Версия для печати
Вернуться к списку

Спасение «Титаника» и пальмы в Арктике

Чем наука удивила петербуржцев

Почему северным народам полезно сырое мясо? Когда в Арктике было тепло? Можно ли спастись от льдов-убийц? «Фонтанка» посетила лекторий Science Slam в Петербурге и послушала ученых-стендаперов.

В школьной программе Арктике отводится всего несколько уроков, и обычный человек знает об удивительном мире Крайнего Севера не так уж много. И не каждый представляет себе, какой была эта территория в прошлом — а ведь 500 миллионов лет назад здесь росли пальмы и плескалось теплое море.

О необычных особенностях региона петербуржцам рассказали на мероприятии Science Slam, международного проекта, который активно развивается в России. Молодые ученые представляют со сцены важные научные идеи и собственные исследования. Каждое выступление длится 10 минут, победителя выбирают зрители. «Поединки» Science Slam помогают развеять стереотипы о скучной науке, делают знания ближе и понятнее.

«Фонтанка» с интересом послушала шесть лекций об Арктике и подготовила их краткий конспект.

Лектор: Александр Буторин, геофизик, эксперт научно-технического центра «Газпром нефти»

Тема лекции: «Эволюция Арктики: что было до прихода вечных льдов и почему это важно теперь»

Главный вопрос: Откуда в Арктике так много нефти, и как ее удалось найти?

Ответ: 500 млн лет назад породы, из которых сложена нынешняя территория Арктики, формировались в климатических условиях, схожих с экваториальными. Большое разнообразие форм жизни, присущее этим территориям, привело к тому, что в арктических горных породах появилось большое количество органических веществ. Со временем под воздействием температуры и давления они превратились в нефть

Современные геологи ищут ее, создавая цифровые модели недр. Для этого они собирают информацию различными способами: анализируют породы, опускают в скважины измерительные приборы, проводят сейсморазведку. Изучив скорость отражения вибрации на разной глубине, инженеры составляют детальную картину всех пластов в разрезе. Этот процесс напоминает УЗИ, во время которого ультразвуковые волны отражаются от поверхности внутренних органов, а информация преобразуется в изображение на экране. Соединив данные всех исследований, можно понять, как устроена наша планета изнутри и какой она была в прошлом.

Геологи строят цифровые модели территорий, по площади сопоставимых с современными мегаполисами. Их работа напоминает о головоломках судоку: у специалистов есть ограниченный набор данных, все остальное нужно рассчитать. При этом известное и неизвестное в геологическом «кроссворде» соотносятся примерно как цистерна воды и Азовское море.

Лектор: Диана Владимирова, палеоклиматолог, PhD, научный сотрудник отдела гляциологии Института географии РАН

Тема лекции: «Воздух предков: что может рассказать ледник о составе атмосферы тысячи лет назад»

Главный вопрос: Почему 80 тыс. лет назад в атмосфере в два раза выросло количество метана?

Ответ: В ледниках хранится воздух, захваченный при их формировании, которое происходило тысячи лет назад. Ученые бурят в их толще скважины, извлекают фрагменты льда (керны), освобождают и изучают «воздух предков». По составу он почти такой же, как и современный. Мы вполне могли бы им дышать. И он также содержит небольшую долю метана — соединения, которое резко реагирует на изменения климата. Повышение его количества в атмосфере всегда точно совпадает с повышениями температуры воздуха.

Известно, что во время последнего ледникового периода произошло 25 потеплений. Каждое из них означало, что температура менялась на 10–15 градусов в течение 20–30 лет. Уровень метана тоже менялся, однако в одном случае, 80 тыс. лет назад, он вырос слишком резко — сразу в два раза.

Чтобы понять причину этой странности, палеоклиматологи обратились к коллегам, реконструирующим древнее оледенение. Так они узнали: когда ледник отступил на север, вода из подпруженных им водоемов слилась в Северный Ледовитый океан. В результате на месте нынешней Западной Сибири начали формироваться огромные болота, которые и стали дополнительным биогенным источником количества метана. Ученые проверили идеи о гидратах метана и разрушении мерзлоты, но они не подтвердились. В итоге доказательством болотного происхождения газа стал изотопный состав молекул древнего метана. Так ученые смогли восстановить один из фрагментов записи климата прошлого. Их конечная цель — полностью воссоздать картину реакции экосистемы на изменения климата в доисторические времена.

Лектор: Станислав Киселев, этнограф, кандидат исторических наук, старший преподаватель кафедры этнографии и антропологии СПбГУ

Тема лекции: «Ступени от ракеты вместо поддона для печи: как коренные ненцы адаптируют современные технологии»

Главный вопрос: Почему на фоне депопуляции Арктики не исчезают ненцы и другие коренные народы, ведущие традиционный образ жизни?

Ответ: Основных причин две. Во-первых, ненцы занимают специфическую экологическую нишу, где сложно существовать большинству других народов. Во-вторых, культура ненцев — очень сложный механизм со специфическим инструментарием, адаптированным к Арктике. Именно эти обстоятельства не дают большим народам проникать в тундру. Показательно, кстати, что поселковые ненцы русифицируются достаточно быстро, а в тундре русских просто нет.

Культура ненцев меняется. Рейсовый вертолет становится обычным транспортом. Во время полевых исследований ученые наблюдали, как титановые элементы обшивки упавших ступеней ракет используются в качестве поддона для печи, капроновые сети, выброшенные приливом на берег, — как материал для упряжи, а самых сильных оленей при перекочевке впрягают в бензонарту. Однако новые элементы не меняют культуру принципиально. Они находят в ней свое место, играя старые роли.

При этом опыт показывает, что изменение ключевых составляющих традиционной культуры, как бы экзотично они не выглядели, приводит к негативным последствиям. Возьмем питание. Ненцы придерживаются белковой диеты, в их рационе — оленья кровь, сырое мясо, внутренности и т.д. И их организмы отлично приспособлены к тому, чтобы переваривать большое количество белка. А вот когда ненецких детей в школах начинают кормить фруктами или молочными продуктами, возникает аллергия. Другой пример — малица, традиционная одежда из шкур. Правильный способ ее носить — на голое тело, а когда к ненцам начало проникать нижнее белье, произошел всплеск легочных заболеваний.

Лектор: Сергей Пряхин, научный сотрудник лаборатории изучения ледового плавания Арктического и антарктического НИИ

Тема лекции: «Как исследования льда могли бы спасти «Титаник»

Главный вопрос: Каким образом ученые предсказывают движение айсбергов?

Ответ: Даже сегодня айсберги — серьезная угроза для судоходства, например, в Северной Атлантике. Основная причина этого в том, что их дрейф непредсказуем. Они постоянно меняют траекторию движения под воздействием ветра, течения и морского льда. Ученые описывают этот процесс математическим языком, то есть создают модель в виде набора уравнений. Параметрами в них являются силы, вызывающие движение айсберга и препятствующие ему.

В результате расчетов (моделирования) получают вероятный маршрут движения айсберга из пункта А в пункт Б. Затем модель верифицируют, то есть проверяют на реальном примере. Ученые отправляются в экспедицию в район океана с большим количеством айсбергов. Там они сразу же начинают наблюдения за течениями и ветром. Выбрав подходящий айсберг, изучают его со всех сторон: проводят аэрофотосъемку, запускают подводные аппараты, устанавливают на айсберге радиомаяк, берут образцы льда. В итоге получается максимально точное описание объекта и его фактического дрейфа. Если эти данные совпадают с расчетами, модель считается успешно верифицированной. В этом случае ученые могут давать рекомендации судоводителям.

Лектор: Анастасия Карасева, социальный антрополог, младший научный сотрудник Центра социальных исследований Севера Европейского университета в Санкт-Петербурге

Тема лекции: «Уехать нельзя остаться: как социальные антропологи изучают молодежную миграцию в Арктике»

Главный вопрос: Что можно узнать о миграции благодаря этнографии?

Ответ: Обсуждение жизни молодежи на Крайнем Севере часто сводится к разговорам о ее отъезде. И действительно, статистика стабильно показывает убыль населения. Так что же, Арктика пустеет? Социальная антропология дает возможность увидеть молодежную миграцию не только в цифрах, но и в биографиях и нюансах человеческих отношений. Наука показывает, насколько сложен и многообразен этот процесс.

Анастасия провела исследование в Магаданской области, где она в течение пяти месяцев жила в небольшом поселке, общалась с его обитателями, записывала истории их жизни и рассказы о поселке. Из всей полученной информации этнограф выбрала три истории переезда. Каждая из них иллюстрирует одну из причин, по которым социальные связи влияют на миграцию.

Например, Алена — одна из четырех учительниц поселка, чьи биографические сценарии примерно одинаковы — родилась в большом городе к юго-западу от Магаданской области. Она окончила педагогический вуз, но была вынуждена трудиться в коммерческой фирме. Девушка хотела работать по специальности, однако в ее городе найти такую вакансию было сложно. В интернете она обнаружила объявление о том, что в далеком северном поселке требуются молодые учителя. Там ее ожидала не только работа, но и жилье, подъемные и стимулирующие надбавки, а также доброе и уважительное отношение со стороны старших коллег. Вскоре после переезда Алена вышла замуж за мужчину, вся семья которого жила в поселке. Профессиональные и семейные связи помогли ей быстро освоиться и укорениться. Алена живет в этом поселке уже четыре года.

Анастасия выделила три причины, по которым социальные связи оказываются важны для миграции. Во-первых, потому что жить где-то значит не только находиться там физически, но и поддерживать социальные отношения, общаться. Во-вторых, потому что решение о переезде принимается семьей, а не индивидуально. В-третьих, потому что социальные связи способствуют укоренению на новом месте.

Лектор: Степан Иванов, альголог, сотрудник Лаборатории альгологии Ботанического Института РАН

Тема лекции: «Растения в ледяной воде и полной темноте: как живут арктические водоросли»

Главный вопрос: Каким образом крупные водоросли (макрофиты) выживают в суровых северных условиях?

Ответ: Во время полярной ночи эти растения впадают в анабиотическое состояние, что позволяет им не страдать от отсутствия солнечного света и экстремально низких температур. Однако когда наступает полярный день, света становится так много, что он начинает повреждать водоросли — как внешне, так и на уровне ДНК. Чтобы справиться с этой проблемой, макрофиты активно фотосинтезируют и тратят полученную таким образом энергию на работу систем репарации, которые исправляют нанесенный урон. Чтобы в холодной воде эффективно осуществлять жизненно важные биохимические реакции, арктические водоросли используют не обычные для их теплолюбивых родственников ферменты, а изозимы. Такая смена катализатора стала для них важным эволюционным шагом.

Еще одна опасность, подстерегающая макрофитов, — это прибрежные льды-убийцы. В самом начале полярной ночи, двигаясь с приливом и отливом, они физически стирают водоросли, впавшие в анабиоз. Однако растения проявляют предусмотрительность: они хранят питательные вещества, синтезированные днем, и клетки, которые продолжат жить после «спячки», как можно ближе ко дну. Все это концентрируется в основании стволика, в переходе от стволика к пластине или возле ризоидов, нитевидных выростов, выполняющих функции корня.

Победителем Science Slam стал этнограф Станислав Киселев, который рассказал, почему ненецкая культура такая и чем вредны попытки «цивилизовать» коренные народы. Именно Станиславу громче всего аплодировали зрители, а наградой для него стали настоящие боксерские перчатки — символ победы в научном поединке.

Организаторы предновогоднего Science Slam — медиакомпания «Бумага» и «Газпром нефть» — подготовили для участников мероприятия сюрприз: уникальную фотовыставку, посвященную нарвалам, которых называют еще морскими единорогами. Увидеть это животное удается очень редко, однако в этом году российским ученым из экспедиции «Нарвал. Легенда Арктики» удалось встретить и запечатлеть сразу несколько групп нарвалов с детенышами.