Гигантская лаборатория: как ТГУ превратил Сибирь в "научную установку"
0
171
ТОМСК, 27 июл – РИА Томск. Огромная территория Сибири как природная мегаустановка с разнообразными природными зонами – такую концепцию сформулировал Томский государственный университет (ТГУ), который все 145 лет истории занимается изучением этой зоны. На основе концепции в 2017 году вуз зарегистрировал в Минобрнауки уникальную научную установку, а в 2021 – получил грант министерства на поддержку проекта.
Суть проекта заключается в оснащении исследовательских станций вуза, расположенных в разных зонах Сибири, сложным оборудованием для изучения природы и климата. Подробнее – в обзоре РИА Томск. 150 млн на новый уровень Сибирь всегда была для госуниверситета гигантской лабораторией – ученые вуза, начиная с момента его открытия, проводили здесь самые разные исследования. Можно сказать, что им повезло, потому что в Сибири расположено сразу несколько природных зон – лесостепи, смешанные леса, степи, арктические пустыни, тундра, лесотундра и тайга. Это открывает большие перспективы для научной работы. В 2020 году ТГУ объединил разнообразие природных зон с собственными исследовательскими станциями: специалисты вуза разработали проект по оснащению станций современным оборудованием для изучения Сибири вдоль и поперек. Проект получил название "Уникальная научная установка", и под "установкой" здесь понимается вся Сибирь, а не набор "железа" и программного обеспечения. В 2021 году проект ТГУ победил в конкурсе Минобрнауки РФ и получил крупный грант – 150 миллионов рублей на три года, по 50 миллионов на каждый год. На эти деньги закуплена техника, позволяющая собирать наиболее точные и развернутые данные о таянии ледников, объемах эмиссии парниковых газов в атмосферу и их транспорте в мировой океан – то, что нужно для прорыва в изучении Сибири и Арктики. 2,5 тысячи километров "лаборатории" "ТГУ стал первым, кто сформулировал научную концепцию территории Сибири, представив ее как "уникальную научную установку". Сибирь всегда была для вуза не только родным краем, но и действительно не имеющим аналогов полем для развития науки", – рассказывает руководитель проекта Людмила Борило. По ее словам, в проект входят три исследовательские станции ТГУ – так называемый трансект протяженностью более 2,5 тысячи километров. Это станция "Актру" в горах Алтая, станция "Кайбасово", расположенная в пойме реки Оби в 170 километрах на северо-западе от Томска, и станция "Ханымей" в зоне тундры на юго-востоке Ямало-Ненецкого автономного округа. "Двигаясь по трансекту, мы начинаем с изучения пустынь, идем вдоль Оби до Северного Ледовитого океана. Уникальный маршрут для научных исследований!", – подчеркивает Людмила Борило. "Набор ученого" Первый год проекта был посвящен станции "Кайбасово". Для ученых, которые проводят свои исследования здесь или только их планируют, установили пульсационную систему Eddy Covariance для автоматического измерения потоков климатически опасных газов – углекислого газа (CO2), метана (CH4), а также приобрели передвижное аналитическое оборудование для измерения концентраций растворенного СО2 в водных объектах. В 2022 году проект позволил оснастить станцию "Актру". В частности, ТГУ закупил беспилотный летательный аппарат, стоимостью 25 миллионов рублей, для высокоточной съемки поверхности земли, построения трехмерных моделей объектов, расположенных на ее поверхности, а также высокотехнологичное оборудование, позволяющее осуществлять мониторинг баланса массы ледников, то есть таяния ледников. Также ТГУ приобрел аналитические комплексы и полевое оборудование для исследований цикла углерода и мониторинга эмиссии парниковых газов – метана и углекислого газа. Так, новый анализатор позволяет определять концентрацию органического и неорганического углерода, а также азота в болотных, речных и озерных водах. "Этот анализ необходим, в первую очередь, для мониторинга углеродного баланса между различными компонентами природной среды. Ранее он был сопряжен с большим количеством трудностей – проводить его приходилось в других научных учреждениях, включая зарубежные. С приобретением своего оборудования ТГУ сможет активно проводить мониторинг углерода в разных экосистемах", – сообщается на сайте ТГУ.
Еще один комплекс – хроматомасс-спектрометр с пиролитической установкой. Он определяет состав органических веществ в широком спектре проб. Этот анализатор дает информацию о природе происхождения органического вещества и помогает перейти от оценки количественных характеристик к изучению качественных. Например, выяснять, при каких условиях происходило накопление углерода в почве или торфе, проводить палеореконструкцию древних пожаров и другое. Третьим, завершающим, этапом проекта является оснащение станции "Ханымей" оборудованием для наблюдения за динамикой многолетней мерзлоты и динамикой выделения парниковых газов из многолетнемерзлых торфяников. "Все оборудование работает с привязкой к искусственному интеллекту, что позволяет обрабатывать на высоком уровне собранные на станциях данные, обрабатывать их, строить прогнозы и так далее. Использовать его могут не только ученые нашего вуза, но и партнеры ТГУ. К нам регулярно приезжают исследователи из других сибирских регионов, из Москвы и ближнего зарубежья", – рассказывает Людмила Борило. "Прокачать станции" До конца 2023 года ТГУ завершит все работы по гранту для проекта "Уникальная научная установка", однако на этом оснащение исследовательских станций не прекратится. В настоящее время вуз реализует проект "Карбоновый полигон", который также предполагает покупку новейших устройств, необходимых для климатических и других исследований. Техника по этому проекту предполагается для станции "Кайбасово", но, учитывая, что речь идет о передвижном оборудовании, его можно будет использовать и на других точках, например на "Актру" для изучения таяния ледников. "Новое оборудования значительно усилило научный потенциал станций ТГУ, а следующие поступления поднимут "планку" еще выше. Исследовательских точек такого уровня в мире – считанные единицы. Это делает нашу миссию – научную работу – еще важнее", – резюмирует Людмила Борило. Изучение трансформации климата и окружающей среды выполняется в проекте ТГУ "Глобальные изменения Земли: климат, экология, качество жизни". Его реализацией занимается одноименный консорциум, созданный по инициативе ТГУ. Проект поддержан государственной программой академического лидерства "Приоритет 2030"
Суть проекта заключается в оснащении исследовательских станций вуза, расположенных в разных зонах Сибири, сложным оборудованием для изучения природы и климата. Подробнее – в обзоре РИА Томск. 150 млн на новый уровень Сибирь всегда была для госуниверситета гигантской лабораторией – ученые вуза, начиная с момента его открытия, проводили здесь самые разные исследования. Можно сказать, что им повезло, потому что в Сибири расположено сразу несколько природных зон – лесостепи, смешанные леса, степи, арктические пустыни, тундра, лесотундра и тайга. Это открывает большие перспективы для научной работы. В 2020 году ТГУ объединил разнообразие природных зон с собственными исследовательскими станциями: специалисты вуза разработали проект по оснащению станций современным оборудованием для изучения Сибири вдоль и поперек. Проект получил название "Уникальная научная установка", и под "установкой" здесь понимается вся Сибирь, а не набор "железа" и программного обеспечения. В 2021 году проект ТГУ победил в конкурсе Минобрнауки РФ и получил крупный грант – 150 миллионов рублей на три года, по 50 миллионов на каждый год. На эти деньги закуплена техника, позволяющая собирать наиболее точные и развернутые данные о таянии ледников, объемах эмиссии парниковых газов в атмосферу и их транспорте в мировой океан – то, что нужно для прорыва в изучении Сибири и Арктики. 2,5 тысячи километров "лаборатории" "ТГУ стал первым, кто сформулировал научную концепцию территории Сибири, представив ее как "уникальную научную установку". Сибирь всегда была для вуза не только родным краем, но и действительно не имеющим аналогов полем для развития науки", – рассказывает руководитель проекта Людмила Борило. По ее словам, в проект входят три исследовательские станции ТГУ – так называемый трансект протяженностью более 2,5 тысячи километров. Это станция "Актру" в горах Алтая, станция "Кайбасово", расположенная в пойме реки Оби в 170 километрах на северо-западе от Томска, и станция "Ханымей" в зоне тундры на юго-востоке Ямало-Ненецкого автономного округа. "Двигаясь по трансекту, мы начинаем с изучения пустынь, идем вдоль Оби до Северного Ледовитого океана. Уникальный маршрут для научных исследований!", – подчеркивает Людмила Борило. "Набор ученого" Первый год проекта был посвящен станции "Кайбасово". Для ученых, которые проводят свои исследования здесь или только их планируют, установили пульсационную систему Eddy Covariance для автоматического измерения потоков климатически опасных газов – углекислого газа (CO2), метана (CH4), а также приобрели передвижное аналитическое оборудование для измерения концентраций растворенного СО2 в водных объектах. В 2022 году проект позволил оснастить станцию "Актру". В частности, ТГУ закупил беспилотный летательный аппарат, стоимостью 25 миллионов рублей, для высокоточной съемки поверхности земли, построения трехмерных моделей объектов, расположенных на ее поверхности, а также высокотехнологичное оборудование, позволяющее осуществлять мониторинг баланса массы ледников, то есть таяния ледников. Также ТГУ приобрел аналитические комплексы и полевое оборудование для исследований цикла углерода и мониторинга эмиссии парниковых газов – метана и углекислого газа. Так, новый анализатор позволяет определять концентрацию органического и неорганического углерода, а также азота в болотных, речных и озерных водах. "Этот анализ необходим, в первую очередь, для мониторинга углеродного баланса между различными компонентами природной среды. Ранее он был сопряжен с большим количеством трудностей – проводить его приходилось в других научных учреждениях, включая зарубежные. С приобретением своего оборудования ТГУ сможет активно проводить мониторинг углерода в разных экосистемах", – сообщается на сайте ТГУ.
Еще один комплекс – хроматомасс-спектрометр с пиролитической установкой. Он определяет состав органических веществ в широком спектре проб. Этот анализатор дает информацию о природе происхождения органического вещества и помогает перейти от оценки количественных характеристик к изучению качественных. Например, выяснять, при каких условиях происходило накопление углерода в почве или торфе, проводить палеореконструкцию древних пожаров и другое. Третьим, завершающим, этапом проекта является оснащение станции "Ханымей" оборудованием для наблюдения за динамикой многолетней мерзлоты и динамикой выделения парниковых газов из многолетнемерзлых торфяников. "Все оборудование работает с привязкой к искусственному интеллекту, что позволяет обрабатывать на высоком уровне собранные на станциях данные, обрабатывать их, строить прогнозы и так далее. Использовать его могут не только ученые нашего вуза, но и партнеры ТГУ. К нам регулярно приезжают исследователи из других сибирских регионов, из Москвы и ближнего зарубежья", – рассказывает Людмила Борило. "Прокачать станции" До конца 2023 года ТГУ завершит все работы по гранту для проекта "Уникальная научная установка", однако на этом оснащение исследовательских станций не прекратится. В настоящее время вуз реализует проект "Карбоновый полигон", который также предполагает покупку новейших устройств, необходимых для климатических и других исследований. Техника по этому проекту предполагается для станции "Кайбасово", но, учитывая, что речь идет о передвижном оборудовании, его можно будет использовать и на других точках, например на "Актру" для изучения таяния ледников. "Новое оборудования значительно усилило научный потенциал станций ТГУ, а следующие поступления поднимут "планку" еще выше. Исследовательских точек такого уровня в мире – считанные единицы. Это делает нашу миссию – научную работу – еще важнее", – резюмирует Людмила Борило. Изучение трансформации климата и окружающей среды выполняется в проекте ТГУ "Глобальные изменения Земли: климат, экология, качество жизни". Его реализацией занимается одноименный консорциум, созданный по инициативе ТГУ. Проект поддержан государственной программой академического лидерства "Приоритет 2030"