Недавние исследования, посвящённые микробам, связывающим углерод, показывают, что нам ещё многое предстоит узнать о биологическом углеродном насосе океана. 

Океан играет решающую роль в связывании углерода. Фитопланктон, обитающий на тёплой, наполненной светом поверхности, при питании захватывает углекислый газ из атмосферы. Ему также нужны питательные вещества, такие как фосфор и азот, из более холодной, тяжёлой и солёной воды, которая поднимается в более тёплые слои. Когда фитопланктон умирает, он тонет, возвращая в глубины океана часть углерода и других поглощаемых питательных веществ. 

Ключом к этому циклическому процессу, известному как биологический углеродный насос океана, является вертикальное перемешивание поверхностных и более глубоких слоёв воды, происходящее с помощью таких механизмов, как течения, ветры и приливы. Однако, поскольку более высокие температуры океана вызывают большее расслоение, традиционные научные модели уже давно предсказывают, что по мере нагревания планеты этот процесс будет нарушен, фитопланктон не сможет процветать, а океан будет поглощать меньше углерода. 

Два недавних исследования показали ограничения таких моделей. В одном из них обнаружены доказательства того, что фитопланктон может стать более эффективным по мере нагревания океана. В другом сообщалось об открытии нового, широко распространённого вида океанических микробов, также способных улавливать углерод. 

«Мы часто рассматриваем реакцию круговорота углерода в океане на глобальное потепление как включение-выключение, но эти результаты показывают, что это переключатель, обладающий некоторой гибкостью, чтобы позаботиться о себе», — сказал Майк Ломас (Mike Lomas), старший научный сотрудник в Лаборатории наук об океане Бигелоу в штате Мэн и ведущий автор первого исследования, опубликованного в Nature Communications. 

Лучшие методы на горизонте 

Ломас и его коллеги проанализировали данные Саргассова моря - 30-летние временные ряды Бермудских островов в Атлантическом океане (в рамках этого исследования ежемесячно производится отбор проб океана с 1988 года для изучения питательных веществ, углерода, солёности, температуры и других свойств океанской воды). Ломас и его соавторы обнаружили, что, хотя из глубин океана поднимается меньше питательных веществ, фитопланктон по-прежнему поглощает углерод из атмосферы. Они предположили, что одной из причин этого явления может быть то, что распределение фитопланктона благоприятствует тем видам, которым требуется меньше питательных веществ из глубин океана. 

По словам Ломаса, одним из ключевых моментов статьи является идея о том, что соотношение углерода к азоту и фосфору в фитопланктоне (известное как коэффициент Редфилда), используемое в традиционных моделях изменения климата, может быть не применимо к определённым видам фитопланктона. Некоторые виды, сказал Ломас, «на самом деле могут продолжать фиксировать углерод в соотношении, которое теперь в два или три раза выше, чем коэффициент Редфилда, что в основном означает, что они всё ещё способны поглощать углекислый газ, даже когда уменьшено потребление азота и фосфора, поэтому это соотношение намного выше». 

Стивен Эмерсон (Steven Emerson), почётный профессор химической океанографии Вашингтонского университета, не участвовавший в исследовании, говорит, что сбор данных в рамках исследования временных рядов Бермудских островов в Атлантическом океане был замечательным и важным. Однако, по его словам, станция использует более старый метод, известный как метод ловушки для отложений, для измерения потока углеродных частиц (скорости, с которой углерод опускается в глубины океана). «Известно, что данный конкретный метод (ловушка для отложений) не имеет смысла для определения этого потока, если сравнивать его с другими методами», — сказал Эмерсон. 

По словам Эмерсона, существуют более новые и надёжные методы измерения потока углеродных частиц в океане с использованием мощных оптических приборов, которые устанавливаются на поплавки и могут измерять частицы с большей чувствительностью каждые пять дней. Поплавки «очень скоро будут по всему океану», сказал он. «И они, помогут проверить, действительно ли этот поток отстойников (в статье Ломаса) верен… Так что, вы знаете, продолжение следует». 

Новый океанический микроб ловит свою жертву 

В другом исследовании, также опубликованном в Nature Communications, Мартина Доблин (Martina Doblin), океанограф из Технологического университета Сиднея в Австралии, и её коллеги описали морские микробы, называемые Prorocentrum cf. balticum. Этот вид является миксотрофом, это означает, что он может осуществлять фотосинтез, как фитопланктон, но он также может потреблять другие микробы, что позволяет ему жить в более глубоких слоях океана. Более того, Prorocentrum cf. balticum использует углерод, полученный в результате фотосинтеза, для создания структуры из слизи, которую исследователи назвали «мукосферой», химически привлекающей и захватывающей другие микробы, некоторые из которых Prorocentrum cf. balticum затем потребляет. «Он берёт похожий на соломинку придаток и высасывает внутренности этих микробов, оказавшихся в ловушке», — сказала Доблин. — А потом отпускает. По её словам, внутри слизистой оболочки находятся различные микробы (и углерод), и, поскольку слизистая оболочка имеет «отрицательную плавучесть», она тонет.

Доблин сказала, что исследование началось с предположения, что если океан станет более непредсказуемым, то он может благоприятствовать миксотрофам. Она и её команда взяли пробу океанской воды на океанографической станции, расположенной в 30 км к юго-востоку от Сиднея. Микаэла Ларссон (Michaela Larsson), постдокторант в лаборатории Доблин, затем поместила образец в условия низкой освещённости, чтобы любым микробам для выживания требовалось нечто большее, чем фотосинтез. 

Через неделю, по словам Доблин, Ларссон заметила, что у них в изобилии один вид организмов, и она начала кормить их разными видами пищи и подвергать разным условиям освещения. Команда сопоставила ДНК существа с образцами из проекта Tara Oceans, в рамках которого междисциплинарная группа учёных совершила кругосветное плавание и взяла образцы океанских микробов в 210 различных местах. 

Доступ к этим данным, по словам Доблин, позволил её команде показать, что их открытие было важным. «Это позволило нам надёжно установить, что этот организм действительно довольно многочислен и широко распространён».

Ссылка: https://eos.org/articles/the-ocean-is-still-sucking-up-carbon-maybe-more-than-we-think

Реконструкции бывших горных ледников дают уникальную возможность собрать данные о палеоклимате Земли. Ледники имеют простую связь с климатом: когда холодно и/или идёт снег, ледники растут, а когда тепло и/или сухо, они сокращаются. Как годовые осадки, так и летние температурные условия контролируют линию на леднике, называемую высотой линии равновесия, над которой находится зона накопления (где ледники набирают массу), а ниже - зона абляции (где ледники её теряют). Ледники также оставляют после себя формы рельефа, такие как морены, по мере своего роста и отступления. До эры компьютеров исследователи использовали топографические карты и расположение морен в качестве руководства для ручной экстраполяции поверхности льда и получения высоты линии равновесия на основе этих поверхностей. Однако эти подходы отнимали много времени и подвержены человеческим ошибкам.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s43017-022-00293-w

Наблюдения за загрязнителями воздуха необходимы для предупреждения об опасных концентрациях в воздухе и обеспечения соблюдения предприятиями требований к его качеству. Однако современные мониторы качества воздуха, используемые для этих измерений, могут быть дорогими в установке и обслуживании. Федеральные и региональные правительства должны соблюдать баланс между различными интересами при выборе мест размещения нескольких мониторов. Поэтому мониторы не всегда располагаются в тех местах, где граждане больше всего нуждаются в данных, что создаёт потребность в более доступных технологиях мониторинга воздуха. Относительно дешёвые и надежные датчики воздуха в сочетании с технологией Raspberry Pi могут увеличить объём собираемых данных о качестве воздуха.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s43017-022-00297-6

Подлёдные водовороты преобладают в основной системе циркуляции в западной части Северного Ледовитого океана, круговороте Бофорта. Теоретические исследования предполагают, что влияние вихрей и торможение льдом и океаном являются ключевыми механизмами уравновешивания круговорота в ответ на атмосферные ветры. Однако вследствие суровых погодных условий и ограниченности инструментов дистанционного зондирования, наблюдения за вихрями в покрытом льдом Северном Ледовитом океане крайне редки. Следовательно, эволюция подледного вихревого поля, его влияние на изменчивость круговорота и их взаимная реакция на продолжающееся арктическое потепление остаются неопределёнными. Авторы выводят характеристики подледного вихревого поля, устанавливая его тесную связь с угловыми скоростями изолированных вращающихся морских льдин в краевых ледовых зонах. Используя данные спутниковых наблюдений за краевыми ледяными зонами в западной части Северного Ледовитого океана более чем за два десятилетия, они идентифицировали и отследили тысячи льдин и использовали идеализированное моделирование вихрей, чтобы сделать вывод о межгодовой эволюции энергии вихрей подо льдом. Обнаружено, что вихревое поле сильно коррелирует с силой круговорота Бофорта в межгодовых временных масштабах, это обеспечивает согласие основных данных наблюдений с гипотезой уравновешивания круговорота вихрями. Предполагаемые тенденции за последние два десятилетия означают, что круговорот и его вихревое поле усиливаются по мере сокращения морского ледяного покрова. Эти результаты показывают, что с продолжающимся сокращением площади морского льда вихревое поле и круговорот Бофорта будут продолжать усиливаться и приводить к увеличению переноса пресноводных и биогеохимических индикаторов.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41598-022-10712-z

Правительство выделит 118 млрд рублей еще на два ЛК-60

«Росатому» удалось добиться дополнительного финансирования развития инфраструктуры Севморпути. Как выяснил “Ъ”, премьер Михаил Мишустин поручил до 2030 года выделить из бюджета 118 млрд руб. на строительство еще двух атомных ледоколов, а также 25 млрд руб. на судно атомно-технологического обеспечения. Около 7 млрд руб. будут направлены на строительство портов «Бухта Север» и «Северная звезда». Финансирование позволит круглый год возить грузы в восточном направлении, которое, по мнению аналитиков, станет самым перспективным на фоне санкций.

“Ъ” ознакомился со списком поручений премьера Михаила Мишустина от 15 апреля. В частности, Минфин должен «обеспечить выделение» дополнительно 118 млрд руб. в 2023–2030 годах на строительство еще двух атомных ледоколов ЛК-60. Предполагается, что они будут готовы к 2028 и 2029 годам. В «Росатоме» и Минфине подтвердили “Ъ” проработку поручений.

«Росатом» уже построил два атомных ледокола на 60 МВт типа «Арктика», еще три строятся, как и головной ледокол проекта «Лидер» на 120 МВт. С учетом поручения премьера к 2030 году у «Атомфлота» может быть восемь новых атомных ледоколов, а также «50 лет Победы» с продленным сроком работы. Также планируется строительство четырех ледоколов на СПГ на частные средства.

Новые ледоколы необходимы для круглогодичного экспорта грузов из Арктики в восточном направлении. По планам правительства, перевозка грузов по Севморпути (СМП) должна увеличиться с 35 млн тонн в 2021 году до 80 млн тонн к 2024 году, а к 2035 году — до 150 млн тонн.

«Росатом» добивался финансирования новых ледоколов несколько лет, но, по данным “Ъ”, сталкивался с серьезным сопротивлением Минфина.

Теперь же премьер поручил выделить и 25 млрд руб. на строительство судна атомно-технологического обслуживания, которое планируется построить к 2028 году для обслуживания новых ледоколов, в частности для перегрузки ядерного топлива.

Кроме того, «Росатом» получит функции по организации судоходства на СМП, которые ранее были у Минтранса. Правительство решило перераспределить полномочия, после того как осенью 2021 года в акватории СМП застряли более двух десятков судов (см. “Ъ” от 18 января).

«Росатом», Минфин, Минэкономики и Минтранс также должны направить 6,7 млрд руб. на строительство объектов федеральной собственности в портах Таймыра «Бухта Север» (для вывоза нефти с проекта «Восток Ойл» «Роснефти») и «Северная звезда» (для вывоза угля с Сырадасайского месторождения группы AEON Романа Троценко). Речь идет о строительстве причальной стенки, дноуглублении и ледозащитных сооружениях. Ранее эти средства предназначались для строительства гидрографического судна ледового класса Arc7, но для него не удалось найти верфь (см. “Ъ” от 20 сентября 2021 года). Исходно планировалось построить три гидрографических судна, теперь планы будут скорректированы.

«В условиях сложившейся геополитической ситуации СМП — самая защищенная от внешнего воздействия морская коммуникация, позволяющая реализовывать крупнейшие экономические проекты»,— подчеркивают в «Росатоме».

Там отметили, что с начала 2021 года проводили системную работу по формированию мероприятий развития инфраструктуры СМП, «итогом стала поддержка премьера, одобренная президентом, в отношении решений о скорейшей реализации мероприятий по развитию СМП в качестве морского транспортного коридора, обеспечивающего связанность дальневосточных и северо-западных регионов страны, а также международного коридора для транспортировки отечественной продукции на рынки Азиатско-Тихоокеанского региона».

Из-за масштабных западных санкций именно Азия станет самым перспективным, если не единственным направлением для российской промышленности, считает глава консультационного центра «Гекон» Михаил Григорьев. По его мнению, продолжение строительства ледоколов на 60 МВт, а не «гигантов» типа «Лидера» — стратегически правильное решение, которое позволит загрузить Балтзавод и его российских подрядчиков. Кроме того, добавляет эксперт, строить однотипные суда проще и дешевле.

Ссылка: https://www.kommersant.ru/doc/5329996 

Лесные пожары в бореальных лесах выбрасывают в атмосферу большое количество парниковых газов, усугубляя изменение климата. Авторы выделяют величину недавних и прогнозируемых валовых и чистых выбросов двуокиси углерода от лесных пожаров в Северной Америке, оценивают управление пожарами как стратегию сокращения выбросов и количественно определяют связанные с этим затраты. Полученные результаты показывают, что к середине столетия лесные пожары в бореальной части Северной Америки могут стать источником совокупного чистого источника почти 12 гигатонн двуокиси углерода, что составляет около 3% оставшихся «допустимых» глобальных выбросов двуокиси углерода, связанных с поддержанием температуры в пределах 1,5°C, установленных Парижским соглашением. Наблюдения на Аляске показывают, что нынешние методы управления пожарами ограничивают площадь пожаров. Кроме того, затраты на предотвращение выбросов двуокиси углерода за счёт увеличения инвестиций в борьбу с пожарами сравнимы или ниже, чем затраты на другие стратегии смягчения воздействий на климатическую систему. В совокупности эти результаты подчёркивают климатический риск, который представляют бореальные лесные пожары, и указывают на управление пожарами как на экономически эффективный способ ограничения выбросов.

Ссылка: https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abl7161

Гипотеза «неустойчивости морского ледникового щита» по-прежнему используется для интерпретации наблюдаемой потери массы Антарктического и Гренландского ледяных щитов. Эта гипотеза была разработана для условий, не учитывающих обратную связь между ледяными щитами и условиями окружающей среды. Однако накопление снега и таяние поверхности ледяного покрова зависят от температуры поверхности, которая, в свою очередь, сильно зависит от высоты над уровнем моря. Следовательно, существует обратная связь между осадками, надводной температурой и подъёмом поверхностного ледяного покрова. Автор исследует условия устойчивости морского ледяного щита при наличии такой обратной связи. Полученные результаты показывают, что никакое общее условие устойчивости, подобное тому, которое связано с гипотезой «неустойчивости морского ледникового щита», не может быть определено. Стабильность отдельных конфигураций может быть установлена ​​только в каждом конкретном случае. Эти результаты применимы к широкому спектру обратных связей между морскими ледяными щитами и атмосферой, океаном и литосферой.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41467-022-29892-3

Ученые критикуют создание нового научного центра

Президиум Российской академии наук резко раскритиковал предложение Минобрнауки преобразовать Российский фонд фундаментальных исследований в Российский центр научной информации. Академики указывают, что новый центр получит фактически те же полномочия, что закреплены сейчас за РАН. В частности, речь идет об участии в формировании государственной научно-технической политики, об осуществлении международного научно-технического сотрудничества, а также о подготовке аналитических материалов для руководства страны. Дублирование и в особенности передача этих функций может привести к излишней конфронтации в научном сообществе, предупреждают академики.

26 апреля президиум РАН обсудил инициативу Минобрнауки о реорганизации Российского фонда фундаментальных исследований (РФФИ) в Российский центр научной информации (РЦНИ). Ранее министерство подготовило проект соответствующего правительственного постановления, а также драфт устава нового центра. Согласно документу, его основные цели — поддержка проведения и развития научных исследований и разработок, содействие интеграции достижений российской науки и образования в международное научно-исследовательское пространство, а также распространение отечественного и зарубежного научного опыта.

Кроме того, РЦНИ наделяется внушительными полномочиями. В частности, центр займется информационно-аналитическим сопровождением правительственной комиссии по научно-технологическому развитию и советов по приоритетным направлениям научно-технологического развития России. Он же будет сопоставлять данные о реализованных, выполняемых и планируемых к реализации научных проектах. Еще на него ляжет задача экспертизы научных проектов, в том числе в целях исключения их повторного финансирования.

На заседании президиума глава РАН Александр Сергеев заявил, что в академии были «ошарашены» этим документом.

По его словам, он абсолютно не соответствует тому, что целый год обсуждалось межведомственной рабочей группой. А версия документа, которая была опубликована Минобрнауки, существенно отличается от той, которая была согласована с академией. Вице-президент РАН Юрий Балега добавил, что академия неоднократно направляла Минобрнауки свои замечания, однако ни одно из них не было учтено: «Наоборот, текст устава стал более агрессивен по отношению к академии, чем то, что обсуждалось изначально».

Руководство РАН считает, что функционал, которым предлагается наделить РЦНИ, дублирует многие полномочия, которые законодательно закреплены за академией. Так, председатель Сибирского отделения РАН академик Валентин Пармон обратил внимание: согласно профильному ФЗ-253, именно академия отвечает за организацию международной научной деятельности. «Сейчас программа по поддержке участия российских специалистов в конференциях резко сократилась,— признал он.— Но что будет означать передача права ведения деятельности? Это получается, что все переговоры не РАН теперь ведет, а реконструированный РФФИ?» «В функционале РАН есть большой кусок, который как раз определяет ее роль в организации международного научного сотрудничества,— согласился с ним Александр Сергеев.— И по нашему представлению, если этот документ будет принят, то это будет сеять конфронтацию на нашем научном поле».

Также господин Пармон удивился предложению наделить новый центр полномочиями по проведению экспертизы научных проектов и подготовке аналитических материалов: «В РФФИ всегда экспертировали заявки, которые шли на гранты, но они никогда не писали аналитических обзоров. По разным направлениям сейчас это прерогатива институтов, у которых осталась приставка РАН».

Вице-президент РАН Алексей Хохлов пояснил «Ъ», что из 11 видов деятельности создаваемого центра 8 уже выполняет Академия наук.

«По большинству этих направлений у РЦНИ нет никакого опыта, и им придется начинать с чистого листа,— указывает он.— Почему они должны наделяться этими полномочиями? Не думаю, что 42 назначаемых правительством члена совета РЦНИ справятся с этой задачей лучше, чем две тысячи членов РАН — ведущих ученых, которые выбираются самим научным сообществом, а не назначаются». Кроме того, академик отмечает, что члены рабочей группы весь год обсуждали только те функции РЦНИ, которые связаны с доступом к научным изданиям и данным, информационными системами и подпиской. В связи с этим РАН намерена попросить правительство и Минобрнауки отозвать проект и продолжить его обсуждение на рабочей группе.

Напомним, основанный в 1992 году РФФИ распределял государственные гранты ученым и научным учреждениям. В конце ноября 2020 года правительство объявило о «реформе институтов развития», которая затронула и механизм финансирования науки. РФФИ пообещали присоединить к Российскому научному фонду — другой организации со схожими задачами. Весной 2021 года в ведение РНФ перешел один из грантовых конкурсов, ранее проводившихся РФФИ, а за последним остались функции оператора национальной централизованной подписки на зарубежные информационные ресурсы. «Ъ» отправил запрос в Минобрнауки, однако там не ответили — как и на другой запрос редакции, направленный более недели назад.

Ссылка: https://www.kommersant.ru/doc/5328630

Ведутся споры о замедлении атлантической меридиональной термохалинной циркуляции (АМТЦ), ключевого компонента глобальной климатической системы. Некоторое внимание уделяется небольшому снижению температуры поверхности моря в отдельных частях субполярной части Северной Атлантики, несмотря на повсеместное потепление океана. Температура поверхности моря Атлантики находится под влиянием АМТЦ, особенно в десятилетних масштабах времени и за его пределами. Таким образом, локальное похолодание может отражать замедление и уменьшение переноса тепла АМТЦ, что согласуется с реакцией климатических моделей на повышение концентрации парниковых газов в атмосфере. Авторы показали по температуре поверхности моря Атлантики преобладание естественной изменчивости АМТЦ с 1900 г. Это согласуется с расчётами климатических моделей для исторического периода 1900–2014 гг., предсказывающими среднее замедление АМТЦ примерно на 1 Зв на 30° с.ш. после 1980 г., что находится в пределах диапазона внутренней мультидесятилетней изменчивости, полученной из доиндустриальных контрольных модельных экспериментов. Эти результаты подчёркивают важность регулярных и устойчивых систем мониторинга на месте (in-situ), которые могут с высокой степенью достоверности обнаруживать и выделять антропогенный сигнал AMТЦ.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41558-022-01342-4