Přírodní katastrofy na světě přetrvávají. Téměř každou zimu se země s tradičně mírným podnebím ocitají v zajetí sněhu a mrazu. V loňském roce obyvatelé jedné z jižních zemí - Itálie bruslili po zamrzlých benátských kanálech.
Anglie a Francie zažily tuto zimu skutečný sibiřský sníh. Většina lidí spojuje tyto přírodní jevy s globálním oteplováním a táním ledovců, což vede k posunu na severním a jižním pólu. Navíc vědci sami nepopírají pokles ledové oblasti v Arktidě, ale vysvětlují to z jiných důvodů.
Oteplování není problém
Spory o toto skóre trvají dlouhou dobu. Vědci se svlékli. Někteří tvrdí, že problém oteplování klimatu existuje a v blízké budoucnosti se může proměnit v závažné přírodní katastrofy pro lidstvo. Jiní zastávají mírnější názory a věří, že určité oteplování je jen dočasným jevem a určitě bude nahrazeno fází chlazení.
Ústav pozemské kryosféry SB RAS se řídí stejnou teorií. Vědci tyumen ujišťují, že proces degradace nebo degradace permafrostu probíhá pravidelně ve všech známých dějinách. "Ledovce postupovaly a ustupovaly." Následovalo zhoršení (expanze, zvětšení oblasti obsazené permafrostem) nebo degradace - její ústup na sever, “- vysvětluje ředitel ústavu, akademik Ruské akademie věd Vladimír Melnikov.
Podle něj je oteplování klimatu rozsáhlým a cyklickým jevem. Období nejvyšších teplot bylo pozorováno u Čingischána. Pak začal silný chladný úder, který vědci později nazvali Little Ice Age. Trvalo několik století a skončilo až v polovině 19. století. Během této doby bylo opakovaně zaznamenáno zmrazení řeky Moskva, a to i v srpnu. V současné době se lidstvo blíží klimatickým optimům, které byly za Čingischána. Poté začne znovu chladicí fáze.
Tyumenští vědci také nepovažují zmenšení ledové oblasti v arktické oblasti za kritické, spíše naopak poukazují na možnost otevření severní trasy, která by mohla dobře konkurovat Suezskému průplavu. Kromě toho byla Arktida dosud nejchudším studovaným regionem a dnes se vytvářejí předpoklady pro její rozsáhlou studii.
Propagační video:
Například nedávno byl objeven fenomén zvaný „ledové tornádo“. Je pozorováno v období prudkého poklesu teploty v polárních šířkách. Během tvorby mořského ledu se do atmosféry uvolňuje oxid uhličitý, který je spojen s rozkladem hydrogenuhličitanu vápenatého na CO2 a CaCO3. Studená solanka, padající ve vodě o nízké teplotě, vytváří něco podobného ledovému tornádu, klesá ke dnu a vytváří ledovou cestu, do které mořští tvorové zamrzají.
„Tento jev anomální krystalizace mořské vody nebyl dříve zohledněn v modelech přenosu tepla a hmoty, ve kterých byl vodní sloupec mezi dnem a povrchovým ledem považován za homogenní vrstvu. Pro nás je to především další zdroj chladu, který ovlivňuje parametry podvodní permafrostu, a také jako regulátor oběhu toků v mořích Arktidy a Antarktidy, “poznamenává akademik Vladimir Melnikov.
Je třeba poznamenat, že toto není v žádném případě jediný příklad špatné znalosti arktických šířek. Toto území uchovává samo o sobě mnoho tajemství, nebezpečných pro lidstvo přírodou, a naopak - užitečné, schopné revolucionizovat sféry životně důležité pro člověka - medicínu, energii, astrofyziku.
Velení hromu a blesku
Ze školního kurzu fyziky je známo, že led, stejně jako pára, je jen jedním ze stavů vody. I přes jednotný vzorec - H2O - jsou to však zcela odlišné objekty. Zejména má led asi 17 států a více než sto padesát členů mezi národy původně obývajícími severní území. Není náhodou, že vědci z celého světa se nyní obracejí ke studiu ledu jako nezávislého objektu, který má v přírodě mnoho funkčních rozdílů a rolí.
Nárůst zájmu o studium hydrátů ledu a plynu je spojen nejen s alternativním zdrojem energie k plynu, ale také s aktivním využitím ledu v moderních nanotechnologiích. Mezi vůdce v odhalení tajemství ledu jsou zaměstnanci Ústavu kryosféry Země SB RAS.
Vědci Tyumen tak objevili čtvrtý stav shluků kapiček kapaliny. Jsou to strukturované kapičky, které vytvářejí novou vrstvu se specifickými fyzikálními vlastnostmi. "Tato voda není ve formě ledu a ne ve formě jednotlivých molekul, ale vytváří mřížku podobnou struktuře jako krystalová mříž a dává prostředí, ve kterém jsou kapičky vody suspendovány, nové mechanické vlastnosti," říká Anatoly Shavlov, lékař fyzikálních a matematických věd.
K pozorování čtvrtého stavu vody vědci provedli jednoduchou instalaci, která se skládala z mikroskopu, inhalátoru a videokamery. Mnoho videí a fotografií laboratorní mlhy ukázalo, že viskozita kapičkových shluků je vyšší než viskozita vzduchu, a řetězce malých kapiček naznačují, že na obloze je řád. V důsledku toho může nový stav vody výrazně ovlivnit zemské klima.
Objev tyumenských vědců již přitahoval pozornost světové komunity. Nový stav vody by mohl způsobit revoluci v astrofyzice.
Granulovaný plyn
V době hledání více a pokročilejších technologií pro skladování a přepravu energetických zdrojů má zvláštní význam studie o hydrátech plynu vědci Tyumen. Budoucnost energetického sektoru celého světa podle jejich názoru spočívá právě v těchto ledových látkách, kde 160 objemů plynů představuje jeden objem vody a ledu.
První důkaz obsahu hydrátů plynu v zemské kůře byl získán v 70. letech 20. století, kdy byly vzorky hydrátů zemního plynu odebírány z hlubinné vody Černého moře. O něco později byly podobné studie provedeny na dně jezera Bajkal. Při sestupu kosmické lodi Mir byly zaznamenány hydráty plynu, které přišly na povrch ze zemské kůry. Vědci, ne bez důvodu, nazývají tyto látky palivem budoucnosti, protože neustále dochází k hromadění spodních sedimentů, zatímco zásoby ropy a plynu se postupně vyčerpávají.
Další významnou výhodou hydrátů plynu oproti tradičním zdrojům energie - uhlovodíky - je jejich schopnost existovat po dlouhou dobu při negativních teplotách. To znamená, že když se tlak uvolní na úroveň atmosférického vzduchu v podmínkách negativních teplot, vytvoří se na povrchu látek ledová kůra, což zabraňuje jejich rozkladu na plyn a vodu. Vedoucí postavení ve vývoji technologie pro přepravu zemního plynu v tabletách hydrátu ledu a plynu patří Japoncům. Dnes je tato technologie pouze testována, ale v budoucnu ji lze použít pro přepravu plynu. Programy výzkumu hydrátu plynu jsou k dispozici také v USA, Velké Británii, Kanadě a Indii.
Rusko, které má největší zásoby plynu, se dosud nezaměřuje na studium hydrátů plynu. Vědci Tyumen se však nyní úzce zabývají technologií získávání „suché vody“. Mechanismus je jednoduchý - v konvenčním mixéru jsou šlehačky 3% prášku, jehož povrchové vlastnosti umožňují udržovat vodu v kapkách a 97% vody, což vede k písku. Hlavní výzvou je přizpůsobit tuto technologii plynu. Získat taková technická řešení, která by umožnila přeměnu plynu do práškového stavu, z něhož by se vyráběly brikety nebo tablety. Takto bude možné přepravovat plyn nebo APG bez budování plynovodů.
V budoucnu tato technologie částečně vyřeší environmentální problémy, zejména otázku využití skleníkových plynů. Vědci si jsou jistí, že přeměnou přebytečného plynu do stavu hydrátu plynu na látku podobnou ledu bude škodlivé pro životní prostředí. Stručně řečeno, výzkum v oblasti genetiky tvorby plynu otevírá široké možnosti využití přírodních zdrojů.
Klíč k tajemství dlouhověkosti
Neméně zajímavé objevy provedli vědci Tyumen na křižovatce věd - kryologie a biologie. Studie charakteristik mikroorganismů obývajících kryosféru odhalily jejich životaschopnost a přítomnost zvláštních dosud neznámých mechanismů ochrany nebo opravy DNA před tepelným zničením, zářením, volnými radikály a dalšími škodlivými faktory.
Jedna z těchto bakterií, patentovaná vědci Tyumen jako Bacillus Frost, se stala předmětem společného výzkumu s kolegy z téměř dvou desítek laboratoří v Rusku, Ukrajině, Švédsku, Rakousku, Japonsku, Norsku. Studium biologické aktivity rostlin, ciliatů, ovocných much a laboratorních myší umožnilo izolovat jednotlivé kmeny mikroorganismů schopných aktivovat imunitní systém. Biopotenciál bakterií je navíc aktivován při nízkých teplotách a projevuje se v dávkách 1000–100krát nižších, než jsou dávky jejich moderních protějšků.
Studie tedy prokázaly schopnost bakterií urychlit procesy hojení ran, zvýšit odolnost organismů vůči různým stresům, zvýšit svalovou hmotu a aktivovat pravou hemisféru mozku. Kromě toho bylo prokázáno, že bakteriální metabolity mají stejné účinky.
To vše nám umožňuje říci, že kryosféra s vlastními jedinečnými mikroorganismy má obrovský biologický potenciál. Další zkoumání tohoto prostředí se může stát základem grandiózních objevů v oblasti medicíny a farmakologie.
Žánrová krize
Navzdory tomu, že výzkum v různých vědních oborech pokračuje, vysoká škola znalostí dnes prožívá nejen finanční krizi, ale především krizi žánru. Navíc lze tento trend sledovat nejen v Rusku, ale také v Evropě a Americe.
"Jsme v situaci, kdy kurz směrem k inovativní ekonomice představuje pro vědeckou komunitu nové výzvy, ale spojení mezi základními znalostmi a jejich praktickým prováděním bylo ztraceno," vysvětluje akademik Vladimir Melnikov.
Důvodem této mezery je zrušení aplikovaných institucí, jejichž cílem je přinést vědecký nápad ke skutečnému produktu. Světová komunita čelí silnému problému - nalezení tohoto důležitého přechodného odkazu.
V tomto ohledu Evropská komise v roce 2012 vyhlásila poslední a největší výzvu k předkládání návrhů v rámci sedmého rámcového programu pro výzkum a technologický rozvoj (FP7). Na projekty a nápady, které zvýší konkurenceschopnost Evropy a pomohou řešit problémy spojené s lidským zdravím, ochranou životního prostředí a hledáním nových řešení problémů způsobených urbanizací a potřebou nakládání s odpady, bude přiděleno více než 8 miliard EUR. Financování, které budou k dispozici organizacím a podnikům z kterékoli země na světě, včetně Ruska, představuje lví podíl na rozpočtu EU na výzkum navrhovaném na rok 2013 ve výši 10,8 miliard EUR.
Další významnou událostí minulého roku pro vědeckou komunitu byla X mezinárodní konference o Permafrostu „Zdroje a rizika regionů Permafrostu v měnícím se světě“, která se konala ve dnech 25. až 29. července v Salekhardu. Na setkání v Yamalu se sešli přední světoví vědci z východu a západu, kreativní mládež, veřejní činitelé, zástupci velkých podniků a vlády. Celkem asi 600 lidí, včetně 300 zahraničních účastníků. Hostitelská strana navíc převzala nejen povinnosti organizovat konferenci, leví podíl na nákladech, ale také zajistila účast 80 ruských a 70 zahraničních mladých vědců.
Vzhledem k významnému přínosu Okrugu k rozvoji vědeckého potenciálu arktických regionů a aktivní podpoře akademické vědy se účastníci 10. mezinárodní konference o permafrostu rozhodli podpořit iniciativu guvernéra autonomního Okrug Dmitrije Kobylkina z Jamalo, aby vytvořili mezinárodní vědecké centrum pro studium Arktidy v Yamalu, a zejména své kanceláře na ostrově Bely.
Kromě toho, s přihlédnutím k mnohaletým zkušenostem Yamalu s navázáním diverzifikované spolupráce s polárními regiony, se účastníci konference rozhodli vyzvat mezinárodní arktické společenství a Arktickou radu, aby podpořili návrh vedoucího okresu udělit Yamal-Nenets Autonomous Okrug status Mezinárodního centra pro rozvoj humanitární a vědecké spolupráce v Arktidě …