В Институте солнечно-земной физики СО РАН (Иркутск) изготовили уникальный ионозонд для Института нефтегазовой геологии и геофизики им. А. А. Трофимука СО РАН (Новосибирск). «Ионозонд-МС» приобретен для лаборатории (обсерватории) солнечно-земной физики ИНГГ СО РАН за счет федеральных средств на обновление приборной базы в рамках национального проекта «Наука и университеты».

Как сообщил директор ИСЗФ СО РАН, член-корреспондент РАН Андрей Всеволодович Медведев, «Ионозонд-МС» представляет собой современное многофункциональное устройство для исследования ионосферы:

«Он производит вертикальное зондирование, а также принимает сигнал на наклонных трассах. Кроме того, прибор также излучает сигнал на наклонных трассах, что значительно расширяет его функциональные возможности. Ионозонд сконструирован и изготовлен нашими сотрудниками, мы активно используем такие аппараты в собственных обсерваториях, но на заказ делали прибор впервые. Надеемся, что первая ласточка будет далеко не последней», — прокомментировал Андрей Медведев. 

По словам заведующего отделом физики околоземного космического пространства ИСЗФ СО РАН, доктора физико-математических наук Владимира Ивановича Куркина, подобные ионозонды работают на обсерваториях института в Торах (Республика Бурятия), Усолье-Сибирском (Иркутская область), Хабаровске, Магадане и Норильске:

«Эти приборы предназначены для исследования временных и пространственных изменений ионосферы, ее суточного и сезонного ходов, изменений в периоды солнечной активности. С их помощью мы можем сейчас сканировать состояние ионосферы по всей Сибири и на Дальнем Востоке», — рассказал Владимир Куркин.

«Ионозонд-МС», изготовленный в ИСЗФ СО РАН, установлен на ионосферной станции вблизи новосибирского Академгородка. Передатчик и приемник расположены в 900 метрах друг от друга — это позволяет хорошо разделить излучаемый и отраженный от ионосферы сигналы. С помощью нового прибора проводится непрерывный мониторинг состояния ионосферы с высокой точностью. Учитывая сигналы наклонного зондирования из обсерваторий ИСЗФ СО РАН, комплекс позволяет изучать состояние ионосферы над всей северо-восточной частью России. Эти данные применяются для прогнозирования состояния ионосферы и условий прохождения радиоволн, а также для составления прогноза ионосферной погоды.

Пресс-служба ИСЗФ СО РАН

Продолжение интервью с директором Консорциума «Экодом» Игорем Огородниковым. Начало здесь.

– Игорь Александрович, Вы сказали, что начали пропагандировать эти идеи в Академгородке еще в 1980-х годах, когда пытались сформулировать принципы экологического домостроения. Как данное направление связано с природоподобными технологиями?

– Действительно, наша группа развивала эти идеи в Академгородке с начала 1980-х годов. Правда, первоначально мы использовали термин не «природоподобные», а «экологические» технологии. Но их основная суть вытекала из тех же положений. В продвижении проекта нам очень помогал Валентин Афанасьевич Коптюг, председатель СО РАН в то время. Он вызвал нас с докладом и после этого всячески помогал. Он разослал письма директорам институтов о содействии проекту. Таким образом мы сформировали группу исследователей, темы исследований которых были близки к тематике экодома. Тогда эта тема сильно интересовала многих сотрудников Сибирского отделения. Проводили встречи в кинотеатре Академия, зал был полный.

Существо проекта, над которым мы работали, заключалось в создании жилого дома – как индивидуального, так и многоквартирного – который был бы максимально «вписан» в природную экосистему. Такой дом должен обязательно иметь высокую энергоэффективность, чтобы до минимума снизить потребление топливных ресурсов. Это позволяет значительную часть энергообеспечения получать непосредственно от Солнца. В основном это касается обогрева и горячего водоснабжения.

Уровень энергоэффективности таких домов должен быть не ниже класса А++ для всех климатических зон нашей страны. При этом мы должны добиваться высокой автономности по части энергоснабжения и снабжения другими жизненно важными ресурсами, например, водой и едой. Степень автономности зависит здесь от экономической целесообразности и местных технических условий. Что касается энергоснабжения, то оно, как мы понимаем, представляет собой гибридную систему, поскольку изначально ориентировано на использовании разных источников энергии.

Как я уже сказал, большую роль должна здесь играть энергия Солнца. Ведь природная экосистема, как мы говорили в начале, использует именно солнечную энергию. Поэтому все экодома в обязательном порядке снабжены соответствующим «солнечным» оборудованием. Такое оборудование и сейчас не дешевое, а в 80-х его и вовсе не было. Мы изначально это оборудование рассматривали как элемент строительных конструкций, чтобы снизить цены. Прежде всего, речь идет о солнечных коллекторах – воздушных и водяных, обеспечивающих выработку тепла. В качестве накопителей тепловой солнечной энергии используются грунтовые или водяные тепловые аккумуляторы. Также могут использоваться фотоэлектрические панели, ветровые генераторы и тепловые насосы. Еще один возобновляемый источник энергии – биогаз, получаемый на месте путем соответствующей переработки органических отходов. Правда, должен заметить, что солнечные панели, ветряки, тепловые насосы и биогаз используются только тогда, когда это экономически целесообразно. Это важно подчеркнуть. Что касается солнечных коллекторов, то еще раз повторю, что они являются неотъемлемой частью системы гибридного энергоснабжения экодома.

Мы намеренно шли этим путем, пытаясь сделать так, чтобы солнечная энергия занимала как можно большую долю в энергетическом балансе дома – независимо от климатической зоны. С этой целью был определен оптимальный уровень утепления и разработаны технологии солнечного теплового обеспечения, накопления тепла и рекуперации тепла при вентиляции для разных климатических условий России. Естественно, наши решения не всегда совпадали с традиционными подходами потому, что мы их специально разрабатывали именно под параметры экодома.

Кроме того, нацеливаясь на массовое возведение экодомов, мы ориентировались на экономичные технические решения, доступные большинству домовладельцев. Как раз по этой причине мы сделали свой выбор на солнечных коллекторах, а не на модных ныне фотоэлектрических системах. Выработка тепла за счет солнца намного выгоднее в экономическом плане, нежели производство электроэнергии. Ведь КПД даже достаточно простого солнечного коллектора может достигать уровня 80%, чего не скажешь о солнечной панели, КПД которой в четыре-пять раз ниже. Именно поэтому применение солнечных панелей приветствуется нами только в тех случаях, когда это экономически целесообразно. То же самое касается и ветряков.

Иными словами, автономное снабжение дома электричеством не должно быть самоцелью для домовладельца, и может использоваться только в том случае, если этот вариант окажется наиболее экономичным. Например, там, где нет никаких электрических сетей или, когда сетевой монополист запрашивает чрезмерно высокую цену за подключение, имеет смысл устанавливать автономные источники электроснабжения. Есть, конечно, варианты ограниченного использования солнечных панелей для обеспечения определенных технических процессов. Например, когда за счет солнечной панели работает воздушный насос, «гоняющий» горячий воздух, вырабатываемый солнечным коллектором. В этом случае работа солнечной панели четко синхронизирована с работой солнечного коллектора. Такое техническое решение вполне целесообразно и экономически оправданно. В принципе, фотоэлектрические системы вполне могут найти самое разное применение в комплексе экодома, если есть необходимость организовать какие-то технические процессы независимо от сети. В остальных же случаях самый рациональный вариант использования солнечной энергии связан с получением тепла, а не электричества.

– А как в системе экодома представлены замкнутые циклы, о которых Вы говорили в начале беседы?

– Вот здесь мы переходим к самому важному аспекту. Экодом, в нашей трактовке, - это комплексная самосогласованная система, которая естественным образом вписывается в замкнутые циклы природной среды. Для того чтобы дом приобрел природоподобные свойства и стал элементом экосистемы, в нем не должны смешиваться органические и неорганические отходы. При таком подходе неорганические отходы превращаются в удобное для переработки вторичное сырье. Что касается органических отходов, куда входят кухонные отходы и стоки, то они перерабатываются на месте, в самом комплексе дома методами вермикультуры и ускоренной газификации. Биогазовая переработка не относится к энергообеспечению экодома – слишком мало органики в отходах одного дома. Это быстрая переработка органики в жидкие удобрения, которые можно безопасно использовать на приусадебном участке. Энергетический выход становится целесообразным на уровне поселка из 100 домов, например, для обогрева коллективной теплицы. Эксплуатация экодома предусматривает использование биоразлагаемой бытовой химии. Благодаря такой переработке мы получаем биогаз и почву. Причем, почва и биогаз в экодоме производятся значительно быстрее, чем в природе. Как правило, время получения почвы соответствует недельному жизненному циклу дома. Биогаз производится еще быстрее – за сутки.

Таким образом, неорганические материалы совершают технологический кругооборот, тогда как органика, будучи возобновляемым материалом, совершает биологический кругооборот. Произведенная здесь почва становится питательным субстратом для выращивания съедобных растений. Растения опять дают отходы, из которых производится почва, потом на ней заново выращиваются растений и так далее. Круг, таким образом, замыкается. То есть здесь всё происходит так же, как в природной экосистеме.

На наш взгляд, поселения и даже города, построенные на основе экодомов, также приобретут природоподобные свойства и станут «фабриками» по производству большого количества качественной почвы. Как я уже говорил, такой почвы может быть очень много. Вот вам реальная основа для восстановления деградировавших сельхозугодий и даже пустынь.

В свете сказанного необходимо затронуть еще один важный аспект экологического домостроения – создание круглогодичных тепличных комплексов, которые, на наш взгляд, должны стать неотъемлемой частью любого экологического поселения – от небольшого экопоселка до крупного экогорода. Как раз тепличные комплексы должны обеспечить полный замкнутый цикл оборота органики экогорода.

– Ваши идеи получали какую-либо государственную поддержку?

– Дело в том, что проект «Экодом» - инициативный. Поэтому за ним не стоит какая-либо государственная организация. Но в 1990-х мы получали поддержку от Минстроя. Министр Басин Ефим Владимирович и его заместитель Кривов Александр Сергеевич понимали значение проекта и были готовы внедрять по всей стране. К сожалению, окружение не понимало, а у власти они находились недолго. Большую помощь оказывал Институт теплофизики СО РАН, в котором я работаю.  На протяжении всего этого времени предоставлял ресурсы для проведения научно-практических конференций, на которых определялись исследовательские направления, близкие к тематике экодома. Параллельно отбирались необходимые технологии, подбирались кадры для проведения работ. С 1990-го года мы провели 25 научно-практических конференций, в том числе – две международные. Материалы этих конференций выложены на сайте ИТ СО РАН.

Помимо этого, ведется и практическая работа. Так, к настоящему времени мы уже построили несколько частных объектов. На одном из них осуществляется измерение теплотехнических параметров в отопительный сезон. Измерения показали, что при нормативном утеплении его класс четко соответствовал уровню А++. На острове Ольхон и в Иркутске построено два объекта с воздушным солнечным обогревом и компостированием органических отходов. Кроме того, на разработки по оборудованию для экодома получено уже более 20 патентов РФ, в том числе – обобщающий патент на сам экодом.

– И каковы перспективы экологического домостроения в России, на Ваш взгляд?

– Мы исходим из того, что в России растет популярность малоэтажного, индивидуального строительства. Граждане нашей страны ежегодно выкладывают до двух триллионов рублей на строительство собственных. Наша цель – переориентировать этот процесс на природоподобный подход. Теоретически для этого нет непреодолимых препятствий, хотя на практике необходима государственная поддержка. Судя по всему, массовой переориентации людей на экодома без участия государства не произойдет, по крайней мере – в реально обозримое время.

Дело в том, что для массового внедрения необходимо довести экодом до типовых решений для всех климатических зон нашей страны. Причем, в двух вариантах – для села и для города. Затем адаптировать эти решения для многоквартирных домов, проработать решения для экогорода.  А это, как вы понимаете, требует выполнения дополнительных НИР, НИОКР и ОКР. Как раз здесь нужна помощь государства. Сейчас мы делаем эту работу через поиск энтузиастов, тематика исследования которых соответствует задачам экодома. Однако назвать это системными исследованиями трудно.

Впрочем, в других странах тоже всё начиналось с энтузиазма. Сегодня в западной Европе и в США работают целые Экоцентры, где проводятся исследования по данной тематике. Там также всё начиналось с маленьких экспериментальных домиков, возводимых силами двух-трех энтузиастов. Но в наше время здесь уже работают международные образовательные центры по энергоэффективности, экологическим технологиям и социальному развитию. Повышение энергоэффективности до уровня целесообразности применения альтернативной энергии принимается на уровне законов. Полагаю, со временем мы придем к тому же.

– На Ваш взгляд, с какими препятствиями Вы можете столкнуться, развивая у нас тему экологического домостроения? На Западе, действительно, тема экологии сегодня в тренде, хотя оценивается этот тренд неоднозначно, особенно в нашей стране.

– Проблема, действительно, существует. И если брать тот же Запад, то там наблюдаются определенные противоречия. С одной стороны, есть масса положительных примеров, достойных подражания. Но с другой стороны, есть некоторые настроения и прецеденты, способные сыграть деструктивную роль. Ситуация, действительно, неоднозначная, и это стоило бы обсудить отдельно.

Беседу вел Олег Носков

Окончание следует

Генетический «отпечаток» социально-экономического кризиса 1990-х годов в России на родившееся в тот период поколение изучили генетики новосибирского Института цитологии и генетики Сибирского отделения РАН. Руководитель группы исследователей, заведующая лабораторией молекулярной генетики Светлана Михайлова рассказала «МК» о наиболее любопытных выводах, которые они сделали в ходе работы.

Кто бы ни говорил о том, что человек перестал эволюционировать, это не так. И работа генетиков из ИЦиГ СО РАН это подтверждает. Изучив гены большого количества новосибирцев, рожденных в конце 80-х, в начале 90-х и в начале 2000-х годов они пришли к выводу, что поколение, рожденное в кризисные 90-е, имеет отличающийся набор вариантов генов по сравнению с предшествующей и последующей контрольными группами. Среди них оказалось больше вариантов, которые связаны со стрессоустойчивостью.

– Светлана Владимировна, расскажите, что в современном обществе влияет на изменчивость вида?

– Часто спорят, – остановилась ли эволюция человека? В качестве аргументов за остановку приводят падение детской смертности в мире и связанным с ним падением рождаемости. Родители перестают, как столетие назад, ориентироваться на высокую смертность среди детей, когда планируют размер семьи. В результате этого даже у абсолютно здоровых, и у имеющих какое-то хроническое заболевание людей число детей одинаково небольшое. Но значит ли это, что человек из-за снижающейся доли потомства как вид больше не меняется? Оказалось, что меняется, в частности, это связано с быстро изменяющимися в последнее столетие условиями нашей жизни. И наше работа, которая оценивает генетические особенности граждан, рожденных в период кризиса, это доказывает.

– Расскажите как проводилось исследование, кто в нем участвовал?

– Работа была проведена под эгидой Российского научного фонда на основе обследования подростков, которое каждые пять лет проводит НИИ терапии и профилактической медицины Новосибирска (сейчас это филиал нашего института). Если раньше, изучая «кризисное» поколение детей ученые обращали внимание на их вес, рост, распространенность курения, особенности липидного обмена, связанного с качеством питания, то теперь мы впервые провели популяционное исследование генетического «отпечатка» социально-экономического кризиса 1990-х.
Для анализа мы использовали кровь трех групп подростков, рожденных с интервалом в 10 лет и собранную в одном из районов Новосибирска. Больше всего нас интересовали образцы 14-17 летних подростков, полученные в 2009 году, они, соответственно, принадлежали рожденным в 1992-1995 годах. Контрольными группами мы считали подростков того же района, тех же школ, отстоящих по возрасту от исследуемых на 10 лет, то есть, рожденные в 1982-85 и 2002-2005-м годах.

– И что же вы выяснили?

– Изменение в частотах определенных генетических вариантов относительно двух контрольных групп, которые, безусловно, связано с родителями, решившимися родить детей в начале 90-х.
Нас заинтересовали гены, вовлеченные в регуляцию стресса и определяющие черты темперамента, так как кризис 90-х годов в России характеризовался высоким уровнем социального стресса у населения.
Всего был проанализирован 21 такой вариант. Оказалось, что три из них в «кризисной» выборке встречались статистически значимо чаще.
Два из выявленных генов – DRD4 и COMT –  хорошо известны как гены, которые отвечают за метаболизм дофамина. По всей видимости, носители определенных аллелей (вариантов одного и того же гена — Авт.) этих генов лучше приспосабливались к условиям продолжительного стресса и в меньшей степени откладывали рождение запланированных детей в этот период. В результате этого в рожденном в период кризиса поколении эти варианты встречаются чаще обычного. Еще один вариант с отличающейся частотой был найден в гене эстрогенового рецептора (ESR1). Он пока мало изучен, и данных о механизме его влияния на развитие стрессовой реакции нет. Однако известно, что после перенесенного стресса люди, имеющие в геноме такой вариант, чаще подвержены посттравматическому стрессовому расстройству, при этом у них, как ни странно, рождается в среднем большее количество детей.
Таким образом мы показали, что продолжительный социальный стресс у населения по-разному влияет на рождаемость в зависимости от генотипа.

Получается, дети часто рождались в 90-е и у стрессоустойчивых личностей, и у тревожных?

– Да, получается, что дети 90-х — это те, кто несёт в себе гены и стрессоустойчивых, и склонных к тревоге родителей. Мы пока не знаем, как это можно объяснить, видимо есть несколько путей, того, как продолжительный социальный стресс может повлиять на решение семьи родить ребенка или отложить это «на потом». В прошлом году, например, впервые появились сообщения о том, что предрасположенность к депрессивному расстройству и к наличию у человека чувства удовлетворенности смыслом собственной жизни (так называемое эвдемоническое благополучие) определяется одним и тем же набором генов.

– Всегда ли устойчивость к стрессу определяют именно гены? Эпигенетические факторы могут играть роль?

– Эпигенетическое регулирование, конечно, возможно. Известно, что если мать во время беременности испытывает стресс, то ребенок может родиться с модификацией некоторых участков ДНК. Генетическая последовательность при этом не меняется, но гены начинают по-другому регулироваться.
Кстати, на «тревожный» вариант гена ESR1 изначально обратили внимание, когда обследовали ветеранов военных действий в США. Была получена корреляция (взаимосвязь) этого варианта гена с развивающимся после войны посттравматическим стрессовым расстройством.

– Какой же вывод можно сделать на основе всего этого?

– В урбанизированном обществе, где человек находится в более жестких социальных рамках, скорее всего будут происходить изменения, подобные описанным.

В популяциях будут накапливаться некоторые генетические варианты, определяющие особенности ответа на стресс, но помимо этого может изменяться распространенность и некоторых других заболеваний. Например, ранее было показано, что варианты генов DRD4 и COMT, показавшие увеличение в «кризисной» группе, помимо устойчивости к стрессу повышают у своих носителей вероятность развития синдрома дефицита внимания, гиперактивности.

Часть Первая

– Игорь Александрович, в ноябре прошлого года вышел указ Президента за № 818 «О развитии природоподобных технологий в Российской Федерации». Как следует из текста Указа, высшее руководство страны намерено создать для развития данного направления передовую научную инфраструктуру и осуществить подготовку кадров. На Ваш взгляд, насколько важным и своевременным является этот шаг, особенно в наше время?

– Я бы сказал, с большой задержкой, но хорошо, что это случилось. В национальных проектах уже были заложены планы развития, построенные на основе решений, выработанных на конференциях ООН по устойчивому развитию.  Показательно то, что в нашей стране вопрос о развитии природоподобных технологий ставится прямо на уровне Главы государства. Я не знаю, как процесс развивается в других странах, вероятно, аналогично. Мы все знаем, как трудно «пробить» указ на таком уровне. Лично меня весьма обнадеживает тот факт, что именно Президент обратил внимание на природоподобные технологии. Стало быть, эту проблему хорошо понимают на самом верху, а значит, отнесутся к ее решению достаточно серьезно.

Напомню, что с природоподобными технологиями напрямую связан глобальный переход к Шестому технологическому укладу. Одной из особенностей этого уклада является организация жизнедеятельности человечества аналогично естественным циклам экосистемы. Что из этого следует? Из этого следует, что руководство страны грамотно формулирует стратегию развития, принимает конкретные решения и готово финансировать необходимую научную деятельность. Это вселяет оптимизм. Ведь у нас, будем говорить откровенно, многие, включая людей с университетским образованием, продолжают осмысливать реальность в традициях уходящих технологических укладов, не понимая, как, по каким линиям будут проходить социально-экономические и технологические трансформации. А некоторые вообще полагают, что принципиально ничего не поменяется. Но это не так. Трансформации неизбежны, и мы должны быть к ним готовы. Такова логика развития на текущем этапе, когда противоречия между природной экосистемой и человеческой цивилизацией достигли критического уровня. Поэтому будущий технологический уклад, а равно и организация всего нашего жизнеустройства, будут строиться на иных принципах. Эти принципы как раз и заложены в природоподобных технологиях.

– А как Вы объясните тот факт, что роль головного учреждения, которое будет осуществлять руководящие и направляющие функции, возложена на «Курчатовский институт»? Вроде, данное учреждение ассоциируется с атомной энергетикой, но никак не с природоподобными технологиями.

– Удивительного ничего нет. До конца 20-го века, да и сейчас, основные исследования в вузовской и академической науке связаны глубокими узкоспециализированными исследованиями.  Перед «Курчатовским институтом» с самого начала стояла очень крупная комплексная задача. Еще в 2009 году там был создан комплекс нано-, био, инфо-, когнитивных и социогуманитарных наук и природоподобных технологий.   

Вы знаете, для меня было приятным открытием, что Президент «Курчатовского института» Михаил Ковальчук уже не один год читает лекции по природоподобным технологиям, пропагандируя и популяризуя это направление. По сути, он развивает те идеи, которые мы здесь, в Академгородке, пропагандировали еще с конца 1980-х годов, когда формулировали принципы экологического домостроения. В этом плане мы, безусловно, являемся единомышленниками. 

Чтобы было понятно, приведу некоторые выказывания Михаила Ковальчука. Например, «Сегодняшние технологии – это «плохие» копии отдельных элементов природных процессов». Или: «Природоподобные технологии – это воспроизведение систем и процессов живой природы в виде технологических систем и технологий, интегрированных в природный процесс». Я готов подписаться под этими высказываниями, поскольку твержу о похожих вещах уже многие годы. Особо хочу подчеркнуть приведенную характеристику природоподобных технологий. Наши технологические системы должны создаваться по образцу природных экосистем, да и вся наша жизнедеятельность должна быть интегрирована в природный процесс. В этом и заключается суть технологических и производственных трансформаций, которые инициативно и под влиянием программ ООН по устойчивому развитию формируются в разных странах.   И очень хорошо, что у нас это понимает руководство страны и эти идеи начинают транслироваться в общество. Есть много инициатив «снизу», которые развиваются независимо от государства. В этом плане руководство «Курчатовского института» совершенно правильно формулирует актуальные вызовы для нашей науки. Возможно, именно поэтому этой организации отведена руководящая роль в данном процессе.

– А что значит «интегрировать жизнедеятельность в природный процесс»? В чем тут суть?

– Понимаете, в природной экосистеме развитие происходит на основе замкнутых циклов и безотходности. Это – основные принципы.  В экосистеме нет понятия отходов. Грубо говоря, здесь все возвращается на круги своя. Следовательно, при такой – замкнутой - организации процессов не возникает ресурсного истощения. Мало того, если ту часть человечества, которая не имеет ресурсов для своего жизнеобеспечения, вооружить разработанными для экологического домостроения технологиями, то можно говорить не только о восстановлении экосистемы, но и о развитии ее биопотенциала, в том числе, ликвидации опустынивания.  Что касается энергетического ресурса, то его львиную долю составляет энергия Солнца. А этот источник неиссякаем. Во всяком случае, до тех пор, пока живет Солнце, продолжается жизнь на Земле.

Так вот, именно эти базовые принципы должны лежать в основе будущего технологического уклада. Жизнедеятельность любой природной территории с участием человека должна выстраиваться в соответствии с этими принципами. Выполнение данного условия как раз и обеспечит переход на природоподобные технологии, где также организуются замкнутые циклы и максимально используются возобновляемые источники энергии.

Отмечу, что в наше время антропогенная нагрузка цивилизации на экосистему Земли превышает ее способность к самовосстановлению. Семимильными шагами происходит опустынивание территорий. Уже более 40% процентов территорий подвержены засухе, то есть испытывают острый дефицит воды. Почти половина почв на Земле находится в состоянии деградации. Мало того, отмечается высокое загрязнение воды в местах проживания людей. За последние 35 лет биоразнообразие сократилось практически на треть. А помимо этого мы создаем горы отходов, объем которых растет быстрее, чем их успевает переработать экосистема планеты. Это очень опасные тенденции. Окружающая среда очень быстро изменяется в худшую сторону. Правда, надо отдать должное правительству, которое сформировало программу эко-технопарков. Лейтмотивом, ожидаемо, является мусор, но это уже практические шаги, и дальше новые направления уже будет куда добавлять.

В общем, не все так безнадежно. Если мы организуем нашу жизнедеятельность на тех принципах, что я озвучил, то человеческая цивилизация, если она намерена сохраниться и прожить отпущенный ей срок, вынуждена переходить на природоподобные технологии, встроенные в глобальные замкнутые циклы экосистемы, чтобы ее восстанавливать и развивать.

– Я правильно понял: речь идет о глобальной задаче восстановления экосистемы в масштабе планеты, а не просто о каких-то локальных природоохранных мероприятиях? 

– Да, именно так. В этом и состоит радикальная смена всего вектора развития. По большому счету, говорить о сохранении отдельных природных экосистем уже мало что даст для решения вопроса в целом. Многие успокаиваются на этом, но локальные мероприятия по существу ничего уже не меняют, разве что - набор опыта. Так что речь теперь не идет о том, чтобы спасти от загрязнения какое-то отдельное озеро или сохранить какой-то участок леса. Если основы нашего технологического уклада останутся прежними, то все эти природоохранные инициативы не ослабят антропогенного воздействия на природу. Поэтому, ничего не меняя в корне, мы в любом случае будем продолжать разрушение в масштабе планеты.

Чтобы сохранить жизнь на планете, а значит, сохранить и человеческую цивилизацию, необходимо перейти к процессам восстановления экосистемы. Надо помнить, что человечество -  это один из биологических видов, который за пару миллионов лет стал мыслящим.  За счет мышления человечество стало доминирующей популяцией и сильно нарушило баланс экосистемы. Теперь, за счет того же мышления и накопленных знаний, оно само должно ее восстановить. Причем не надо искусственно сокращать популяцию. В соответствие с законами экосистемы, численность популяции сама стабилизируется. А это, как я уже неоднократно говорил, осуществляется через масштабное внедрение природоподобных технологий. Иного пути здесь нет. Человек из разрушителя природной экосистемы должен превратиться сначала в «восстановителя», а затем в «развивателя» ее биологического потенциала. Иначе он просто не выживет.

Пусть не покажется странным, но именно сейчас самое время говорить о развитии природных экосистем за счет человеческой популяции и связанной с ней популяции сельскохозяйственных животных. Ведь и человеческая популяция, и животноводческая отрасль оставляют огромное количество органических отходов, которые – при надлежащей организации процесса – можно вовлекать в оборот и осуществлять восстановление деградировавших почв. Этот процесс желательно организовать в масштабе всей планеты путем создания замкнутых циклов в системе содержания сельскохозяйственных животных и в системе жизнеобеспечения людей. А чтобы был понятен этот масштаб, отмечу, что оборот органики в поселениях в сотни раз выше, чем в тайге или в степи. Сейчас за счет опустынивания и роста человеческой популяции сократился ареал дикой природы. Ликвидация пустынь увеличит ее ареал, но восстановить экосистему в прежнем виде, как 5-6 веков назад, вряд ли получится.

Еще раз напомню, что в природной экосистеме нет отходов. Идя тем же путем и выстраивая замкнутые циклы в производственных процессах, мы точно так же можем перейти к безотходному производству. Конкретно, то, что мы называем в нашем случае «отходами», станет ценным ресурсом для восстановления почв. То есть, то, что сейчас является проклятием больших городов и сельскохозяйственных предприятий (я имею в виду органические отходы), в будущем может стать несомненным благом. Но условия те же – переход на природоподобные технологии.

– Если рассуждать в этом ключе, то человечество в состоянии превратить  пустыни в цветущие сады. Это не фантастика?

– С технической точки зрения ничего фантастического тут нет. Уже есть соответствующие наработки и опыты уже с времен Василия Васильевича Докучаева. Если цивилизация повзрослеет до нужного уровня, то шанс есть. Если нет, то будет крупный кризис или ряд кризисов, и всем мало не покажется. Все будет зависеть от политической воли людей, отвечающих за принятие решений на уровне государственной власти. Преображение пустынь, возможно – дело отдаленного будущего. Но начинать нужно с малого. Это как раз то, чем мы сейчас и занимаемся.

Беседу вёл Олег Носков

Продолжение следует

В наше время есть такое выражение: «Об этом говорили уже тогда, когда это еще не было трендом». К теме глобального потепления данное высказывание подходит как никогда. Вопреки мнению климатических скептиков, полагающих, будто глобальное потепление является лишь прикрытием тайного сговора транснациональных капиталистов, советские ученые открыто писали о нем еще лет семьдесят назад, а само явление зафиксировали намного раньше.

В свое время мы уделили немалое внимание научному наследию выдающегося советского геофизика Михаила Будыко, который писал о росте глобальной температуры в то самое время, когда многие готовились к глобальному похолоданию. Его авторитет в области климатологии трудно переоценить. Но он был не единственным советским ученым, отметившим тенденцию к потеплению.

В 1956 году в журнале «Природа» вышла объемная и весьма примечательная публикация еще одного знаменитого советского климатолога – Сергея Хромова (1904 – 1977). Название статьи говорит само за себя: «Колебания климата и современное потепление». Исходный посыл этой работы: климат может изменяться не только в масштабах геологического времени, но и в масштабах исторического времени. Иными словами, климатические изменения вполне наблюдаемы на отрезке жизни нескольких поколений людей. И в обозримом периоде человеческой истории такие изменения зафиксированы более-менее отчетливо.

Так, примерно за два тысячелетия до нашей эры климат в Европе был более сухой и теплый, чем в последующие периоды. Затем климат стал более холодным и влажным. Лес начал надвигаться на степь, тундра – на тайгу. В озерах поднялся уровень воды, усилилось распространение торфяников. Это состояние удерживается вплоть до нашего времени, хотя и здесь наблюдались колебания разной интенсивности и продолжительности. К примеру, в XI – XIII веках нашей эры стало заметно теплее и суше, что позволяло гренландским колонистам успешно заниматься скотоводством. Позже, в XV – XVI веках, снова стало холоднее, увеличилась площадь ледяного покрытия морей. С XVIII до середины XIX века установились довольно низкие температуры, увеличились осадки, и началось наступление ледников. Со второй половины XIX века начался новый этап в развитии климата, чему автор уделил особое внимание.

Как пишет Сергей Хромов, в настоящее время мы являемся свидетелями «замечательного» климатического изменения, которое мы можем измерять и тем самым в состоянии получить о нем самое точное представление. Речь идет о глобальном изменении, начавшемся примерно с 70-х годов XIX века. В начале XX века оно усилилось, особенно – к 20-м годам. Немного ослабев и изменив свой характер к началу 40-х, оно, тем не менее, продолжается сейчас (имеются в виду 50-е годы прошлого века). Эти изменения климата автор назвал «современным потеплением» ввиду того, что его важнейшей особенностью является постепенное повышение средней температуры воздуха.

Интересно, что первое представление об этом явлении было получено из наблюдений в Арктике в начале 1920-х годов. Более ранние признаки потепления ускользали от внимания метеорологов и потому были описаны с запозданием. То, что ученые обнаружили в Арктике на протяжении 20-30-х годов, было настолько необычным, что не могло не обратить на себя внимания. В 1921 году Николай Книпович впервые обратил внимание на потепление вод Баренцева моря в районе так называемого Кольского разреза. За период 1919 - 1928 годы температура поверхностного слоя морской воды была здесь почти на два градуса Цельсия выше, чем за годы 1912 – 1918. Одновременно с тем (начиная с 1919 года) заметно повысилась температура воздуха на северных метеорологических станциях – в СССР и в Скандинавии.

Весьма значительным оказалось потепление на Новой Земле. Чуть более слабое, но все же значительное потепление было зафиксировано по всему берегу Белого моря. За период 1916 – 1930 годы температуры оказались здесь примерно на один градус Цельсия выше, чем за предыдущие 20 лет (в то же время июльские температуры стали ниже).

Казалось бы, повышение средней температуры на один-два градуса не является таким уже принципиальным явлением. Однако это не так. По словам Сергея Хромова, для многолетних средних значений это очень серьезные величины. Так, упомянутое повышение среднегодовых температур на Белом море равносильно перемещению к югу примерно на четыре градуса широты. А в отдельные месяцы некоторых лет прирост температуры получается еще больше.

На побережье Гренландии среднемесячные температуры воздуха за период 1930 – 1938 годы были на 4 – 6 градусов выше многолетних климатических норм. На Шпицбергене – на 1,5 – 3 градуса выше. Эти показатели рассматриваются ученым как исключительно высокие. Исследования изменений температуры в Арктике, проведенные в 1946 году, показали, что в первом десятилетии XX столетия преимущественно потеплел район от Новой Земли до западного побережья Гренландии. В 20-30-е годы уже потеплела вся Арктика. Особенно сильный рост температур обнаружился в Гренландии и на Шпицбергене. Причем, наиболее значительно выросли температуры зимних месяцев. А в целом за тридцать лет (с 1910 по 1940) средние температуры в Гренландии выросли на три градуса, на Шпицбергене – более чем на два градуса.

Повышение температуры, пишет Сергей Хромов, сказалось и на всей природе, и на условиях плавания в Арктических морях. В Исландии за последние десятилетия (то есть к 1950-м годам) освободились ото льда пахотные земли, которые возделывались 600 лет назад, но потом покрылись льдом. На Шпицбергене, в Гренландии и на Аляске ученые отмечали резкое отступление ледников. Температура воды в океане между Гренландией и Норвегией повышалась с самого начала текущего столетия, но особенно значительно – за период 1930 – 1939 годы. Столь же стремительно шло сокращение ледяного покрова в Арктике. Так, летом 1936 года ледяной покров у берегов Гренландии исчез до 72 градусов северной широты – чего не было на памяти человека.

В связи с повышением температуры арктических вод в 1930-х годах промысловые рыбы стали появляться у Гренландии в бОльших количествах, чем раньше. При этом впервые в тех местах появились более теплолюбивые рыбы. Возле Шпицбергена стали промышлять треску и сельдь. В Белом море в 1927 году появился морской окунь, а в 1931 году – пикша и сайда. Ряд рыб продвинулся на север и в Тихом океане. Около 1930 года скумбрию обнаружили возле Охотска, некоторые южные рыбы в те же годы появились возле Камчатки.

Как замечает Сергей Хромов, в 1930-е годы появился термин «потепление Арктики», однако, на взгляд ученого, он не отражает истинных масштабов процесса. Потепление, указывает он, не ограничивается Арктикой. Оно затрагивает и умеренные широты. Оно захватило и Южное полушарие. И, таким образом, мы вполне можем допустить, что речь идет о глобальном процессе. Причем, потепление ярче выражено для зимних месяцев, тогда как летние месяцы стали даже несколько прохладнее. Но, в любом случае, глобальная тенденция направлена именно в сторону потепления, и даже отдельные суровые зимы не отменяют общей тенденции.

В общем, подобные вещи утверждались нашими учеными еще в 1950-е годы. Правда, в 1960-70-е годы как будто началась тенденция к возвращению холодов, что дало повод к выстраиванию прямо противоположных климатологических моделей. В итоге в 1970-е годы стало модно рассуждать о глобальном похолодании, о новом ледниковом периоде. Даже давались прогнозы на 2000 год, согласно которым всё Арктическое побережье будет затянуто льдами, из-за чего якобы здесь совершенно прекратится морская навигация.

Тем не менее, не все российские климатологи разделяли эти модели. Так, упомянутый нами Михаил Будыко в 1960-70-е годы писал о сохранении тенденции к потеплению, которая продолжится и в XXI веке – вплоть до полного исчезновения арктических льдов. Учитывая, что «теплые» прогнозы оказались более верными, у нас нет оснований им не доверять. В этой связи мы вправе сказать, что именно наши ученые создали серьезную климатологическую школу, которая вернее всего оценила реальный глобальный тренд. Поэтому, в свете сказанного, слишком нелепо выглядят нынешние попытки приписать всю славу американским ученым, якобы «открывшим» глобальное потепление аж… в середине 1980-х годов!

В этой связи очень полезно было бы изучить советскую научную периодику семидесятилетней давности. Как раз одну из таких публикаций мы сейчас и разобрали.

Николай Нестеров

Научные сотрудники лаборатории волоконных лазеров Физического факультета Новосибирского государственного университета работают над созданием новых микрорезонаторов мод шепчущей галереи. Их разработка отличается от уже существующих аналогов прежде всего тем, что в качестве микрорезонатора они решили использовать обычное оптоволокно. Этот материал отличается от используемых ранее своей доступностью и низкой ценой.

Шепчущая галерея — помещение круглой формы, в котором тихий звук или шепот хорошо распространяется вдоль стен, но не слышен в центре помещения. Впервые данный эффект был исследован в шепчущей галерее Собора Святого Павла в Лондоне. Он связан с распространением вдоль стены акустической волны, испытывающей многократное полное внутреннее отражение. При ее замыкании формируется характерная стоячая волна, прижимающаяся к стенкам галереи, которая получила название моды шепчущей галереи. Аналогичные моды шепчущей галереи для электромагнитных волн широко применяются для создания компактных СВЧ и оптических резонаторов с высокой добротностью.

– Микрорезонаторы нужны в том числе для того, чтобы создавать оптические частотные гребенки — особый тип электромагнитного излучения в оптическом диапазоне, частотный спектр которого представляет собой набор дискретных, равноотстоящих друг от друга пиков.  Такое состояние света находит применение в различных оптических приборах. Микрорезонаторы мод шепчущей галереи — это устройства, которые какое-то заметное время хранят свет, он отражается и преобразуется внутри них, приобретая в процессе отражения новые качества, необходимые для его дальнейшего применения. Активно изучать их начали еще в СССР в конце 80-х годов прошлого века. С тех пор создано несколько типов таких резонаторов. Устроены они, как правило, следующим образом: в качестве своеобразного «хранилища» света выступает сфера, диск или кольцевой волновод. Свет отражается от ее внутренней поверхности и проходит по кругу. Такое распределение света получило название моды шепчущей галереи, а такие микрорезонаторы зарекомендовали себя как самые добротные и перспективные «хранилища» света, — объяснил старший научный сотрудник лаборатории волоконных лазеров Илья Ватник.

Микрорезонаторы мод шепчущей галереи, над которыми работают специалисты НГУ, отличаются от других типов тем, что в качестве «хранилища» света используется не сферический, а цилиндрический объект, а именно обычное оптоволокно. В оптике этот материал широко применяется, при этом свет пускают по нему по направлению вдоль волокна. Сотрудники лаборатории поступили нестандартно — направили его в поперечном направлении. И оказалось, что боковая поверхность оптоволокна вполне подходит для того, чтобы на ней могли достаточно долго существовать моды шепчущих галерей, а само оптоволокно может стать прекрасным материалом для перспективного микрорезонатора, где свет будет преобразовываться и приобретать необходимые для применения свойства, в том числе рождать оптическую частотную гребенку. Ранее таким образом оптоволокно не использовалось, хотя зарубежные исследователи предложили его для исследования еще 15 лет назад. Их идея была подхвачена и развита учеными НГУ как представляющая научный интерес и перспективная.

В настоящее время научные сотрудники лаборатории работают над увеличением добротности и повышением качества микрорезонатора. Это необходимо для того, чтобы он смог конкурировать с другими типами аналогичных устройств. Уже сейчас у него есть преимущества — простота и низкая стоимость.

– Мы разрабатываем новые методы создания микрорезонаторов на поверхности оптоволокна. Перед нами возникла проблема – диаметр таких цилиндров составляет 125 микрон, тогда как длина может быть довольно велика. Цилиндр получается слишком длинным и свет распространяется по нему излишне далеко. Чтобы такого не происходило, его необходимо локализовать. Увеличивая радиус на каком-либо определенном участке оптоволокна всего на доли микрона, мы можем «запереть» свет в месте расширения. Он будет отражаться внутри, приобретая определенные свойства. Этим расширениям возможно придавать различные формы, таким образом изменяя свойства света, преобразуемого внутри микрорезонатора. Таким образом появляется возможность, изменяя радиус волокна, управлять свойствами света и, варьируя радиусы оптоволокна, задавать им определенные параметры, - рассказал Илья Ватник.  

Как пояснил исследователь, индустрия применения микрорезонаторов в настоящий момент только зарождается. Существует всего несколько примеров их точечного применения в оптических приборах. Однако научные сотрудники лаборатории уверены, что их разработка найдет широкое применение в будущем. Такие микрорезонаторы могут использоваться в ряде приборов оптического анализа и лидарах — устройствах для измерения расстояний с помощью светового луча. Также они будут востребованы в спектроскопии и материаловедении.

Пресс-служба НГУ

Встреча человека с живыми динозаврами – одна из самых волнующих тем научно-популярной литературы и кинематографа. С определенных пор черты динозавров пытаются усмотреть в легендарных драконах и им подобных существ.

Мы уже посвящали данной теме отдельную статью, разбирая различные фрагменты старинных эпических повествований, где изображения страшных рептильных чудовищ выглядят наиболее реалистично. Настолько реалистично, что некоторые детали способны вызвать удивление и интерес со стороны палеонтологов. Так, в англосаксонской поэме «Беовульф» описания кровожадного монстра Гренделя невольно вызывают ассоциации с тираннозавром. Он ходит на задних лапах, как человек, имеет мощный хвост, гигантскую зубастую пасть и при этом – очень слабенькие передние лапки. Чем не тираннозавр? Впечатление такое, будто создатель данного образа делал его с натуры, либо опирался на рассказы очевидцев. Иначе откуда взялись такие подробности, совпадающие с тем, что утверждают палеонтологи в отношении тираннозавров? В общем, к подобным рассказам о драконах стоило бы относиться достаточно серьезно.

А были ли попытки научного описания драконов еще до возникновения палеонтологии, когда приходилось иметь дело исключительно с литературными и мифологическими источниками? Как ни странно, но такие попытки были. Самый яркий пример на этот счет – объемный трактат «Подземный мир», принадлежащий перу немецкого ученого-иезуита Афанасия Кирхера (1602 – 1680). Отдельная глава в этом произведении как раз посвящена драконам, якобы тесно связанным с поземным миром. Кирхер собрал воедино и обобщил все известные ему описания драконов, старясь быть по-научному объективными. К сожалению, нам не удалось найти данное произведение на русском языке. Поэтому пришлось воспользоваться английским переводом с латыни.

Для начала уточним, почему мы видим здесь попытку научного описания драконов? Правильнее было бы назвать ее попыткой рационального описания, поскольку научный метод как таковой только-только начинал свое становление. Кирхер во многом следует натурфилософским воззрениям, от которых поспешила откреститься современная физика («физика Галилея-Ньютона»).  Тем не менее, его взгляд на природу соответствовал духу того времени, в котором он жил, да и духу тогдашней немецкой науки. Ведь примерно в том же стиле рассуждал о природе знаменитый соотечественник Кирхера – Иоганн Кеплер, чей вклад в становление современного естествознания не подлежит сомнению. И это – несмотря на то, что Кеплер, как типичный натурфилософ, верил в некоторые чудесные явления. Например, он на полном серьезе утверждал, будто своими глазами видел, как из отдельных частей растений появлялись насекомые.

Подобных натурфилософских чудес полно и в произведениях Кирхера. Тем не менее, в описании драконов (несмотря на отдельные фантастические моменты) присутствуют весьма любопытные детали, на которые стоило бы обратить серьезное внимание.

Начнем с того, что драконы, по утверждению Кирхера, относятся к животным, очень часто строящим свои гнезда в пещерах под землей, где они взращивают своих детенышей. Обратим внимание, что он относится к ним как к вполне реальным, а не вымышленным существам, чье существование можно подтвердить на деле.

Далее идет важное замечание по классификации драконов. Драконы, читаем мы, бывают двух типов – крылатые и бескрылые. В отношении крылатых драконов утверждается, что они бывают самых разных размеров – маленькие, большие и просто огромные. Данное замечание весьма красноречиво само по себе. Разве не так было в случае с летающими ящерами, размеры которых варьировали (как утверждают палеонтологи) от размеров воробья до гигантов с размахом крыльев до восьми метров? Столь же правдоподобно отмечаются их анатомические особенности: две ноги, два перепончатых крыла (как у летучих мышей) и змеиный хвост. В одном старинном описании, которое приводит Кирхер, упоминаются такие мелкие детали, как чешуйчатая кожа зеленого или черноватого цвета, а также наличие выпуклых чешуй на хвосте. Некоторые авторы упоминают раздутый живот. В других описаниях присутствуют перепончатые лапы (как у утки) и двойной ряд зубов. Возможно, кое-что здесь гиперболизировано, но все же ничего фантастического мы в таких описаниях не находим. И их вполне можно применить к вымершим птерозаврам.

Существуют менее реалистичные (на первый взгляд) описания крылатых четвероногих драконов. О них говорится, что они частично передвигались по земле на всех четырех лапах, но могли и частично летать с помощью небольшой пары перепончатых крыльев на спине. Разумеется, подобная «конструкция», когда две пары лап сочетаются с парой крыльев, для позвоночных невозможна. Скорее всего, здесь произошла путаница в силу того, что некоторые сугубо метафорические обозначения получили натурализованную трактовку. Так, в описании подобного чудища с острова Родос говорится о том, что этот дракон был способен бегать быстрее лошади. При совершении нападения он молниеносно приближался к объекту атаки, как бы одновременно перемещаясь и по земле, и по воздуху.

Заметим, что несущихся коней принято сравнивать с птицами, говоря о том, что они «летят». Не та ли метафора применялась и к страшному дракону, способному совершать столь же стремительные перемещения? А поскольку полет ассоциируется с крыльями, этими крыльями его наделили уже в воображении (так, кстати, произошло и с конями – достаточно вспомнить легендарного Пегаса).

Показательно, что африканские мамбы способны на ровном месте перемещаться с огромной скоростью, вытянув вертикально большую часть своего тела. Со стороны кажется, будто змея почти летит, едва касаясь земли, хотя никаких крыльев у нее нет. Поэтическое воображение вполне может породить легендарный образ «летающей змеи», точнее – «летающей наполовину». И не ровен час, когда произойдет путаница, и какой-нибудь художник пририсует ей небольшие крылышки.

Вполне возможно, что именно так всё и произошло с «летающими» четвероногими драконами. Впрочем, мы также не исключаем, что за крылья могли принять какие-либо наросты и выступы на спине вроде высоких гребней. Подобные «сооружения» на теле вымерших рептилий до сих пор остаются загадкой для палеонтологов – к чему им нужны были все эти гребневидные «паруса»?

Но, пожалуй, самой загадочной чертой практически всех драконов является ядовитая жижа, либо ядовитые испарения, вытекающие из их пасти или же выделяемые прямо из кожи. Эти выделения были настолько токсичны, что способны были убить человека на расстоянии или же отравить целую округу. Такой яд источали как крылатые ящеры, которых мы сопоставляем здесь с птерозаврами, так и четвероногие «наполовину летающие» драконы (всё тот же родосский дракон). Упоминание токсичности является, по сути, общим местом. Один такой крылатый дракон размером с крупного стервятника в 1660 году был убит на болотах в окрестностях Рима незадачливым охотником, принявшим летающего монстра за птицу. Якобы всё его тело источало яд.  Охотник, обороняясь от раненого, но всё еще очень агрессивного летуна, вынужден был перерезать ему горло ножом. Придя домой, он умер от отравления (либо испачкавшись токсичными выделениями, либо от ядовитого дыхания твари).

Свою порцию яда получил и тот рыцарь, который одолел родосского дракона. Про этого монстра говорится, что своим ядовитым дыханием он отравлял сам воздух вокруг себя. Поэтому никто не мог безопасно приблизиться к его пещерному логову, из-за чего городские власти наложили запрет на всякие попытки уничтожить дракона.

Помимо этого случая Кирхер приводит аналогичную историю с уничтожением столь же страшного дракона, обосновавшегося в горной пещере. Рыцарь с помощью копья забрасывает в пасть чудовищу колючий шар, после чего втыкает свой меч в мягкую нижнюю часть животного. На радостях от победы герой опрометчиво взмахнул своим мечом, с которого стекала ядовитая кровь. Яд, попав на обнаженную кожу победителя, стал причиной его скорой смерти.

Возможно, здесь мы также имеем дело с поэтической гиперболой, а может и с фантазией. Но, как говорится, дыма без огня не бывает. Какие-то особенности «ужасных ящеров» вполне могли создать им репутацию крайне ядовитых тварей. Точнее, тварей, внутренние органы которых содержат токсичные вещества, прямо-таки сочащиеся наружу либо из кожи, либо выдыхаемые из пасти. Интересно, что анаконды могут создавать вокруг себя зловонную атмосферу, где перемешиваются тошнотворные запахи гниющего мяса и канализации. Немножечко усильте этот момент, и вы запросто получите «ядовитое» дыхание, тем более что гниющая плоть и канализационные стоки далеко не безвредны для человека по своему химическому и микробиологическому составу. Так что ассоциация с ядом при столкновении с источником такого зловония напрашивается сама собой. Некоторые рептилии, даже не имея ядовитых желез, могут заразить жертву патогенными микроорганизмами, кишащими в их пасти на остатках пищи.

Совместите наличие смертоносных патогенов с источаемым зловонием, и вы уже отчетливо приблизитесь к описанию токсичных миазмов, исходящих из легендарных драконов. Наличие ядовитых желез также не исключается. Интересно, что ядовитые железы были обнаружены у комодских варанов, которых когда-то прямо ассоциировали с драконами. Кстати, в этот драконий список еще в античные времена попадали питоны, живущие в Африке и в Азии (они также упомянуты в работе Кирхера). Полагаем, анаконда с ее зловонными выделениями угодила бы туда же.

В общем, облик дракона постепенно лишается фантастических черт, становясь вполне реалистичным. И если прототипами для многих из них являлись «ужасные ящеры», то у нас появляется повод немного скорректировать свои представления об этих загадочных рептилиях, опираясь не только на палеонтологические данные, но и на литературные источники, включая и разбираемый труд Афанасия Кирхера. В этом, пожалуй, и заключается его главная ценность.

Олег Носков

Ученые ФИЦ «Институт катализа СО РАН» ищут эффективные катализаторы и оптимальные условия для переработки пиролизной жидкости из коммунальных иловых осадков. Эту жидкость рассматривают как перспективное сырье для производства топлив и химической промышленности. Переработка позволяет приблизить состав пиролизной жидкости к нефти, что дает возможность ее внедрения на нефтеперерабатывающие предприятия. На текущем этапе содержание азота в продукте получилось снизить вдвое, а кислорода — в семь раз, серу удалось удалить практически полностью.

Ежегодно в мире муниципальные очистные сооружения производят, по некоторым оценкам, 100 млн тонн иловых осадков, которые образуются после очистки сточных вод, и такие объемы — большая проблема для городов. Во-первых, для захоронения отходов требуются огромные площади, и срок их эксплуатации должен составлять 100–150 лет. Во-вторых, иловые осадки могут содержать токсичные металлы, например, свинец и кадмий, которые при захоронении вымываются в грунтовые воды и попадают в воздух вместе с пылью. Также в осадках присутствуют патогенные микроорганизмы.

Среди основных подходов к утилизации иловых осадков выделяют сжигание. Но при этом способе в воздух выбрасываются загрязняющие атмосферу соединения, и для очистки дымовых газов нужны дополнительные меры. Другой экономически целесообразный вариант утилизации иловых осадков — быстрый пиролиз с последующим получением полезных продуктов. В этом случае отходы нагревают с высокой скоростью без доступа кислорода, в результате чего образуется пиролизная жидкость. Сейчас ученые исследуют ее как возможное сырье для получения топлив или компонентов для химической промышленности, допустим, для синтеза органических растворителей и реагентов. Еще один плюс быстрого пиролиза — тяжелые металлы в процессе уходят в твердый кокс, что значительно снижает негативное воздействие на окружающую среду.

Если рассматривать производственную цепочку, то перед отправкой пиролизной жидкости для переработки на нефтеперерабатывающее предприятие необходима ее предварительная гидрообработка.

«В первую очередь от ископаемой нефти ее отличает наличие большого количества кислорода и азота, в том числе в составе органических кислот, азотсодержащих соединений — гетероциклов, нитрилов, нитридов, а по аналогии с нефтью в составе также присутствуют сераорганические соединения. Из-за этого ее сложно использовать в качестве топлива для прямого сжигания. Чтобы приблизить ее состав к нефти, особенно важно удалить азот и кислород. Для этого мы и ищем системы, которые будут предельно стабильны в условиях гидрообработки, так как некоторые соединения буквально "убивают" катализаторы», — говорит старший научный сотрудник Инжинирингового центра Института катализа СО РАН к.х.н. Роман Кукушкин.

Ученые синтезировали и исследовали катализаторы, сходные с теми, которые используют для переработки нефтепродуктов, а также смоделировали разные условия процессов.

«Мы провели цикл исследований, в которых работали и с модельными смесями, и непосредственно с пиролизной жидкостью. Отправной точкой послужили катализаторы, близкие по природе к катализаторам гидроочистки ископаемого нефтяного сырья, — никель-молибденовые системы. Отдельно мы изучали гидротермальную стабильность катализатора при использовании модельной смеси в условиях реальной гидрообработки. Мы показали, что сульфидные по своей природе катализаторы, такие как NiMo-, наилучшим образом подходят для такого типа процессов, в особенности при температуре 400 °C. В целом можно сказать, что использование таких катализаторов значительно снижает содержание нежелательных элементов: кислорода — почти в семь раз, азота — в два раза, сера уходит практически полностью. Обработка водородом с использованием катализатора на основе никеля и молибдена позволяет увеличить выход фракции с температурой кипения 200–360 °C, что важно для получения топлив», — рассказывает ключевой автор исследования, научный сотрудник Инжинирингового центра ФИЦ «ИК СО РАН» к.х.н. Мария Алексеева.

По словам ученого, исследований по каталитической гидроконверсии пиролизной жидкости немного, и в них не рассматривается фактор влияния на процесс гидрообработки различных кислород-, азот-, а также серосодержащих соединений. Исследователи продолжат варьировать и изучать условия гидрообработки, в частности, с промежуточным разделением фракций, чтобы повысить степень переработки данного сырья.

Анастасия Аникина, PR-менеджер ФИЦ «Институт катализа СО РАН»

16 февраля Павел Сниккарс, заместитель министра энергетики РФ, провел лекцию «Электроэнергетика как основа экономического развития» для студентов Новосибирского государственного университета. Освещались такие вопросы, как планирование развития энергосистемы; новая роль потребителей в энергосистеме; развитие электросетевого комплекса и коммерческий учет; низкоуглеродная энергетика как фактор конкурентоспособности и развитие оптового и розничных рынков электроэнергии и мощности.

Замминистра в своей лекции затронул тему майнинга, пояснив, что этот вид деятельности очень энергоемок и существенно увеличивает нагрузку на электросети. Так, в 2021 году в Иркутской области был отмечен резкий нетипичный рост потребления электроэнергии около 10%. Было установлено, что произошло это вследствие подключения майнеров.

Павел Сниккарс уточнил, что сейчас Министерство энергетики РФ предпринимает существенные шаги для регламентирования деятельности майнинговых ферм. В частности, оно выступило с предложением ввести для майнеров специальный тариф, который в несколько раз превышал бы тарифы, установленные для юридических лиц.

Особое внимание Павел Сниккарс уделил перспективам развития низкоуглеродной энергетики. Замминистра пояснил, что причисляет к возобновляемым источникам энергии гидроэнергетику, как малую, так и большую.

– По международной методике крупные гидроэлектростанции к низкоуглеродной энергетике не относятся, поскольку во время их строительства затопленными оказываются большие территории с древесными насаждениями, которые подвергаются гнилостным процессам и выделяют в атмосферу СО2. Однако российские ученые доказали, что в зависимости от климата, температурного режима и возраста водоема возможен и обратный эффект. Было установлено, что водоемы ГЭС на территории нашей страны, наоборот, поглощают СО2. Это для нас было очень важно, потому что повлияло на исполнение с нашей стороны основных целей Парижского соглашения, — объяснил Павел Сниккарс.

Облегчило исполнение Парижского соглашения и наличие в стране атомных электростанций. Замминистра отметил, что атомная энергетика считается самой экологичной после ветроэнергетики, первенство которой возможно оспорить, поскольку лопасти ветрогенераторов пока не подвергаются переработке в виду отсутствия необходимых технологий, а складируются на специальных полигонах.

Павел Сниккарс ответил на многочисленные вопросы студентов и рассказал о карьерных возможностях и перспективах, которые открываются перед выпускниками вузов в отрасли электроэнергетики.

– Для меня НГУ всегда был одним из знаковых вузов Сибири. Среди моих друзей и коллег много выпускников этого университета. Моя цель сегодня — пробудить в студентах, обучающихся по разным специальностям, интерес к электроэнергетике. Специфика данной отрасли состоит в том, что она носит межотраслевой характер. Для успешного развития ей необходимо оптимальное сочетание математики, физики, экономики и юриспруденции. Все эти направления есть в Новосибирском госуниверситете. И будет замечательно, если в программе обучения появятся специальные межотраслевые предметы. Мы готовы способствовать такому полезному взаимодействию с НГУ в организации подобных курсов обучения, поскольку наша отрасль заинтересована в привлечении студентов университета на работу в свои структуры, — сказал Павел Сниккарс.

Российский научный фонд поддержал грантом двухлетний проект, направленный на изучение генетического разнообразия и эволюции бактерий рода Spiroplasma. Они обладают целым рядом необычных свойств – у них нет клеточной стенки, маленький размер генома, а генетическом код отличается от канонического. Их близкими родственниками, у которых похожие свойства, являются представители родов Phytoplasma (патогены растений) и Mycoplasma (некоторые виды последних являются возбудителями ряда опасных заболеваний, включая атипичную пневмонию). Что касается спироплазм, то они чаще обнаруживаются в растениях и организмах беспозвоночных, но отмечаются и у позвоночных, включая человека.

Благодаря развитию микроскопии, а главное – молекулярно-генетических методов, наука заметно продвинулась в изучении микроорганизмов, но все равно, как отмечают сами ученые, пока нам известна лишь «верхушка айсберга».

В частности, на сегодня описано более тридцати видов спироплазм. Одни являются возбудителями заболеваний у растений и насекомых, другие, напротив, помогают им защищаться от иных угроз.

«Известны случаи, когда спироплазмы уничтожали личинку осы-наездника, которая съедает организм насекомого изнутри и тем самым спасали его от неизбежной гибели», – рассказал ведущий научный сотрудник ИЦиГ СО РАН, к.б.н. Юрий Илинский.

Он также отметил, что в природе существует намного больше видов этих микроорганизмов, но их поиск до сих пор остается непростой задачей. Дело в том, что для спироплазмы характерна редуктивная эволюция —  у бактерии в процессе эволюции многие гены либо теряются, либо меняются и начинают сильно отличаться от генов родственных микроорганизмов. Из-за этого часто получаются ложно-отрицательные анализы ее присутствия в организме носителя, а также возникают проблемы с отнесением обнаруженной бактерии к конкретному виду.

«Решение этой проблемы, создание единой системы выявления всех случаев заражения спироплазмой, или, как минимум, панели маркеров, позволяющих выявлять разные ее родословные, является главной целью нашего проекта, который поддержал своим грантом Российский научный фонд», — подчеркнул Юрий Илинский.

Еще одна задача исследования: с помощью биоинформатических методов провести эволюционный анализ спироплазмы, понять, что происходит с их генами и научиться предсказывать, как эти изменения отразятся на свойствах микроорганизма. «Для нас это, прежде всего, фундаментальные научные задачи, но перспективы прикладного использования результатов исследований просматриваются довольно четко, даже если говорить только о насекомых», — уверен ученый.

Во-первых, сегодня в тренде использование биологических средств в защите сельскохозяйственных культур, иначе говоря, когда для борьбы с вредителями вместо пестицидов используют их естественных врагов и другие безвредные для человека и окружающей среды инструменты. При их разработке важно учитывать, как спироплазма может способствовать гибели насекомых-вредителей или, напротив, защищать их.

Также постоянно расширяется список видов насекомых, которых используют для производства кормов различных животных. «Вполне возможно, что при технологическом производстве таких насекомых, наличие или отсутствие в их организмах спироплазмы будет существенно влиять на темпы роста биомассы, что очень важно для производителя», — отметил Юрий Илинский.

В своих исследованиях ученые ИЦиГ СО РАН сотрудничают с российскими инсектариями, где, как правило, разводят насекомых, имеющих технологическое значение. Исходя из этого, программа исследований выстраивается таким образом, чтобы прикладные результаты могли проявиться как можно быстрее.

Пресс-служба Института цитологии и генетики СО РАН