Os desastres naturais no mundo continuam. Quase todo inverno, os países com climas tradicionalmente temperados se encontram em cativeiro de neve e geada. No ano passado, os residentes de um dos países do sul - a Itália patinaram ao longo dos congelados canais venezianos.
A Inglaterra e a França experimentaram neve siberiana real neste inverno. A maioria das pessoas associa esses fenômenos naturais ao aquecimento global e ao derretimento das geleiras, levando a uma mudança nos pólos norte e sul. Além disso, os próprios cientistas não negam a diminuição da área de gelo no Ártico, mas explicam isso por outros motivos.
O aquecimento não é um problema
Disputas sobre essa pontuação já existem há muito tempo. Os cientistas se despiram. Alguns argumentam que o problema do aquecimento climático existe e em um futuro próximo pode se transformar em graves desastres naturais para a humanidade. Outros aderem a pontos de vista mais moderados, acreditando que algum aquecimento é apenas um fenômeno temporário e certamente será substituído por uma fase de resfriamento.
O Instituto da Criosfera Terrestre, SB RAS, adere à mesma teoria. Os cientistas de Tyumen asseguram que o processo de degradação ou agressão do permafrost ocorre periodicamente ao longo de toda a história conhecida. “As geleiras avançavam e recuavam. Seguiu-se a gradação (expansão, aumento da área ocupada pelo permafrost) ou degradação - seu recuo para o norte”, explica o diretor do instituto, acadêmico da Academia Russa de Ciências Vladimir Melnikov.
Segundo ele, o aquecimento climático é um fenômeno cíclico e de grande escala. O período de maiores temperaturas foi observado sob Genghis Khan. Então, uma forte onda de frio começou, que os cientistas mais tarde chamaram de Pequena Idade do Gelo. Durou vários séculos e só terminou em meados do século XIX. Durante esse tempo, o congelamento do rio Moskva foi repetidamente observado, mesmo em agosto. No momento, a humanidade está se aproximando do ótimo clima que estava sob Genghis Khan. Após o qual a fase de resfriamento começará novamente.
Os cientistas de Tyumen também não consideram crítica a redução da área de gelo do Ártico, pelo contrário, apontam a possibilidade de abertura da Rota do Mar do Norte, que poderia competir com o Canal de Suez. Além disso, até agora o Ártico era a região menos estudada e hoje estão sendo criados os pré-requisitos para seu estudo em larga escala.
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Por exemplo, recentemente um fenômeno chamado "tornado de gelo" foi descoberto. É observada durante o período de uma queda acentuada da temperatura nas latitudes polares. Durante a formação do gelo marinho, o dióxido de carbono é liberado na atmosfera, associado à decomposição do bicarbonato de cálcio em CO2 e CaCO3. A salmoura fria, caindo em água de temperatura negativa, cria algo semelhante a um tornado de gelo, afundando e criando um caminho de gelo no qual as criaturas marinhas congelam.
“Este fenômeno de cristalização anômala da água do mar não era levado em consideração anteriormente nos modelos de transferência de calor e massa, nos quais a coluna de água entre o fundo e o gelo superficial era considerada uma camada homogênea. Para nós, isso é, antes de tudo, uma fonte adicional de frio, influenciando os parâmetros do permafrost subaquático, e também como um regulador da circulação dos fluxos nos mares do Ártico e da Antártica”, nota o acadêmico Vladimir Melnikov.
Deve-se notar que este não é, de forma alguma, o único exemplo de pouco conhecimento das latitudes árticas. Este território guarda em si muitos segredos, tanto perigosos para a humanidade pela sua natureza, como vice-versa - úteis, capazes de revolucionar esferas vitais para uma pessoa - medicina, energia, astrofísica.
Comandar trovões e relâmpagos
Sabe-se desde o curso de física da escola que o gelo, assim como o vapor, é apenas um dos estados da água. No entanto, apesar da fórmula uniforme - H2O - esses são objetos completamente diferentes. Em particular, o gelo tem cerca de 17 estados e mais de cento e cinquenta termos entre os povos que originalmente habitavam os territórios do norte. Não é por acaso que cientistas de todo o mundo estão agora se voltando para o estudo do gelo como um objeto independente que possui muitas diferenças funcionais e papéis na natureza.
O aumento do interesse no estudo de hidratos de gelo e gás está associado não apenas a uma fonte de energia alternativa ao gás, mas também ao uso ativo do gelo na nanotecnologia moderna. Entre os líderes na revelação dos segredos do gelo estão funcionários do Earth Cryosphere Institute da SB RAS.
Assim, os cientistas de Tyumen descobriram o quarto estado do líquido - aglomerados de gotículas. Eles são gotículas estruturadas que criam uma nova camada com propriedades físicas específicas. “Esta água não está na forma de gelo e não na forma de moléculas individuais, mas forma uma rede semelhante em estrutura a uma rede cristalina, e dá ao ambiente em que as gotas de água estão suspensas, novas propriedades mecânicas”, diz Anatoly Shavlov, Doutor em Física e Matemática.
Para observar o quarto estado da água, os cientistas fizeram uma instalação simples, que consistia em um microscópio, um inalador e uma câmera de vídeo. Muitos vídeos e fotografias de névoa de laboratório mostraram que a viscosidade dos aglomerados de gotículas é maior do que a viscosidade do ar, e cadeias de gotículas indicam que há ordem no céu. Consequentemente, o novo estado da água pode afetar significativamente o clima da Terra.
A descoberta dos cientistas de Tyumen já atraiu a atenção da comunidade mundial. O novo estado da água pode revolucionar a astrofísica.
Gás granulado
Na era da busca por tecnologias cada vez mais avançadas para o armazenamento e transporte de recursos energéticos, o estudo dos hidratos gasosos pelos cientistas de Tyumen é de particular relevância. Para eles, o futuro do setor energético de todo o mundo reside justamente nessas substâncias gelatinosas, onde 160 volumes de gases correspondem a um volume de água e gelo.
A primeira evidência do conteúdo de hidratos de gás na crosta terrestre foi obtida na década de 1970, quando os hidratos de gás natural foram amostrados na parte de águas profundas do Mar Negro. Um pouco mais tarde, estudos semelhantes foram realizados no fundo do Lago Baikal. A descida da espaçonave Mir registrou hidratos de gás que vieram à superfície da crosta terrestre. Os cientistas, não sem razão, chamam essas substâncias de combustível do futuro, já que o acúmulo de sedimentos de fundo se forma constantemente, enquanto as reservas de óleo e gás vão se esgotando gradativamente.
Outra vantagem significativa dos hidratos de gás sobre as fontes de energia tradicionais - os hidrocarbonetos - é sua capacidade de existir por muito tempo em temperaturas negativas. Ou seja, quando a pressão é liberada ao nível do ar atmosférico em condições de temperaturas negativas, uma crosta de gelo se forma na superfície das substâncias, evitando sua decomposição em gás e água. A liderança no desenvolvimento de tecnologia para o transporte de gás natural em tabletes de hidrato de gás-gelo é dos japoneses. Hoje essa tecnologia está apenas sendo testada, mas no futuro poderá ser usada para transporte de gás. Programas de pesquisa de hidratos de gás também estão disponíveis nos EUA, Reino Unido, Canadá e Índia.
A Rússia, que possui as maiores reservas de gás, ainda não se concentra no estudo de hidratos de gás. No entanto, os cientistas de Tyumen estão agora intimamente envolvidos na tecnologia de obtenção de "água seca". O mecanismo é simples - em um misturador convencional, 3% do pó é batido, cujas propriedades de superfície permitem manter a água em gotas e 97% da água, resultando em areia. O principal desafio é adaptar essa tecnologia ao gás. Obter soluções técnicas que permitissem transformar o gás em pó, fazendo briquetes ou pastilhas com ele. Assim, será possível transportar gás ou APG sem construir gasodutos.
No futuro, essa tecnologia resolverá parcialmente os problemas ambientais, em particular a questão do aproveitamento dos gases de efeito estufa. Converter o excesso de gás em um estado de hidrato de gás, em uma substância semelhante ao gelo, o tornará inofensivo para o meio ambiente, os cientistas têm certeza. Em suma, a pesquisa na área de genética de formação de gás abre amplas oportunidades para o uso de recursos naturais.
A chave para o segredo da longevidade
Descobertas não menos interessantes foram feitas por cientistas de Tyumen na intersecção das ciências - criologia e biologia. Estudos das características dos microrganismos que habitam a criosfera revelaram sua viabilidade e a presença de mecanismos especiais, porém desconhecidos, de proteção ou reparo de DNA contra destruição térmica, radiação, radicais livres e outros fatores prejudiciais.
Assim, uma dessas bactérias, patenteada pelos cientistas de Tyumen como Bacillus Frost, tornou-se objeto de pesquisa conjunta com colegas de quase duas dezenas de laboratórios na Rússia, Ucrânia, Suécia, Áustria, Japão, Noruega. O estudo da atividade biológica em plantas, ciliados, moscas-das-frutas e camundongos de laboratório permitiu isolar cepas individuais de microrganismos capazes de ativar o sistema imunológico. Além disso, o biopotencial das bactérias é ativado em baixas temperaturas e se manifesta em doses 1000–100 vezes mais baixas do que suas contrapartes modernas.
Assim, estudos demonstraram a capacidade das bactérias de acelerar os processos de cicatrização de feridas, aumentar a resistência dos organismos a vários estresses, aumentar a massa muscular e ativar o hemisfério direito do cérebro. Além disso, foi comprovado que os metabólitos bacterianos reproduzem os mesmos efeitos.
Tudo isso nos permite dizer que a criosfera, com seus microorganismos únicos inerentes, tem um enorme potencial biológico. Uma maior exploração deste ambiente pode se tornar a base para descobertas grandiosas no campo da medicina e farmacologia.
Crise de gênero
Apesar de as pesquisas continuarem em vários campos da ciência, a escola superior do conhecimento vive hoje não apenas uma crise financeira, mas também uma crise do gênero em primeiro lugar. Além disso, a tendência pode ser rastreada não apenas na Rússia, mas na Europa e na América.
“Estamos em uma situação em que o rumo a uma economia inovadora traz novos desafios para a comunidade científica, mas a conexão entre o conhecimento fundamental e sua implementação prática se perdeu”, explica o acadêmico Vladimir Melnikov.
A razão para essa lacuna está na abolição de instituições aplicadas destinadas a trazer uma ideia científica a um produto real. A comunidade mundial enfrenta um grande problema - encontrar esse importante elo intermediário.
A este respeito, a Comissão Europeia anunciou em 2012 o último e maior convite à apresentação de propostas no âmbito do Sétimo Programa-Quadro de Investigação e Desenvolvimento Tecnológico (FP7). Um total de mais de 8 mil milhões de euros será atribuído a projectos e ideias que irão aumentar a competitividade da Europa e ajudar a resolver questões relacionadas com a saúde humana, protecção ambiental e encontrar novas soluções para os problemas causados pela urbanização e a necessidade de gerir os resíduos. O financiamento, que estará disponível para organizações e empresas de qualquer país do mundo, incluindo a Rússia, representa a maior parte do orçamento de pesquisa proposto pela UE para 2013 de 10,8 bilhões de euros.
Outro grande evento significativo do ano passado para a comunidade científica foi a X Conferência Internacional sobre Permafrost "Recursos e Riscos das Regiões Permafrost em um Mundo em Mudança", que aconteceu de 25 a 29 de julho em Salekhard. O encontro em Yamal reuniu os principais cientistas do Oriente e Ocidente, jovens criativos, figuras públicas, representantes de grandes empresas e do governo. Um total de cerca de 600 pessoas, incluindo 300 participantes estrangeiros. Além disso, o lado anfitrião assumiu não só as obrigações de organizar a conferência, a maior parte dos custos, mas também garantiu a participação de 80 jovens cientistas russos e 70 estrangeiros.
Levando em consideração a contribuição significativa do Okrug para o desenvolvimento do potencial científico das regiões árticas e o apoio ativo da ciência acadêmica, os participantes da 10ª conferência internacional sobre permafrost decidiram apoiar a iniciativa do governador do Yamalo-Nenets Autônomo Okrug Dmitry Kobylkin para criar um centro científico internacional para o estudo do Ártico em Yamal, e, em particular, seus escritórios na Ilha Bely.
Além disso, levando em consideração os muitos anos de experiência de Yamal no estabelecimento de uma cooperação diversificada com as regiões polares, os participantes da conferência decidiram apelar à comunidade ártica internacional e ao Conselho Ártico para apoiar a proposta do chefe do distrito de dar ao Okrug Autônomo Yamal-Nenets o status de Centro Internacional para o Desenvolvimento da Cooperação Humanitária e Científica no Ártico …
