Всего-то пару миллионов лет назад…
Современная наука отвечает на загадки природы и истории

О палеоклиматической науке и ее передовых рубежах доцент кафедры лесоведения СФУ Алексей Грачев знает не понаслышке. Сегодня он – один из высокоцитируемых молодых российских ученых. В избранной им области науки его особенно привлекает возможность увидеть глобальные процессы Земли, которые сегодня однозначно свидетельствуют, что человек и его деятельность способны изменить и облик, и даже климат (по крайней мере, локальный) планеты. А раз так – человечеству пора осознать меру своей ответственности и контролировать свое мощное воздействие на окружающий мир, опираясь на точные расчеты.

ДОСЬЕ
Алексей Михайлович Грачев – 34 года. Из семьи ученых. Отец – академик РАН Михаил Александрович Грачев, Лауреат Государственной премии, директор Лимнологического института Сибирского отделения РАН, вот уже много лет руководит комплексными исследованиями озера Байкал, в том числе исследованием палеоклимата на основе климатических «сигналов» (биогенных, физических, геохимических), которые «записаны» в осадках озера. С детства Алексей участвовал в международных экспедициях отца, вдоль и поперек изъездил Байкал и, кстати, получил хорошую практику в английском. Закончил химический факультет НГУ, затем аспирантуру в Калифорнийском Университете (Сан Диего, США) и постдокторантуру в Университете Штата Орегон (Корваллис, США). Имеет 14 публикаций в рецензируемых журналах и статью в четырехтомной энциклопедии «Encyclopedia of Quaternary Science», индекс цитирования – 158. Читает магистрам СФУ курс «Природные индикаторы климата».

Недавно А.М. Грачев прочел для преподавателей и студентов СФУ открытую лекцию «История Земли за последние 100 миллионов лет». По-американски уложившись в один час вместе с вопросами, ученый рассказал о наиболее важных климатических и биологических событиях указанного огромного периода. Приведем только два примера.

Все знают, что 65 млн лет назад на Земле «почему-то» исчезли динозавры. Но оказывается, не только динозавры, а и 70% всех существовавших биологических видов. Многочисленные исследования приводят к выводу, что Земля столкнулась с огромным астероидом размером 10-15 км. Удар спровоцировал взрыв, по меньшей мере в 4 раза превышающий такой, как если бы рвануло все имеющееся на данный момент ядерное оружие. Начались пожары, пыль и сажа заполнили стратосферу на многие годы. Всемирная катастрофа. Зато освободились экологические ниши, что привело к бурному росту млекопитающих, которые до этого, подобно очень маленьким грызунам, прятались в траве от динозавров.

Другое важное событие – появление 35 млн лет назад первого за последние 100 млн лет ледового щита Земли в Антарктиде. Наличие гигантских ледовых щитов, обеспечивающих отражательную способность планеты, – очень важная характеристика глобального климата. Второй ледовый щит – Гренландский – сформировался позже, 5 млн лет назад. Тогда и установился климат, аналогичный нынешнему. Но самое поразительное, что на Земле последние 2,7 млн лет периодически то появляются, то исчезают (так было уже по крайней мере 50 раз) еще два ледовых щита. Один из них – Скандинавский, сформировавшись, занимает территорию современных Норвегии, Швеции и Дании. Второй, Лаврентийский, покрывает всю Канаду и часть Северной Америки вплоть до Нью-Йорка. Между прочим, межледниковые периоды очень невелики – последний длился около 11 тысяч лет, и сейчас как раз заканчивается такой же срок. Накроют ли вновь Америку и Европу ледовые щиты и когда – актуальнейшая научная проблема.

Вообще за изменениями климата можно следить по разным показателям: по годичным кольцам деревьев («но у них охват времени небольшой – несколько тысяч лет»), по кораллам, торфяникам, сталагмитам и т.д. Самый длинный непрерывный архив – донные океанические осадки, они фиксируют изменения за последние более чем 70 млн лет. Или ледовые керны (т.е. глубокие пробы из ледовых щитов) – они позволяют определить изменения температуры по изотопам во льду, а также захватывают пузырьки воздуха, и по содержанию в них метана, других парниковых газов можно установить состояние климата.

Именно исследованием Гренландского керна А.М. Грачев занимался в постдокторантуре. Если вы думаете, что для этого ему пришлось периодически ездить в Гренландию, то вы ошибаетесь. Глубокая выемка льда стоит миллионы долларов. Керн, с которым работал А.М. Грачев, был добыт еще в 1992 году и по сей день хранится в национальном «морозильнике» в г. Денвер, штат Колорадо. Идешь в холодильник (в случае с А.М. Грачевым – летишь на самолете), отпиливаешь коллекцию кусочков по 400 граммов (охватывающих определенный период) и исследуешь. Нужна кропотливость, точность, способность не загрязнить пробу, многократность проведения замеров. Работа над новой методикой измерения метана в ледовых кернах – одна из наиболее важных задач, над которыми «бился» А.М. Грачев. При помощи новой методики, которую он разработал совместно с проф. Бруком в Университете Штата Орегон, стало возможным изучать изменчивость климата с малыми амплитудами, которая раньше была «спрятана» погрешностью измерений. Статья об этом будет опубликована в журнале Global Biogeochemical Cycles в мае.

В следующем году американцы намерены привезти новый керн, с которым никому, кроме своих ученых, не позволят работать. Интересно, что и Россией добыт один из самых великолепных кернов в науке – «Восток», изъятый в Антарктиде. Ледовые керны вообще считаются эталонными в палеоклиматологии, с ними все сравнивают свои летописи. На этом материале нашими учеными был опубликован целый ряд статей в сотрудничестве с французами. Но почему-то сам керн доставлять в страну не стали: часть его так и лежит в Антарктиде, в специальной траншее, так сказать, хранится в естественных условиях. Хотите исследовать – поезжайте прямо туда :))
За 10 лет преодолев в Америке все необходимые ступени зарубежной научной лестницы (аспирантура, получение степени Ph.D., постдокторантура), Алексей Грачев вернулся на родину. С тех пор вопрос «Почему вы выбрали Россию и СФУ?» ему задают чаще всего. Спрашивают и о многом другом: «Вы анализировали Гренландские керны – где теперь будете брать материал для исследований?», «Найдется ли в Сибири столь же современное оборудование, как в США?», «Будет ли у вас своя исследовательская группа – или вы собираетесь работать один?». Вопросов пока больше, чем ответов. Тем не менее перспективы не такие неопределенные, как кажется.

Уже принято решение о российской экспедиции, которая нынешним летом отправится в Арктику за донным океаническим керном; часть его будет храниться именно в СФУ.

С оборудованием тоже все нормально: «в Центре коллективного пользования СФУ имеются приборы тех же фирм, что установлены в университетах США, но уже следующего поколения». Климатологам приходится просчитывать очень сложные модели, требуется мощность суперкомпьютера; но и он в Сибирском федеральном университете есть. А главное: вернувшись в Россию через 10 лет, Алексей видит то, чего не замечаем мы: как далеко страна ушла вперед, насколько вырос уровень жизни, как четко и слаженно научились работать многие структуры. Остается вроде бы самое простое – но и самое трудное: определиться с оригинальной темой, которую сможет заявить и развивать СФУ. И со свойственной А.М. Грачеву целеустремленностью – получить мировой результат.

Елена ЛАРИНА
Средняя оценка: 4.7 (проголосовало: 21)