Леонид Николаевич Владимиров. Автор фото: А.Г. Пудов
Что дает изучение холода и вечной мерзлоты? Какие открывает прикладные возможности? Почему холод надо беречь? Как его правильно использовать? Тает ли мерзлота? Что будет, если она растает вся? Об этом мы беседуем с президентом Академии наук Республики Саха (Якутии) членом-корреспондентом Российской академии наук Леонидом Николаевичем Владимировым.
― Леонид Николаевич, этот год юбилейный ― отмечается 30 лет Академии наук Республики Саха (Якутии). Какие основные вехи на пути ее развития? Что самое важное и актуальное удалось сделать за эти годы?
― Самое важное ― удалось сохранить развитие науки. В непростые 1990-е гг. нам удалось сберечь сложившиеся более 20 научных школ и научную традицию в целом, создать преемственность между поколениями ученых.
Академия наук Республики Саха (Якутии) финансируется из бюджета республики, и наша задача ― интеграция научного потенциала республики в проведении фундаментальных и прикладных исследований, осуществление региональной политики в области естественных, технических и гуманитарных наук, усиление роли науки в воспитании новых поколений. Мы аккумулируем финансовые средства, объединяем их, впрочем, не заменяя федеральный компонент. У нас есть своя региональная составляющая ― это наука, связанная с нашими природно-климатическими условиями. Прежде всего, это «холодовой фактор», исследования холода — обширной криолитозоны земли и сурового климата.
― Как вы исследуете холод?
― Тут возможны самые разные подходы и приложения. Мы рассматриваем холод уже не как отрицательный фактор, а, напротив, как конструктивный вызов для проявления научного творчества, для использования его нужных свойств. Холод должен быть фундаментом нашего развития, и наука обязана здесь помочь северянам. Скажу больше: холод ― это наше главное богатство! Опираясь на это, мы ведем научные исследования во всех возможных направлениях: биологии, медицине, сельском хозяйстве, технике, математике, науках о Земле.
Нельзя забывать, что Якутия ― это пятая часть всей России, равная площади Казахстана и Московской области вместе взятых. Она целиком находится на территории вечной, или многолетней, мерзлоты. Толща многолетней мерзлоты в некоторых местах доходит до 1 км и более, а в среднем ее мощность составляет 300–500 м. Это явление интересует наших ученых давно, с 40-х гг. XX столетия особенно пристально. Кстати, многолетнюю мерзлоту обнаружили ученые Первой Камчатской экспедиции. В эти дни исполняется 300 лет с тех пор, как Петр I дал задание командору Витусу Берингу и его команде идти через Якутск и далее, открывая, изучая новые земли Дальневосточного и Северо-Восточного регионов.
― Каким образом холод может представлять собой богатство? Что в нем есть такого, из чего можно извлечь интерес?
― А вы представьте, что холода не будет.
― Хорошо, тепло!
― Просто все растает. Не будет льда. Чтобы получить его в морозильнике, нужно сколько-то киловатт энергии. Так что в этом льду накоплена энная сумма денег. «Холодовая экономика», по мнению специалистов, к 2050 г. потребит до 40% всей вырабатываемой на планете электроэнергии! Так что холод — это ценность, выраженная в буквальном смысле материально.
Далее: мы можем попасть в любую точку нашей огромной республики именно тогда, когда все замерзло. Сейчас через реку Лену переправляются без мостов грузовики массой до 5 т. Потом уже пойдут десятитонные. Холод «строит мосты», а мы можем не строить в зимнее время дорогостоящие инфраструктурные объекты, ведь у нас на территории огромное количество рек, речушек и озер. Но если холод уйдет, дорог у нас уже не будет.
Наши предки с холодом не боролись, а активно использовали его в своем хозяйствовании. Было множество технологий для жизни, использующих холод. И сейчас мы можем это использовать, преломив через призму доступных технологий и научных знаний.
Когда на Кольском полуострове наши ученые пробурили скважину, оказалось, что на глубине 12 км температура +220 °C! А на глубине 5 км ― уже +70 °С. Холод ведь поступает к нам сверху, из космоса. Вот все говорят: мерзлота тает. На территории Якутии находится самая большая по площади и мощности толща мерзлоты, но почему-то она совсем не растаяла. Значит, есть природный «секрет», определенная возможность получения холода. И мы можем, обязаны получить эти фундаментальные знания о холоде и его динамике.
― Для чего?
― Если помечтать, будет возможно, например, в Московской области заморозить один гектар и использовать эту землю как «холодильник» для хранения продуктов питания, очистки воды от примесей: вы же знаете, что вода при замерзании очищается от большинства химических примесей, растворенных в ней.
Вы взлетаете на самолете, слышите: «Температура за бортом ― минус 55 градусов». На высоте 10 км другие процессы теплообмена. Чем выше, тем холоднее. Чем ниже, тем теплее. Надо научиться получать природный холод, создавать специальные технологии, использующие природные закономерности. Мы над этим работаем. А еще надо этому учить в школе. У детей должны быть знания о холоде.
Холод ― это наша Арктика. Самая большая шельфовая территория. Почему два океана ― Северный Ледовитый и Тихий — не обмениваются активно теплом? Холод держится на Аляске и нашем материке у Берингова пролива. Мы должны понять и использовать эти знания. Это наша фундаментальная задача.
― Но ведь холод ― это не только плюсы. У вас есть своя краевая медицинская патология, связанная с холодом. Разве это хорошо?
― Верно. Сейчас у нас –45 °C. Постойте на автобусной остановке, попробуйте. Лет 20–30 назад на остановках мы стояли по полчаса, это сейчас сделали теплые остановки, а раньше каково было? Сердечно-сосудистая и дыхательная системы организма как себя чувствуют в таких условиях? А слизистая органов дыхания? Верно: плохо, тяжело.
Животные у нас адаптировались к этим условиям: якутская лошадь выдерживает до –70 °С, добывает корм и живет на улице, еще приплод дает. Даже есть легенда, что, когда мамонт умирал, бог холода Чысхаан переселил дух мамонта в якутскую лошадь. Поэтому якутскую породу лошади можно считать «мамонтовидной лошадью». В легендах есть доля правды. Мы едим строганину ― мясо, рыбу, и у нас есть те необходимые питательные вещества, которые нам дают возможность хорошо переносить холод.
― Это только местное население адаптировано к таким холодным условиям?
― Не только. Вы будете есть строганину (замороженное мясо особых видов рыб и жеребятину) и тоже будете себя хорошо чувствовать. Это потому, что наши предки, как подсказывают палеонтологи нашей академии наук, когда-то ели мясо мамонта в сыром виде, иногда и в замороженном, поэтому, хотим мы этого или нет, в нас это заложено.
― Какова структура вашей академии наук?
― У нас 44 действительных члена академии. Пять объединенных ученых советов: науки о Земле, сельское хозяйство, медико-биологические и химические исследования, гуманитарный блок и физико-технические науки. Над ними ― президиум, президент, два вице-президента и главный ученый секретарь.
У нас есть отделы, есть центры. Например, отдел изучения мамонтовой фауны, отдел экологии, отдел этносоциальных и этноэкономических исследований геосистем, Центр изучения и сохранения родных языков, Центр экспертизы, Центр интеллектуальной собственности республики.
Сейчас мы инициируем комплекс научных исследований и хотим, чтобы наша республика стала не только недродобывающей и недропродающей, но и недроперерабатывающей, превращающей сырье в товарную продукцию, которая на внутреннем и внешнем рынках была бы конкурентоспособной, чтобы прибавочная стоимость оставалась у нас. Мы производим газ, а покупаем его же в бытовых баллончиках в сжиженном виде, привозим сюда втридорога. Производим нефть, а нефтепродукты завозим недешевые. Уголь производим, а брикеты нам привозят. Алмазы добываем, а бриллианты покупаем. Такой парадокс.
― А как вы можете переломить ситуацию?
― Сейчас мы должны создать в Арктике кластер, чтобы самой экологичной и передовой технологией перерабатывать наше собственное сырье, чтобы в Арктике быть не временным гостем, «вахтовиком», а постоянно там находиться, чувствуя себя комфортно. Арктика ― наша, российская. Она заселена людьми, и эти люди свои недра перерабатывают и продают. Сразу и быстро это не получится, но надо набрать хороший темп, такой, чтобы мы могли решить вопросы импортозамещения и технологической независимости. Тут надо активно использовать и цифровизацию, и искусственный интеллект, и методы математического моделирования.
Леонид Николаевич Владимиров. Автор фото: А.Г. Пудов
― Как у вас сейчас с этим обстоят дела?
― Республика успешно развивается в сфере информационных технологий. Хотелось бы, чтобы РАН нас поддержала. Мы обсуждали эти вопросы на уровне первого вице-президента В.Я. Панченко. Сейчас готовим проект «Центра превосходства» ― «Арктические криотехнологии». Хотим, чтобы у нас был суперсовременный лабораторный интегрированный центр, чтобы там было современное оборудование, не говоря о ставших привычными секвенаторах, электронных микроскопах, газоанализаторах, спектрометрах и т.п.
― Для чего это нужно?
― Чтобы решать все региональные проблемы, о которых я сказал. Мы ни с кем не конкурируем, но то, что связано с холодом, ― это наше, свое, где мы можем быть мировым лидером. Вот такая амбициозная задача нами ставится. Наши ученые, например, разработали методику добычи мамонтовой палеофауны, когда грунт восстанавливается полностью.
― Зачем нужно добывать мамонтовую фауну, что это дает с научной точки зрения?
― Ценность имеют прежде всего бивни. У нас самые большие залежи мамонтовой фауны в мире ― больше 80%. Здесь развиваются и археология, и палеонтология: в многолетней мерзлоте находятся артефакты, добавляющие новую информацию к имеющимся знаниям о происхождении и развитии человека, о северной флоре и фауне в прошлом нашей планеты.
― Что это за новые знания?
― Например, есть такое интересное открытие: у мамонта конец хобота устроен не так, как у слона. Наши ученые выяснили, что в его хоботе имелось расширение, похожее на человеческую ладонь. Зачем ему это было надо? А для того, чтобы набирать зимой снег и заглатывать безопасно для себя. Ведь зимой в эпоху плейстоцена все водоемы замерзали, а необходимость утолять жажду никто не отменял. Или нашли останки лошади 25-тысячелетей давности, очень похожей на современную якутскую породу лошади. Если генетически докажут их родство, то получится, что наши далекие предки тоже занимались скрещиванием лошадей. У А.Ф. Миддендорфа есть предположение о том, что нашу якутскую лошадь получили с помощью скрещивания с дикой лошадью. Он не нашел тогда фактов, а сейчас исследователи находят. Уже можно говорить о том, что якутская лошадь выведена здесь, а не завезена, как считали ранее.
Находящиеся в мерзлоте полезные ископаемые ― это не только мамонтовая фауна. Вообще вся разнообразная палеонтологическая фауна сосредоточена в основном в Якутии. Никто ведь раньше специально не исследовал мерзлоту, ее изучали, скажем, попутно ― при поисках нефти или газа. Далеко не вся территория Якутии изучена в этом плане. В местах, где искали полезные ископаемые, где ставили буровые вышки, работали и Институт мерзлотоведения им. П.И. Мельникова СО РАН, и Северо-Восточный федеральный университет им. М.К. Аммосова. А сейчас частные компании не пускают к своим бурильным установкам. Так что у науки тоже есть проблемы. Но мы сейчас планируем создать полную картину залегания мерзлоты методами математического моделирования на многолетних материалах мерзлотоведов: что с ней происходит, куда мы движемся, происходит ли оттаивание?
― Так происходит или нет?
― По данным ученых, каждый год толщина мерзлоты уменьшается на 1–2–3 см. Получается, что за 100 лет растает 1–2–3 м от общей почти километровой толщи.
― Значит, ничего страшного в процессе оттаивания нет?
― Проблемы, конечно, есть, особенно на арктических территориях с льдистыми грунтами, но все инженерные решения нашими мерзлотоведами уже разработаны.
Мы не можем почувствовать постепенное изменение климата, но почва «чувствует». Бактерии, микробы очень чувствительны к таким процессам. В нашем регионе стали появляться другие виды птиц, растений. Только тогда мы осознаем, что климат меняется. А чтобы появились другие виды птиц и животных, надо, чтобы для них стали подходящими условия, появились корм, растительность, а это зависит от состава почвы. Для этого необходим определенный состав микроорганизмов, то есть он должен измениться. Это все очень сложно и системно взаимосвязано. Поэтому изучать эти процессы нужно глубоко, что мы и хотим делать под эгидой РАН.
― Расскажите о научных исследованиях, которые ведете вы лично как ученый. У вас же есть целый ряд открытий и разработок в сельском хозяйстве, актуальных и в наши дни.
― Я начал заниматься наукой в начале 1980-х гг., когда стал студентом. У нас был предмет «Оленеводство с основами овцеводства», его вел доцент А.Д. Курилюк. Я как-то спросил его про овцеводство, заметив, что у нас в Якутии хочется ходить в овчине, а не мерзнуть зимой. Он ответил, что овцеводство у нас не получает развития из-за высокой вероятности заболевания животных пневмонией. Поэтому были проведены попытки получения гибридов от горного барана чубуку и овцы, но не было научных результатов. Тогда я, студент второго курса, ясно понял, что это тема моих дальнейших научных исследований — получения гибрида чубуку и овцы. В дальнейшем мы сотрудничали с профессором Н.Д. Цырендондоковым в теоретическом плане, получили консультации и практические навыки в школе академика Л.К. Эрнста и его ученика члена-корреспондента РАН В.А. Багирова.
И только в 2013 г. мы с моими учениками получили первый гибрид от скрещивания горного снежного барана и бурятской грубошерстной овцы в условиях Якутии. Потом появилось второе поколение гибридов, от которых взяли шерсть, из шерсти сваляли полотно, из него сшили одежду. Это была первая одежда из своей овечьей шерсти в Якутии. Как написал И.А. Гончаров, автор знаменитого романа «Обломов», возвращаясь с Тихого океана через Якутию из путешествия на фрегате «Паллада» в 1852–1855 гг., восхищаясь полями с пшеницей и гуляющими табунами лошадей: «Конечно, долго еще ждать, когда мы будем носить сукна якутских фабрик; но это и не нужно пока. <…> Просвещение, как пожар, охватывает весь земной шар». По словам писателя, все остальное здесь уже получили. Теперь и ткань у нас есть своя!
― А что же вы еще получили?
― В работах по адаптации животных мы получили из тимуса северного оленя препарат Т-активин, иммуномодулятор. Нами разработана безотходная технология производства биологически активных препаратов серии Т-активина из вилочковой железы северных оленей, с получением иммуностимулирующих препаратов, повышающих Т-клеточную активность.
У нас есть разработки по усовершенствованию технологий в традиционных отраслях ― табунном коневодстве и северном оленеводстве. Мы продолжаем работы по внедрению инновационных проектов, создающих условия для дальнейшего развития аграрного сектора региона.
Мы работаем в этом направлении не только в сельском хозяйстве, но и в биологии, медицине. А вообще меня интересует все, что связано с холодом. Я поклонник холода. Холода на Земле мало, мы должны к нему очень бережно относиться. Холод ― это жизнь, это наше спасение, наш бесценный ресурс. Не только Якутии, но и России.
― Почему это наше спасение?
― Холод очищает. После зимы появляется талая вода ― это новая жизнь. Мы храним в холоде продукты, дорогие лекарства и вакцины. Даже старение замедляется в холоде. Вот мы сейчас занимаемся технологией доения кобыл в зимнее время. Дело в том, что наши лошади не пьют зимой воду, для пополнения водного баланса в организме они употребляют кристаллизованный снег. Это очень чистая вода, и кобылье молоко получается другого состава и другого качества. Из него потом производим кумыс. К слову, для праздничного настроения: сейчас ставится и задача получить шампанское из молока кобылы!
― Это как же?!
― Мы эту работу только начинаем. В кобылье молоко помещается штамм дрожжей «шампанского», и в результате, возможно, получится очень интересный напиток. Как получим ― сразу вам привезем, чтобы широкая научная общественность посмотрела и распробовала его. У наших новосибирских коллег есть опыт.
У нас будет юбилейное мероприятие, посвященное 30-летию нашей академии. Пройдет совет по науке при главе республики А.С. Николаеве. Мы пригласили президентов национальных академий Татарстана, Башкортостана, Чечни, дружественной Абхазии. Поговорим о тематике их исследований, которые у них идут очень успешно. В Абхазии, например, осуществляется интродукция тропических и субтропических растений. У человека получилось лучше, чем у природы. Оказывается, если использовать науку, тропические растения растут в субтропиках. Почему бы с помощью интродукции не вывести в Якутии растения, растущие в Амурской области, в Приморье? Можно, например, провести эксперимент по интродукции высокогорной холодостойкой флоры Кавказа в Якутии ― скажем, рододендрона, и создать вблизи Якутска красиво цветущий дендропарк с такими холодостойкими кустарниками. Дело только за наукой.
― О чем вы мечтаете?
― Мечтаю о том, чтобы якутяне жили и чувствовали себя комфортно независимо от погоды. Дело за наукой! Есть к чему стремиться.
Огромное значение для всех нас имела Первая Камчатская, или Великая Северная экспедиция командора Витуса Беринга, открывшая нам путь в Америку и Японию. В Якутске был главный форпост. Поехали на якутских лошадях с якутскими проводниками. Приехали сюда в обычной одежде и поняли, что замерзнут и погибнут. Переоделись в якутскую одежду и уже в ней двинулись дальше. До сих пор национальная одежда народа саха считается наилучшим образом адаптированной к суровому климату. И мы вернемся к таким натуральным, но осовремененным вариантам одежды. Вообще ко всему натуральному. Не зря же президент страны В.В. Путин дал поручение поддерживать традиционные отрасли сельского хозяйства, производящие брендовую натуральную, экологически чистую продукцию: она в мире вне конкуренции.
― Как думаете, почему?
― Мир страдает от большого потребления генномодифицированной продукции. Наш организм обедняется и химически загрязняется. А традиционные отрасли ― оленеводство, коневодство, скотоводство, охота, рыболовство ― дают экологически чистую натуральную продукцию, в которой есть все незаменимые природные аминокислоты. Это важно сохранить.
Над всем этим в Арктике стоит белый медведь, он на вершине арктической пирамиды биоразнообразия. На побережье Тихого океана, на нашем Дальнем Востоке топ биоразнообразия представляет амурский тигр. А между ними знаете, кто?
― Якутская лошадь?
― Верно! При развитии Северо-Востока России мы должны учесть влияние двух океанов ― Ледовитого и Тихого. Мы инициируем большой проект под названием «Дыхание двух океанов». Это наши комплексные научные исследования.
Интересно то, что амурский тигр стремится на север, а белый медведь ― на юг, в сторону северо-востока Якутии. Тут территория малонаселенная или экология и пищевые ресурсы лучше, поэтому, видимо, сюда и идут. Отсюда напрашивается вывод: надо сделать так, чтобы наши технологии были самыми передовыми, а экология оставалась такой же, как сейчас. И у нас это обязательно получится.
Источник фото: Якутская академия наук
Автор фото: А.Г. Пудов