden kan den användas för gastransport. Forskningsprogram för gashydrat finns också tillgängliga i USA, Storbritannien, Kanada, Indien.
Ryssland, som har de största gasreserverna, fokuserar ännu inte på studien av gashydrater. Ändå är Tyumen-forskare nu nära engagerade i tekniken för att få "torrt vatten". Mekanismen är enkel - i en konventionell blandare piskas 3% av pulvret, vars ytegenskaper gör det möjligt att hålla vatten i droppar, och 97% vatten, vilket resulterar i sand. Huvudutmaningen är att anpassa denna teknik till gas. För att få sådana tekniska lösningar som möjliggör omvandling av gasen till ett pulverformigt tillstånd, framställning av briketter eller tabletter från den. Således kommer det att vara möjligt att transportera gas eller APG utan att bygga gasledningar.
I framtiden kommer denna teknik delvis att lösa miljöproblem, i synnerhet frågan om utnyttjande av växthusgaser. Omvandling av överskottsgas till ett gas-hydrattillstånd, till ett isliknande ämne kommer att göra det ofarligt för miljön, vet forskare. Kort sagt, forskning inom gasbildningsgenetik öppnar upp stora möjligheter för användning av naturresurser.
Nyckeln till hemligheten med livslängden
Inte mindre intressanta upptäckter gjordes av Tyumen-forskare vid skärningspunkten mellan vetenskaper - kryologi och biologi. Studier av egenskaperna hos mikroorganismer som bor i kryosfären har avslöjat deras livskraft och förekomsten av speciella men okända mekanismer för skydd eller DNA-reparation mot termisk förstörelse, strålning, fria radikaler och andra skadliga faktorer.
Så en av dessa bakterier, patenterade av Tyumen-forskare som Bacillus Frost, blev föremål för gemensam forskning med kollegor från nästan två dussin laboratorier i Ryssland, Ukraina, Sverige, Österrike, Japan, Norge. Studien av biologisk aktivitet på växter, ciliater, fruktflugor och laboratoriemöss gjorde det möjligt att isolera individuella stammar av mikroorganismer som kan aktivera immunsystemet. Dessutom aktiveras bakteriernas biopotential vid låga temperaturer och manifesteras i doser som är 1000–100 gånger lägre än för deras moderna motsvarigheter.
Således har studier visat bakteriernas förmåga att påskynda sårläkningsprocesser, öka organismernas resistens mot olika påfrestningar, öka muskelmassan och aktivera hjärnans högra halvkula. Dessutom har det visat sig att bakteriella metaboliter reproducerar samma effekter.
Allt detta gör att vi kan säga att kryosfären, med dess inneboende unika mikroorganismer, har en enorm biologisk potential. Ytterligare utforskning av denna miljö kan bli basen för grandiosa upptäckter inom området medicin och farmakologi.
Genre krise
Trots att forskningen inom olika vetenskapsområden fortsätter upplever den högre kunskapsskolan idag inte bara en finansiell kris, utan också en kris av genren i första hand. Dessutom kan trenden spåras inte bara i Ryssland utan också i Europa och Amerika.
"Vi befinner oss i en situation där kursen mot en innovativ ekonomi innebär nya utmaningar för det vetenskapliga samhället, men kopplingen mellan grundläggande kunskap och dess praktiska implementering har försvunnit," förklarar akademiker Vladimir Melnikov.
Anledningen till detta gap ligger i avskaffandet av tillämpade institutioner som är utformade för att föra en vetenskaplig idé till en verklig produkt. Världssamhället står inför ett kraftfullt problem - hitta denna viktiga mellanlänk.
I detta avseende tillkännagav Europeiska kommissionen 2012 den sista och största inbjudan att lämna förslag inom sjunde ramprogrammet för forskning och teknologisk utveckling (FP7). Totalt mer än 8 miljarder euro kommer att avsättas för projekt och idéer som kommer att öka Europas konkurrenskraft och hjälpa till att ta itu med frågor som rör människors hälsa, miljöskydd och hitta nya lösningar på problemen orsakade av urbanisering och behovet av att hantera avfall. Finansieringen, som kommer att finnas tillgänglig för organisationer och företag från alla länder i världen, inklusive Ryssland, står för den största delen av EU: s föreslagna forskningsbudget för 2013 på 10,8 miljarder euro.
En annan viktig betydelsefull händelse för det vetenskapliga samfundet förra året var X International Conference on Permafrost "Resurser och risker för permafrostregioner i en föränderlig värld", som hölls 25-29 juli i Salekhard. Mötet i Yamal samlade världens ledande forskare från öst och väst, kreativa ungdomar, offentliga personer, representanter för stora företag och regeringen. Totalt cirka 600 personer, inklusive 300 utländska deltagare. Dessutom tog värdpartiet inte bara skyldigheterna att organisera konferensen, den största delen av kostnaderna, utan garanterade också deltagande av 80 ryska och 70 utländska unga forskare.
Med beaktande av Okrugs betydande bidrag till utvecklingen av den vetenskapliga potentialen i de arktiska regionerna och aktivt stöd för akademisk vetenskap, beslutade deltagarna på den 10: e internationella konferensen om permafrost att stödja initiativet från guvernören i Yamalo-Nenets autonoma Okrug Dmitry Kobylkin för att skapa ett internationellt vetenskapligt centrum för studien av Arktis i Yamal, och i synnerhet, dess kontor på Bely Island.
Med hänsyn till Yamals många års erfarenhet av att skapa ett diversifierat samarbete med de polära regionerna, beslutade konferensdeltagarna att vädja till det internationella arktiska samhället och Arctic Council att stödja förslaget från distriktschefen att ge Yamal-Nenets autonoma Okrug status som ett internationellt centrum för utveckling av humanitärt och vetenskapligt samarbete i Arktis …
