Naravne katastrofe na svetu se nadaljujejo. Skoraj vsako zimo se države s tradicionalno zmernim podnebjem znajdejo v ujetništvu snega in zmrzali. Lani so prebivalci ene od južnih držav - Italije drsali po zaledenelih beneških kanalih.
Anglija in Francija sta to zimo doživeli pravi sibirski sneg. Večina ljudi povezuje te naravne pojave z globalnim segrevanjem in taljenjem ledenikov, kar vodi v premik severnega in južnega pola. Poleg tega znanstveniki sami ne zanikajo zmanjšanja ledenega območja na Arktiki, vendar to pojasnjujejo iz drugih razlogov.
Segrevanje ni problem
Spori o tej točki že dolgo trajajo. Znanstveniki so se slekli. Nekateri trdijo, da problem segrevanja podnebja obstaja in se lahko v bližnji prihodnosti spremeni v resne naravne katastrofe za človeštvo. Drugi se držijo bolj zmernih pogledov, saj menijo, da je nekaj segrevanja le začasen pojav in ga bo zagotovo nadomestila faza hlajenja.
Isti teoriji se drži tudi Inštitut za kriosfero Zemlje SB RAS. Tjumenski znanstveniki zagotavljajo, da se proces razgradnje ali poslabšanja večne zmrzali pojavlja periodično skozi vso znano zgodovino. »Ledeniki so napredovali in se umikali. Sledilo je poslabšanje (širitev, povečanje območja, ki ga zaseda večna zmrzal) ali degradacija - umik proti severu, pojasnjuje direktor inštituta, akademik Ruske akademije znanosti Vladimir Melnikov.
Ogrevanje podnebja je po njegovem mnenju obsežen in cikličen pojav. Obdobje najvišjih temperatur je bilo opaziti pod Džingis-kana. Nato se je začel močan hladni snap, ki so ga znanstveniki pozneje poimenovali Little Ice Age. Trajalo je več stoletij in se končalo šele sredi 19. stoletja. V tem času je bilo zamrznitev reke Moskve večkrat opaženo, tudi avgusta. Trenutno se človeštvo približuje podnebnemu optimumu, ki je bil pod Džingis-kana. Potem se bo faza hlajenja znova začela.
Tudi tjumenski znanstveniki menijo, da zmanjšanje ledenega območja na Arktiki ni kritično, temveč nasprotno opozarjajo na možnost odprtja Severne morske poti, ki bi lahko dobro konkurirala Sueškemu kanalu. Poleg tega je bila Arktika doslej najbolj slabo raziskana regija, danes pa se ustvarjajo predpogoji za njeno obsežno preučevanje.
Promocijski video:
Na primer, pred kratkim so odkrili pojav, imenovan "ledeni tornado". Opazimo ga v obdobju močnega znižanja temperature v polarnih širinah. Med nastajanjem morskega ledu se v ozračje sprošča ogljikov dioksid, ki je povezan z razgradnjo kalcijevega bikarbonata v CO2 in CaCO3. Hladna slanica, ki pade v vodo z negativno temperaturo, ustvari nekaj podobnega kot ledeni tornado, ki se potopi na dno in ustvari ledeno pot, v katero zamrznejo morska bitja.
"Ta pojav nepravilne kristalizacije morske vode prej ni bil upoštevan pri modelih prenosa toplote in mase, v katerih je bil vodni stolpec med dnom in površinskim ledom sprejet kot homogena plast. Za nas je to predvsem dodaten vir mraza, ki vpliva na parametre podvodne večne zmrzali in tudi kot regulator kroženja pretokov v morjih Arktike in Antarktike, "ugotavlja akademik Vladimir Melnikov.
Treba je opozoriti, da to nikakor ni edini primer slabega poznavanja arktičnih širin. To ozemlje v sebi skriva številne skrivnosti, tako naravne nevarne za človeštvo, in obratno - koristne, sposobne spremeniti sfere življenjskega pomena za človeka - medicino, energijo, astrofiziko.
Ukazite grom in strele
Iz šolskega tečaja fizike je znano, da je led, tako kot para, le eno od vodnih stanj. Kljub enotni formuli - H2O - so to popolnoma različni predmeti. Zlasti led ima približno 17 držav in več kot sto petdeset izrazov med ljudstvi, ki so prvotno prebivala na severnih ozemljih. Ni naključje, da se znanstveniki z vsega sveta zdaj ukvarjajo s preučevanjem ledu kot neodvisnega predmeta, ki ima v naravi številne funkcionalne razlike in vloge.
Nalet zanimanja za preučevanje ledu in plinskih hidratov ni povezan le z alternativnim virom energije za plin, temveč tudi z aktivno uporabo ledu v sodobni nanotehnologiji. Med vodilnimi, ki razkrivajo skrivnosti ledu, so zaposleni na Inštitutu za kriosfero Zemlje SB RAS.
Tako so tjumenski znanstveniki odkrili četrto stanje grozdnih kapljic. So strukturirane kapljice, ki ustvarijo novo plast s specifičnimi fizikalnimi lastnostmi. "Ta voda ni v obliki ledu in ne v obliki posameznih molekul, ampak tvori rešetko, ki je po strukturi podobna kristalni rešetki in daje okolju, v katerem suspendirajo kapljice vode, nove mehanske lastnosti," pravi Anatolij Šovlov, doktor fizike in matematike.
Za opazovanje četrtega stanja vode so znanstveniki naredili preprosto namestitev, ki je bila sestavljena iz mikroskopa, inhalatorja in video kamere. Številni videoposnetki in fotografije laboratorijske megle so pokazali, da je viskoznost kapljic kapljic višja od viskoznosti zraka, verige drobnih kapljic pa kažejo, da je na nebu red. Posledično lahko novo vodno stanje bistveno vpliva na zemeljsko podnebje.
Odkritje tjumenskih znanstvenikov je že pritegnilo pozornost svetovne skupnosti. Novo stanje vode bi lahko spremenilo astrofiziko.
Granulirani plin
V dobi iskanja vedno bolj naprednih tehnologij za shranjevanje in transport energetskih virov je preučevanje plinskih hidratov, ki so ga opravili tjumenski znanstveniki, še posebej pomembno. Po njihovem mnenju se prihodnost energetike celotnega sveta skriva prav v teh ledenih snoveh, kjer 160 količin plinov predstavlja en volumen vode in ledu.
Prvi dokazi o vsebnosti plinskih hidratov v zemeljski skorji so bili pridobljeni v sedemdesetih letih prejšnjega stoletja, ko so hidrati zemeljskega plina vzorčili iz globokomorskega dela Črnega morja. Nekaj kasneje so bile podobne študije izvedene na dnu Bajkalskega jezera. Spust vesoljskega plovila Mir je zabeležil plinske hidrate, ki so prišli na površje iz zemeljske skorje. Znanstveniki brez razloga imenujejo te snovi gorivo prihodnosti, saj se kopičenje dna usedlin stalno oblikuje, medtem ko se rezerve nafte in plina postopoma izčrpavajo.
Druga pomembna prednost plinskih hidratov pred tradicionalnimi viri energije - ogljikovodiki, je njihova sposobnost, da že dolgo obstajajo pri negativnih temperaturah. To je, ko se tlak spusti na raven atmosferskega zraka v pogojih negativnih temperatur, na površini snovi nastane ledena skorja, ki prepreči njihovo razpadanje v plin in vodo. Vodstvo pri razvoju tehnologije za prevoz zemeljskega plina v led hidravličnih tabletah pripada Japoncem. Danes se ta tehnologija šele preizkuša, v prihodnosti pa se lahko uporablja za transport plina. Raziskovalni programi plinskega hidrata so na voljo tudi v ZDA, Veliki Britaniji, Kanadi, Indiji.
Rusija, ki ima največje rezerve plina, se še ne osredotoča na preučevanje plinskih hidratov. Kljub temu so tjumenski znanstveniki zdaj tesno vključeni v tehnologijo pridobivanja "suhe vode". Mehanizem je preprost - v običajnem mešalniku se stisne 3% praška, katerega površinske lastnosti omogočajo zadrževanje vode v kapljicah, in 97% vode, kar ima za posledico pesek. Glavni izziv je prilagoditev te tehnologije na plin. Pridobiti takšne tehnične rešitve, ki bi omogočile pretvorbo plina v prašno stanje, iz njega narediti brikete ali tablete. Tako bo mogoče prevažati plin ali APG brez gradnje plinovodov.
Ta tehnologija bo v prihodnosti delno rešila okoljske težave, zlasti vprašanje uporabe toplogrednih plinov. Preoblikovanje presežka plina v plinsko hidratno stanje v ledeno podobno snov bo okolju škodilo, so prepričani znanstveniki. Skratka, raziskave na področju genetike nastajanja plinov odpirajo široke možnosti za uporabo naravnih virov.
Ključ do skrivnosti dolgoživosti
Nič manj zanimivih odkritij so tjumenski znanstveniki naredili na presečišču znanosti - kriologije in biologije. Študije značilnosti mikroorganizmov, ki naseljujejo kriosfero, so pokazale njihovo sposobnost preživetja in prisotnost posebnih, še neznanih mehanizmov zaščite ali popravljanja DNK pred toplotnim uničenjem, sevanjem, prostimi radikali in drugimi škodljivimi dejavniki.
Tako je ena od teh bakterij, ki so jo tumenski znanstveniki patentirali kot Bacillus Frost, postala predmet skupnih raziskav s kolegi iz skoraj dveh ducatov laboratorijev v Rusiji, Ukrajini, na Švedskem, v Avstriji, na Japonskem, Norveškem. Študija biološke aktivnosti na rastlinah, ciliatih, sadnih muhah in laboratorijskih miših je omogočila izolacijo posameznih sevov mikroorganizmov, ki so sposobni aktivirati imunski sistem. Poleg tega se biopotencial bakterij aktivira pri nizkih temperaturah in se manifestira v odmerkih 1000–100 krat nižjih kot pri njihovih sodobnih kolegicah.
Tako so študije pokazale sposobnost bakterij, da pospešijo procese celjenja ran, povečajo odpornost organizmov na različne obremenitve, povečajo mišično maso in aktivirajo desno poloblo možganov. Poleg tega je bilo dokazano, da bakterijski presnovki reproducirajo enake učinke.
Vse to nam omogoča, da lahko rečemo, da ima kriosfera s svojstvenimi edinstvenimi mikroorganizmi velik biološki potencial. Nadaljnje raziskovanje tega okolja lahko postane osnova za veličastna odkritja na področju medicine in farmakologije.
Žanrska kriza
Kljub temu, da se raziskovanje na različnih znanstvenih področjih nadaljuje, višja šola znanja danes doživlja ne le finančno krizo, ampak predvsem žanrsko krizo. Poleg tega je mogoče slediti trendu ne le v Rusiji, ampak v Evropi in Ameriki.
"Smo v položaju, ko pot k inovativnemu gospodarstvu predstavlja nove izzive za znanstveno skupnost, a povezava med temeljnim znanjem in njegovo praktično izvedbo je izgubljena," razlaga akademik Vladimir Melnikov.
Razlog za to vrzel je v ukinitvi uporabnih institucij, katerih namen je znanstvena ideja uresničiti resnični izdelek. Svetovna skupnost se spopada z močno težavo - iskanje te pomembne vmesne povezave.
V zvezi s tem je Evropska komisija leta 2012 objavila zadnji in največji razpis za zbiranje predlogov v okviru Sedmega okvirnega programa za raziskave in tehnološki razvoj (7OP). Skupno bo več kot 8 milijard EUR namenjenih projektom in idejam, ki bodo povečale konkurenčnost Evrope in pomagale pri reševanju vprašanj, povezanih z zdravjem ljudi, varstvom okolja in iskanjem novih rešitev za težave, ki jih povzroča urbanizacija in potreba po ravnanju z odpadki. Sredstva, ki bodo na voljo organizacijam in podjetjem iz katere koli države sveta, vključno z Rusijo, predstavljajo levji delež predlaganega raziskovalnega proračuna EU za leto 2013 v višini 10,8 milijarde evrov.
Drug pomemben dogodek preteklega leta za znanstveno skupnost je bila X mednarodna konferenca o permafrostu "Viri in tveganja regij permafrosta v spreminjajočem se svetu", ki je potekala od 25. do 29. julija v Salekhardu. Srečanje v Yamalu je združilo vodilne svetovne znanstvenike z vzhoda in zahoda, ustvarjalno mladino, javne osebnosti, predstavnike velikih podjetij in vlade. Skupno približno 600 ljudi, vključno s 300 tujimi udeleženci. Poleg tega je gostiteljica prevzela ne samo obveznosti organizacije konference, levji delež stroškov, temveč je zagotovila tudi udeležbo 80 ruskih in 70 tujih mladih znanstvenikov.
Ob upoštevanju pomembnega prispevka okrožja k razvoju znanstvenega potenciala arktičnih regij in aktivni podpori akademske znanosti so se udeleženci desete mednarodne konference o večno zmrzali odločili podpreti pobudo guvernerja Yamalo-Nenetskega avtonomnega okrožja Dmitrija Kobylkina za ustanovitev mednarodnega znanstvenega centra za raziskovanje Arktike v Yamalu in zlasti svoje pisarne na otoku Bely.
Poleg tega so se ob upoštevanju dolgoletnih izkušenj Yamala pri vzpostavljanju raznovrstnega sodelovanja s polarnimi regijami odločili, da bodo pozvali mednarodno arktično skupnost in Arktični svet, naj podpreta predlog vodje okrožja, da Jamal-Nenetskemu avtonomnemu okrožju podeli status mednarodnega centra za razvoj humanitarnega in znanstvenega sodelovanja v Arktiki …