Новости

Новый алгоритм позволил точно рассчитать соленость поверхности морей в Арктике

09.12.2025

<div> Ученые разработали новый региональный алгоритм, который по спутниковым данным рассчитывает соленость поверхности морей российской Арктики с высокой точностью с помощью машинного обучения. Подход позволяет изучать речные плюмы в Арктике — опресненную водную массу, образующуюся в море в результате перемешивания речного стока и соленых морских вод, — ежедневно и с высокой точностью, а также картировать области распространения речных плюмов в течение всего безледного периода. Результаты исследования, <a target="_blank" href="https://www.rscf.ru/project/23-17-00087/">поддержанного</a><a target="_blank" href="https://www.rscf.ru/project/23-17-00087/"> </a><a target="_blank" href="https://www.rscf.ru/project/23-17-00087/">грантами</a> Российского научного фонда (РНФ), <a target="_blank" href="https://www.frontiersin.org/journals/marine-science/articles/10.3389/fmars.2025.1681563/full">опубликованы</a> в журнале Frontiers in Marine Science. Речной сток, который поступает в моря российской Арктики, — один из важнейших факторов, определяющих гидрофизические и биологические процессы в поверхностном слое моря. Исследования областей опреснения, называемых также речными плюмами, которые формируются в морях российской Арктики, ведутся уже много лет. Однако до недавнего времени у этих исследований были существенные ограничения из-за малого количества доступных данных. Арктические речные плюмы сложно охватить экспедиционными судовыми измерениями из-за их больших размеров в сотни тысяч квадратных километров. Кроме того, существующие спутниковые данные не позволяли достоверно определять их границы и внутреннюю структуру. Ученые из Московского физико-технического института (Москва) и Института океанологии имени П.П. Ширшова РАН (Москва) разработали новый региональный алгоритм, который по спутниковым данным рассчитывает поверхностную соленость в морях российской Арктики с высокой точностью с помощью машинного обучения. "Раньше для решения этой задачи нам приходилось пользоваться очень ограниченными данными судовых измерений. Морских экспедиций в Арктике по-прежнему немного, каждая такая экспедиция, как правило, пересекает границу больших арктических плюмов лишь несколько раз на нескольких участках. При этом общая протяженность границы областей опреснения может достигать нескольких тысяч километров. Раньше по этим разрозненным данным мы пытались понять, какую акваторию занимают речные плюмы, однако подобные оценки часто имели низкую точность. Спутниковые данные также до недавнего времени были малоинформативны. Теперь же у нас в руках наконец появился мощный инструмент, ежедневные карты солености поверхности моря. Несколько лет понадобилось для создания алгоритма, который позволил бы получать достоверные карты в Арктике. Использование этих карт открывает нам путь к разработке более точных прогнозов ледовых условий, ведь лед образуется именно в поверхностном слое моря. Поэтому понимание процессов распространения речных плюмов и формирование ими структуры поверхностного слоя моря – ключ для достоверных ледовых прогнозов", – рассказывает участник проекта, поддержанного грантом РНФ, Александр Савин, младший научный сотрудник Лаборатории арктической океанологии Московского физико-технического института. Проведенный анализ позволил впервые достоверно изучить сезонную и межгодовую изменчивость областей опреснения в морях российской Арктики. В Карском море и Восточно-Сибирском море распространение опресненных вод в основном определяется ветром и не зависит от объема речного стока, поступающего в море. В северной части Карского моря распространение речного плюма определяется влиянием течения атлантических вод. В море Лаптевых опресненные воды целиком занимают центральную и восточную часть, их положение практически не меняется год от года. При этом в западную часть моря часто затекают опресненные воды из Карского моря. В отдельные годы опресненные воды могут покрывать практически всю площадь Карского, Лаптевых, Восточно-Сибирского морей и юго-западной части Чукотского моря – до миллиона квадратных километров. В последние годы регистрируется расширение области влияния речных плюмов из-за сокращения площади морского льда и усиления воздействия на них ветра. "Понимание того, как распространяются речные плюмы в Арктике важно не только для создания оперативных или среднесрочных прогнозов ледовых условий, но и улучшения возможности для более долгосрочного климатического прогнозирования. Численные модели, которые рассчитывают на ближайшие десятилетия прогнозы циркуляции вод в Северном Ледовитом океане, положения кромки льда, разные биологические процессы, обязательно должно правильно воспроизводить движение речных плюмов. В нашей работе мы показываем, что оно устроено гораздо более сложно, чем считалось раньше. В дальнейшем мы планируем интегрировать наши результаты в оперативные и климатические модели Северного Ледовитого океана", – подводит итог руководитель проекта, поддержанного грантом РНФ, Александр Осадчиев, доктор физико-математических наук, главный научный сотрудник Московского физико-технического института и ведущий научный сотрудник Института океанологии имени П.П. Ширшова РАН. Источник: <a target="_blank" href="https://www.rscf.ru/news/earth-sciences/po-sputnikovym-dannym-novyy-algoritm-pozvolil-tochno-rasschitat-solenost-poverkhnosti-morey-v-arktik/">Российский научный фонд</a> </div>

В морях Арктики открыт новый вид бактерий, способных поедать пластик

03.12.2025

<div> Ученые из Новгородского государственного университета совместно с коллегами из МГУ им. М.В. Ломоносова и Института океанологии имени П. П. Ширшова РАН изучили бактерии, которые обитают в Баренцевом море на пластиковых отходах. Выяснилось, что многие микроорганизмы не только живут на пластике, но и питаются им. Ученые идентифицировали их и обнаружили как известные для этого региона штаммы, так и один новый вид. Исследование в перспективе может помочь в борьбе с пластиковым загрязнением Арктики. Загрязнение пластиком — огромная проблема, которая давно вышла за пределы больших городов и прибрежных вод, и уже достигла самых удаленных регионов планеты, включая западные части Северного Ледовитого океана. Пластиковый мусор приносят сюда течения из Северной Атлантики. Он также попадает в арктические воды с отходами судоходства и рыбной ловли, развитыми в этом регионе. По оценкам ученых, количество макропластика в поверхностных водах Баренцева моря может достигать 650 тысяч частиц на квадратный километр. По их мнению, помочь решить эту проблему могут микроорганизмы. Способность некоторых бактерий питаться пластиком уже стала основной для биотехнологического метода переработки пластикового мусора — биокомпостирования. Авторы выделили бактериальные культуры из нароста (пластисферы), который они образовали на морских пластиковых отходах (ПЭТ — полиэтилентерефталате, полиэтилене, полипропилене и полистироле). Образцы собирали в прибрежной зоне отливов и приливов в районе двух губ Баренцева моря — Зеленецкой и Подпахты, а также в Кольском заливе, во время летних экспедиций в 2021-2023 годах. Смыв бактерии с пластика, ученые поместили их на специальную питательную минеральную среду, которая не содержала органики. Единственный источником углерода и энергии для микроорганизмов в этой среде служил один из типов пластика, добавленный в виде порошка, волокон или эмульсии. Таким образом ученые проверяли бактерии на «вкусовые предпочтения» — если колония начинала расти, значит, она могла использовать пластик в пищу. Критериями способности бактерий разлагать пластик также выступали: снижение его массы во время культивирования на нем микроорганизмов, визуальные повреждения поверхности пластика — так называемая биоэрозия, а также отсутствие роста бактерий в среде, не содержащей пластик. Чтобы установить, как именно бактерии разрушают отходы — увидеть повреждения молекулярной структуры пластика — авторы использовали метод инфракрасной спектроскопии с преобразованием Фурье (ИК-Фурье). Он позволяет оценить состояние химических связей внутри молекулы, как бы снимая с нее «отпечатки пальцев» — спектральные пики. Сравнив такие пики у нетронутого пластика и того, на котором в течение минимум 40 суток жили бактерии, ученые смогли увидеть характер изменений структуры молекул. Часть пластика было «изъедено» микроорганизмами — химические связи в таких образцах были повреждены. Третьим этапом работы стало определение видов микроорганизмов, которые питались пластиком. Для этого ученые расшифровали у каждого штамма участок гена16S рРНК, анализ последовательности которого позволяет определить принадлежность культуры с точностью до рода. В итоге было выделено девять культур микроорганизмов. Пять из них оказались «жителями» ПЭТ, две — полиэтилена и по одной — полипропилена и полистирола. Семь из девяти культур успешно прошли тест на питание пластиком. Таким образом ученые показали, что эти виды могут использовать его как единственный источник пищи. При этом часть культур оказались известными ученым — бактерии родов Rhodococcus, Pseudomonas, Pseudoalteromonas, Rhodopirellula. Такие микроорганизмы уже находили в пластисферах Арктического региона. Новичком стала бактерия Persicitalea sp. — ее впервые идентифицировали в наростах на пластике в арктических морях. По словам ученых, пока изучение процессов биодеструкции пластика находится на начальном этапе изучения. Следующий шаг — понимание возможностей использования бактерий для разрушения пластиковых отходов в технологических схемах. Источник: <a target="_blank" href="https://minobrnauki.gov.ru/press-center/news/nauka/99181/">Минобрнауки России</a> </div>

НОВОСТИ НАУКИ И ОБРАЗОВАНИЯ В АРКТИКЕ