Пионеры радиационного мутагенеза

Мы продолжаем цикл материалов, посвященных достижениям и вехам в истории научных организаций, вошедших в состав ФИЦ Института цитологии и генетики. Сегодня поговорим о головном институте, давшем название федеральному исследовательскому центру.

ИЦиГ СО РАН неоднократно выступал пионером внедрения в селекцию хромосомных и клеточных технологий, в числе которых маркер-ориентированная селекция, использование ДГ-линий, генная инженерия. А несколькими десятилетиями ранее - методы химического и радиационного мутагенеза, с помощью которых был создан первый в стране радиационный сорт-мутант мягкой яровой пшеницы Новосибирская 67. Про эту историю мы хотим рассказать сегодня подробнее (причем, значительная часть материалов ранее публиковалась только в научных изданиях и отчетах).

Еще в 1937 году на Западно-Сибирской краевой опытной станции зернового хозяйства (ныне Сибирский НИИ растениеводства и селекции – филиал ИЦиГ СО РАН) известный селекционер Иван Никитович Семченков получил ряд перспективных гибридных линий. На основе одной из них был создан сорт Новосибирская 7, который хорошо выдерживал густоту стояния растений на единице площади, созревал на два-три дня раньше стандарта и обладал средними параметрами качества зерна (15,3 % белка и 47 % клейковины в зерне).

Еще до войны на Западно-Сибирской краевой опытной станции зернового хозяйства был создан сорт Новосибирская 7 Этот сорт использовался аграриями, но не вошел в число лидеров по засеваемой площади, в том числе, по причине недостаточной устойчивости к полеганию.

Шли годы. Генетика пережила погром, учиненный сторонниками «лысенковщины», и в новосибирском Академгородке началось возрождение этой науки в нашей стране на базе Института цитологии и генетики СО РАН.

В 1957 году в только начинавший свою работу институт приезжает работать (наряду с другими выдающимися исследователями) известный ученый-генетик Пётр Климентьевич Шкварников. Вскоре он возглавляет отдел генетики растений и становится заведующим им же основанной лаборатории радиационной селекции и экспериментального получения мутаций (в 1962 г. лаборатория была переименована в лабораторию экспериментального мутагенеза) ИЦиГ СО АН СССР.

Радиационный мутагенез предполагает облучение семян растений, побегов или измельченных листьев с помощью гамма-лучей, и последующее высаживание семян или выращивание облученного материала в стерильном субстрате, в результате чего появляется росток. Затем отдельные растения размножаются и проводится исследование их характеристик.

Первые работы по радиационному мутагенезу на пшенице в СССР проводились еще до Великой Отечественной войны и показали перспективность этого подхода. Но на момент создания лаборатории в ИЦиГ прикладные результаты по известным причинам (война и «лысенковщина») советские ученые получить не успели.

Первым сортом пшеницы, полученным с помощью методов радиационного мутагенеза, стала Новосибирская 67, созданная Иваном Васильевичем Черным, Петром Климентьевичем Шкварниковым (сотрудники ИЦиГ) и Виктором Петровичем Максименко (СибНИИРС).

Облучив в 1959 году семена пшеницы Новосибирская 7 (о которой было рассказано выше) дозой в 5 тысяч рентген, сотрудники лаборатории получили большое количество мутантов. Один из них - мутантное растение пшеницы №1656 – и стал основой для создания нового сорта. Уже через пять лет мутант 1656 был включен в конкурсное сортоиспытание на экспериментальных полях ИЦиГ СО АН СССР и по договору о научном сотрудничестве с отделом селекции Новосибирской областной сельскохозяйственной опытной станции (так в то время называли СибНИИРС, где и была ранее создана Новосибирская 7).

Мутантное растение пшеницы №1656 – и стал основой для создания нового сорта На протяжении последующих четырех лет селекционер В.П. Максименко подтвердил хорошую урожайность (более 30 центнеров с гектара) и высокую устойчивость к полеганию у этого сорта, и он был включен уже в государственные сортоиспытания под именем Новосибирская 67.

Новый сорт обладал такими важными характеристиками, как среднеспелость и засухоустойчивость, слабая поражаемость пыльной головней и корневыми гнилями, отзывчивость на высокий агрофон и хорошая окупаемость затрат на удобрения. Сорт устойчив к полеганию.

По качеству зерна относится к сильной пшенице, по содержанию незаменимых аминокислот превосходил многие районированные сорта. Поэтому, решением Министерства сельского хозяйства СССР яровая пшеница Новосибирская 67 была занесена в список сильных пшениц-улучшателей, и за продажу зерна этого сорта выплачивалась надбавка в 10-40 %, в зависимости от содержания белка.

Новый сорт очень быстро стал завоевывать популярность. Большой вклад в его внедрение внесла усовершенствованная технология выращивания и производства сортовых семян, применяемая СибНИИРС (где поначалу и было сосредоточено семеноводство Новосибирской 67).

Новый сорт отлично зарекомендовал себя на полях Курганской, Новосибирской, Омской, Тюменской областях (где позволял выдерживать урожай более 40 центнеров с гектара без полегания). А благодаря его высокой отзывчивости на питание, потенциал урожайности сорта оценивался в 50-55 центнеров/га.

«Экономический эффект от внедрения этого сорта многократно превысил затраты на строительство нашего института, в котором был выведен», - подчеркивал научный руководитель ИЦиГ СО РАН академик РАН Николай Александрович Колчанов. Ранее в руководстве СО РАН выгоду от внедрения сорта и вовсе сравнивали с стоимостью строительства всей первой очереди Академгородка. Эти оценки подтверждает и статистика того времени. Только в 1976 году и только в Новосибирской области благодаря замене сорта Мильтурум 553 Новосибирской 67 было получено 6 миллионов рублей дополнительной прибыли. А ведь сорт использовался далеко за пределами региона и на протяжении десятилетий.

Столь высокие цифры объясняются тем самым высоким качеством зерна. Качество зерна, его технологические свойства принято относить к пяти классам, при этом, самое качественное относят к первому классу, попроще – ко второму. Третий класс – это как «троечник» в школе, довольно посредственный уровень. Чаще всего зерно третьего класса – это смесь зерна, которое направляется на самые разные цели. А сейчас для хлебопечения используют порой и четвертый класс зерна, который в советское время считался фуражным.

«Вырастить зерно первого и второго класса довольно сложно. Требуется повышенное внимание к агротехнологиям, дополнительные затраты, знания, усилия. В создание сильных и ценных сортов селекционеры вкладывают дополнительные вилы. Раньше государство стимулировало хозяйства к выращиванию таких сортов, чтобы получать в значительном количестве зерно высших классов.  – серьезными надбавками к цене», - рассказала заведующая сектором генетики качества зерна ФИЦ ИЦиГ СО РАН, к.б.н. Татьяна Пшеничникова.

Сортировкой зерна занималась Госхлебинспекция. А сейчас, когда инспекции не стало, регламенты не действуют, а зерно, независимо от класса, стоит почти одинаково, производителям нет смысла стараться. В результате, у нас львиная доля урожая приходится на зерно третьего и четвертого классов, из которого не получится муки высшего качества. А Новосибирская 67 сегодня практически забыта (на Дне поля Новосибирской области в прошлом году даже руководители ведущих аграрных предприятий региона признавались, что впервые слышат о сорте, способном давать такие урожаи высококачественного зерна в сибирских условиях).

Тем не менее, ИЦиГ (и его филиал СибНИИРС), где в свое время был создан этот сорт – продолжают свою работу, оставаясь на переднем крае селекционных технологий. А значит, у нас в стране сохраняется возможность появления не менее выдающихся новых сортов ведущих сельскохозяйственных культур. Главное, чтобы была соответствующая политика государства, на поддержку их селекции, семеноводства и внедрения в аграрный сектор экономики.

Компактная "линейка оптоволокна"

Научные сотрудники Лаборатории волоконных лазеров Физического факультета Новосибирского государственного университета выяснили, что для изготовления вариации радиуса на поверхности оптоволокна не нужна высокая точность. Достаточно взять обычный кусок волокна, сделать на нем пару выемок и автоматически получить систему, в которой уже возможна генерация оптической частотной гребенки с низкой частотой повторения. Результаты их исследования опубликованы в журнале Optics Letters (Soliton-comb solutions for fiber-based bottle microresonators, https://doi.org/10.1364/OL.544823)

— В своей работе мы показываем, что цилиндрические микрорезонаторы являются простой и надежной платформой для генерации оптических частотных гребенок с низкой частотой повторения. Если в такую систему вводятся малые вариации радиуса, то существует набор аксиальных мод с различным пространственным распределением вдоль оси волокна, при этом спектральное расстояние между ними может быть уменьшено вплоть до 100 МГц. В ранних работах уже была проведена теоретическая демонстрация аксиальной гребенки в цилиндрическом микрорезонаторе с параболической вариацией радиуса на качественном уровне. Наше исследование раскрывает контринтуитивный факт: ширина аксиального солитона слабо зависит от дисперсии мод и может наблюдаться, в принципе, в системе с любой формой вариации радиуса. Это значительно упрощает изготовление системы для генерации оптических частотных гребенок. Таким образом, любой кусок оптического волокна, независимо от его формы и шероховатости поверхности, может быть использован для генерации гребенок, — рассказала младший научный сотрудник Лаборатории волоконных лазеров ФФ НГУ Алена Колесникова.

Оптическая частотная гребенка – это спектр сигнала, который выглядит как набор узких спектральных линий, равноудаленных друг от друга с высокой точностью. По своей сути это линейка частот. Сам сигнал, которому соответствует такой спектр, представляет из себя последовательность импульсов, приходящих на измерительный прибор с одной частотой, которая равна как раз расстоянию между линиями в гребенке. Так как гребенка – это своего рода линейка частот, то основным применением является сверхточное измерение частоты и времени. А это в свою очередь открывает широкий спектр применений в областях спектроскопии, оптических часов, GPS-навигации, измерении расстояния в астрономии, а также имеет приложения в телекоммуникациях и тд.

Существуют два варианта генерации частотных гребенок: лазеры с синхронизацией мод и микрорезонаторы. Первая платформа позволяет генерировать гребенки с малой частотой повторения, то есть с малым шагом линейки, но требует значительного энергопотребления и обладает относительно большими размерами. Микрорезонаторы в свою очередь обладают малыми размерами и требует меньше мощности, однако расстояние между линиями ограничено. Чтобы сократить его, необходимо увеличить размеры резонатора, но тогда он будет требовать большой мощности.

— Как в любом резонаторе, в микрорезонаторах существуют моды – это устойчивое распределение электромагнитного поля, являющееся следствием ограничения пространства, в котором оно существует. В зависимости от формы микрорезонатора, мы получаем различные пространственные распределения мод. Каждой моде соответствует своя резонансная частота. Для того, чтобы была возможна генерация гребенок в микрорезонаторах необходимо, чтобы в системе существовал набор мод, чьи резонансные частоты будут эквидистантны, то есть равноудалены. Именно расстояние между частотами мод определяет расстояние между линиями в гребенке, — объяснила Алена Колесникова.

В ранее известных микрорезонаторах сферической, кольцевой или тороидальной формы расстояние между линиями составляет порядка 10-1000 ГГц. Самые лучшие осциллографы на данный момент позволяют напрямую измерять частоты вплоть до 20 ГГц, то есть без дополнительной обработки сигнала измерить такие частоты просто невозможно.

В цилиндрическом микрорезонаторе с малой вариацией радиуса возможна генерация гребенки с частотой повторения меньше 10 ГГц и с возможностью уменьшить ее до 100 МГц, при этом сохранив микронные размеры платформы. Это стало возможно благодаря тому, что в такой системе есть набор аксиальных мод (моды с пространственным распределением вдоль цилиндра), которые за счет самой геометрии цилиндра имеют маленькое расстояние между резонансными частотами.

— Мы исследовали цилиндрический микрорезонатор с вариацией радиуса на предмет возможности генерации гребенок на наборе аксиальных мод с помощью разработанной модели. Такой микрорезонатор можно сделать на базе стандартного оптического волокна, которое есть в любой лаборатории, где занимаются волоконной оптикой. Для этого достаточно снять пластиковую оболочку с волокна и нагреть его СО2-лазером. В месте нагрева волокно немного разбухнет, то есть возникнет небольшая вариация радиуса. Именно эта вариация радиуса и позволяет получить набор аксиальных мод, так как будет задерживать излучение внутри этой области. До нас такая система уже была исследована на предмет возможности генерации гребенок. Из опыта генерации гребенок в микросферах, кольцах и т.д., считалось, что для того, чтобы сделать гребенку максимально широкой, необходим практически идеально эквидистантный спектр мод. Для аксиальных мод цилиндрического микрорезонатора такое возможно, если сделать параболическую форму вариации радиуса на его поверхности, что на самом деле является нетривиальной экспериментальной задачей и требует хорошего точного алгоритма нагрева волокна СО2 лазером, — рассказала Алена Колесникова.

Ученые лаборатории показали, что на самом деле для генерации гребенки в такой системе может подойти практически любая форма вариации радиуса. При этом ширина гребенки при прочих равных параметрах не будет зависеть от формы. Они промоделировали два случая: микрорезонаторы с параболической формой и прямоугольной формой вариации радиуса, и получили генерацию солитонов, в спектре которые выглядят как оптическая частотная гребенка. При этом характеристики солитонов и гребенок практически совпадают для обоих случаев. Пришли к выводу, что высокая точность изготовления вариации радиуса на поверхности волокна не требуется. Можно взять обычный кусок волокна, сделать на нем пару выемок (то есть прямоугольную форму вариации радиуса), можно даже механическим способом и автоматически получим систему, в которой уже возможна генерация оптической частотной гребенки с низкой частотой повторения.

— Стоит также отметить, что процесс изготовления других типов микрорезонаторов, сферических, тороидальных, кольцевых и т.д., также является сложным и требует высокой точности, в то время как оптическое волокно доступно и является продуктом массового производства. Насколько нам известно, в такой системе еще никто не получал оптических гребенок, — пояснила Алена Колесникова.

Полигон для технологий

Губернатор Кузбасса Илья Середюк провел рабочую встречу с председателем Сибирского отделения Российской академии наук (СО РАН) Валентином Пармоном. Они обсудили перспективные направления развития кузбасской науки в части крупнотоннажной глубокой переработки угля на территории региона и проекты, которые позволят улучшить экологию.

«Эти вопросы очень актуальны для Кузбасса. Мы бы хотели, чтобы наша талантливая молодежь, имея здесь научную и производственную базы, могла заниматься научными разработками и применять их в реальном секторе экономики. Кузбасс — большой промышленный полигон, на котором можно испытывать новые технологии. Самые актуальные для нас — получение высокомаржинальных продуктов в результате обогащения или расщепления угля. Вместе с СО РАН готовы разместить в Кузбассе большое производство по глубокой переработке», — подчеркнул Илья Середюк.

Также на встрече речь шла об экологии региона. Академик Пармон предложил варианты доработки угольного топлива до бездымного состояния. Подобный опыт реализован в Красноярске, в Ленинске-Кузнецком есть фабрика, на которой можно было бы организовать производство. Валентин Николаевич также отметил, что в процессе подобной обработки угля будет получаться очень ценный попутный продукт — коксохимическая смола.

Также академик предложил помощь науки Сибири в изготовлении из кузбасского угля сорбентов для очистки воды. Это позволит региону перерабатывать более 1 млн тонн добытого топлива в год без затрат на транспортировку.

«Это особенно актуально в связи с загруженностью Восточного полигона Запсиба и невостребованностью угля в странах Запада. Технологии переработки позволят использовать не самые ценные марки угля», — сказал академик Валентин Пармон.

Кроме того, стороны обсудили кандидатуры кузбасских ученых для включения в состав РАН. Также председатель СО РАН вышел с инициативой строительства в Кузбассе академического кампуса и проведения на базе региона научных конференций.

Работа в союзе с Солнцем

В наши дни это звучит невероятно, но еще в прошлом веке наличие арктических льдов считалось большой проблемой, с которой должна была справиться наука. Глобальное потепление не вызывало той паники, что раздувается в наши дни на все лады. Наоборот, стремление добавить «градус», дабы освободить прибрежные воды северных морей для навигации судов, воодушевляло тогдашних ученых на разработку самых разных глобальных проектов, порой граничащих с фантастикой. Не обошли эту тему, разумеется, и советские ученые.  

Об одном таком проекты мы уже писали ранее. Так, в 1959 году в октябрьском номере «Литературной газеты» появилась публикация, где подробно освещался проект инженера П. М. Борисова, предложившего искусственно «отрегулировать» морские течения таким образом, чтобы вызвать небольшое потепление (именно так – потепление) вод Северного Ледовитого океана. Напомним, что автор проекта мечтал перекрыть Берингов пролив огромной плотиной длиной более 90 км. На плотине нужно было установить мощные насосы, которые перекачивали бы холодные воды с севера на юг – в воды Тихого океана. По замыслу, это должно было усилить приток теплых атлантических вод, чтобы лучше согревать Арктику. По расчетам, ежесуточная перекачка должна быть не менее 500 кубических километров (что в 763 раза больше суточного стока Волги в районе нынешней Самары!).

В то время, как мы неоднократно отмечали, подобные глобальные замашки не были редкостью, и потому их свободно обсуждали даже в научных кругах. Проект инженера Борисова в этом отношении не стал исключением. Его также разобрали «по косточкам». В 1960-м году в журнале «Природа» вышла критическая научная статья, где была доказана полная несостоятельность этого проекта, сулящего больше вреда, чем пользы. Точнее, специалисты в области геофизики и гидрологии никакой пользы в нем не усматривали вообще. К потеплению северных вод, считали они, такие технические свершения не привели бы совершенно, зато природе был бы нанесен колоссальный ущерб.

Тем не менее, в то время в нашей стране осуществлялись пусть не столь масштабные, но все же достаточно успешные работы по борьбе с арктическими льдами. Точнее, наши ученые разрабатывали различные методы, направленные на ускоренное таяние льда в районе трасс северного морского пути. Проблема для судоходства в этих местах была связана не только с тем, что водные трассы многие месяцы покрыты льдом, но также и с тем, что заливы, бухты и устья рек очищаются на месяц-полтора позднее прилегающих к ним морей. В результате полярные гавани слишком долго остаются закрытыми. Ледоколы в этом случае никак не помогали. Проблема требовала решения, поскольку имела прямое отношение к экономике нашей страны. Она затрагивала не только моряков, но также рыбаков, строителей, летчиков, исследователей, работающих в условиях Севера. Все они были прямо заинтересованы в том, чтобы в начале короткого арктического лета как можно быстрей освободить поверхность воды и сушу от льда и снежного покрова.

В советские годы над решением этой проблемы работали специалисты Арктического института. Ими был разработан метод, позволявший в различных широтах Арктики проводить «ускоренное» таяние, на месяц опережавшее процессы в естественных условиях. В чем заключалась суть метода? Дело в том, что поверхность, покрытая снегом или льдом, отражает почти 90% радиационной энергии Солнца обратно в атмосферу. Если же такую поверхность покрыть измельченным темным материалом, то альбедо уменьшится, и тепловая солнечная энергия эффективнее посодействует таянию.

Ученые отмечали, что в Арктике с апреля по июль радиационного тепла поступает на поверхность не меньше, чем во многих южных широтах. Однако процесс таяния растягивается на 2,5 – 3 месяца. Сама идея «удержания» на поверхности радиационного тепла далеко не нова. С давних пор русские крестьяне, жившие на севере, посыпали золой и сажей пасеки и огороды, чтобы поскорее освободить их от снега. Примерно так же поступали по весне с вмерзшими в лед судами. В Советском Союзе под этот дедовский метод решили подвести научную основу.

В 1937 году на полярной станции мыса Шмидта окрасили шлаком и фуксином экспериментальный участок площадью 1 кв. метр. Он оттаял на восемь суток раньше других. В том же году на мысе Челюскин окрасили торосы, которые растаяли уже в середине июля. Такие эксперименты проводились неоднократно в течение нескольких лет.

После войны ученые задались вопросом: почему эта правильная идея не нашла широкого применения и широкого практического развития? Выяснилось, что всё упиралось в неудачный выбор материалов, в отсутствие масштабных экспериментов, да и в недостаточную изученность физических процессов таяния. Ведь одно дело, когда вы вручную распыляете материал на 10 – 20 метров вокруг корабля. И совсем другое дело, когда вы вскрываете арктические бухты и прокладываете каналы в десятки и даже сотни километров.

В 1949 году на острове Диксон были созданы такие опытные каналы, для чего была организована специальная исследовательская экспедиция. Площадь опыливания составила 313 тысяч квадратных метров. Исследование носило комплексный характер, решая сразу несколько сугубо научных вопросов, связанных с таянием льда. Уже к 1952 году началось внедрение этого метода в практику. К материалу предъявлялись повышенные требования. Он не только должен был понижать отражающую способность снега и льда, но также не сдуваться ветром и не смываться весенней водой. И главное – такой материал должен быть дешев, ведь его требовалось очень много.

Фуксины и краски были для этого непригодны, поскольку легко смывались водой. Куда эффективнее оказались различные смеси из шлака, угольной пыли, черного песка и обычного желтого песка. После распыления они сразу же проникали в толщу льда. И чтобы их смыть, необходимо было разрушить стенки ледяных камер.

Как показали опыты, шлак, угольная пыль и черный песок дают примерно одинаковый темп таяния. Максимально опыленный снег начинает таять со скоростью 8 см за сутки. Также была установлена оптимальная концентрация опыливания. Дело в том, что чрезмерное затемнение поверхности могло дать противоположный эффект, поскольку слишком толстый слой материала начинает играть роль теплоизолятора. Экспериментально было установлено, что понижение альбедо необходимо ограничить 20 процентами. Также были установлены и оптимальные сроки опыливания – примерно за 1,5 – 2 месяца до начала естественного таяния. Обычно в западных районах Арктики (от Архангельска до Тикси) эти сроки приходятся на начало мая. А в восточных районах (от Тикси до бухты Провидения) – на середину апреля. Слишком раннее опыливание было бессмысленным, поскольку снегопады перечеркивали эту работу.

Чисто технически этот процесс осуществлялся с помощью саней, прицепленных к трактору. В отдаленных районах – с помощью самолета. В последнем случае обычно осуществлялось 15 – 18 полетов по одному месту. При этом создается сплошная полоса шириной 15 – 17 метров. Опыливание полосы длиной в один км можно было провести за три летных часа.

По словам ученых тех лет, сразу после опыливания начиналось интенсивное таяние снега, которое проходило в три-четыре раза быстрее естественного таяния. В целом опытные работы такого масштаба доказали, что данный радиационный метод позволял решить ряд практических вопросов. Благодаря ускоренному вскрытию проливов и бухт увеличивались сроки навигации. Опыливание аэродромов также позволяло быстрее ввести их в эксплуатацию после зимы. Наконец, раннее очищение ото льда весьма благоприятно сказывалось и на промысле морского зверя.

Интересно, что первые серьезные работы по опыливанию были предприняты в 1951 году в порте Певек, расположенном в горле Чаунской губы. Здесь был создан канал длиной 20 километров. Работы закончились 22 мая, и сразу же начались наблюдения над таянием во всем районе. Было отмечено, что таяние началось сразу же, и уже к 5 июня появилось большое число промоин, а 26 июня произошло вскрытие. Созданный таким путем канал ускорил общее вскрытие льда бухты. Эти работы повторялись и в последующие годы.

Отметим, что радиационный метод применялся не только в Арктике. Он дал хорошие результаты и в более южных регионах страны. Такие работы проводились на реках и в больших водохранилищах, а также на горных ледниках (для увеличения расхода горной воды). Как выражались ученые, таким способом удавалось грамотно использовать даровую энергию Солнца, «удержав» часть ее на поверхности.

Насколько актуален этот опыт в наше время? Как мы понимаем, в условиях борьбы с глобальным потеплением распыление в полях сажи будет трактоваться как увеличение «углеродного следа», с которым принято истово бороться как с причиной глобального потепления. Тем не менее, для жителей Сибири этот опыт может оказаться весьма актуальным. Полагаем, в наших краях немалая часть садоводов-любителей или мелких фермеров с удовольствием воспользовалась бы соответствующими смесями и технологическими регламентами по их применению. Остается сожалеть, что эту тему положили «под сукно».

Николай Нестеров

Большая коллекция минералов

Сотрудники Научно-образовательного центра «Эволюция Земли» Геолого-геофизического факультета Новосибирского госуниверситета создают базу данных, которая объединит информацию обо всех образцах, находящихся в открытых экспозициях и хранилищах. Итогом этой работы должно стать создание сайта для всех интересующихся геологией и минералогией. Сторонние посетители смогут здесь ознакомиться с экспонатами НОЦ «Эволюция Земли», а профессиональные геологи и сотрудники НГУ — получить информацию об образцах из закрытых хранилищ факультета. Работа над созданием базы данных и сайта проводится при поддержке программы «Приоритет-2030». Программный продукт создается новосибирской ИТ-компанией Дата Ист, в которой работают выпускники ГГФ НГУ.

— Отечественная геоинформационная платформа CoGIS позволяет специалистам создавать сайты из готовых модулей, не прибегая к услугам программистов. Они сами проектируют базу данных, создают карточки объектов и таким образом документируют музейные экспонаты. Каждый объект содержит описание и мультимедийную информацию — фото, видео, презентации. Интерфейс прост настолько, что его легко освоит и учёный, и школьник. Мы рассчитываем, что платформа CoGIS для Научно-образовательного центра «Эволюция Земли» и для университета в целом станет универсальной средой хранения и обработки научно-практической информации, полезной для студенческих курсовых и дипломных работ, производственных практик, а также для выполнения исследовательских программ вуза, — рассказал ГИС-специалист компании Дата Ист Михаил Задорожный.

— В настоящий момент база данных только создается и функционирует только для внутреннего пользования. Нами оцифрованы все образцы, выставленные в экспозициях НОЦ «Эволюция Земли» — как внутри его помещения, так и витринах, расположенных в прилегающих коридорах. Частично оцифрованы и образцы, которые находятся в хранилищах факультета. На сегодняшний день в базе данных содержатся сведения о более чем трех тысячах образцов. Еще примерно такое же  количество   оцифровано, но пока не внесено в базу данных. Для этого мы совместно со специалистами Дата Ист создали карточки образцов, в каждую из которых мы помещаем изображение минерала или горной породы и ряда его геологических характеристик: название, химический состав, вес, размеры, дата поступления в хранилище НОЦ «Эволюция Земли», место и дата добычи, имя добывшего. Конечно, не каждый образец снабжен полным перечнем этих данных — нередко некоторые характеристики нам неизвестны. Не все образцы снабжены фотоизображением — только экспозиционные и наиболее эффектные внешне. Остальные на первом этапе будут сопровождаться лишь описаниями, — рассказала научный сотрудник НОЦ «Эволюция Земли» Ольга Хохрякова.

Впереди у составителей базы данных еще много работы. Многие образцы, для которых необходимо составить подробное описание и провести фотосъемку, находятся под стеклом, поэтому в базу внесены неполные данные и «черновые» фотографии. Полными описаниями обладают образцы из коллекции Александра Годовикова, расположенной в переходе рядом экспозиционными залами НОЦ «Эволюция Земли». Остальные образцы, которые хранятся упакованными в коробки, сопровождать фотографиями пока не будут.

— В хранилищах Геолого-геофизического факультета хранятся тысячи неописанных образцов, привезенных со студенческих практик и экспедиций в 80-90-х годах. До создания НОЦ «Эволюция Земли» в новом корпусе, на ГГФ существовал учебный музей (он находился в лабораторном корпусе), и сейчас его образцы составляют значительную часть коллекции факультета. Все экспонаты, размещенные в витринах, имели описания и этикетки. В новом корпусе коллекция пополнилась новыми образцами. Их мы тоже вносим в нашу базу данных. Но немалая часть минералов и пород до сих пор остается неразобранной. Образцы находятся в коробках завернутыми в старые газеты еще советских времен. Теперь мы разбираем их, описываем содержимое и ставим на баланс. Самые эффектные внешне образцы отобраны для размещения в музейных витринах или в учебных коллекциях, предназначенных для аудиторий, — рассказала Ольга Хохрякова.

 Кроме этого, сотрудники НОЦ «Эволюция Земли» работают с неучтенными образцами, привезенными с геологических практик и из поездок участников студенческого минералогического общества «Кристалл». Несколько десятилетий эти образцы хранились в лабораторном корпусе НГУ, а сейчас их перевезли в хранилища НОЦ «Эволюция Земли». Некоторые посылки с образцами еще не распакованы. Самые интересные и красивые образцы были ранее отобраны и помещены в витрины музея СМО «Кристалл», остальные разобрать не успели. Теперь за эту работу взялись геологи НГУ, разделяя образцы на несколько категорий. Они объединяют образцы, например, по месту обнаружения, химическому составу или сфере применения. Объем коллекции, которую предстоит разобрать, считают не в количестве коробок, а в кубометрах. На данный момент их 10.

— Все поступающие к нам образцы мы классифицируем, систематизируем, раскладываем по местам хранения и вносим в базу данных, что позволяет быстро и удобно находить их в хранилище, когда возникнет потребность формировать экспозиции, пополнять учебные коллекции или представлять их в качестве иллюстраций в интернете. Мы понимаем, что на методичное описание всех образцов потребуется, наверное, десятилетие, поэтому решили пойти по другому пути: сначала мы выбираем те образцы, которые нам интересны с экспозиционной или учебной точки зрения, и работаем с ними. К менее интересным образцам перейдем в дальнейшем. Базу данных мы заполняем постепенно, по мере описания образцов, — пояснила Ольга Хохрякова.

По замыслу сотрудников НОЦ «Эволюция Земли», создаваемая ими база данных будет предназначена не только для внутреннего пользования. Доступ к базе данных осуществляется через интернет, добавление и просмотр информации происходит в рамках геопортала, представляющего минералогическую и палеонтологическую экспозиции НОЦ «Эволюция Земли». Разные уровни доступа — для сотрудников, которые могут редактировать данные, и для посетителей, которые будут заходить на сайт, чтобы полюбоваться фотографиями сверкающих кристаллов и разноцветных камней, а заодно узнать интересные факты о них — настраиваются средствами CoGIS.  Гости геопортала смогут ознакомиться с содержанием экспозиционных витрин НОЦ «Эволюция Земли» и с каждым представленным на них экспонатом по отдельности. Предполагается, что сотрудники и студенты НГУ смогут видеть больше информации, чем все остальные посетители. Так, например, они смогут знакомиться с архивными и учебными коллекциями.

— Наш сайт благодаря эффектному оформлению и красивым фотоиллюстрациям привлечет внимание школьников и учителей. Педагоги, узнав о нас, смогут обратиться к НОЦ «Эволюция Земли» с заявкой на учебные минералогические коллекции, где были бы представлены, например, часто встречающиеся в нашем регионе минералы и горные породы, либо образцы, необходимые для освоения учебных программ по географии и химии. Наши сотрудники по запросам учителей формируют школьные коллекции. Одна из них в ноябре прошлого года была передана новосибирской школе № 112, — рассказала Ольга Хохрякова.  

Предполагается, что сайт с базой данных минералогических и палеонтологических образцов станет доступным для широкой аудитории в конце этого года.

Пресс-служба Новосибирского государственного университета

Сигма 5 выходит на поля

Сорт яровой мягкой пшеницы Сигма 5, выведенный селекционерами лаборатории яровой мягкой пшеницы омского аграрного научного центра, по итогам успешных сортоиспытаний был включен в Государственный реестр селекционных достижений. Селекция сорта Сигма 5 проведена на основе гомозиготной ДГ-линии (гаплоида с удвоенным числом хромосом), созданной сотрудниками лаборатории хромосомной инженерии злаков Института цитологии и генетики СО РАН.

«Этот подход в селекции является очень эффективным. На создание сорта мягкой пшеницы традиционными методами уходит от десяти до пятнадцати лет. При введении в селекцию гомозиготных ДГ-линий, которые получают в течение одного года, продолжительность отборов и, соответственно, время создания новых сортов сокращается почти в двое.  Так, сорт Сигма 5 создан за шесть лет. Важно, чтобы ДГ-линии, включенные в отборы, представляли селекционную ценность для регионов будущего возделывания создаваемых на их основе новых сортов» подчеркнула руководитель лаборатории, д.б.н. Лидия Александровна Першина.

Несмотря на очевидные преимущества и то, что этот метод в ряде российских научных учреждений в исследовательских целях используют относительно давно, практические результаты его применения в нашей стране незначительны. Например, сообщалось о получении на основе ДГ-линии сорта зерновой культуры тритикале в Саратове. Что касается пшеницы, то согласно анализу литературы, Сигма 5 стала первым таким сортом.

Ускоренным процессом селекции достоинства сорта не исчерпываются. Преимущество сорта Сигма 5 заключается в гомозиготности по проявлению морфологических признаков и высокому уровню устойчивости к листостебельным заболеваниям (мучнистой росе, бурой и стеблевой ржавчинам), как на естественном, так и искусственном инфекционном фонах.  Это обусловлено тем, что исходная линия ДГ-48-3, на основе которой сорт создан, является носителем комплекса генов, контролирующих устойчивость к этим патогенам.

В годы массового развития ржавчинных заболеваний его урожайность достоверно превышала этот показатель неустойчивого к стеблевой ржавчине сорта-стандарта Дуэт, с которым Сигму 5 сравнивали в ходе испытаний. Сигма 5 превосходит сорт-стандарт и по следующим показателям качества зерна: натуре зерна, массе 1000 зерен, содержанию белка и клейковины, силе муки.

Результаты сортоиспытаний и хозяйственно-важные характеристики сорта подробно проанализированы в статье, опубликованной в журнале «Письма в Вавиловский журнал».

«Работа по созданию сорта Сигма 5 является частью нашего большого совместного проекта с сотрудниками лаборатории яровой мягкой пшеницы омского АНЦ, который длится уже почти два десятилетия. В целом мы являемся соавторами девяти сортов яровой мягкой пшеницы, полученных за период нашего сотрудничества. И эта работа продолжается, в том числе с гибридами, полученными с участием линии ДГ-48-3 и разнообразием других ДГ-линий», — отметила Л.А. Першина.

Пресс-служба Института цитологии и генетики СО РАН

Как «летающие тарелки» перевоплощаются в БПЛА

Тема «летающих тарелок» в США набирает обороты, постепенно превращаясь – как показывают последние события - в национальную проблему (ни больше, ни меньше). Мы уже посвящал этой теме несколько публикаций, но даже не могли представить, что она получит такое захватывающее продолжение.

Напомним, что вопрос о неопознанных летающих объектах с недавних пор обсуждается в Конгрессе. Дело в том, что загадочные светящиеся шары стали настолько часто появляться в американском небе (точнее, в небе некоторых штатов), что на это стали с тревогой обращать внимание лица, наделенные властью. До последнего времени вопросы на этот счет адресовались руководству Пентагона, где было создано специальное агентство по изучению таинственных феноменов. Однако итоговые документы этого агентства, адресованные широкой публике, не устраивали общественность. Специалисты уверяли, будто таинственные шары не несут никакой угрозы, и в них абсолютно нет признаков «инопланетного вторжения». В то же время имелся секретный вариант отчета, который утаивался от общественности. Всё это вызывало вполне ожидаемые подозрения в том, что на самом деле от граждан что-то скрывают. Отсюда – громкие голоса, призывающие к полной прозрачности в этом вопросе.

В ноябре 2024 года на Капитолийском холме состоялось очередное заседание по проблеме НЛО, где эксперты в очередной раз выразили свое недоверие к представителям военного ведомства. Не скрывает ли американское руководство какие-то факты, связанные с исследованием таинственных явлений? А может, давно уже использует внеземные технологии, не ставя о том в известность собственных граждан?  Свежий отчет Пентагона об НЛО не внушает особого доверия. Проблема здесь в том, что официальные заявления экспертов, назначенных военным ведомством, расходятся с заявлениями отдельных представителей вооруженных сил, якобы наблюдавших подобные аномальные явления собственными глазами и имеющих на этот счет собственное мнение, расходящееся с официозом.

Так, согласно их показаниям, неопознанные летающие объекты давно уже находятся во взаимодействии с человеческой расой, при этом их летные характеристики абсолютно не похожи на то, что имеется сейчас в нашем арсенале. Другие свидетели из числа военных призывают государственные органы преодолеть предвзятость в отношении очевидцев НЛО и начать открытый и честный диалог на эту тему. Также высказываются предложения прекратить финансирование тех программ изучения НЛО, по которым формируется закрытая для общества информация. И в целом, полагают свидетели, изучение таинственных явлений должно исключать недоверчивое, предвзятое отношение к очевидцам как к потенциальным лгунам или сумасшедшим (что до сих пор имеет место). В наше время, когда чуть ли не у каждого жителя есть смартфон со встроенной видеокамерой, такие свидетельства насчитываются уже тысячами. Но отношение к ним фактически не претерпело никаких изменений с тех пор, когда показания об НЛО брались только со слов очевидцев (в силу чего у исследователей возникало вполне ожидаемое недоверия к таким показаниям, ничем иным не задокументированным).

Судя по всему, как раз благодаря смартфонам феномены светящихся НЛО стали фиксироваться в невиданной прогрессии. В последнее время подобные видео гуляют по глобальной Сети в огромных количествах. Так, в декабре 2023 года, как раз накануне упомянутых выше слушаний в Конгрессе, над авиабазой в Лэнгли стали замечать скопления неизвестных дронов (как теперь уже принято обозначать неопознанные летающие объекты). Это происходило в течение всего месяца. При этом, что характерно, количество летательных аппаратов постоянно колебалось. Мало того, они сильно различались по своим размерам и конфигурации. Согласно официальным сообщениям, в среднем в зоне ответственности Северного командования над военными объектами еженедельно появлялось от двух до пяти дронов. Откуда взялись эти таинственные «беспилотники», так и не прояснилось. Тем не менее, это не помешало главе Северного командования США генералу Грегори Гийо заявить Конгрессу о том, что эти неопознанные аппараты представляют собой растущую угрозу.    

Слова генерала вряд ли были преувеличением, поскольку упомянутая активизация «беспилотников» оказалось лишь прелюдией к тому, что стало происходить в ночном небе некоторых штатов год спустя.  В декабре 2024 года американские СМИ пестрели сообщениями о загадочных светящихся объектах, наблюдаемых в Нью-Джерси, Нью-Йорке, в Пенсильвании и в других штатах Восточного побережья. Сообщений о таинственных пришельцах было огромное количество. Так, только за одну неделю декабря ФБР получило от обычных граждан порядка трех тысяч (!) таких сообщений.

В ноябре 2024 года на Капитолийском холме состоялось очередное заседание по проблеме НЛО, где эксперты в очередной раз выразили свое недоверие к представителям военного ведомства В основном объекты появлялись по ночам, и нередко их видели в зоне расположения военных баз. Из-за активности этих «беспилотников» на короткое время были даже закрыты взлетно-посадочные полосы в международном аэропорту Стюарт, штат Нью-Йорк. Полиция этого штата, сославшись на вал сообщений об НЛО, даже разместила в социальных сетях адрес электронной почты, куда можно отправлять такие сообщения. То есть речь совсем не идет об единичных случаях. Из-за участившихся безобразий с этими «беспилотниками», Федеральное управление гражданской авиации США было вынуждено ввести запрет на полеты дронов над военной базой Пикатинни-Арсенал и Национальным гольф-клубом Трампа в Бедминстере (штат Нью-Джерси). Сообщается, что избранного президента Дональда Трампа особо возмутило появление таинственных объектов над его частным полем, отчего он через своего представителя – республиканца из Флориды Майка Уолца – потребовал от Министерства обороны немедленно прояснить ситуацию с таинственными летунами. «Нам нужно знать, кто за всем этим стоит!», - заявил Уолц.

Трамп оказался не единственным, кто выразил свое возмущение по поводу светящихся шаров. Так, сенатор от Нью-Йорка и сенатор от Нью-Джерси разослали по инстанциям (ФБР, Министерство внутренней безопасности и другие) соответствующие письма, где попросили как можно скорее выявить источник этих странных «вторжений» и доложить о том общественности. Мало того, сенаторы не исключали, что если правоохранителям потребуются полномочия для уничтожения таинственных «беспилотников», то они их смогут получить. Хотя, учитывая «несанкционированный» запуск таких аппаратов, к их уничтожению можно было приступать на законных основаниях сразу же, не дожидаясь специальных разрешений.

Региональные чиновники из тех штатов, где отмечалась активность «беспилотников», также выразили свое возмущение и апеллировали к спецслужбам и военным, чтобы те как можно скорее разобрались в ситуации и навели порядок. От некоторых правоохранителей даже поступало предложение объявить чрезвычайное положение в тех местах, где активность светящихся шаров особенно высока или же поблизости находятся военные объекты.

В общем, на этот раз НЛО вызвали настоящий переполох на разных уровнях управления. В этой связи особое беспокойство вызывает не сам факт появления непрошенных гостей, а неспособность федеральных властей прояснить ситуацию и дать внятный ответ, с чем же на самом деле мы столкнулись. У наблюдателей складывается впечатление, что инстанции пытаются переадресовать ответственность за ситуацию, а их публичные объяснения больше похожи на отговорки или на попытку успокоить общественность.

Например, представители Пентагона уверяют, что «беспилотники» не являются военными и ни в коей мере не принадлежат вероятному противнику. В частности, заместитель пресс-секретаря Пентагона Сабрина Сингх заверяла журналистов, что командиры военных баз имеют право сбивать «беспилотники», но не делают этого как раз потому, что не видят, чтобы те представляли какую-либо угрозу.

В то же время официальные лица прямо заявляют, что эти полеты являются несанкционированными (а значит, и противозаконными). К примеру, представитель Белого дома по вопросам национальной безопасности Джон Кирби обтекаемо заявил, что пока что нет подтверждений о законности полетов этих объектов. Фактически, власть расписывается в своем бессилии что-либо понять (или же ведет с гражданами какую-то игру, намеренно скрывая правду). Подобные высказывания со стороны федерального руководства вызывают разочарование у чиновников рангом пониже. Возникает подозрение, что у США просто-напросто нет технологической возможности объективно изучить ситуацию и получить правильный ответ. По этой причине тема НЛО не получила в публичном пространстве никакого качественного продвижения за всю восьмидесятилетнюю историю таких наблюдений. И обилие свидетельств, обилие видео не пролили никакого света на главный вопрос: с чем же мы всё-таки имеем дело?

Впрочем, попытку ответа могут предложить психологи, учитывая, что подобные наблюдения отражают коллективную бессознательную тревогу накануне каких-либо катастрофических событий вроде глобальной войны. Учитывая нынешнюю геополитическую обстановку, здесь, на самом деле, есть над чем задуматься.

Константин Шабанов

Как добыть больше нефти?

В Институте нефтегазовой геологии и геофизики (ИНГГ) СО РАН формируют коллектив исследователей для решения задач нефтедобывающей отрасли с использованием ЦКП «СКИФ» («Сибирский кольцевой источник фотонов»).

На станциях синхротрона ученые планируют изучать керны (образцы породы), полученные нефтедобывающими компаниями при бурении скважин.

«Нефтяникам очень интересны процессы перетекания воды, нефти и газа в пористой породе месторождения. Понимание природы этих процессов позволяет моделировать их развитие и строить на этой основе технологии наиболее эффективного извлечения нефти», ─ объяснил заместитель директора ИНГГ СО РАН по научной работе, кандидат физико-математических наук Антон Дучков.

Исследования в этом направлении ведутся (в том числе в ИНГГ СО РАН) достаточно давно, но в отличие от обычного лабораторного томографа, который позволяет сделать снимок внутреннего строения керна, работа на «СКИФ» дает гораздо больше возможностей. С помощью синхротрона, по данным ИНГГ СО РАН, можно снять протекание процесса того, как нефть выдавливается из пор породы, причем, с более высоким разрешением, сравнить, как меняется этот процесс в разных ситуациях.

Полученные данные будут использованы для построения более совершенных математических моделей, которые, в свою очередь, станут основой для новых технологических решений. Все это должно значительно увеличить коэффициент извлечения нефти из месторождения, а также удешевить сам процесс добычи. Понимают это и в нефтедобывающих компаниях, чем и обусловлен их интерес к участию в таких исследованиях.

Отдельной станции для проектов в области нефте-газодобычи на «СКИФ» не предполагается, но в перспективе должен сформироваться некий центр компетенций – коллектив специалистов по решению подобных задач. В него, по мнению собеседника «Континента Сибирь», могут войти сотрудники ИНГГ СО РАН, университета и добывающих компаний, которые совместно будут использовать возможности, когда синхротрон будет окончательно введен в эксплуатацию.

Впрочем, ряд задач решаются уже сейчас. «Ранее в нашей стране не было опыта использования синхротронов в таких исследованиях. Поэтому сейчас мы создаем саму методику работы с ними, как изучать процессы в керне, чтобы результаты исследований были полезны не только ученым, но и нефтяникам. Видимо, сформируется перечень некоего дополнительного оборудования, которое потребуется для этой работы. И уже потом, опираясь на все это, наш коллектив сможет проводить исследования, отвечающие запросам со стороны добывающей отрасли», — сказал Антон Дучков.

Во главе угла – личные склонности

Специалистами НГПУ разработана и апробирована диагностическая модель оценки профориентационной работы в школах. Необходимость в такой работе возникла в связи с тем, что в 2023-2024 учебном году в школах России был введён профориентационный минимум (единая модель профессиональной ориентации) для учащихся 6-11 классов. В регионах вырабатываются подходы к реализации этой модели - в Новосибирской области исследования ведутся совместно Министерством образования и НГПУ. В НГПУ этой работой руководят доцент кафедры педагогики и психологии ИФМИТО НГПУ, заместитель директора по воспитательной работе ИФМИТО НГПУ Татьяна Николаевна Добрынина и доктор психологических наук, профессор, заведующий кафедрой практической и специальной психологии НГПУ Юлия Михайловна Перевозкина. Участие в работе принимали также преподаватель кафедры педагогики и психологии ИФМИТО НГПУ Александра Тимофеевна Черных и директор библиотеки НГПУ Анна Сергеевна Земцова.

– Поскольку профориентационный минимум для школ введён недавно, ещё не во всех школах до конца понимают, как вести работы по профориентации обучающихся. В одних школах этим занимаются психологи, в других – педагоги и каждый использует свои методы и способы. Наша модель создавалась на основе критериев деятельностного подхода: активность-пассивность и осознанность. Это позволило выделить четыре компонента профориентации: ролевая модель профессионала, ролевая модель инфлюенсера, эмоции, потребности, ценности; способность к поиску информации о профессиях, – рассказала Юлия Михайловна Перевозкина.

Исследование проводилось в 6-11 классах более чем 900 школ Новосибирской области, охватив 15600 учащихся. Школьникам разных уровней профессионального минимума (основного, базового, продвинутого – в зависимости от типа учебных заведений) было предложено ответить на вопросы анкеты посредством онлайн-тестирования.

Результаты тестирования показали, что большинство школьников (65%) уже определились с будущей профессией. 74% опрошенных знают, какие предметы необходимы им для поступления на выбранную специальность. При этом 64% школьников планируют связать свою профессию с уже имеющимися у них увлечениями или хобби. Эти показатели примерно одинаковы для опрошенных всех возрастов. Почти половина опрошенных (48% мальчиков и 43% девочек) сообщили, что на выбор ими будущей профессии не влиял никто. Среди остальных – на мальчиков при выборе профессии больше влияют мужчины (28%), на девочек – женщины (38%).

Среди факторов, наиболее сильно влияющих на выбор школьниками будущей специальности, 45% опрошенных назвали личную склонность к определённому виду деятельности и оценку собственных способностей, 25% – качество образования, 11% – престижность специальности, а мнение родителей и педагогов в этом вопросе важно только для 4% школьников (результаты между основным, базовым и продвинутым уровнями различаются при ответе на этот вопрос на доли процента).

Основными информационными ресурсами, которыми руководствуются школьники, выбирая будущие профессии, являются сайты образовательных учреждений (47%). Далее следуют страницы в соцсетях (23%) и занятия по профессиональному минимуму (22%). Наиболее предпочтительной областью знаний для мальчиков являются технические науки (64,88%), далее следуют гуманитарные (20,47%), у девочек наоборот (28,77 и 45,41% соответственно), естественные науки школьники обоих полов поставили на третье место (14,63 и 25,88%).

Также по итогам анкетирования был выявлен представляемый детьми образ профессионала в выбранной ими профессии. 46% мальчиков видят профессионала в образе взрослого, а 25% – молодого мужчины. У девочек ролевой репертуар образа профессионала оказался разнообразнее: 30% в качестве ролевой модели выбрали молодую девушку в белом, по 19% – молодую девушку в чёрном, а 15% – взрослого мужчину. Для школьников всех уровней профессионального минимума ролевая модель профессионала вызывает позитивные эмоции – радость, уверенность и оптимизм.

По словам Юлии Михайловны Перевозкиной, в дальнейшем модель, разработанная специалистами НГПУ, будет преобразовываться в систему с учётом опыта, наработанного в других регионах России.

Виталий Соловов

Погодные риски для ВИЭ

В свое время мы уже обращали внимание на странный парадокс глобальной энергетической стратегии: по мере роста частоты экстремальных погодных явлений (якобы связанного с глобальным потеплением) надежную систему тепловой и атомной генерации заменяют ветряками и солнечными панелями, очень чувствительными к воздействию природных стихий. Говоря по-простому, пытаясь влиять на климат, мы ставим систему энергоснабжения в зависимость от капризов погоды. Ранее мы приводили некоторые факты на этот счет. Долгое время их старались не выпячивать, дабы не зародить сомнений в отношении «зеленого» энергоперехода. Однако опыт эксплуатации объектов ВИЭ оказался не настолько вдохновляющим, чтобы на него не обратили внимания инвесторы, вкладывающие деньги в проекты возобновляемой энергетики. Отмечаемый в последние годы разгул стихий выявил хрупкость этих «зеленых» систем, за что приходится расплачиваться деньгами. И суммы здесь становятся не такими уж маленькими, чтобы ими можно было пренебречь. Именно поэтому информация о ненадежности ветряков и солнечных панелей начинает понемногу просачиваться на страницы информационных ресурсов. Так, совсем недавно прошло сообщение, что в США из-за града и других стихийных явлений страховые премии за солнечные установки резко подскочили, достигнув в некоторых случаях неподъемных 400 процентов.

Начиная с 2018 года разгул стихийных явлений, отмечаемых на территориях, где сконцентрировано большинство американских СЭС (северо-восток, Калифорния, Техас), побудил страховщиков ужесточить условия. Увеличение страховых премий сопровождалось требованием по вычету до 15% от лимита физического ущерба. Для инвесторов, вложившихся в такие проекты, неприятным моментом стало то, что покрытие страхового ущерба от града не превышало 40 миллионов долларов, независимо от изначальных капитальных затрат на реализацию проекта. По этой причине инвестировать в крупные проекты стоимостью выше 200 миллионов долларов стало весьма рискованно, поскольку потенциальный убыток может значительно превысить страховые выплаты.

Поскольку солнечные панели и ветряки находятся под открытым небом, они подвержены воздействию со стороны любых экстремальных погодных явлений, чего не скажешь о тепловых электростанциях, чье оборудование находится в закрытом помещении. Помимо этого, для солнечных и ветряных электростанций требуются огромные площади. Так, в свое время были произведены научные расчеты, по которым определяли энергетическую плотность источников электроэнергии для разных видов генерации. Во внимание принималось соотношение площади занимаемой территории к единице производимой электроэнергии. Чем меньше площадь, тем выше энергетическая плотность. Для АЭС данный показатель равен единице, для газовой ТЭС – 0,8, для угольной ТЭС – 1,4 единицы.  И совсем другой порядок цифр для ВИЭ. Для ветряной электростанции – не менее 35 единиц, для солнечной  электростанции - 100 единиц! Условно говоря, если под АЭС вы выделяете один га площади, то для СЭС соизмеримой установленной мощности вам придется отвести сто га! И все эти сто га будут подвергнуты разгулу стихий в случае ухудшения погоды.

Указанный момент почему-то не особо принимался во внимание во время недавнего бума ВИЭ. В этом плане весьма показательна история с американской солнечной энергетикой. С одной стороны, в США огромное количество пустынных территорий, где много солнца и очень мало растительности. Такие участки не особо пригодны для сельского хозяйства или для застройки, но благодаря обилию солнца они как будто «просились» под размещение солнечных модулей. В итоге они были куплены или сданы в аренду под реализацию соответствующих «зеленых» проектов, поддерживаемых государством. На первый взгляд, решение выглядит вполне здравым – использовать пустующие неплодородные земли для получения электроэнергии из даровых источников. Однако при этом не были учтены погодные риски, способные сделать такой проект убыточным и поставить инвестора на грань разорения.

Как выяснилось впоследствии, эти неосвоенные территории исторически подвержены воздействию природных стихий, где наибольшую опасность для СЭС представляет крупный град, способный повредить фотоэлектрические панели. Почему этот момент не был принят во внимание с самого начала? Объяснение оказалось до банальности простым: в этих фактически безлюдных местах некому было наблюдать за выпадением крупного града, и такие факты ускользнули от внимания метеорологов. То есть когда неосвоенные территории выдавались под солнечные электростанции, официальные лица даже не располагали историческими данными относительно градовых явлений в этих удаленных районах. Они попросту не регистрировались из-за ненадобности. Крупный град в тех местах мало кем наблюдался непосредственно, а разрушения не фиксировались в силу полного отсутствия какой-либо инфраструктуры.

И лишь после возведения СЭС оказалось, что эти объекты находятся в зоне серьезного риска, не учтенного ни инвесторами, ни страховыми компаниями по причине недостатка необходимой информации в архивах метеорологических служб. Эта информация начала пополняться лишь по мере освоения этих территорий. Например, в одном из округов Западного Техаса, где было возведено немалое количество крупных солнечных электростанций, в период с 2007 по 2022 год ежегодно отмечалось до 20 дней, когда прогнозировалась возможность выпадения сильного града. Отметим, что в США град классифицируется как «сильный», когда градины достигают размера от 25 мм в диаметре и выше.  Такие градины в состоянии повредить стандартную солнечную панель. При этом, как отмечают специалисты, атмосфера над Западным Техасом (где как раз расположен упомянутый округ) как никогда благоприятствует образованию сильного града во время сезона штормов. Теперь выясняется, что статистика по частоте подобных экстремальных явлений в этих местах была явно занижена или не была учтена в исторических базах данных. В реальности риск сильного града оказался в два-три раза выше, чем полагали страховщики и инвесторы.

К чему такая неправильная оценка рисков приводит на практике? В мае 2019 года в том же Западном Техасе сильный град уничтожил 400 тысяч (!) солнечных модулей, что составило 60% от общей величины данной СЭС. До этого момента электростанция проработала всего ОДИН ГОД. Ее восстановление обошлось в 70 миллионов долларов. Еще один пример. В июне 2023 года в западной части штата Небраска гигантские градины уничтожили 14 тысяч солнечных модулей СЭС Скоттсблафф, что составляло большую часть станции. Объект проработал всего четыре года из расчетного 25-летнего срока эксплуатации (как раз такой срок определяет окупаемость инвестиций). Станцию пришлось полностью перестраивать, что на практике всегда оказывается дороже, чем построить с нуля (поскольку в случае перестройки приходится производить дополнительную очистку площадки от груды осколков). В марте 2024 года сильный град уничтожил большую часть новенькой СЭС, построенной в 40 милях к северо-западу от Хьюстона. Станция даже не была доведена до полного завершения.

В настоящее время уже стало понятно, что в зоне высокого риска находятся все СЭС на обширной территории от Северной Дакоты до Техаса и от Колорадо до Индианы. Причем, град – не единственное опасное явление. Не меньший ущерб способен нанести торнадо. Так, осенью 2024 года торнадо, связанный с ураганом Мильтон, уничтожил большую часть солнечной электростанции в Сильвиан-Шорс, во Флориде. Объект не проработал и пяти лет.

Ветряки также подвержены атакам природных стихий. Особенно это касается офшорных ветряных электростанций, расположенных в море. К сегодняшнему дню уже 80% ветряных турбин, установленных в Северном море, требуют ремонта из-за повреждений, вызванных погодными условиями. К примеру, крупнейшая офшорная электростанция London Array, расположенная к востоку от Англии, потребовала масштабного ремонта всего через пять лет после начала эксплуатации. При этом эксперты отмечают, что офшорные ветряки, которые строятся у восточного побережья США, окажутся в еще более суровых условиях, чем ветряные турбины возле европейского побережья.

Прибрежные участки Восточного побережья США периодически пересекаются тропическими штормами и ураганами. Например, за последние 170 лет через прибрежные воды Нью-Джерси в среднем проходит не менее пяти штормов за десятилетие. Тем не менее, здесь планируют размещать новые ветряные системы в рамках реализации «зеленой» стратегии. Эксперты в этом случае просто разводят руками. Они напоминают, как в 2018 году ураган Мария прошел над Пуэрто-Рико, сорвав лопасти с многих ветряных турбин. Та же участь, судя по всему, постигнет офшорные электростанции Восточного побережья.

Как раз на этом фоне раздаются предупреждения со стороны борцов за климат о том, что с каждым годом экстремальных погодных явлений будет всё больше и больше. И те же люди, как ни странно, призывают в ускоренном порядке закрывать тепловые электростанции и заменять их ветряками и солнечными панелями. Подобная реакция на так называемую «климатическую угрозу» кажется нам несколько странной и парадоксальной. Остается только следить за дальнейшим развитием событий и учиться на чужих ошибках.

Константин Шабанов

Страницы

Подписка на АКАДЕМГОРОДОК RSS