/ Евгений Онуфриев

Предсказать будущее Земли. Часть I: «Спасская Падь»

Биологические системы Якутии хранят в себе много тайн, изучением которых занимаются ученые всего мира. Особое внимание сегодня привлекает глобальное изменение климата и его влияние на северные экосистемы, особенно на зоны таежных лесов.

В рамках изучения данного вопроса в августе этого года СВФУ совместно с Институтом биологических проблем криолитозоны Сибирского отделения Российской Академии наук организовал VII международную летнюю школу «Роль мерзлотной зоны в глобальном изменении: таежные экосистемы на многолетней мерзлоте». В этом материале мы расскажем о международной студенческой экспедиции, прошедшей на научной станции «Спасская Падь».

История «Спасской Пади»

Одна из старейших научных лесных станций была заложена Институтом леса им. Владимира Сукачева в 1952 году неподалеку от Якутска. В 1991 году станция была передана Институту биологических проблем криолитозоны СО РАН, который начал проводить на ней усиленные исследования изменения климата. «В настоящее время станция по праву является форпостом исследования глобального изменения климата в зоне многолетней мерзлоты, – заявляет доктор биологических наук, профессор, директор Международного научно-образовательного центра по биохимии и климатологии BEST Института естественных наук СВФУ Трофим Максимов.

«На станции было задействовано 32 международных проекта с участием 14 стран, а всего за 25 лет «Спасскую Падь» посетило порядка 400 иностранных ученых», – отмечает кандидат биологических наук, ведущий научный сотрудник Международного научно-образовательного центра по биогеохимии и климатологии BEST ИЕН СВФУ Александр Кононов.

Благодаря усилиям международного научного сообщества станция была снабжена передовым оборудованием, которое позволило проводить ученым сверхточные долговременные исследования. «На данный момент на станции установлено несколько мощных комплексов по изучению всех параметров экосистемы, – добавляет эксперт. – Они представляют собой вышки, вокруг которых круглогодично изучается около ста параметров экосистемы, и они беспрерывно работают вот уже на протяжении целых двадцати лет».

За счет своего оборудования «Спасская Падь» признана учеными мира супер-станцией, количество которых в мире составляет не более пятидесяти. Сегодня в России она является единственной станцией такого типа, данные с нее поступают одновременно в сети наблюдения за климатом и экосистемами как Европы, так и Азии.

«По количеству станций такого рода мы опережаем все регионы России и за все время работы нашими учеными были получены эксклюзивные данные», – отмечает Трофим Максимов.

Появление летней школы

С середины двухтысячных годов Институт биологических проблем криолитозоны СО РАН стал уделять больше внимания образовательной деятельности, в рамках которой и была организована «летняя школа». Первая школа открыла свои двери в 2009 году в рамках японской программы GCOE (Global Center of Excellence). «В начале основными участниками были только студенты, аспиранты и молодые исследователи из Японии, но после к ним присоединились студенты из многих стран Азии и Европы, поэтому сейчас ее можно с уверенностью назвать международной», – подчеркивает Александр Кононов.

Цель исследований, проводимых в международной летней школе, состоит в том, чтобы обучить студентов пользоваться накопленными научными знаниями и применять современное оборудование для решения научных вопросов. Итогами работы должны стать мини-исследования участников и их результаты. «Таким образом, мы проводим в летней школе практико-ориентированное обучение, которое является наиболее эффективным методом, чем просто теория», – считает научный сотрудник.

2
Как стать участником научных исследований? «Группы набираются достаточно просто – в начале каждого года Международный центр BEST проводит для студентов спецкурс с участием приглашенных профессоров из России, Японии и Европы, по статистике их посещает около 40-50 человек, – объясняет эксперт. – Мы проводим среди них тестирование, по результатам которого отбирается несколько студентов. Именно они и становятся участниками летней школы – такой стандарт предусмотрен для всех стран».

Стоит отметить, что на этом отбор не заканчивается. «После работы в школе, мы выбираем ребят, которые смогут продолжить свои исследования уже в Университете Хоккайдо в Японии на краткосрочных курсах, – добавляет Александр Кононов. – Дальше система отбора подбирает исследователей уже для полугодичных и годичных курсов – как правило, это самые склонные к науке студенты».

Помимо России, исследовательские школы такого рода также проводятся в Индонезии, Монголии, Малайзии и Китае, но, как отмечает эксперт, основное внимание ученых всегда уделяется именно якутской летней школе.

Чем это обусловлено? По мнению ученых, обширная территория республики является идеальным вариантом для долгосрочных исследований.

Для ведения постоянных исследований в Якутии есть все условия, считает доктор биологических наук Трофим Максимов. «В республике действует сеть станций SakhaFluxNet, где ученые изучают состояние климата, парниковых газов, мерзлотных систем», – подчеркивает профессор.

«В Якутии очень сухой климат, малое количество влаги и осадков, – рассказывает профессор Университета Хоккайдо, почётный профессор СВФУ Атсуко Сугимото. – Помимо этого, важным моментом является наличие вечной мерзлоты, из-за которой процесс оборота влаги в Якутии, особенно в ее арктических районах, происходит очень интересно и своеобразно».

Отметим, что в этом году участниками летней школы стали студенты и аспиранты из США, Китая, Германии, Индии, Норвегии, Великобритании, Японии и России. «Ими были проведены мерзлотные исследования в Намском и заречных районах Якутии. На научной станции «Спасская падь» Института биологических проблем криолитозоны СО РАН участники школы изучали таежную экосистему», – отмечает Трофим Максимов.

Лекции по мерзлотоведению, климатологии, биогеохимии в летней школе проводили профессор Университета Хоккайдо Атсуко Сугимото (Atsuko Sugimoto), профессор Университетета Фэрбенкс Кенджи Йошикава (Kenji Yoshikawa), профессор Техасского университета Шао Лин (Shao Lin) и другие исследователи.

С каждым годом круг исследований молодых ученых расширяется. В этом году летняя школа впервые проходила по двум направлениям: по мерзлотоведению (проект UArctic) и наземным экосистемам (проект RJE3). Первую группу с выездом в заречные районы возглавляли профессора Кенджи Йошикава и Михаил Присяжный, второй группой, что проводила исследования на «Спасской Пади», руководили профессора Атсуко Сугимото и Трофим Максимов.

Исследования, которые объединяют

Какие исследования проводятся на станции «Спасская Падь» в рамках летней школы? Как отметил Трофим Максимов, во время нынешних полевых работ молодые ученые изучали термический режим мерзлоты, деятельный слой почвы, устанавливали датчики температуры. «Группа по изучению экосистемы провела оценку межгодовой изменчивости листового индекса, суточного изменения дыхания почвы, процессов фотосинтеза лиственницы», – отмечает профессор. Исследования будут продолжены в лабораторных условиях в Университете Хоккайдо в конце августа.

«В науке существует термин «парниковый эффект», который является ключевым гибким механизмом глобального изменения климата, – отмечает Александр Кононов. – Данный эффект управляет концентрацией парниковых газов в атмосфере, которые в свою очередь либо испускаются, либо поглощаются нашей таежной экосистемой. Для того, чтобы понять, какое количество испускается, а сколько поглощается, мы и проводим данные исследования».

Как объяснил кандидат биологических наук «Нашему университету_онлайн», фотосинтез – это процесс, который поглощает углекислый газ из атмосферы, тем самым уменьшая парниковый эффект и последствия изменения глобального климата. «Процесс дыхания почвы противоположен первому – его исследования выявляют, сколько углекислого газа, наоборот, выводится из почвы, – подчеркивает эксперт. – Наша цель – знать, каков сейчас баланс углерода в таежной экосистеме».

3
Для проведения исследований по всем направлениям, участники разделяются на три-четыре группы. «Мы стараемся, чтобы группы были смешанными – помимо студентов СВФУ, в них также состоят иностранные студенты», – отмечает научный сотрудник.

Как отмечает эксперт, помимо того, что это благоприятно влияет на объединение участников, при таком раскладе у всех студентов значительно улучшается уровень английского языка. «Все лекции читаются на английском, в группах мы также рекомендуем общаться на этом языке – процесс погружения в язык улучшается в разы, – рассказывает Александр Кононов.

В этом году студенты работали в летней школе пять дней: слушали лекции и проводили практические исследования.

«В настоящее время у групп уже имеются «сырые» данные, сейчас они занимаются их обработкой, чтобы 12 августа представить финальные презентации, – отмечает Александр Кононов. – Таким образом, студенты вовлечены в настоящие научные исследования, а собранные ими результаты имеют большое практическое значение. Что важно, они могут продолжить свои исследования и далее. Например, несколько выходцев первых летних школ уже стали кандидатами наук».

«От участия в летней школе у меня самые лучшие впечатления, – делится магистрант СВФУ Светлана Слепцова. – Всего у нас было 4 группы, у каждой имелось свое задание. Например, мы изучали процесс дыхания почв, а другие группы занимались фотосинтезом, изучением параметров растительности. Так называемые «полевые работы» на самом деле оказались захватывающим исследованием – участвовать в них для нас было настоящим удовольствием».

«Мы работаем для того, чтобы человечество имело представление о том, что произойдет в будущем, и как быстро это произойдет. Это уже не только научный вопрос – он также сильно связан с экономикой и политикой, ведь страны, которые быстрее и эффективнее подготовятся к изменению климата, выиграют. И летняя школа, готовящая специалистов в этом направлении, играет во всем этом большую роль».кандидат биологических наук, ведущий научный сотрудник Международного научно-образовательного центра по биогеохимии и климатологии BEST при ИЕН СВФУ Александр Кононов

Отметим, что в настоящее время сотрудники Международного центра BEST совместно со специалистами и преподавателями Университета Хоккайдо и ИЕН СВФУ разрабатывают международную магистерскую программу по подготовке специалистов по Арктике, которую планируется открыть в 2017 году. Эта программа станет объединяющим звеном, сводящим воедино усилия ученых и преподавателей России и Японии для подготовки уникальных специалистов новой формации для изучения и управления природными и социальными процессами в Арктике.

Фото: из архива героев материала

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.