Генофонд и селекция

С 11 по 13 ноября 2020 года в ФИЦ «Институт цитологии и генетики СО РАН» проходила V Международная конференция «Генофонд и селекция растений». На ней были представлены результаты изучения и сохранения генетических ресурсов растений на основе современных научных достижений. А также - практического использования мирового генофонда культурных растений в селекции и биологических основ этого процесса.

В связи с ограничительными мероприятиями, связанными с пандемией короновируса, проведение конференции было перенесено на осень и организовано в онлайн-формате. Однако это не помешало сохранить сложившийся за последние годы тренд на рост числа и расширение «географии» участников конференции: в этом году в ее работе участвовало более 200 человек из восьми стран. Прозвучало 62 доклада разбитых на пять секций программы.

– Поступательное развитие конференции год от года происходит благодаря большому вниманию, которое уделяется вопросу использования ресурсов генетических коллекций в селекционной работе и, одновременно, высокому уровню докладов, представленных в программе, - рассказала заместитель руководителя СибНИИРС (филиал ФИЦ ИЦиГ СО РАН) по научной работе, к.б.н. Галина Артёмова.

По ее словам, значительную роль в этом сыграло и то, что в последние годы сотрудники ИЦиГ, равно как и других научных центров, широко применяют в своей работе результаты и методы в области молекулярной биологии (гены- источники полезных свойств и т.д.). И теперь пришло время демонстрировать первые результаты такого подхода, что вызывает повышенный интерес в среде селекционеров.

Молекулярно-генетическим и информационным технологиям в работе с биореcурсными коллекциями и в селекции растений была посвящена специальная секция в программе конференции. В докладах ее участников рассматривались генетические механизмы ответа растений на световой, солевой стресс, использование молекулярных маркеров для вы явления генов устойчивости к стеблевой ржавчине и ряд других интересных и перспективных результатов научно-исследовательских проектов российских ученых.

Председатель ее оргкомитета, заместитель директора ФИЦ ИЦиГ СО РАН по научной работе, д.с.-х.н. Иван Лихенко Подводя итоги конференции, председатель ее оргкомитета, заместитель директора ФИЦ ИЦиГ СО РАН по научной работе, д.с.-х.н. Иван Лихенко подчеркнул:

– В числе наиболее важных для селекционеров вопросов, поднятых в докладах участников, следует отметить вопросы улучшения сельскохозяйственных культур передача новым сортам желаемых признаков от процесса подбора доноров до особенностей вопросов передачи их в новые генотипы. Это очень важный момент в современной селекции, особенно для территорий, характеризующихся широкими наборами природных стрессов, к которым относятся и сельскохозяйственные зоны Сибири.

Как отмечают организаторы конференции, в этом направлении уже сделано достаточно много, выделен целый ряд генов и маркеров по широкому перечню биологически и хозяйственно ценным признакам. И теперь уже селекционерам надо брать на вооружение в своей работе имеющиеся научные результаты.

Конференция впервые проходила в новом формате, когда программа включала как офлайн- так и онлайн-мероприятия. И то, что сначала воспринималось как вынужденная эпидемиологической обстановкой мера, теперь, по итогам конференции видится организаторам – перспективным подходом. Включение в программу онлайн-докладов позволяет, с одной стороны, участвовать в работе конференции тем ученым, кто по каким-либо причинам не смог бы приехать в Новосибирск. А с другой – заметно расширить аудиторию слушателей их докладов. Так что, организаторы намерены и впредь использовать возможности такого «гибридного» формата проведения конференции, независимо от внешних факторов.

Пресс-служба ФИЦ ИЦиГ СО РАН

«Умная» сортировка

Тема утилизации мусора грозит стать неисчерпаемой. Я напомню, что эту проблему у нас в области пытаются решать еще с середины «нулевых», но, судя по результатам минувшего лета, решается она не очень успешно. Разговоров было много, и впереди их будет еще больше. Специалисты и политики стоят перед «сложной» (как им кажется) дилеммой – сжигать или разбирать? Дискуссия, к сожалению, затягивается, но проблема не решается. А полигоны, между тем, начинают дымить.

Вначале, как мы помним, у нас попытались разбирать. Мы уже писали, что где-то  в середине «нулевых» по стране распространялись красивые истории о мусорном «сокровище», о том, как в Китай из США отправляются целые баржи, груженные бытовыми отходами, на которых ушлые гонконгские миллионеры якобы делали большие деньги. Правда, сегодня выясняется, что американцы банально сплавляли свой мусор в Китай под видом «переработки». Что там с ним было дальше, история умалчивает. Однако вера в то, что на разборке мусора можно неплохо обогатиться, способна была вскружить головы не только бизнесменам, но и некоторым политикам.

Именно под впечатлением от таких рассказов в Новосибирске увлеклись строительством предприятий по сортировке мусора. Мол, дело понятное: извлекай из отходов ценные фракции и пускай их на вторичную переработку – вот тебе и источник доходов. Правда, за прошедшие пятнадцать никаких серьезных сдвигов на данном поприще у нас не произошло. Хотя, по идее, если это и впрямь так выгодно, то за мусором должны просто выстраиваться очереди. Но этого-то как раз и не наблюдается. Причина оказалась банальной.

Как в свое время объяснил проблему серьезный эксперт в этой области – директор ООО «Огневая технология» Геннадий Багрянцев, - предприятиям крайне неудобно и неприятно работать с «грязными» отходами. То есть с отходами, осемененными патогенными микроорганизмами. В чем содержатся эти патогены, понятно – они содержаться в быстро разлагающейся органике. Главным образом – в пищевых отходах, которые мы без малейших раздумий швыряем в мусорное ведро. Потом это все накапливается в контейнерах, доходя до стадии зловонного разложения. Ну а затем данное «сокровище» кто-то предлагает вести на завод, чтобы из этой смердящей массы извлекли какие-то ценности. Понятно, что мало кому захочется работать с подобным «сырьем».

Для решения проблемы было предложено два пути: либо термическая утилизация всей массы, либо предварительная сортировка на уровне жильцов – с последующей отправкой на заводы. На термической утилизации настаивают специалисты Института теплофизики СО РАН, которые давно разрабатывают необходимую технологическую цепочку. Правда, не так давно они пришли к выводу, что предварительная сортировка здесь также необходима. Но в целом бытовые отходы рассматриваются ими как низкокалорийное топливо, которое позволит нашему региону немного сэкономить на угле. Однако в коридорах власти пока еще не настроены на реализацию такого подхода, поскольку мусор как вторсырье кажется более привлекательным. Вдобавок ко всему, российские общественники косо смотрят на сжигание отходов и в настоящее время нагнетают истерию по поводу подобных практик.

Впрочем, специалистам виднее, какие технологии лучше всего применить. И проблема упирается, на самом деле, как раз в предварительную сортировку. У нас вроде бы пытаются осуществлять работу по экологическому просвещению населения, но пока что безрезультатно. На мой взгляд, «немецкий» вариант, выбранный в качестве наглядного примера, здесь вряд ли сработает: пластик – отдельно, бумагу – отдельно, стекло – отдельно… Такой детальный подход слишком усложняет процесс. Полагаю, можно использовать куда более простую схему, но при этом весьма понятную и обоснованную как логически, так и технологически.

Как мы уже сказали, главная проблема отходов в том, что они – «грязные». По большому счету, проблему создает наличие быстроразлагающейся органики. Она же ответственна за тот ад, который начинается на полигонах. Почему бы, в таком случае, не начать сортировку именно с неё? Здесь ведь всё просто и понятно. Аккуратные дачники именно так и поступают. Скажем, есть один большой мусорный пакет, куда складывают то, что не разлагается или разлагается медленно – всё тот же пластик, стекло, металл, керамика, разные виды упаковок и так далее. Такой пакет может заполняться неделями. Он, естественно, не издает никакого неприятного запаха, поскольку там ничто не гниет. Этот сухой «чистый» мусор без всяких проблем могут принять мусоросортировочные предприятия. А что мы делаем на даче с быстро разлагающейся органикой, то есть с пищевыми отходами и разными растительными остатками? Дело известное – всё это отправляется в компостную кучу, становясь потом источником восстановления плодородия наших овощных грядок. 

Показательный пример, не так ли? То есть органика, создающая проблемы горожанам, в «дачных» условиях приносит только пользу. Так почему бы эту практику не распространить широко среди нашего населения, коль здесь всё элементарно? Разделять гниющее и не гниющее. Данный принцип усвоит даже ребенок дошкольного возраста. Таким путем мы будем отдельно накапливать «сухие» фракции, и отдельно утилизировать разлагающуюся органику.

Есть, правда, еще одна категория отходов – потенциально опасные отходы. Сюда относятся батарейки, аккумуляторы, радиодетали, лампы, ртутные градусники и тому подобное. Для таких отходов надо приготовить дополнительный – третий – контейнер. Кстати, те же аккуратные дачники складывают батарейки и лампы в отдельную коробочку. Здесь также всё понятно.

Таким образом, мы получаем ТРИ вида контейнеров и, соответственно, три вида мусорных ведерок, откуда будет поступать мусор в контейнеры. Для простоты им можно придать цвет – красный, желтый, зеленый. Как цвета на светофоре! В красное ведерко мы складываем потенциально опасные отходы. В желтое – не гниющие и трудно разлагаемые отходы. В зеленое ведерко помещаем пищевые отходы и прочую быстро разлагаемую органику (растительные остатки, мягкую бумагу). Причем, при желании любой из нас может перерабатывать органику прямо в квартире, превращая ее в компост или биогумус. Сейчас, кстати, уже производят такое оборудование. И возможно, скоро его будут производить и у нас в Новосибирске. В любом случае, органика уже не будет создавать проблем, как это происходит настоящее время. При необходимости зеленые контейнеры можно заранее проектировать как большие компостеры. Соответственно, их содержимое станет использоваться в качестве органических удобрений, отправляясь либо на городские газоны, либо в пригородные теплицы, либо на поля.

Я специально обращаю внимание на последний момент. Дело в том, что при такой сортировке мусора он может сразу позиционироваться как сырье и предлагаться тем, кто в нем заинтересован. Содержимое зеленого контейнера забирает одна организация (например, тепличное хозяйство), содержимое желтого – другая (тот, кто занят переработкой вторсырья), содержимое красного контейнера – третья организация (те, кто утилизирует опасные отходы или извлекает цветные металлы и токсичные компоненты). Причем, указанные контейнеры могут иметь не только разные цвета, но также разную форму и объем. Здесь уже решат специалисты.

Для нас важно, чтобы для указанных целей была запущена специальная образовательная программа. Как я уже сказал, такая сортировка достаточно проста для понимания, и этому можно спокойно научить детей даже с детского сада. Думаю, с тремя цветами особой путаницы не случиться. Понятно, что они предложены не ради украшения, поскольку несут смысловую нагрузку. Красное – символ опасности. Желтое символизирует нейтральность. Ну, а зеленый цвет в наше время прочно ассоциируется с природой и экологией. Всё просто и понятно! Это почти то же самое, как объяснить детям значение цветов светофора.

Откровенно говоря, у меня здесь мало надежд на государственные органы. Я думаю, в коридорах власти еще долго будут размышлять, спорить и совещаться. А время, между тем идет, и полигоны дымят все сильнее и сильнее. В этой связи я возлагаю надежды только на муниципальные органы и их совместную работу со специалистами и представителями бизнеса. По большому счету, любой адекватный местный руководитель в состоянии реализовать указанную схему, проведя соответствующую образовательную кампанию среди детей и взрослых. Сюда спокойно можно подключить и местные школы, и детские сады, и дома культуры. Ну и, конечно же, можно также договориться с производителями насчет изготовления упомянутых цветных контейнеров, ведерок и мусорных пакетов (напоминаю – красные, желтые, зеленые). Параллельно решается вопрос с организациями, способными принимать содержимое этих контейнеров.

Ну и главное: эта программа реализуется в условиях постоянных консультаций со специалистами. Такие специалисты в Новосибирске есть, и не будет никаких проблем, чтобы подключить их к данному процессу. К настоящему времени основные «звенья» указанной технологической цепочки у нас достаточно хорошо проработаны, в том числе и способы просветительской деятельности. Осталось только организовать все это дело в единую стройную систему. Вопрос только в том: где начать? Кто окажется тем вменяемым муниципальным руководителем, который попытается реализовать у себя такую схему? Мы, конечно, готовы навскидку назвать имена. Но пока воздержимся, чтобы не обидеть других руководителей.

Константин Шабанов

Пленки для идеальной памяти

Продолжаем представлять молодых ученых Академгородка, чья работа в этом году была отмечены премией мэрии Новосибирска. Наш сегодняшний собеседник – научный сотрудник Института физики полупроводников им. А. В. Ржанова СО РАН Алина Герасимова. Премией отмечена ее научная работа, посвященная синтезу соединений, которые используются при создании элементов энергонезависимой резистивной памяти.

– Алина Константиновна, что это такое - энергонезависимая резистивная память?

– Это разновидность компьютерной памяти (ее еще называют ReRAM), которая совмещает в себе сильные стороны других типов: она сохраняет информацию без подключения к источнику энергии, как флеш-память, у нее высокая плотность записи данных, что позволяет хранить большие объемы информации и высокая скорость работы, характерная для динамической (оперативной) памяти. По сути, это еще один шаг к созданию «идеальной» памяти и это объясняет большой интерес к этому направлению со стороны ведущих компаний компьютерной индустрии во всем мире.

– Насколько я слышал, первые образцы такой памяти уже демонстрировались. В чем заключается Ваша работа?

– Мало создать демонстрационные образцы или даже первый промышленный продукт. Как это обычно и бывает с технологиями, они требуют длительной доработки: для массового внедрения надо, чтобы такая память имела разумную себестоимость, высокую надежность в работе и хранении данных. К примеру, одна из проблем, с которой сегодня столкнулись производители – недопустимо высокий процент брака среди ячеек памяти.

Структурно эта память представляет собой ячейку, состоящую из нескольких слоёв: металл-диэлектрик-металл. И многое зависит от того, какие химические элементы используются в ее создании. Вместе с коллегами мы выращивали тонкие полупроводниковые пленки оксида гафния, циркония и тантала переменного (нестехиометрического) состава ― HfOx, ZrOx и TaOx. Эти материалы считаются перспективными для создания элементов ReRAM.

В работе, которая была отмечена премией, мне удалось установить и описать взаимосвязь между условиями роста и химическим составом, структурой и оптическими свойствами плёнок нестехиометрических оксидов металлов. Понимание этих процессов позволяет управлять параметрами ячеек памяти ReRAM, улучшать их характеристики, снизить долю того самого брака. Это и есть часть той самой оптимизации технологии, которая необходима для начала массового производства.

– Как далеко продвинулись в решении этой задачи ученые Института физики полупроводников?

– Несмотря на то, что зарубежные компании далеко продвинулись вперёд в этих исследованиях, например, компания Panasonic уже приступила к промышленному производству ReRAM памяти, мы успешно работаем в этом направлении, что подтверждается публикациями наших работ в высокорейтинговых научных журналах, таких как Nanotechnology, Advanced Electronic Materials и др.

– А отечественные производители к Вашей работе проявляли интерес?

– Нет, однако, наши исследования должны вызвать у них интерес.

В принципе, эта технология не требует каких-то глобальных вложений в переоборудование предприятия, она вполне соответствует существующим производственным мощностям российских предприятий. И это – одно из ее преимуществ.

– Если говорить о Ваших планах, то с чем они связаны?

– Я планирую и дальше изучать свойства полупроводниковых структур переменного (нестехиометрического) состава. Сейчас мы их рассматривали в разрезе применения в производстве элементов памяти, но этим возможности их применения не исчерпываются. Раньше обычно внимание исследователей было сосредоточено на поиске неких идеальных структур, производство было «заточено» на их создание. А нестехиометрические структуры имеют некие дефекты, от которых обычно старались избавиться. Но изучая их, мы понимаем, что как раз эти дефекты дают им интересные новые свойства. Пока они еще плохо изучены, во многом мы выступаем в качестве первопроходцев, а это всегда интересно и перспективно.

– Как Вы считаете, нужна ли такая премия от мэрии, играет ли она какую-то роль в поддержке и мотивации молодых ученых?

– Любая премия мотивирует, особенно, если речь идет о молодых ученых, для которых премии, награды не стали чем-то привычным, рутиной. И мне было, конечно, приятно, что именно моя работа вошла в число отмеченных премией мэра. Жаль, конечно, что из-за пандемии процедура вручения прошла скомкано. Но это – объективные трудности. А так я очень рада высокой оценке своей работы.

Сергей Исаев

Фотографии Евгении Цаценко

Время открытий

18 ноября в Международный день геоинформационных систем специалисты «Дата Ист» провели занимательный онлайн урок геоинформатики для студентов Новосибирского городского открытого колледжа. Они рассказали, как с помощью ГИС строить трехмерные модели нефтяных месторождений, следить за распространением коронавируса, выбирать самый экологичный район для приобретения жилья и создавать тактильные карты для слабовидящих, а также обсудили с ребятами, какие профессии будут востребованы в будущем.

Перед ребятами выступил генеральный директор «Дата Ист» Вячеслав Ананьев.

«Время великих географических открытий давно прошло, но тем не менее хочется понимать и изучать окружающий мир, - отметил он. - На смену простым наблюдениям, карандашу и бумаге пришли геоинформационные технологии и понятие карты сегодня очень сильно изменилось».

Специалисты «Дата Ист» решили показать различные ГИС проекты на практике. Вместе со студентами они выбирали лучший район в Денвере для открытия кафе, учитывая доходы населения и уровень преступности. Ребята узнали, и как создаются тактильные карты для незрячих и слабовидящих, познакомились с условными обозначениями и технологией 3D печати. В рамках урока также состоялась географическая викторина с интересными и шуточными вопросами. Например, нужно было ответить, зачем в Гон-Конге строят небоскребы с пустыми этажами, с какой целью в Австралии возвели забор протяженностью 5000 км, и почему туристам в пещере Вайтомо в Новой Зеландии нельзя смеяться.

Выступая перед школьниками, директор по производству «Дата Ист» Юрий Ткачев сказал, что будущее человечества - за развитием геоинформационных технологий, потому что они сегодня влияют на все сферы общества. Он рассказал о привлекательной профессии программиста, работе с большими данными, искусственном интеллекте, разработке востребованных мобильных приложений. 

После урока ребята поделились своими впечатлениями и пожелали, чтобы таких практических уроков было больше. Все участники получили сувениры от компании «Дата Ист».

Екатерина Вронская

Котельная с ИИ

Ученые Института теплофизики имени С.С. Кутателадзе СО РАН в Новосибирске разработали нейросеть, определяющую режимы горения при сжигании топлива на крупных производствах. Программа позволяет различить изменения в пламени, недоступные человеческому глазу, и избежать аварийных ситуаций, сообщил ТАСС старший научный сотрудник института, инженер Михаил Токарев.

"Мы в институте занимаемся экспериментальным и численным моделированием камер сгорания, тепловых котлов, и там иногда возникают аварийные режимы работы, например, когда пламя гаснет. Если мы поставим небольшую, недорогую камеру и сделаем программный продукт, который сможет "подсматривать" в окно за этим процессом и дополнительно подсказывать оператору, то можно избежать аварийных ситуаций", - сказал собеседник агентства.​

Нейросеть различает несколько режимов горения, она способна отследить изменения в пламени, недоступные человеческому глазу, в том числе по веществам, которые образуются в процессе горения, составу смеси. Как рассказал Токарев, после анализа изображения нейросеть способна подать сигнал оператору производственной установки, который сам принимает решение о дальнейших действиях.

"Пока что эти камеры сгорания лабораторные, которые мы используем для исследования процессов сгорания. В перспективе [нейросеть] может быть использована на котлах, на тепловых станциях, крупных производствах, там стоит добавить еще дополнительные сенсоры, [чтобы] следить за процессом не только в видимом спектре", - добавил Токарев.​​

Институт теплофизики Сибирского отделения РАН был основан в 1957 году в Новосибирске. Основными направлениями научной деятельности института являются теплофизические основы создания нового поколения энергетических и энергосберегающих технологий и установок, физическая гидрогазодинамика, теплофизические аспекты водородной энергетики, теплофизические свойства веществ. В учреждении работает 490 сотрудников, более 50 из которых являются докторами наук.

«Мокрая» сторона Луны

Образ абсолютно сухой лунной поверхности внушался нам еще со школьной скамьи. Прекрасно помню вопрос учителя химии: «Объясните, почему на Луне нет воды?». Ответ был стандартный и по тем временам вполне научный: воды нет, потому что там нет атмосферы, а если нет атмосферы, то вся вода целиком улетучивается с поверхности. Короче говоря, воды на Луне быть не может в принципе – с этой уверенностью мы живем уже многие годы.

Кстати, вспомните знаменитый фотоснимок отпечатка подошвы Нила Армстронга: скептики объявляли его «фальшивкой» как раз за то, что отпечаток выглядит слишком четким, как будто оставленным на сыром песке. Мол, если на Луне нет воды, то откуда такие четкие следы? В ответ им приводили какие-то данные по механическому составу лунного грунта, состоящего из мелких частиц с особой конфигурацией, благодаря чему и получается такие отчетливые вмятины.

Разумеется, до последнего времени ни о какой «мокрой» Луне не могло быть и речи. Многочисленные снимки миссии «Аполлона» подтверждали устоявшиеся представления, демонстрируя нам совершенно сухое и пыльное пространство, без всяких вкраплений льда или чего-то подобного, содержащего воду. Интересно, что пятьдесят лет назад в образцах лунного грунта, доставленного на Землю американскими экспедициями, были якобы обнаружены некоторые признаки наличия воды. Однако ученые категорически отвергли такое предположение, поскольку оставались верны утверждению, что на Луне воды не может быть в принципе! Любые намеки на содержании влаги в исследуемых образцах объяснялись тем, что эти образцы были случайно «подпорчены» высокой влажностью атмосферы Хьюстона.

Однако последние исследования, начавшиеся с наступлением нового тысячелетия, вынуждают научный мир пересмотреть свои устоявшиеся взгляды. В 2009 году в американской прессе стали появляться публикации, уверенно сообщавшие о «мокрой» Луне. Анализируя данные, полученные со спутников, ученые пришли к выводу, что на лунной поверхности может находиться приличное количество воды. Поначалу речь шла о гидроксиле, распределенном тоненькими, микроскопическими слоями. Но уже тогда было высказано предположение, что вода вполне может содержаться в виде льда в постоянно затененных кратерах и, возможно, даже на освещенных участках.

Совсем недавно ученые получили новые данные, подтверждающие предыдущие выводы о «мокрой» Луне.  Исследование проводилось с помощью Стратосферной обсерватории для инфракрасной астрономии NASA (NASA’s Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy - SOFIA), совместно с Аэрокосмическим центром Германии. В двух словах: SOFIA – это специальный большой телескоп диаметром 2,5 метра, установленный на борту модифицированного лайнера «Боинг 747SP», летящего на высоте порядка 13 км (45 тысяч футов). Такая обсерватория позволяет астрономам изучать Солнечную систему способами, недоступными для наземных телескопов.

Полученные данные, отмечается в публикациях, убедили ученых в том, что вода способна распространяться по ВСЕЙ лунной поверхности, включая и освещенные Солнцем участки. Предыдущие миссии, как было сказано, подтверждали наличие гидратации на освещенных местах, однако было не совсем ясно, идет ли речь о воде или о других формах (OH). Благодаря SOFIA было точно установлено, что речь всё-таки идет о воде. В октябре этого года на американских информационных ресурсах появилось достаточно много публикаций на эту тему, в том числе на сайте NASA.

Как следует из публикаций, SOFIA обнаружила молекулы воды в крупнейшем кратере южного полюса, видимого с Земли. Предположительно, вода находится в концентрации от 100 до 412 частей на миллион, что эквивалентно одной бутылке объемом 340 миллилитров (12 унций) на один кубометр грунта, рассыпанного на поверхности Луны. Нельзя сказать, что это внушительная цифра. Так, в пустыне Сахара воды в 100 раз больше, чем ее обнаружено на нашем спутнике. И, тем не менее, даже это количество способно подвести нас к революционным изменениям в области астрономии. По признанию одного из сотрудников NASA, данное открытие бросает вызов устоявшимся представлениям о характере лунной поверхности.  Ведь Луна, как мы сказали, считалась абсолютно сухой даже после того, как оттуда вернулись американские астронавты с ценными образцами лунного грунта.

Разумеется, для ученых остается загадкой, каким образом вода сохраняется в грунте.  Без плотной атмосферы, как принято считать, она должна полностью улетучиться в космос. Этот вопрос занимает исследователей даже больше, чем вопрос появления самой воды на Луне. В принципе, на последний вопрос существует несколько ответов. В создании воды, считают ученые, могут быть задействованы несколько сил. Например, микрометеориты, включающие воду в свой состав, могут осаждать ее на поверхности Луны после падения. Другую возможность создает солнечный ветер, «доставляющий» к поверхности нашего спутника водород, который вступает затем в реакцию с кислородосодержащими минералами.

Но как воде удается удерживаться на поверхности и накапливаться? Этот вопрос теперь – самый интригующий. Возможно, полагают ученые, вода оказывается «запечатанной» в стеклоподобных шариках, возникших в результате сильного нагрева при падении микрометеоритов. Не исключено также, что она скрыта внутри мелких комочков лунного грунта и, таким образом, защищена от солнечного света. В общем, SOFIA открыла новую страницу в астрономии, пока еще не заполненную. Возможно, последующие полеты Стратосферной обсерватории помогут больше узнать о том, каким образом вода производится, где она хранится и где её находится больше всего.

Как и следовало ожидать, открытие воды на Луне всколыхнуло воображение ученых и политиков, намеревающихся в ближайшие годы заняться колонизацией нашего спутника.  Ученые надеются, что если воду можно добывать на месте, это позволит сократить затраты на ресурсное обеспечение новых пилотируемых  миссий. Так, в рамках программы NASA Artemis к 2024 году запланирована очередная высадка людей  - женщины и мужчины. В свете этой программы дальнейший поиск воды приобретает еще большую актуальность для науки.

Однако меня больше всего в этой истории интригует то, что неожиданное открытие странным образом подтвердило… мудрость древних. Дело  в том, что в древней мифологии Луна неизменно ассоциировалась  с водной стихией. Считалось, что она управляет дождями и морскими приливами. В старину даже дожди соотносились с лунными фазами. Одним из символов Луны была раковина и заключенная в ней жемчужина. Некоторые народы верили, что женщины с помощью жемчуга способны вызывать дождь. Образ Луны часто присутствовал в обрядах по вызыванию дождя. Быть может, древние что-то знали? Ведь Луна в их представлениях была однозначно «мокрой». Поэтому кажется удивительным, что в наши дни мы начинаем возвращаться к этому образу благодаря новейшим научным открытиям.

Николай Нестеров

Храм найден

Археологи завершили поиск остатков фундамента Тихвинской церкви, построенной в Таре в 1784–1789 годах и снесенной в середине XX века. Находился храм на территории старого городского кладбища, официально именуемого в настоящее время Комсомольским парком, где сейчас ведутся работы по благо­устройству.

Само место, где покоятся многие поколения жителей города, обязывает относиться к нему с особым вниманием. В частности, при выполнении работ нельзя не учитывать оказавшиеся под слоем земли руинированные остатки церкви, дабы не заложить их сверху плиткой. Ну а поскольку без лопаты их было не найти, за дело взялась очередная экспедиция Института археологии и этнографии СО РАН, причем стоит отметить, что немалую помощь ученым оказали тарские школьники – археологический трудовой отряд «Тарская крепость».  

– Прежде всего, – сказал нам руководитель экспедиции Сергей Татауров, – мне бы хотелось поблагодарить наших юных помощников, а также службу занятости, районную и городскую администрации, которые сумели организовать участие школьников в раскопках. Без них в этом году выполнить такой объем работ нам было бы очень тяжело. Общими усилиями удалось обнажить весь фундамент церкви, в том числе остатки кладки. Выявленное в результате исследований  основание, глинобитное с кирпичом, по крайней мере там, где был притвор и колокольня, в настоящий момент представляет собой монолит, цельную плиту, без трещин и других видимых разрушений. Думаю, что ее вполне можно использовать в качестве основания под новое строительство, то есть для восстановления этого храма. Конечно, утверждать это с уверенностью можно будет после экспертизы. Но очень хочется видеть этот утраченный архитектурный памятник возрожденным.

Археологи отмечают любопытную деталь: вся территория, как внутри фундамента, так и снаружи, была засыпана илом, по всей видимости, иртышским, что позволяло отводить излишки влаги от фундамента. Нигде больше, ни на Никольской церкви, ни на Пятницкой, подобная деталь не встретилась.

Выявленные очертания здания совпадают с теми размерами, которые сохранились в архивных документах: ширина – 3 сажени 2,5 аршина (8,2 метра), длина – 8 саж. 2 арш. (18,5 м). 

Теперь с учетом точного местонахождения Тихвинской цер­кви должен быть изменен проект благоустройства парка. О том, что предложат архитекторы, станет известно совсем скоро.

 

Автор: Сергей Алферов

Что немцу хорошо

Продолжаем тему моделей взаимоотношений власти и научного сообщества, которые существуют за пределами нашей страны. В прошлый раз речь шла об американских «фабриках мысли». Сегодня предлагаю обратиться к опыту тех, кто, как считается, нам ментально ближе. Как же решают эту проблему в Европе, а если точнее – в ФРГ.

Опыт Германии нам интересен еще и тем, что у нас есть немало схожего в историческом фоне. Германия потерпела тяжелые поражения в мировых войнах, после чего оказалась в состоянии тяжелейшего политического, экономического и мировоззренческого кризиса. СССР распался не в результате войны, но последовавший затем кризис вполне сопоставим по последствиям. Немецкая наука после Второй мировой пострадала ничуть не меньше, чем отечественная наука после 1991 года. А еще в Германии наука стала одним из важных орудий для выхода из кризиса и в России ей прочат ту же самую роль. Конечно, при соблюдении ряда условий в частности, выстраивания оптимальной модели отношений «наука-власть». И потому немецкий опыт решения этой задачи уже является для нас интересным (конечно, с учетом новых реалий и национальных особенностей).

Для начала, обрисуем границы компетенций. В центральном правительстве за научную политику отвечает Министерство образования и исследований (BMBF). В зоне его ответственности находятся сфера научных исследований.

Также есть широкие возможности для действий в этой области у разных организаций, не обязательно напрямую связанные с академической средой. Прежде всего это общественные фонды, которые представляют собой автономные исследовательские центры, занимающиеся самой различной проблематикой – от политических технологий до фундаментальных исследований в области естествознания.

Как и американские фабрики «мысли», фонды выполняют роль основного посредника между научными группами и политическими силами. Но в отличие от американцев, в ФРГ более разнообразный политический спектр, что неизбежно наложило отпечаток и на фонды (среди которых тоже наблюдается большее разнообразие по выбору политических партнеров). Выгода для политических сил очевидна: сначала они через фонды помогают финансированием научным группам, а потом представляют итоги исследований обществу как продукт своей деятельности в том числе («наша партия поддержала перспективное исследование в области производства биоэтанола, утилизации пластика, терапии онкозаболевани и т.п.»).

Причем многие фонды имеют узкую специализацию и одну партию в качестве партнера, что делает их своего рода «интеллектуальным ресурсом» этой политической силы.

Есть и определенное «разделение труда»: фундаментальные исследования финансируются преимущественно государством, а фонды больше вкладываются в прикладные разработки и научные проекты в области гуманитарного знания.

Как взаимодействуют наука и власть в ФРГ Важным нюансом этой системы является то, что движение в ней двустороннее. Как партии могут искать себе партнеров среди фондов, ориентируясь на свою текущую повестку, так и фонды могут проявлять инициативу, предлагая поддержать тот или иной проект разным политическим силам. Это делает систему более гибкой и соответствующей актуальной ситуации в сфере научных исследований.

Наличие двойного посредника между государством и научным сообществом (партии и фонды) отличает Германию от тех же США. Так система сложилась в послевоенное десятилетие, когда развитие начал демократии и федерализма ставилось главной задачей реконструкции Германии. Созданные в этот период исследовательские центры должны были сохранять автономию от правительства, чтобы освободить научное сообщество от возможного политического давления. В результате, к слову, доля государственного финансирования в общественных фондах ФРГ далеко не всегда является самой значительной.

Но у всего есть и обратная сторона. Сделав научную систему достаточно автономной от государственной политики, немцы получили «на выходе» высокий уровень ее фрагментарности. Поскольку каждый фонд проводит свою независимую политику, научные центры выстраивают сложную систему взаимоотношений с разными фондами. В итоге, «клиенту» (не важно – партии, корпорации, государству) часто непросто найти фонд или исследовательский центр, который сможет решить нужную задачу своими силами.

Вторая проблема этой системы – неравномерное финансирование. Центрам, занимающимся гуманитарными и общественно-политическими исследованиями, проще получать источники дохода, поскольку сама их сфера деятельности очень широка и легче адаптируется к повестке политических партий. Исследовательские институты, занятые в сфере фундаментальных и технических наук, не всегда могут рассчитывать на масштабную финансовую подпитку со стороны фондов, и им приходится сосредотачиваться на корпорациях, подстраивая свою научную программу под запросы рынка (что негативно сказывается на фундаментальных исследованиях).

И тем не менее, в целом система работает и работает достаточно хорошо: ФРГ на сегодня является не только одной из ведущих экономик Первого мира, но и одним из лидеров научно-технического прогресса.

Другой вопрос, насколько мы можем перенести эту модель на российскую почву без кардинальной адаптации. Наша политическая система имеет гораздо менее дифференцированную структуру, фонды, которые финансируют науку завязаны не на партии и политические группировки, а на бюджет. А число крупных корпораций, готовых вкладываться в российскую науку, причем, «играя в долгую» крайне невелико (чаще всего дело ограничивается «декларациями о намерениях»).

В итоге мы приходим к невеселому выводу. Перенос немецкой модели в ее первозданном виде возможен только после кардинальной перестройки политической и экономической системы России. А ее адаптация под текущие реалии, фактически, нивелирует, большую часть преимуществ, которые эта модель дает.

Сергей Исаев

Наука без границ

Встреча прошла 13 ноября в формате видео-конференц-связи. Министры собрались для актуализации приоритетов в области науки, технологий и инноваций стран «пятерки». В Год председательства Российской Федерации в БРИКС координацию в сфере научно-технического и инновационного сотрудничества межгосударственного объединения осуществляет Минобрнауки России.

Во встрече участвовали министр науки и высшего образования РФ Валерий Фальков, министр науки, технологий и инноваций Бразилии Маркус Понтис, союзный министр, министр здравоохранения и благосостояния семьи, науки и технологий, науки о земле Индии Харш Вардхан, заместитель министра науки и технологий КНР Хуан Вэйя, министр высшего образования, науки и технологий Южно-Африканской Республики Бонгинкоси Эмануэль Нзиманде.

Повестка встречи включала: рассмотрение вопросов актуализации приоритетов в области науки, технологий и инноваций в каждой стране БРИКС, включая НТИ развитие в постковидное время, утверждение отчета о деятельности Рабочих групп БРИКС в 2019-2020 годах, включая конкурс научно-исследовательских проектов по COVID-19, подведение итогов работы Управляющего комитета НТИ стран БРИКС, а также итогов 5-летнего сотрудничества в рамках Меморандума о взаимопонимании в области НТИ стран БРИКС. Результатом встречи станет подписание НТИ Декларации 2020 года и принятие Календаря мероприятий на 2020-2021 годы.

Встреча состоялась в пятую годовщину принятия Меморандума о сотрудничестве в сфере науки, технологий и инноваций БРИКС. За последние пять лет научно-техническое и инновационное сотрудничество в рамках межгосударственного объединения БРИКС развивалось по экспоненте и вышло на принципиально новый уровень, в том числе благодаря ведущей роли Российской Федерации. Сотрудничество стран «пятерки» в сфере науки, технологий и инноваций является одним из локомотивов кооперации в рамках межгосударственного объединения.

В соответствии с утвержденными Президентом РФ Планом мероприятий БРИКС на 2020 год и Концепцией председательства Российской Федерации в БРИКС девиз председательства России «Партнерство БРИКС в интересах глобальной стабильности, общей безопасности и инновационного роста» подчеркивает инновационную деятельность в развитии пятистороннего сотрудничества.

Несмотря на сложившуюся в мире ситуацию в связи с пандемией COVID-19, Минобрнауки России продолжило проведение запланированных мероприятий стран БРИКС в сфере науки, технологий и инноваций, большинство из них состоялись в онлайн-формате.​

Лед тронулся… окончательно и бесповоротно

Еще полвека назад глобальное потепление многим казалось невероятным явлением. Как отмечал в свое время выдающийся советский климатолог Михаил Будыко, в начале 1970-х годов было выдвинуто более двадцати (!) сценариев глобального изменения климата, и все они, так или иначе, предполагали дальнейшее похолодание на планете. Почему «дальнейшее»? Потому что в те годы отмечалась как раз тенденция к понижению температуры, начавшаяся где-то с 1940-х годов. Отсюда вытекала уверенность, что данный тренд – всерьез и надолго, поскольку события планетарного масштаба протекают в иной длительности, нежели обыденная жизнь конкретного человека. Ведь в земной истории процессы растягиваются на века, а иной раз – на тысячелетия.

Таким образом, определенная часть ученых пребывала в уверенности, будто впереди человеку уготованы суровые лихолетья. Существовала, кстати, реальная обеспокоенность, что в средних широтах сельхозпроизводители столкнутся с большими проблемами из-за сокращения сроков вегетации растений. В научно-популярной литературе и в научной периодике появлялись публикации, где предвещалось широкое наступление арктических льдов, способных-де полностью остановить навигацию в северных морях нашей страны, начиная с 2000 года.

Однако тогда же, в 1970-е, при более тщательных исследованиях были обнаружены признаки изменения глобальной температуры в сторону потепления. Несколько американских ученых, проводя исследования термического режима не севере Атлантики, высказали предположение о начавшемся отступлении холода. В середине 1970-х были получены аналогичные данные применительно к Антарктике. Соответственно, со стороны исследователей прозвучали довольно робкие предположение о начале глобального потепления. В ту пору они еще не имели серьезной эмпирической базы и наглядных подтверждений. Однако становилось понятно, что необходимы дальнейшие, более тщательные исследования. Ведь то, что было предварительно принято за начало глобального потепления, могло на самом деле оказаться незначительным отклонением от общего тренда в сторону похолодания. Тем не менее, в конце 1970-х вопрос о начавшемся глобальном потеплении в научных кругах стали поднимать открыто и недвусмысленно.

Накопленная в Антарктиде масса льда содержит огромное количество воды, способной поднять уровень мирового океана на 58 метров Больше всего в этой истории поражает то, что в то время ученые даже вообразить не могли тех событий, которые явят нам картину глобального потепления спустя всего лишь каких-то 30-40 лет. В наши дни эти изменения происходят наглядно, и согласно недавним расчетам, в самых холодных регионах планеты вполне может наступить точка невозврата, когда исчезновение ледников станет необратимым.

Так, новейшие исследования показали, что существующий сейчас рост глобальной температуры способен в скором времени обозначить переломный момент, после которого начнется безостановочное таяние антарктического льда. Иными словами, если динамика потепления в ближайшие десятилетия не изменится, рассчитывать на «отскок» будет уже бессмысленно. Такие результаты получены учеными Потсдамского института с помощью современных моделей. Необратимость данного процесса сродни тому, что происходит с молоком, добавленным в чашку кофе. Даже если температуры после означенного рубежа вернутся к нынешним значениям, таяние льда все равно продолжится. Именно так необходимо понимать тезис о необратимости.

Впрочем, ученые не утверждают, что лед полностью исчезнет за короткий период. Возможно, этого не произойдет даже в следующем столетии. Принципиальное значение имеет то, что потеря льда в Антарктике УСКОРЯЕТСЯ. В этой связи ученым важно оценить последствия данного процесса, ведь накопленная в Антарктиде масса льда содержит огромное количество воды, способной поднять уровень мирового океана на 58 метров.

Есть еще один принципиальный момент, называемый «положительной обратной связью» (о чем писал в свое время Михаил Будыко). На него современные климатологи обращают особое внимание. К примеру, воды океана, поглощая тепло из атмосферы, передают его уязвимым для положительных температур подножиям больших антарктических ледников, выступающих в море. Вода, таким образом, делает ледники неустойчивыми, в результате чего они начинают сползать в море. Особенно уязвим в этом плане, отмечают ученые, Западно-Антарктический ледяной щит. Однако аналогичная угроза может распространиться и на отдельные участки Восточно-Антарктического ледяного щита.

Согласно расчетной модели, после повышения глобальной температуры на 2 градуса Цельсия Западно-Антарктический ледяной щит будет разрушаться в основном из-за его соприкосновения с теплыми океанскими водами. Это вызовет подъем уровня моря более чем на два метра. Вслед за этим начнут таять ледники в Восточной Антарктике. В том случае, если рост глобальной температуры перейдет порог в шесть градусов Цельсия, за обозримый период будет потеряно порядка 70 процентов массы антарктического льда, из-за чего уровень моря повысится на 40 метров. Как мы уже сказали, эти льды уже не удастся восстановить, даже если температуры вернутся к показателям доиндустриальной эпохи.

Впрочем, реальные климатические факторы создают настолько сложные формы взаимодействия разных сред, что их невозможно описать с помощью какой-либо одной модели. Так, согласно расчетам ученых Массачусетского университета, холодная масса талой воды способна на какое-то время… приостановить глобальное потепление. Однако эти выводы вряд ли могут нас обнадежить. Для восстановления ледников необходимо сделать так, чтобы глобальная температура опустилась ниже значений доиндустриальной эпохи хотя бы на один градус. Вряд ли этому посодействуют те усилия, которые сегодня предпринимают европейские страны в отношении выброса парниковых газов. Как принято говорить в России: «Процесс пошел…».

Стремительное (по геологическим меркам) сокращение льда наблюдается и в северном полушарии. Так, согласно расчетам, к 2100 году Гренландия начнет терять лед с самой высокой скоростью за последние 12 тысяч лет. К таким выводам пришли ученые из Университета Буффало в Нью-Йорке.  Исследователи использовали модель, учитывающую изменение протяженности ледников за предшествующий период, начиная с эпохи Голоцена. По их оценкам, во время последнего серьезного потепления, случившегося 10 тысяч лет назад, Гренландия теряла лед со скоростью 6 000 миллиардов тонн за столетие. Эта скорость оставалась непревзойденной до ПОСЛЕДНИХ ДВУХ ДЕСЯТИЛЕТИЙ. Начиная с 2000 года была отмечена аналогичная скорость потери льда – 6 600 миллиардов тонн за сто лет. Но к следующему столетию, утверждают ученые, этот темп увеличится, составив, согласно прогнозу, 8 800 миллиардов тонн за столетие. В том случае, если выбросы парниковых газов будут нарастать, мы получим вообще убийственную цифру в 35 900 миллиардов тонн!

Разумеется, моделирование ни в коем случае нельзя принимать за окончательную истину. Заявления относительно скорости таяния льдов, конечно же, - не факты, а умозаключения. И в этом необходимо давать себе отчет. Но в то же время мы должны понимать, что и заявления противоположного характера – о грядущем похолодании - также являются умозаключениями и покоятся на определенной модели, которая вполне может оказаться весьма несовершенной или неполной (как это было в случае с так называемыми циклами Миланковича). Неоспоримым фактом в этой истории является одно: полярные льды на самом деле стремительно тают, и теперь это можно увидеть невооруженным глазом.

Олег Носков

Страницы

Подписка на АКАДЕМГОРОДОК RSS