Геннадий Матишов: «Работа объединила ученых от Мурманска до Севастополя»

14.05.2015



Беседа с академиком РАН об исследованиях арктических и южных морей

О том, как за счет совместных усилий научного сообщества севера и юга нашей страны, включая Крым, удается достигать наивысших результатов, рассказывает директор Мурманского морского биологического института (ММБИ) РАН и председатель Южного научного центра (ЮНЦ) РАН.

— Геннадий Григорьевич, сейчас от академической науки все ждут скорой практической отдачи, выгодных прикладных исследований. Но не все, к сожалению, понимают, что это не должно идти в ущерб фундаментальной науке. Как новые условия отразились на ваших коллективах?

— Мы участвуем в четырех проектах Федеральной целевой программы Минобрнауки РФ «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014-2020 годы». Работа объединила ученых географически далеких один от другого регионов. В наших проектах участвуют научные работники Ростова, Мурманска, Севастополя…

Мы взялись за темы, где чувствуем себя достаточно уверенно - исследование арктических и южных морей, аквакультура и другие.

Несмотря на скупое бюджетное финансирование научных исследований, проволочки и бюрократизм чиновников, наши сотрудники уже многое сделали. Еще несколько месяцев, и о проектах можно будет говорить как о состоявшихся.

Так, мы продолжаем исследования морских млекопитающих, моллюсков и водорослей. В Мурманской области организовали Арктический междисциплинарный биотехнический акваполигон. Работы двойного назначения - это визитная карточка ММБИ, здесь мы уверенно конкурируем с западными коллегами, работающими в аналогичной сфере. Сейчас устанавливаем на шести обученных нами арктических тюленях датчики спутникового мониторинга параметров водной среды (соленость, температура и пр.). В автоматическом режиме данные будут поступать на компьютер. Причем они пригодятся не только экологам, но и тем, кто в ответе за обороноспособность страны.

Нефтедобыча постепенно сдвигается на морские шельфы, оживает судоходство в высоких широтах. А значит, возрастает риск аварий, выбросов нефтепродуктов и других токсических веществ в воду. Ликвидировать такие «пятна» необходимо максимально оперативно, не давая им расползтись по водной глади. В силу этого необходим непрерывный экологический мониторинг морской среды, причем в автоматическом режиме, с возможностью видеть показания приборов в Интернете в режиме он-лайн, а также по радио- или спутниковой связи.

- И как все это осуществить?

- Мы считаем, что тут наиболее перспективны биотехнологии. Серия удачных экспериментов позволяет нам утверждать, что сделать это можно достаточно быстро. Научно-технологическая база для этого уже есть. В ее основе лежит способность некоторых морских жителей откликаться даже на незначительное изменение параметров среды обитания. У моллюсков-кардиумов (за форму в виде сердечка их называют сердцевидкой), мидий, морских гребешков под воздействием токсинов меняется частота пульса, другие жизненные показатели, которые с помощью приборов поддаются регистрации. Те же моллюски могут применяться в качестве живых сенсоров качества морской воды.

- Это все теория, а что на практике?

- Ну да, но мы пошли уже дальше – в ММБИ создана пилотная установка, приборная база и программное обеспечение. При этом сотрудничаем с одной известной французской компанией. Перспективы? Если установку разместить на нефтяной платформе, то можно контролировать качество воды в случае загрязнения морской среды от стоков.

В центре другой не менее перспективной работы оказались фукусовые водоросли – одни из самых известных обитателей северных морей. На базе ряда их замечательных качеств была создана новая технология — очистки прибрежных морских акваторий от нефтепродуктов с помощью санитарных фукусовых плантаций. Они могут послужить как надежным боновым заграждением, для нефтяных пятен, так и их сорбентом, быстро утилизирующим эти пятна. Давно не секрет, что эти организмы способны аккумулировать тяжелые металлы, радионуклиды. Есть у фукусовых водорослей и другая уникальная способность - включать в свой «рацион» нефтяные углеводороды. Наши специалисты предложили разместить на поверхностных элементах плантации наплавы из пористого материала с закрепленными в них водорослями. Устройство просто в изготовлении и эксплуатации, модули довольно легко заменяются на новые. Один гектар водорослевой плантации может нейтрализовать за неделю около 100 кг нефтепродуктов.

— Немало экологических проблем и на Юге страны. Все хорошо помнят катастрофический паводок летом 2012 года, накрывший в Краснодарском крае город Крымск. Вы лично, я знаю, со своими сотрудниками предприняли на место трагедии несколько экспедиций, чтобы выяснить причины произошедшего. Сможем ли мы избежать повторения подобных трагедий?

— Согласен, на Юге страны опасностей тоже предостаточно. По нашему мнению, в реках бассейна Кубани, а также горных реках черноморского побережья (от Новороссийска до поселка Новомихайловский) паводковые волны высотой до 7-10 метров возможны и в будущем. Их периодичность связана с климатом и не всегда разумной жизнедеятельностью человека. Чтобы избежать ЧП, необходимо научиться прогнозировать опасные паводки и заранее оповещать людей. На Западе это хорошо развито, а вот Россия пока отстает. Поэтому мы и взялись за разработку программного комплекса, связанного с оценками риска опасных природных явлений в Приазовье. Работы ведут ученые ЮНЦ и Института аридных зон ЮНЦ.

У нас на контроле пять опасных явлений природного и антропогенного характера. Это – дождевые паводки на реках Краснодарского края, экстремальные нагоны воды в дельте Дона, штормовые волнения и разрушение берегов, экстремальные ледовые явления, а также «цветение» водоемов. Последнее, кстати, приводит к снижению уровня кислорода в водоеме и заморам рыб. Есть и риски нефтяных разливов, связанные с морскими перевозками. За последние десять лет все это нанесло большой урон жителям, экологии и экономике Приазовья.

Программный комплекс уже обретает свои основные черты. Разработаны и применяются несколько оригинальных моделей. Гидродинамическая позволяет прогнозировать сгонно-нагонные явления. Гидрологическая может пригодиться для прогнозирования ледового режима Есть также модель распространения нефтяных разливов. Для получения более точных результатов мы используем зарубежные модели, в основном, разработанные в США и на Кипре. В работе нам помогают специалисты Морского гидрофизического института из Севастополя.

Сейчас система работает в тестовом режиме. В режиме реального времени мы снимаем показания с автоматизированной гидрометеорологической станции, размещённой в месте впадения реки Дон в Таганрогский залив. Станция оснащена датчиками, измеряющими температуру воздуха, силу ветра, количество осадков и уровень воды в Дону. Эти данные, а также результаты наших служат материалом, на основании которого математики, океанологи, географы, инженеры, специалисты по информационным технологиям, ежедневно делают свой прогноз. Причем мы достигли хороших результатов: погрешности в расчетах минимальны по сравнению с наблюдаемыми данными. К концу года система заработает в автоматическом режиме. Прогноз опасных природных явлений будет отображаться на специальном программно-вычислительном комплексе, а также на Интернет-сайте ЮНЦ. В режиме реального времени каждый человек сможет увидеть, как живет Приазовье в данную минуту. На сайте также можно будет найти оперативный прогноз до трех суток вперед.

- Жители Азовского района все чаще стали жаловаться на явную соленость воды, поступающей в их водопроводные краны. Тут тоже стихия поработала?

- Да, это связано с нагонными явлениями – в полной мере они проявили себя осенью прошлого и весной нынешнего годов. Сильный и продолжительный западный ветер - так называемые «низовки» - не только катастрофически подтапливают хутора и поселки по побережью, но и гонят соленую воду из Азовского моря в Таганрогский залив и далее в дельту Дона, где стоят водозаборы города Азова и Азовского района. Именно поэтому мы пришли к идее построить гидрологический пост «Взморье». Он расположен сейчас на железобетонном основании в Таганрогском заливе – на месте бывшего створного знака-ориентира для идущих мимо судов. Пост оборудуем автоматической метеостанцией, датчиками солености, уровня воды. Планируем установить здесь оборудование для мониторинга экосистемы залива. В режиме реального времени данные будут поступать в Ростов, в ЮНЦ. Они также будут размещаться на нашем сайте. Равно как и рекомендации по рациональному природопользованию и экологической безопасности прибрежных акваторий.

- Сейчас много говорится о необходимости импортозамещения - в частности, продовольствия. Насколько перспективны в этом плане работы ЮНЦ? Широко известны разработанные учеными Центра технологии выращивания осетровых рыб. На очереди - дальневосточная кефаль. Что дальше?

- Недавно мы обратили внимание на аквапонику. Эта технология позволяет круглый год совместно выращивать рыбу и растения. Они сосуществуют в единой замкнутой и безотходной системе. Для эксперимента мы выбрали клариевого сома и салат листовой. При очень плотной посадке сомы неприхотливы, быстро растут, не нуждаются в кислородном оборудовании, им достаточно атмосферного воздуха. К тому же очищают сточную воду от неприятного запаха и цвета. Сом набирает вес от уровня малька до 1,2 килограмма в течение полугода. При этом экономятся электроэнергия, газ, можно обойтись без дорогих минеральных удобрений. Их заменяют для листьев салата отходы жизнедеятельности рыб, которые отфильтровываются из воды. Листья крупнолистового салата, посаженные в лотки с минеральной ватой, вырастают за месяц.

- Импортозамещение в сельском хозяйстве, похоже, задача осуществимая. Как быть с аналогичными задачами в рыболовстве и связанными с ним исследованиями водной среды? Акустические комплексы для изучения рыбных ресурсов производятся за рубежом и дорого стоят. Даже если их приобрести, то потребуется установка на суда определенного класса. Монтируют их только зарубежные инженеры. В нынешней экономической ситуации все это нереально – слишком дорого.

- Выход я вижу в том, чтобы выпускать отечественные эхолоты. Существующие приборы, которые широко используются промысловыми компаниями, предназначены, в основном, для морей. Но ведь малые замутненные водоемы тоже нуждаются в мониторинге, в оценке их биологического разнообразия. Да, эхолоты для малых водоемов существуют, однако зачастую у них слабые характеристики. Дано назрела необходимость в создании принципиально новой гидроакустической системы. И ее разработкой уже занимаются ученые ЮНЦ. Новая система поможет ихтиологам исследовать состояние дна, миграцию рыб, их видовой состав и места скоплений. В основе работы — многолучевые и сканирующие системы для гидроакустической съемки внутренних водоемов. Устройство будет переносным и поможет в изучении ценных пород рыб. Для того чтобы расшифровать сигнал системы, надо учесть много показателей: плотность чешуи, наличие плавательного пузыря, донный это вид или пелагический (плавающий в толще воды), зрелость половых продуктов, их размеры. Мы проверим новую систему в протоках дельты Волги и Дона, на малых реках. Когда рыба будет идти через рыбоходный канал, устройство определит ее вид. Специалист поймет: прошел мимо осетр или, например, сазан. Зная количество ушедших на нерестилище производителей родительского стада, специалисты оценят запасы промысловых рыб, состояние ихтиофауны.

Хочу подчеркнуть: все эксперименты, связанные с созданием биотехнических систем мониторинга в Черном море, проходят с участием сотрудников Института морских биологических исследований им. А.О. Ковалевского, Морского гидрофизического института (МГИ) в Севастополе, Южного НИИ рыбного хозяйства и океанографии в Керчи и других организаций Крыма.

- Значит, в этом году еще встретимся с вашими учеными в Крыму?

- Мы планируем взаимные стажировки наших молодых ученых. В июне из МГИ к нам приедут специалисты для испытаний нового океанологического оборудования. Летом пойдем в совместную экспедицию на нашем НИС «Денеб» в Азовское и Черное моря. Осенью я планирую свое участие в Крымском энергетическом форуме в Ялте.

Вероника Белоцерковская, Столетие

©РАН 2019