Natuurrampen in de wereld gaan door. Bijna elke winter bevinden landen met traditioneel gematigde klimaten zich in gevangenschap van sneeuw en vorst. Vorig jaar schaatsten inwoners van een van de zuidelijke landen, Italië, langs de bevroren Venetiaanse kanalen.
Engeland en Frankrijk hebben deze winter echte Siberische sneeuw meegemaakt. De meeste mensen associëren deze natuurlijke verschijnselen met het broeikaseffect en het smelten van gletsjers, wat leidt tot een verschuiving in de noord- en zuidpool. Bovendien ontkennen de wetenschappers zelf de afname van het ijsgebied in het noordpoolgebied niet, maar verklaren ze dit om andere redenen.
Opwarming is geen probleem
Er zijn al geruime tijd geschillen op dit punt. De wetenschappers kleedden zich uit. Sommigen beweren dat het probleem van klimaatopwarming bestaat en in de nabije toekomst kan uitgroeien tot ernstige natuurrampen voor de mensheid. Anderen houden van meer gematigde opvattingen, in de overtuiging dat enige opwarming slechts een tijdelijk fenomeen is en zeker zal worden vervangen door een afkoelingsfase.
Het Institute of the Earth Cryosphere, SB RAS, volgt dezelfde theorie. Tyumen-wetenschappers verzekeren dat het proces van degradatie of verergering van permafrost periodiek plaatsvindt gedurende de hele bekende geschiedenis. 'Gletsjers rukten op en trokken zich terug. Dit werd gevolgd door verergering (uitbreiding, toename van het gebied bezet door permafrost) of achteruitgang - de terugtrekking naar het noorden”, legt Vladimir Melnikov, de directeur van het instituut, academicus van de Russische Academie van Wetenschappen uit.
Klimaatopwarming is volgens hem een grootschalig en cyclisch fenomeen. De periode van de hoogste temperaturen werd waargenomen onder Genghis Khan. Toen begon een krachtige koudegolf, die wetenschappers later de kleine ijstijd noemden. Het duurde verschillende eeuwen en eindigde pas in het midden van de 19e eeuw. Gedurende deze tijd werd herhaaldelijk het bevriezen van de rivier de Moskva opgemerkt, zelfs in augustus. Momenteel nadert de mensheid het klimaatoptimum dat onder Genghis Khan lag. Daarna begint de afkoelfase opnieuw.
De Tyumen-wetenschappers achten de verkleining van het ijsgebied in het noordpoolgebied evenmin kritiek; integendeel, ze wijzen op de mogelijkheid om de noordelijke zeeroute te openen, die wel eens zou kunnen concurreren met het Suezkanaal. Bovendien was het Noordpoolgebied tot nu toe het slechtst bestudeerde gebied en vandaag worden de voorwaarden geschapen voor zijn grootschalige studie.
Promotie video:
Zo werd vrij recentelijk een fenomeen genaamd "ijstornado" ontdekt. Het wordt waargenomen tijdens de periode van een sterke temperatuurdaling op polaire breedtegraden. Tijdens de vorming van zee-ijs komt kooldioxide vrij in de atmosfeer, geassocieerd met de afbraak van calciumbicarbonaat in CO2 en CaCO3. Koude pekel, die naar beneden valt in water met een negatieve temperatuur, creëert iets dat lijkt op een ijstornado, zinkt naar de bodem en creëert een ijspad waarin zeedieren bevriezen.
“Met dit fenomeen van abnormale kristallisatie van zeewater werd voorheen geen rekening gehouden in warmte- en massaoverdrachtsmodellen, waarin de waterkolom tussen het bodem- en oppervlakte-ijs als een homogene laag werd beschouwd. Voor ons is dit in de eerste plaats een extra bron van kou, die de parameters van de onder water gelegen permafrost beïnvloedt, en ook als een regulator van de circulatie van stromen in de zeeën van de Arctische en Antarctische zeeën,”merkt academicus Vladimir Melnikov op.
Opgemerkt moet worden dat dit zeker niet het enige voorbeeld is van een gebrekkige kennis van de arctische breedtegraden. Dit gebied heeft vele geheimen in zich, zowel gevaarlijk voor de mensheid door hun aard, als omgekeerd - nuttig, in staat om sferen te revolutioneren die van vitaal belang zijn voor een persoon - geneeskunde, energie, astrofysica.
Beveel donder en bliksem
Uit de natuurkundecursus op school is bekend dat ijs, net als stoom, slechts een van de toestanden van water is. Ondanks de uniforme formule - H2O - zijn dit echter totaal verschillende objecten. In het bijzonder heeft ijs ongeveer 17 staten en meer dan honderdvijftig termen onder de volkeren die oorspronkelijk in de noordelijke gebieden woonden. Het is geen toeval dat wetenschappers van over de hele wereld zich nu tot de studie van ijs wenden als een onafhankelijk object dat veel functionele verschillen en rollen in de natuur heeft.
De grote belangstelling voor de studie van ijs en gashydraten wordt niet alleen in verband gebracht met een alternatieve energiebron voor gas, maar ook met het actieve gebruik van ijs in de moderne nanotechnologie. Onder de leiders bij het onthullen van de geheimen van ijs zijn medewerkers van het Earth Cryosphere Institute van de SB RAS.
Zo ontdekten Tyumen-wetenschappers de vierde toestand van de vloeistofdruppelclusters. Het zijn gestructureerde druppels die een nieuwe laag creëren met specifieke fysische eigenschappen. "Dit water is niet in de vorm van ijs en niet in de vorm van individuele moleculen, maar vormt een rooster dat qua structuur vergelijkbaar is met een kristalrooster, en geeft de omgeving waarin waterdruppels zweven, nieuwe mechanische eigenschappen", zegt Anatoly Shavlov, doctor in de natuurkunde en wiskunde.
Om de vierde staat van water te observeren, hebben wetenschappers een eenvoudige installatie gemaakt, die bestond uit een microscoop, een inhalator en een videocamera. Veel video's en foto's van laboratoriummist hebben aangetoond dat de viscositeit van druppelclusters hoger is dan de viscositeit van lucht, en ketens van kleine druppeltjes geven aan dat er orde in de lucht is. Bijgevolg kan de nieuwe toestand van het water het klimaat op aarde aanzienlijk beïnvloeden.
De ontdekking van Tyumen-wetenschappers heeft al de aandacht van de wereldgemeenschap getrokken. De nieuwe toestand van water kan een revolutie teweegbrengen in de astrofysica.
Gegranuleerd gas
In het tijdperk van de zoektocht naar steeds meer geavanceerde technologieën voor de opslag en het transport van energiebronnen, is de studie van gashydraten door Tyumen-wetenschappers van bijzonder belang. Volgens hen ligt de toekomst van de energiesector van de hele wereld precies in deze ijsachtige stoffen, waar 160 volumes gassen verantwoordelijk zijn voor één volume water en ijs.
Het eerste bewijs van het gehalte aan gashydraten in de aardkorst werd verkregen in de jaren zeventig, toen aardgashydraten werden bemonsterd uit het diepwatergedeelte van de Zwarte Zee. Even later werden soortgelijke onderzoeken uitgevoerd op de bodem van het Baikalmeer. De afdaling van het Mir-ruimtevaartuig registreerde gashydraten die vanuit de aardkorst naar de oppervlakte kwamen. Wetenschappers noemen deze stoffen niet zonder reden de brandstof van de toekomst, aangezien de accumulatie van bodemsedimenten constant wordt gevormd, terwijl de olie- en gasreserves geleidelijk worden uitgeput.
Een ander belangrijk voordeel van gashydraten ten opzichte van traditionele energiebronnen - koolwaterstoffen - is hun vermogen om lange tijd bij negatieve temperaturen te bestaan. Dat wil zeggen, wanneer de druk wordt afgelaten tot het niveau van atmosferische lucht in omstandigheden van negatieve temperaturen, vormt zich een ijskorst op het oppervlak van stoffen, waardoor hun ontleding in gas en water wordt voorkomen. Het leiderschap in de ontwikkeling van technologie voor het transport van aardgas in ijsgashydraattabletten behoort toe aan de Japanners. Tegenwoordig wordt deze technologie alleen getest, maar in de toekomst kan deze worden gebruikt voor gastransport. Gashydraatonderzoeksprogramma's zijn ook beschikbaar in de VS, Groot-Brittannië, Canada, India.
Rusland, dat over de grootste gasreserves beschikt, richt zich nog niet op de studie van gashydraten. Desalniettemin zijn Tyumen-wetenschappers nu nauw betrokken bij de technologie om "droog water" te verkrijgen. Het mechanisme is eenvoudig: in een conventionele mixer wordt 3% van het poeder opgeklopt, waarvan de oppervlakte-eigenschappen het mogelijk maken om water in druppels vast te houden, en 97% water, wat resulteert in zand. De belangrijkste uitdaging is om deze technologie aan te passen aan gas. Om dergelijke technische oplossingen te verkrijgen waarmee het gas in een poedervormige toestand kan worden omgezet en er briketten of tabletten van kunnen worden gemaakt. Zo is het mogelijk om gas of APG te transporteren zonder gasleidingen aan te leggen.
In de toekomst zal deze technologie milieuproblemen gedeeltelijk oplossen, met name het probleem van het gebruik van broeikasgassen. Door overtollig gas om te zetten in een gashydraat-toestand, in een ijsachtige substantie, wordt het onschadelijk voor het milieu, weten wetenschappers. Kortom, onderzoek op het gebied van genetica van gasvorming biedt grote kansen voor het gebruik van natuurlijke hulpbronnen.
De sleutel tot het geheim van een lang leven
Niet minder interessante ontdekkingen werden gedaan door Tyumen-wetenschappers op het snijvlak van wetenschappen - cryologie en biologie. Onderzoek naar de kenmerken van micro-organismen die in de cryosfeer leven, heeft hun levensvatbaarheid aangetoond en de aanwezigheid van speciale, maar onbekende mechanismen van bescherming of DNA-herstel tegen thermische vernietiging, straling, vrije radicalen en andere schadelijke factoren.
Dus een van deze bacteriën, gepatenteerd door Tyumen-wetenschappers als Bacillus Frost, werd het voorwerp van gezamenlijk onderzoek met collega's van bijna twee dozijn laboratoria in Rusland, Oekraïne, Zweden, Oostenrijk, Japan, Noorwegen. De studie van biologische activiteit op planten, ciliaten, fruitvliegen en laboratoriummuizen maakte het mogelijk om individuele stammen van micro-organismen te isoleren die in staat zijn om het immuunsysteem te activeren. Bovendien wordt het biopotentieel van bacteriën geactiveerd bij lage temperaturen en manifesteert het zich in doses die 1000-100 keer lager zijn dan die van hun moderne tegenhangers.
Studies hebben dus aangetoond dat bacteriën in staat zijn om wondgenezingsprocessen te versnellen, de weerstand van organismen tegen verschillende spanningen te verhogen, de spiermassa te vergroten en de rechterhersenhelft te activeren. Bovendien is bewezen dat bacteriële metabolieten dezelfde effecten voortbrengen.
Dit alles stelt ons in staat om te zeggen dat de cryosfeer, met zijn inherente unieke micro-organismen, een enorm biologisch potentieel heeft. Verdere verkenning van deze omgeving kan de basis worden voor grootse ontdekkingen op het gebied van geneeskunde en farmacologie.
Genre crisis
Ondanks het feit dat het onderzoek op verschillende wetenschapsgebieden doorgaat, maakt de hogere kennisschool vandaag niet alleen een financiële crisis door, maar in de eerste plaats ook een crisis van het genre. Bovendien is de trend niet alleen te traceren in Rusland, maar ook in Europa en Amerika.
"We bevinden ons in een situatie waarin de koers naar een innovatieve economie nieuwe uitdagingen voor de wetenschappelijke gemeenschap met zich meebrengt, maar de verbinding tussen fundamentele kennis en de praktische implementatie ervan is verloren gegaan", legt academicus Vladimir Melnikov uit.
De reden voor deze kloof ligt in de afschaffing van toegepaste instellingen die zijn ontworpen om een wetenschappelijk idee tot een echt product te brengen. De wereldgemeenschap staat voor een groot probleem: het vinden van deze belangrijke tussenliggende schakel.
In dit verband kondigde de Europese Commissie in 2012 de laatste en grootste oproep tot het indienen van voorstellen aan in het kader van het zevende kaderprogramma voor onderzoek en technologische ontwikkeling (FP7). In totaal zal meer dan 8 miljard euro worden toegewezen aan projecten en ideeën die het concurrentievermogen van Europa zullen vergroten en helpen bij het oplossen van problemen met betrekking tot de menselijke gezondheid, milieubescherming en het vinden van nieuwe oplossingen voor de problemen die worden veroorzaakt door verstedelijking en de noodzaak om afval te beheren. De financiering, die beschikbaar zal zijn voor organisaties en bedrijven uit elk land ter wereld, inclusief Rusland, vertegenwoordigt het leeuwendeel van het door de EU voorgestelde onderzoeksbudget voor 2013 van 10,8 miljard euro.
Een andere belangrijke gebeurtenis van het afgelopen jaar voor de wetenschappelijke gemeenschap was de X International Conference on Permafrost "Resources and Risks of Permafrost Regions in a Changing World", die plaatsvond van 25 tot 29 juli in Salekhard. De bijeenkomst in Yamal bracht 's werelds meest vooraanstaande wetenschappers uit Oost en West, creatieve jongeren, publieke figuren, vertegenwoordigers van het grote bedrijfsleven en de overheid samen. In totaal zo'n 600 mensen, waaronder 300 buitenlandse deelnemers. Bovendien nam de gastpartij niet alleen de verplichtingen op zich om de conferentie te organiseren, het leeuwendeel van de kosten, maar zorgde ook voor de deelname van 80 Russische en 70 buitenlandse jonge wetenschappers.
Rekening houdend met de belangrijke bijdrage van de Okrug aan de ontwikkeling van het wetenschappelijk potentieel van de Arctische regio's en de actieve ondersteuning van de academische wetenschap, besloten de deelnemers van de 10e internationale conferentie over permafrost het initiatief te steunen van de gouverneur van de Yamalo-Nenets Autonome Okrug Dmitry Kobylkin om een internationaal wetenschappelijk centrum op te richten voor de studie van het Noordpoolgebied in Yamal, en in het bijzonder, haar kantoren op Bely Island.
Rekening houdend met de jarenlange ervaring van Yamal bij het opzetten van een gediversifieerde samenwerking met de poolgebieden, besloten de deelnemers aan de conferentie bovendien een beroep te doen op de internationale Arctische gemeenschap en de Arctische Raad om het voorstel van het districtshoofd te steunen om de Yamal-Nenets Autonome Okrug de status te geven van een Internationaal Centrum voor de Ontwikkeling van Humanitaire en Wetenschappelijke Samenwerking in het Noordpoolgebied. …
