Новости

Результаты научно-исследовательской экспедиции по геокриологии на Таймыре

04.09.2026

<div> Четвертое лето подряд на Таймыр высаживается студенческий научный десант. Заполярный государственный университет при поддержке "Норникеля" проводит полевые школы по изучению вечной мерзлоты. Практика на просторах Арктики для студентов разных инженерных и естественнонаучных специальностей в этом году оказалась особенной. Участники полевой школы ЗГУ впервые провели исследования на промышленных объектах, начали изучать мерзлоту под промышленными обьектами и дорогами, нашли 5 заброшенных скважин, которые можно использовать для получения данных о температуре грунтов. Главная перемена состояла в том, что образовательный проект, признанный лучшим на Международном климатическом конкурсе "Зелёная Евразия"-2025, теперь перерос в полноценную научно-исследовательскую экспедицию по геокриологии. "Эта полевая школа отличается от всех остальных. Кроме образовательной площадки, на которой студенты учатся проводить мерзлотные и инженерно-геокриологические исследования, мы пригласили учёных из разных уголков страны для того, чтобы они провели свои работы на наших полигонах. Получилась такая синергия образования и науки", - подчеркнул Павел Котов, директор Научно-исследовательского центра технологий строительства и мониторинга зданий и сооружений Арктики ЗГУ, главный менеджер Департамента диагностики Заполярного филиала "Норникеля". В этом году к студентам шести российских вузов присоединились инженеры-геологи и несколько научных групп. Команда Красноярского научного центра Сибирского отделения РАН изучает, можно ли применять новые аэрокосмические технологии для оценки современного состояния мощности и влажности почвогрунтов сезонно-талого слоя. Представитель Института физико-химических и биологических проблем почвоведения им. В.А. Ковды РАН вместе со студентами Пущинского филиала РОСБИОТЕХа проводил необычные для Норильска почвенные исследования. "Я выполняю проект российского научного фонда (РНФ), изучаю почву в разных регионах, где распространена мерзлота – от Шпицбергена до Чукотки. По плану работ в 2026 году одной из точек исследования был Норильск. Очень удачно совпало, что помимо выполнения гранта мне удалось привезти на полевую школу моих соисполнителей-студентов, как говорится, "убить двух зайцев". Они получают своё, какое-то более широкое представление о территории, о почвах на мерзлоте, и при этом мы выполняем конкретные задачи, которые заявлены в гранте РНФ", - рассказал Алексей Лупачев, научный сотрудник Института физико-химических и биологических проблем почвоведения им. В.А. Ковды РАН. Основной комплекс работ, который проводят участники летних полевых школ ЗГУ, остаётся постоянным с 2023 года. Они методично проходят все ключевые участки на территории от Талнаха до Дудинки, изучая особенности разных ландшафтов и то, как они изменились по сравнению с прошлыми годами. Чтобы определить параметры мерзлоты, на полигонах проводят геофизические исследования, инженерно-геологическое бурение, на месте определяют глубину сезонного оттаивания, а в полевой лаборатории - состав и свойства мёрзлых грунтов. В этом году к четырём геофизическим методам добавили еще один – сейсморазведку. Кроме того, молодые исследователи организовали длительные опытные испытания использования специальной пленки для оценки ее влияния на температурный режим грунтов. "Каждый год мы смотрим, где у нас не хватает данных, и назначаем дополнительные участки, на которых проводим маршрутную съёмку. До сих пор мы использовали малоглубинное геофизическое оборудование. Сейчас Заполярный государственный университет закупил оборудование с большей силой тока, поэтому мы дополним данные геофизической информацией о мощности мёрзлых пород. Ещё одна задача для студентов, выходящих на полевые маршруты в этом сезоне, — поиск старых скважин, которые можно восстановить для термометрических исследований. Такая информация о районе Красных Камней в последний раз собиралась в 1980–е годы. Обновить данные и восстановить уже имеющиеся скважины значительно дешевле, чем бурить новые", - пояснил Алексей Гунар, ведущий научный сотрудник Научно-исследовательского центра ЗГУ и доцент МГУ. Итоговый отчет молодые исследователи представили специалистам Заполярного филиала "Норникеля". Участники IV летней полевой школы ЗГУ собрали большой массив данных для оценки состояния грунтов в природных условиях и создали хороший задел на будущее: нашли 5 ранее пробуренных скважин глубиной от 10 до 20 метров; обработали имеющиеся показатели температурного режима скважин фонового мониторинга; получили данные о теплофизических параметрах покровов, которые будут в дальнейшем использоваться при выполнении прогнозного моделирования; построили 10 крупномасштабных карт ландшафтов и десятки разрезов разного рода. Геокриологические исследования, которые постоянно проводятся во время летних полевых школ ЗГУ, помогают не только актуализировать данные, но и отслеживать динамику изменений мерзлотных условий. "На карты мы наносим ландшафты и мерзлотные процессы, которые там появляются. Мы проводим мониторинг этих процессов. Например, термокарстовые озёра на одном из полигонов увеличились на 15% за последние 20 лет. А за этот год было незначительное изменение. Это может быть связано с тем, что в холодный год там не происходило оттаивание, а возможно, уже вытаяли те льды, которые там находились. Сейчас мы размещаем рядом с этими озерами специальные термометрические косы, для того чтобы изучать температурный режим грунтов прямо в них. Нам это понадобится для моделирования развития термокарстового озера", - пояснил Павел Котов. Полученные в ходе полевых работ материалы станут основой для математического моделирования и прогноза изменений мерзлоты на 75 лет вперёд. Работы по оценке устойчивости линейной инфраструктуры (трубопроводов, дорог) и производственных площадок важны для Норильска прямо сейчас. Они помогут решать практические задачи, связанные с эксплуатацией и проектированием объектов в условиях Крайнего Севера. "Мы впервые начали проводить исследования на промышленных объектах. Применили геофизические методы и получили достаточно интересные результаты. Например, на технических объектах были выявлены таликовые зоны. Они опасны тем, что по ним может фильтроваться вода и происходить деформация грунтов. Если мы эти зоны выделяем, то предполагаем, что здесь может быть какая-то проблема. Возле дороги в районе Оганера мы как раз обнаружили просадки в районе талика. Вот она - взаимосвязь мерзлоты и технического сооружения: мерзлота тает, происходит деформация дороги, а мы в рамках полевой школы выявляем, из-за чего это происходит, какую мощность имеют таликовые зоны. В дальнейшем мы сможем применять эти технологии не только в рамках обучения, но и для каких-то промышленных испытаний и исследований, непосредственно на производстве. Студенты, которые были на полевой школе, также смогут участвовать в этих работах", - пояснил директор Научно-исследовательского центра ЗГУ. Крупнейшие недропользователи возлагают большие надежды на новые методы исследований, опробованные на полевой школе-2026. Там, где невозможно пробурить скважину, перспективными могут оказаться электротомография на дамбе или метод электрической локации утечек. "Расширение контура полевой школы связано с тем, что пора внедрять в неё практическую составляющую. Я благодарен ребятам и организаторам за то, что они это сами предложили. Мы им пошли навстречу - предоставили доступ на объекты, где нужно – помогли. Надеемся, что этот результат действительно будет для нас полезен. Все исследования, которые проводятся для линейных объектов – автодорог, железной дороги, для гидротехнических сооружений - могут быть очень востребованы в нашей текущей деятельности", - уверен Гиорги Кунчулия, директор департамента диагностики Заполярного филиала "Норникеля". Полную версию статьи читайте на <a target="_blank" href="https://polaruniversity.ru/news/nauka/rezultaty_nauchno_issledovatelskoy_ekspeditsii_po_geokriologii/">сайте Заполярного государственного университета</a>. </div>

В НовГУ создали "цифровой паспорт" арктического микропластика

03.09.2026

Учёные из Новгородского государственного университета и Института океанологии РАН собрали самую большую в мире открытую базу инфракрасных спектров микропластика из вод Восточной Арктики — MICROSCAN. В ней 2010 реальных частиц размером от полумиллиметра до пяти миллиметров, собранных в Белом, Баренцевом, Карском, Восточно-Сибирском морях и море Лаптевых. Теперь нейросети смогут с точностью более 96% отличать полиэтилен от полипропилена прямо в океане, а экологи получат точный инструмент для подсчёта пластикового мусора. Исследование было опубликовано в журнале Scientific Data, издающемся Nature Publishing Group. Микропластик — это крошечные частицы обычного пластика, которые могут достаточно долго оставаться в окружающей среде. Они попадают в воду в результате разложения пластикового мусора, износа автомобильных шин, стирки синтетической одежды, разрушения рыболовных сетей и из других источников. Одна из основных задач ученых сегодня – понять в результате мониторинга, сколько частиц микропластика находится в той или иной среде. Полимеры, обладая разной плотностью, ведут себя в воде по-разному: например, полиэтилен всплывает, а другие виды могут тонуть и надолго оставаться на дне океана. До недавнего момента у исследователей было две основные проблемы. Во-первых, большинство литературных источников содержат информацию об "идеальных" гранулах чистого пластика. Но пластик в море стареет, не нем могут селиться бактерии, он обрастает "биокороной", трескается на солнце и меняет свои свойства. В результате обнаруженные в море микрочастицы сначала надо идентифицировать – являются ли они кусочками пластика или какими-то другими частицами. Чтобы определить химический состав конкретной частицы, учёные исследуют ее инфракрасный спектр, уникальный для каждого типа пластика, так же как отпечаток пальца у человека. Спектр частицы, которая подвергается воздействию воды, света, воздуха, всегда отличается от спектра «чистого» заводского образца. Поэтому для базы данных очень важны образцы микропластика из окружающей среды. Во-вторых, в настоящее время существует не так много баз инфракрасных спектров микропластика, и обычно они существенно меньшего размера. Для того, чтобы ускорить процесс идентификации микропластика необходимо обучить нейросетевые модели, качество «работы» которых существенно улучшается при увеличении размера баз данных, которые используются для обучения. Кроме того, модели обученные на базах данных микропластика из одного климатического региона не всегда хорошо работают в другом климатическом регионе. Разработанная база данных MICROSCAN – не только самая большая в мире, но и первая база данных микропластика в Арктике. Что предлагают учёные? Команда Центра исследования проблем микропластика НовГУ создала базу MICROSCAN – самую большую в мире открытую базу инфракрасных спектров микропластика из вод Восточной Арктики. "База содержит инфракрасные спектры 2010 реальных частиц размером от полумиллиметра до пяти миллиметров", — рассказал заведующий лабораторией моделирования полимеров Центра исследования проблем микропластка НовГУ, Сергей Люлин. — "Сейчас она включает спектральные данные микрочастиц полиэтилена (PE), полипропилена (PP) и полистирола (PS) — самых распространенных синтетических полимеров". Исходным материалом для неё стали микропластиковые частицы обнаруженные в поверхностных водах в Белом, Баренцевом, Карском, Восточно-Сибирском морях и море Лаптевых в 2020-2021 годах. Каждая найденная частица исследовалась в инфракрасном свете (FTIR-спектроскопия) без какой-либо дополнительной химической очистки. Проверку результатов идентификации проводили с помощью трех разных подходов: <ul> <li>спектральное сопоставление: спектры частицы сравнивались с эталонными спектрами, имеющимися в самом приборе;</li> <li>искусственный интеллект: проверку проводили с помощью одной из лучших в мире моделей глубокого машинного обучения (сверточной нейросети CNN1D). Она способна распознать один из 120 типов полимерных материалов с точностью 96–97%;</li> <li>экспертный контроль: опытные химики перепроверяли спорные спектры вручную.</li> </ul> MICROSCAN можно назвать "универсальным учебным пособием для машинного обучения". База позволяет алгоритмам учиться работать с настоящими частицами "из природы", без дополнительной химической обработки, что очень важно в полевых условиях. Использование моделей, обученных на такой базе данных, позволит существенно ускорить идентификацию прямо во время экспедиции. Исследование выполнено в рамках мегагранта "Новые подходы к решению проблемы микропластика как потенциальной угрозы человеку и окружающей среде". Источник: <a target="_blank" href="https://www.novsu.ru/university/press/news/292790/">Новгородский государственный университет</a>

НОВОСТИ НАУКИ И ОБРАЗОВАНИЯ В АРКТИКЕ