Новосибирские ученые исследовали мерзлые грунты Сибири и российской Арктики
<p>
</p>
<div>
В Новосибирском государственном техническом университете НЭТИ оценили состояние геологических сред российской Арктики и Сибири. Исследование позволило определить, как именно мерзлые грунты реагируют на изменения температуры, в том числе под влиянием техногенных факторов. <br>
<br>
Ученые НГТУ НЭТИ провели многомасштабное моделирование напряженно-деформированного состояния геологических сред при участии Института нефтегазовой геологии и геофизики им. А. А. Трофимука СО РАН (ИНГГ СО РАН). Чтобы оценить поведение грунта в условиях многолетней мерзлоты, исследователи создали математические модели, которые показали состояние почв при изменении температуры и под влиянием внешних нагрузок. Выяснилось, что вечной мерзлоту на территории Арктики и Сибири можно назвать условно — на самом деле она чутко реагирует на каждый сезон и даже тепло от построек и трубопроводов. <br>
<br>
По словам руководителя проекта кандидата физико-математических наук, доцента кафедры геофизических систем НГТУ НЭТИ <b>Анастасии Кутищевой</b>, летом порода может растаять до глубины четырех метров, но зимой вновь промерзнуть метров на пять. По данным моделирования, большое значение имеет не только температура воздуха, но и снежный покров, который работает как естественный утеплитель. <i>"Конечно, это общеизвестный факт, однако это косвенно подтверждает корректность получаемых результатов. Иными словами, численное моделирование соответствует "физике процесса",</i> — рассказала ученый. <br>
<br>
Особенно любопытные результаты были получены при изучении техногенных факторов, например, влияния свайных конструкций. Выяснилось, что теплая бетонная свая буквально "прожигает" грунт вокруг себя, создавая область постоянного оттаивания, что делает породу менее прочной и создает серьезные риски для строительства, инфраструктуры и экологии. Кроме того, разрушение мерзлых грунтов может привести к выбросу парниковых газов, таких как метан и углекислый газ, что ускорит глобальное потепление. <br>
<br>
<i>"Для проверки этих процессов мы использовали специальные вычислительные методы, которые позволили проследить за изменениями мерзлоты с шагом в 10 минут для суточных процессов и один день для сезонных. Все это в будущем поможет спрогнозировать, как будет вести себя грунт дальше, а также учесть различные факторы при строительстве дорог, зданий и трубопроводов в районах вечной мерзлоты"</i>, — поделилась Анастасия Кутищева. <br>
<br>
Ученые с помощью численного моделирования проверили, как именно мерзлые грунты реагируют на изменения температуры и нагрузки. Выяснилось, что даже без учета подвижности грунтовых вод при оттаивании грунта, а просто под действием гравитации за сезон порода проседает на два сантиметра. Также исследователи зафиксировали последовательное таяние и замерзание породы до четырех метров в глубину, что приводит к деградации структуры породы. <br>
<br>
По словам Анастасии Кутищевой, работа ученых НГТУ НЭТИ является уникальной. Методика учитывает сразу несколько взаимосвязанных процессов — теплопередачу, механическую деформацию и фазовые переходы воды в грунт, что дает более точные результаты, чем другие модели, которые чаще всего сосредотачиваются лишь на одной из этих задач. <i>"Кроме этого, созданные алгоритмы мы оптимизировали для параллельных вычислений. Это позволило провести расчеты быстрее и в более высоком разрешении. Чем выше детализация, тем лучше прогноз, а в таких вопросах, как устойчивость зданий или безопасность трубопроводов, точность решает все",</i> — подчеркнула Анастасия Кутищева. <br>
<br>
Исследования будут продолжены. Деградация мерзлых пород требует постоянного мониторинга и уточнения прогнозов. В будущем планируется адаптировать разработанные модели к новым климатическим условиям, расширить возможности программного комплекса, провести дополнительные вычислительные эксперименты и проанализировать, как изменяющийся климат повлияет на многолетнемерзлые породы.<br>
<br>
Источник: <a target="_blank" href="https://www.nstu.ru/news/news_more?idnews=164021"><span style="color: #00aeef;">Пресс-служба НГТУ НЭТИ</span></a>
</div>
<p>
</p>
Учёные определили приоритетные для охраны популяции пресноводной жемчужницы в России
<p>
</p>
<div>
Учёные-малакологи Федерального исследовательского центра комплексного изучения Арктики имени академика Н.П. Лавёрова Уральского отделения РАН, Карельского научного центра РАН (Петрозаводск) и Мюнхенского технического университета (Германия) оценили генетическое разнообразие и степень генетической уникальности 17 популяций из северо-восточной части ареала краснокнижного пресноводного моллюска жемчужницы европейской <i>(</i><i>Margaritifera margaritifera</i><i>)</i> в Мурманской области, Республике Карелия, Архангельской и Ленинградской области). <br>
</div>
<div>
Ученые спрогнозировали динамику популяционно-генетической структуры жемчужницы в России для различных сценариев глобального изменения климата. Научная группа использовала метод анализа микросателлитов – коротких тандемных повторов в ядерной ДНК. Такая методика обеспечивает большее покрытие генома, чем при анализе участков отдельных генов. Кроме того микросателлиты отражают картину недавних трансформаций в геноме, произошедших в пределах последних 50 – 500 лет, что важно в контексте изучения микроэволюционных процессов в популяциях. <br>
<br>
Микросателлитный анализ показал, что наиболее высоким генетическим разнообразием отличаются северные популяции Кольского полуострова. Жемчужницы из рек Ленинградской и Архангельской областей имеют средний уровень этого параметра. Наиболее низкий уровень генетического разнообразия был выявлен у карельских жемчужниц. <br>
<br>
Для достижения целей сохранения генофонда жемчужницы в России ученые провели оценку генетической структуры с помощью метода байесовской кластеризации. В итоге было выделено три генетических кластера, условно названных "Северный", "Карельский" и "Южный". Научная группа спрогнозировала, как на кластерах скажутся вероятные климатические перестройки. Первый, умеренный, сценарий допускает повышение среднелетней температуры на 2,3 °C к 2080-2100 годам. Второй, экстремальный, и, как отмечают учёные более вероятный, предполагает повышение среднелетних температур на 5 °C. <br>
<br>
Моделирование показало однозначное снижение генетического разнообразия при обоих сценариях. Однако при втором сценарии этот процесс будет более выраженным и необратимым. По словам участника исследовательской группы, ведущего научного сотрудника Лавёровского центра <b>Ильи Вихрева</b>, преобладающим станет "Северный" кластер, распространённый на Кольском полуострове и в южной части Беломорья. Он также будет вытеснять специфический "Карельский" кластер. При этом популяции Балтийского моря, относящиеся преимущественно к "Южному" кластеру, сохранят и даже упрочат свою обособленность от других генетических кластеров при обоих климатических сценариях и станут носителем уникальных генетических вариантов. <br>
</div>
Таким образом, учёные выделили три единицы охраны пресноводной жемчужницы в России: популяции Кольского полуострова, вносящие наибольший вклад в общее генетическое разнообразие вида; некоторые популяции центральной Карелии, находящиеся в угнетённом состоянии, причины которого нуждаются в подробном изучении; а также популяции Балтийского моря, которые несут уникальный генетический компонент, но с высокой вероятностью окажутся под наиболее сильным прессом климатических изменений. <br>
<br>
<i>"Жемчужница – биологический индикатор чистейших лососевых рек, на котором негативно отражается потепление, но, надо сказать, что изменения климата ещё не достигли того размаха, который был в прошлом. Период климатического оптимума голоцена, потепления, произошедшего около 4 – 5 тысяч лет назад, сказался на холодолюбивой арктической биоте. Именно тогда, например, вымерла последняя популяция мамонтов на острове Врангеля. Жемчужница, видимо, была распространена шире, чем сейчас. И потепление в прошлом нанесло по ней очень сильный удар. Остались небольшие группировки в высокогорьях и на севере. То, что мы могли наблюдать до середины XX века, – это, скорее всего, был процесс восстановления её ареала. Теперь – тренд на потепление. И мы видим масштабное исчезновение этого холодолюбивого вида. Это общий тренд, касающийся биоты Арктики. Например, наблюдается процесс сокращения численности белых медведей. Поэтому жемчужница – лишь один из многих чувствительных индикаторов на основании которых можно делать прогнозы",</i> – подытожил директор Лавёровского центра, чл-корр. РАН <b>Иван Болотов</b>. <br>
<br>
Результаты исследования опубликованы в международном научном журнале Biodiversity and Conservation.<br>
<br>
Источник: <a target="_blank" href="https://fciarctic.ru/Articles/Uchyonie-opredelili-prioritetnie-dlya-ohrani-populyacii-presnovodnoy-jemchujnici-v-Rossii"><span style="color: #00aeef;">ФИЦКИА УрО РАН</span></a>
<p>
</p>
В Архангельске собран крупный российский высокоширотный гербарий
<p>
Хотя арктическая флора составляет лишь около 1,5-2% от общемирового разнообразия растений, она представляет огромный интерес для науки. Низкое видовое богатство компенсируется уникальными адаптациями к экстремальным условиям среды. Например, формирование жизненной формы "подушка" – эффективной стратегии выживания. Плотная, компактная структура растения позволяет аккумулировать тепло и защищает почки возобновления от низких температур и воздействия ветра. Об Архангельском научном гербарии рассказала сотрудница кафедры биологии, экологии и биотехнологии САФУ имени М.В. Ломоносова <b style="font-family: var(--ui-font-family-primary, var(--ui-font-family-helvetica));">Александра Губина</b>.
</p>
<p>
</p>
<div>
САФУ - одна из немногих научных организаций Архангельской области со своими гербарными коллекциями, при этом зарегистрированная в международной системе Index Herbariorum и получившая акроним – AR. В настоящий момент фонды насчитывают более десяти тысяч образцов различных таксономических групп. Среди них около тысячи – образцы собранные в Арктическом регионе, от Мурманской области до Таймыра. Труднодоступность этих территорий дополнительно подчеркивает уникальность флористических сборов. Наряду с научной коллекцией, САФУ располагает богатым учебным гербарием и коллекцией влажных растительных препаратов, которые являются незаменимыми ресурсами для подготовки будущих специалистов.<br>
<br>
Научный гербарий – это ценнейший ресурс, доступный широкому кругу исследователей и специалистов. В первую очередь, им пользуются сотрудники научно-исследовательских институтов и университетов, чья работа связана с ботаникой, систематикой, географией растений, экологией и вопросами охраны природы. Поскольку гербарий располагается на базе университета, частыми посетителями являются студенты и аспиранты, выполняющие научные проекты, готовящие диссертации или углубленно изучающие флору отдельных районов перед участием в полевых исследованиях. <br>
<br>
<b>Какие исследования можно делать с сухим образцом?<br>
</b> <br>
В первую очередь, это определение видовой принадлежности на основе анализа морфологических признаков растения. Гербарий, традиционно используемый для документирования морфологических особенностей и ареалов распространения видов, в настоящее время приобретает особую ценность в контексте генетических исследований. <br>
Тысяча собранных видов и ещё сколько несобранных. Получается растительность в Арктике не совсем скудная? <br>
<br>
<b>Как часто арктическая коллекция САФУ пополняется?<br>
</b> <br>
Первые образцы растений с арктических территорий попадали в руки ученых благодаря участникам ранних академических экспедиций на рубеже XVII-XIX веков. С течением времени, на смену одиночным исследователям пришли специализированные комплексные экспедиции, с ботаниками, зоологами и географами на борту. И в настоящий момент, ежегодные экспедиции сотрудников кафедры нашего университета и участников "Арктического плавучего университета" вносят свой вклад в изучение арктической растительности, пополняя научные фонды новыми образцами. <br>
<br>
<b>Зачем изучать растительность Арктики?<br>
</b> <br>
Исследование растительности Арктики представляет собой критически важную задачу в контексте глобальных изменений. Арктические фитоценозы отражают климатические сдвиги посредством изменений в видовом составе, фенологии и продуктивности, и, как следствие, подвергаются риску инвазии чужеродных видов, что может привести к нарушению структуры и функционирования местных экосистем. Кроме того, изучение адаптивных механизмов арктических растений (например, устойчивость к низким температурам, короткому вегетационному периоду и ультрафиолетовому излучению) имеет фундаментальное значение для понимания эволюции и устойчивости жизни в экстремальных условиях и может найти применение в биотехнологии и селекции сельскохозяйственных культур. <br>
<br>
Каждый студент может внести свой вклад в изучение арктической флоры, просто фотографируя растения и добавляя к снимкам геометки! Платформы вроде iNaturalist, GBIF и Плантариум позволяют делиться наблюдениями с исследователями и любителями природы по всему миру, помогая всем прикоснуться к красоте и уязвимости Арктики. <br>
<br>
Источник: <a target="_blank" href="https://narfu.ru/life/news/university/396981/"><span style="color: #00aeef;">САФУ имени М.В. Ломоносова</span></a>
</div>
<p>
</p>
Темпы таяния ледников увеличились по всему миру
<p>
</p>
<div>
Ледники по всему миру тают ускоренными темпами из-за глобального потепления, и это оказывает значительное влияние на уровень моря, экосистемы и население. На сколько поднимается уровень Мирового океана из-за таяния льдов на северном и южном полюсах? Какие города рискуют уйти под воду из-за таяния ледников и когда это может произойти? На эти и другие вопросы ответил гляциолог <a target="_blank" href="http://www.igras.ru/news/4048"><span style="color: #00aeef;">Института географии РАН</span></a>, к.г.н. <b>Андрей Глазовский</b>. <br>
<br>
Ученый подтвердил, что ледники тают с беспрецедентной скоростью во всем мире. По данным Всемирной службы мониторинга ледников (WGMS), большинство ледников мира отступают с начала XX века, а с 1990-х годов темпы таяния ускорились. Это, в первую очередь, связано с повышением глобальной температуры, вызванным увеличением выбросов парниковых газов в результате деятельности человека. Горные ледники в Гималаях, Альпах, Андах и на Аляске являются одними из тех, кто испытывает значительную потерю льда. <br>
<br>
<i><b>Как таяние ледников влияет на экосистемы?<br>
</b></i> <br>
А.Г.: Во-первых, ледники действуют как природные резервуары, накапливая пресную воду и постепенно высвобождая ее. Таяние нарушает этот баланс, что приводит к нехватке воды для экосистем, сельского хозяйства и населения. Во-вторых, талая вода из ледников способствует повышению уровня моря, что может привести к затоплению прибрежных экосистем, таких как мангровые заросли, к засолению грунтовых вод прибрежных низменностей. В-третьих, виды, зависящие от ледниковой среды, такие как белые медведи, пингвины и некоторые виды рыб, сталкиваются с потерей среды обитания и нехваткой пищи. В-четвертых, усиление притока пресных ледниковых вод может сказаться на океанических течениях, такие как Северо-Атлантическое, которые регулируют глобальный климат. <br>
<br>
<i><b>Что происходит со льдом в Антарктиде и Арктике?<br>
</b></i> <br>
А.Г.: Антарктический ледниковый покров сокращается. Исследования показывают, что в период с 2002 по 2020 год Антарктида теряла около 140 млрд тонн льда в год. Особенно уязвим Западноантарктический ледниковый щит, где некоторые выводные ледники, например, ледник Туейтса, быстро отступают. Ледниковый покров Гренландии теряет примерно в два раза больше льда, чем Антарктида, внося значительный вклад в повышение уровня моря. Арктика нагревается в два раза быстрее, чем в среднем по миру. С 1980-х годов площадь арктического морского льда сокращается примерно на 13% за десятилетие. <br>
<br>
<i><b>Насколько повышается уровень Мирового океана?<br>
</b></i> <br>
А.Г.: С 1880 года уровень Мирового океана повысился примерно на 20-24 см, причем в последние десятилетия темпы роста ускорились. В настоящее время уровень моря растет примерно на 3.4- 3.7 мм в год. Около половины наблюдаемого повышения уровня моря приходится на таяние ледников в горах, в Арктике, в Антарктиде и Гренландии, остальная часть – на тепловое расширение морской воды по мере ее нагревания. <br>
<br>
В связи с этим многим прибрежным городам грозит частичное или полное затопление из-за повышения уровня моря. В числе наиболее уязвимых городов такие крупные центры как Майами, Шанхай, Мумбай, Дакка, Венеция, Джакарта, Нью-Йорк и другие. <br>
<br>
<i>"По оценкам специалистов, к 2050 году уровень моря может подняться на 0.3-0.5 метра (по сравнению с 2000 г.) , в результате чего многие прибрежные города окажутся под угрозой более частых наводнений. К 2100 году при сохранении текущих тенденций уровень моря может подняться на 1-2 метра, что приведет к затоплению больших территорий прибрежных городов и перемещению сотен миллионов людей. С визуализацией потенциального воздействия повышения уровня моря на конкретные регионы и города можно ознакомиться </i><a href="https://sealevel.nasa.gov/" style="font-family: var(--ui-font-family-primary, var(--ui-font-family-helvetica));"><i><span style="color: #00aeef;">здесь</span> </i></a><i>и </i><a href="https://sealevel.climatecentral.org/maps/" style="font-family: var(--ui-font-family-primary, var(--ui-font-family-helvetica));"><i><span style="color: #00aeef;">здесь</span></i></a><i>"</i><i>,</i> - рассказал Андрей Глазовский.<br>
<br>
Источник: <a target="_blank" href="http://www.igras.ru/news/4048"><span style="color: #00aeef;">Институт географии РАН</span></a><br>
</div>