Машина времени, в будущее – через прошлое

В ИМКЭС СО РАН ведутся комплексные исследования, связанные с реконструкцией климата нашей планеты. Анализ различных останков – костей животных, пыльцы, микроорганизмов в озерных донных отложениях и торфяных залежах болот – позволяет ответить на вопросы, какой была жизнь на Земле сотни и тысячи лет назад. Эти исследования вызывают большой интерес у зарубежных коллег: в течение нескольких лет успешно развивается взаимодействие с исследователями из Великобритании. Год назад в Томске прошла Международная летняя полевая школа с участие иностранных специалистов, а этой осенью группа ученых из ИМКЭС СО РАН побывала на третьей международной встрече - рабочем совещании по изучению долговременных изменений окружающей среды, которая прошла в городе Саутгемптон (Великобритания).

Без Сибири невозможно прогнозировать глобальные изменения климата

Это научное мероприятие состоялось под эгидой масштабного российско-британского проекта DIMA (Developing Innovative Multi-proxy Analyses in Siberia and the Russian Far East), эмблемой которой выбран образ маленького мамонтенка Димы, найденного магаданскими учеными в Сибири.

– Наш проект DIMA объединяет ученых, изучающих долговременные изменения климата и экосистем в северном полушарии. Сибирь является очень значимым объектом исследований, ведь она вносит большой вклад в эти процессы. Но в настоящее время Сибирь еще не достаточно изучена, а без понимания процессов, протекавших на ее территории тысячи лет назад и происходящих сейчас, невозможно делать прогнозы относительно глобальных изменений климата. Поэтому для того, чтобы продвинуться вперед, ученым из разных стран важно работать вместе, используя один понятийный аппарат, общие методы исследований, – рассказала руководитель группы палео- экологических исследований ИМКЭС СО РАН доктор биологических наук Татьяна БЛЯХАРЧУК.

Одна из целей проведения рабочих совещаний – это знакомство молодых ученых из разных регионов России с новейшими направлениями исследований и передовыми методами, применяемыми в Европе. Программа встречи была очень насыщенной, она включала цикл лекций и мастер-классов ведущих исследователей из университетов - Саутгемптона, Ньюкасла, Плимута, Манчестера, Шеффилда, Кембриджа, Центрального Ланкашира, Университетского колледжа Лондона, а также из университета Сиэтла (США). Участники мероприятия познакомились с высокотехнологичным оборудованием, позволяющим осуществлять геохимический, изотопный и молекулярный анализ биоматериалов, новыми возможностями моделирования различных процессов на современном уровне.

«Было очень интересно узнать об исследованиях, результаты которых могут быть востребованы в Сибири, - продолжила Татьяна Артемьевна. – Например, в Университетском колледже Лондона сейчас работают над тем, как изотопный состав серы в костях ископаемых животных коррелирует с распространением вечной мерзлоты. Хотелось бы проверить подобную гипотезу в Сибири, территорию которой исследователи сейчас рассматривают как современный полигон, где можно наблюдать процессы, связанные с вечной мерзлотой».

Важно отметить, что многие молодые ученые, принимавшие участие в совещании, получили возможность - пройти стажировки в разных университетах и исследовательских центрах Великобритании. В Манчестерском столичном университете аспирантка ИМКЭС СО РАН Дарья Калашникова изучила современные методы химии окружающей среды для определения элементных концентраций в пробах окружающей среды, а научный сотрудник Ирина Курьина, побывав в университете Ньюкасла, освоила основы программирования в среде R, позволяющей вести статистическую обработку больших массивов данных. Подобный программный комплекс просто не заменим при создании широкого спектра моделей, описывающих жизнь различных экосистем.

Уникальная модель расскажет о климате

Ирина Владимировна Курьина сравнивает палеоэкологов с архивариусами, которые бережно расшифровывают летописи природы. Да, можно смело сказать, что это уникальные специалисты, асы своего дела, которые построили настоящую машину времени! Ведь с помощью результатов их исследований можно узнать, какой была природная среда десять тысяч лет назад, как развивались те или иные экосистемы.

- Только комплексное изучение многих аспектов позволяет получить целостное представление о глобальных экосистемных и климатических процессах, происходивших раньше, - отметила она.

Значимым итогом взаимодействия с иностранными коллегами стала возможность получать не только качественные, но и количественные данные, необходимые для максимально точного восстановления картины прошлого. Благодаря чему теперь можно будет узнать не только, какие именно растения и микроорганизмы были распространены на какой-то конкретной территории сотни и тысячи лет назад, но и получить представление о палеоклиматических параметрах.

Количественные показатели явились ключом, с помощью которого можно «запустить» машину времени - уникальную сложную многомерную модель, которая сейчас создается в ИМКЭС СО РАН.

- Эта модель сможет рассказать о многом, - продолжает Татьяна Артемьевна Бляхарчук. – Каким был раньше климат, как часто шли дожди и случались засухи, что происходило с болотами. Думаю, будет очень интересно сопоставить полученные данные с результатами исследований историков и антропологов. Модель сможет показать, какое огромное влияние изменения климата оказывали на переселения народов, перемены в укладе их жизни, смену культурных и общественных формаций.

Именно прошлое открывает дверь в будущее: летопись природы обладает бесценным материалом, который может быть очень актуален сейчас. Например, одной из самых острых является тема лесных пожаров. С помощью двух взаимодополняемых методов исследований – микро- и макроуголькового - можно получить данные о том, с какой периодичностью в течение сотен и тысяч лет случались лесные пожары на той или иной территории, как окружающий ландшафт менялся под их воздействием. Эти результаты необходимы для работы по прогнозированию современных лесных пожаров.

До встречи во Владивостоке

Глобальные изменения климата не признают государственных границ, поэтому особенно важно, чтобы работы по их изучению велись в международной кооперации. По мнению Галины Симоновой, старшего научного сотрудника лаборатории биоинформационных технологий ИМКЭС СО РАН, участницы прошедшего совещания, объединение российских и британских ученых позволит вывести на новый уровень исследования в области долгосрочных изменений окружающей среды в Арктике, в Сибири и на Дальнем Востоке России. В планах ученых, объединенных проектом DIMA, продолжение совместных проектов, стажировок, и, конечно, проведение рабочих совещаний с участием молодых ученых. Следующая такая встреча запланирована летом 2020 года во Владивостоке.