По словам В.В. Путина, важнейшим направлением деятельности академических институтов должны стать междисциплинарные исследования. «Надо уже сейчас искать решения задач завтрашнего дня», – заявил президент 8 декабря 2014 г. в Санкт-Петербурге на заседании Совета по науке и образованию.  

Следует отметить, что в новосибирском Академгородке на ограниченной территории размещается половина научного потенциала СО РАН, здесь представлено большинство научных направлений, развиваемых в Российской академии наук. Особенности научных центров Сибирского отделения и воплощенные в жизнь принципы триединства Лаврентьева (наука – внедрение – кадры)  принесли сибирским академгородкам заслуженную славу в научных кругах не только нашей страны, но и за рубежом. Их стали копировать при строительстве научных центров во Франции (София-Антиполис), Японии (Цукуба), Южной Корее (Тэджон).

Сегодня можно сказать, что междисциплинарные исследования были и остаются отличительной чертой Сибирского отделения на протяжении всех лет его существования.

Широкое развитие междисциплинарные исследования получили при реализации Программы «Сибирь» (научные исследования и разработка по комплексному использованию природных ресурсов и развитию производительных сил Сибири). Эта программа оказалась эффективным и привлекательным для участников механизмом организации междисциплинарных исследований. Она действовала в течение 17 лет. Впервые в мире ученым удалось открыть нефть и газ в древнейших докембрийских отложениях Восточной Сибири. Сегодня здесь оконтурены десятки крупнейших месторождений и начата подача углеводородного сырья по специально построенному трубопроводу «Восточная Сибирь – Тихий океан».

К примеру, исследования по программе «Глобальные и региональные изменения климата и природной среды позднего кайнозоя Сибири» продолжались с 1997 по 2007 год. В течение этого времени было выполнено несколько проектов: «Основные закономерности глобальных и региональных изменений климата и природной среды в позднем кайнозое Сибири», «Эволюция природных процессов, человека и его культуры в позднем кайнозое Сибири и их влияние на стабильность эко- и геосистем» и др. В это же время с участием ученых из Японии и США был осуществлен уникальный проект «Глобальные изменения во внутренней Азии и прогноз их развития на основе комплексных исследований озера Байкал». Результаты исследования свидетельствуют, что современное потепление имеет естественный характер, его уровень пока не превысил порога естественных изменений климата, происходивших в течение последних 1000 лет, а тем более всего четвертичного периода.

В рамках программы «Население Южной Сибири: археологический, палеогенетический и антропологический аспекты» учеными были изучены древнейшие ткани и войлока, найденные в «замерших» захоронениях пазыркской культуры (VI-III вв. до н. э.). Результаты исследований оказались настоящим открытием в этой области. Ученые определили виды и источники древних красителей. Была проделана огромная работа по выявлению и характеристике древних красящих растений Алтая. Ученым удалось идентифицировать все растительные остатки, выявить красители неорганического происхождения.

Впервые в практике мировой науки создан банк данных результатов комплексного изучения образцов древней керамики Сибири, Зауралья и Древнего Востока.

В рамках программы «Взаимодействие микроорганизмов и окружающей среды» ученые проанализировали проблемы молекулярной эпидемиологии ряда социально значимых заболеваний, включая механизмы возникновения лекарственной устойчивости и филогении туберкулёза. Кроме того учеными были проанализированы проблемы организации и функционирования паразитарных систем и природно-очаговых трансмиссивных инфекций человека, обусловленных сложными биоценотическими связями между клещами-переносчиками, резервуарными хозяевами и собственно патогенными микроорганизмами.

Невозможно не упомянуть о совместном проекте математиков и философов. На первый взгляд эти научные направления кажутся достаточно далёкими, однако и такие проекты были успешно реализованы.  Монография академика Ю.Л. Ершова и профессора В.В. Целищева «Алгоритм и вычислимость в человеческом познании» (2012) посвящена проблемам алгоритмизации мышления, связанным с выяснением широко обсуждаемого вопроса „может ли машина мыслить?“.

Нужно сказать, что в настоящее время Минобрнауки России активно готовит новый вариант программы фундаментальных исследований в РФ на долгосрочный период, где предполагается переход от «директивной» системы управления фундаментальной наукой к «сетевой» модели организации исследований.

Подробнее с этими и другими интеграционными проектами можете ознакомиться на сайте.

или в ГПНТБ СО РАН по адресу проспект Академика Лаврентьева, 6.

Анастасия Федорова

Ученые Института геологии и минералогии им. В.С. Соболева СО РАН (ИГМ СО РАН) и Института ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАН (ИЯФ СО РАН) с помощью синхротронного излучения проанализировали донные отложения хакасских озер Шира и Беле. Проведенные эксперименты позволили провести уникальную реконструкцию климата в регионе Южной Сибири за последние 15 веков.

В зависимости от изменений климатических условий, меняется элементный состав донных осадков, поэтому, определив его, можно восстановить климатическую картину региона в прошлом. Скорость накопления отложений невелика, например, в озерах Шира и Беле она составляет около 1 миллиметра в год, и для того, чтобы проследить динамику изменения климата с точностью до года или даже до сезона, нужно разделить керн (пробу) донных осадков на части размером меньше миллиметра, что практически невозможно. Поэтому для исследования кернов ученые ИГМ СО РАН и ИЯФ СО РАН использовали метод сканирующего микроанализа на экспериментальной станции «Локальный и сканирующий рентгенофлуоресцентный элементный анализ» на ускорителе ВЭПП-3 Сибирского центра синхротронного и терагерцового излучения ИЯФ СО РАН. Во время эксперимента образцы керна перемещаются поперёк пучка синхротронного излучения, размер которого может изменяться от 10 микрон до 2 миллиметров. Измерения проводятся с шагом от нескольких микрон до нескольких миллиметров, в зависимости от задач, которые стоят перед учеными.

«Элементный анализ основан на том, – объясняет кандидат физико-математических наук, ученый секретарь ИЯФ СО РАН Яков Валерьевич Ракшун, – что при возбуждении атомов вещества синхротронным излучением возникает характеристическое (флуоресцентное) рентгеновское излучение. Каждому элементу таблицы Менделеева соответствует свой набор линий излучения, поэтому по спектру флуоресценции можно установить состав вещества». Состав каждой части керна позволяет реконструировать основные погодно-климатические условия (температуру и количество атмосферных осадков) в момент его образования.

Для проведения количественной реконструкции палеоклимата необходимо установить связь между элементным составом и метеорологическими данными. «Для этого берется верхний участок керна, – рассказывает старший научный сотрудник Института геологии и минералогии СО РАН, кандидат геолого-минералогических наук Андрей Викторович Дарьин, – который соответствует последним 150 годам. Мы сравниваем метеорологические данные с геохимическими, видим, что есть корреляция, и можно построить трансферную функцию, например, функцию температуры воздуха в зависимости от содержания брома, или ряда других микроэлементов. После этого мы аппроксимируем эту функцию в прошлое на всю глубину опробования керна и получаем реконструкцию данных, позволяющих судить о климате в этом регионе».

Реконструкция климата последних тысячелетий с высоким временным разрешением (порядка одного года) дает возможность поиска природной цикличности с периодами от нескольких лет до столетий. Точная оценка климатической периодичности позволяет лучше понять механизмы изменения климата и подготовить обоснованный прогноз изменения окружающей природной среды на ближайшие годы и десятилетия.

С помощью методики, разработанной в Сибирском центре синхротронного излучения ИЯФ СО РАН, ученые Института геологии и минералогии проводят и другие исследования, например, анализ донных отложений озер, расположенных в районе падения Тунгусского метеорита. В донных осадках этих водоемов обнаружен характерный белый прослой, который сильно выделяется на фоне остального осадка. Ученые связывают это с усиленным сбросом вещества с берегов водоема из-за сильного внешнего воздействия, но в этом слое может находиться также и вещество метеорита.

В данный момент изучается элементный состав этих вкраплений. «Конечно, было бы интересно, если бы в прослое нашлось вещество внеземного происхождения», – говорит А. Дарьин.

Метод сканирующего микроанализа позволяет работать не только с донными отложениями, но и с другими геологическими и природными объектами. Его плюс в том, что он не разрушает объект анализа, а значит, с его помощью можно изучать хрупкие, ветхие предметы – древний текстиль, фрагменты останков животных или людей, живших тысячелетия назад. В настоящий момент в Сибирском центре синхротронного и терагерцового излучения ИЯФ СО РАН проводится несколько подобных экспериментов, и их результаты будут представлять интерес для ученых разных областей – геологов, археологов, химиков, материаловедов, медиков.

Анна Сковородина

В Новосибирском Академпарке состоялся очередной конкурс инновационных проектов в рамках программы «Стартап-Тур 2016». Очень ярко «стартовало» направление «Биотехнологии в сельском хозяйстве и промышленности».

«Я знаю – город будет, я знаю – саду цвесть, когда такие люди в стране советской есть» – вот такими словами можно передать то ощущение, которое возникло при знакомстве с предложениями конкурсантов. В этом году проекты были представлены по пяти направлениям. Для ознакомления нам, естественно, пришлось выбрать что-то одно. Выбор пал на биотехнологии в сельском хозяйстве и промышленности, поскольку данное направление было на таком конкурсе представлено впервые. Да и сами темы звучали весьма многообещающе. И мы не просчитались: проекты оказались достойными внимания. Упомянем лишь самые впечатляющие моменты.

Первый проект был посвящен промышленному выращиванию грибов. Его презентовали представители алтайской компании (город Бийск), занимающейся культивированием Королевской вешенки и гриба шиитаке.   Название этих грибов на слуху, однако пока еще немногие из нас пробовали их на вкус. По словам представителя компании – технолога Виталия Богданова – спрос на грибы в нашей стране в несколько раз превышает возможности предложения (в рационе россиян, в отличие от жителей Европы, а особенно – Китая, данный продукт представлен пока незначительно). В общем, рынку есть куда расти, и промышленное грибоводство в этом плане – достаточно перспективный бизнес.

Конкурсанты, по сути, представили свою технологию выращивания Королевской вешенки на субстрате из древесных опилок хвойных пород. Себестоимость в данном случае снижается, причем на вкусовых качествах это никак не сказывается. Королевская вешенка привлекательна тем, считают представители алтайской компании, что она, образно говоря, соответствует потребительским запросам именно россиян, для которых эталоном «благородного» грибного вкуса является белый гриб (у европейцев, например, вкусы сильно отличаются от наших). Технологии промышленного выращивания белого гриба пока еще нет. Однако Королевская вешенка в этом плане может стать его полноценной заменой, поскольку и по структуре, и по вкусу, и по аромату напоминает именно белый гриб.

Алтайские грибоводы намерены тщательно отработать собственную технологию. После оформления патента они готовы продавать потребителям не только свежие грибы, но и «грибные коробочки» – специальные упаковки с «осемененным» субстратом. Купив такую коробочку, любой из нас сможет вырастить Королевскую вешенку в собственной квартире прямо на подоконнике, обеспечив себя самостоятельно свежайшим и вкуснейшим продуктом.

Другая впечатляющая тема – новая технология ремедиации техногенно нарушенных земель. Ее представил кемеровчанин Кирилл Бородин. Как мы знаем, Кузбасс – угольный край. Но последствия угледобычи плачевно сказываются на экологии, оставляя после себя серые «рубцы», напоминающие безжизненный марсианский ландшафт. Вот на излечивание этих техногенных ран и направлена новая технология. В принципе, производители угля обязаны, по закону, вкладывать средства в восстановление земель. Вопрос лишь в том, какую технологию для этого применить. Конкурсанты предлагают использовать гидропосев специально разработанной смесью, обладающей сложной композицией. Данная технология, на их взгляд, обладает целым рядом преимуществ в сравнении с традиционными технологиями. При этом она имеет более низкую себестоимость. Надо сказать, что эксперты достаточно высоко оценили данный проект.

Еще одна тема, кажущаяся несколько экзотической, но, тем не менее, представляющая большой интерес. Речь идет о вермикультуре – производстве биогумуса с использованием дождевых червей. Данный проект (названный «Экофермой») представил новосибирец Александр Кривцов. По его словам, в нашем регионе (и не только) вырабатывается огромное количество органических отходов, которые должным образом не используются. Производство биогумуса (очень ценного компонента для повышения плодородия почв) – один из вариантов их использования. В настоящий момент для проведения соответствующих испытаний взят в аренду участок в 30 «соток». Эксперты, правда, выразили сомнение в плане окупаемости данного проекта: на фоне того, как это дело поставлено на Западе, усилия наших энтузиастов кажутся бесперспективными. Однако должны же мы здесь, у себя, с чего-то начинать? И было бы правильно давать таким энтузиастам «зеленый свет».

Следующий проект связан с использованием диализ-мембраны в тепличном растениеводстве нашей страны. Технологию представил новосибирец Владимир Свинаренко. Свое выступление он начал с того, что угостил экспертов томатами, выращенными по такой технологии.

«Оцените их натуральный вкус» – обратился Владимир Свинаренко к экспертам. По его словам, это есть одно из преимуществ представленной технологии – натуральность вкуса выращенных томатов, чего никак нельзя добиться, используя традиционную тепличную технологию.

Собственно, применяемая здесь диализ-мембрана изобретена в Японии. Наше, российское «ноу-хау» – это попытка широкого использования такой мембраны в тепличном хозяйстве. В данном случае мы несколько теряем в урожайности, однако заметно выигрываем в качестве. Как справедливо заметил разработчик, какой смысл в высокой урожайности привычных для нас тепличных томатов, если их никто не покупает из-за «пластмассового», пустого вкуса (что соответствует действительности)? Новая технология позволяет давать качественный продукт, на который всегда будет спрос. Например, на московских рынках стоимость килограмма ташкентских томатов уже переваливает за тысячу рублей. Мы можем в теплицах выращивать схожий по качеству продукт, продавая его при этом за меньшую цену.

Упомянем еще один проект – чистая вода в биологической упаковке. Проект представил новосибирец Андрей Подолец.  Главной «фишкой» здесь является именно упаковка. Дело в том, что обычные пищевые пластики не только дороги, но еще и создают проблему при утилизации. Биоупаковка хороша именно тем, что она не только не наносит никакого экологического ущерба, но вдобавок ко всему является… съедобной. То есть ее можно запросто съесть! А если ее выбросить, то она просто высохнет без всякого вреда для природы.

Стоит также упомянуть и другие проекты: органоминеральные удобрения на основе илового осадка очистных сооружений (Томск), устройство для проращивания семян (Новосибирск), портативный генетический анализатор (Барнаул), препарат «Ветостим» для птицеводства, свиноводства и животноводства (Новосибирск). Все проекты, безусловно, своевременные и нужные. Особенно сейчас, когда остро стоит вопрос продовольственной безопасности и импортозамещения.

Олег Носков