Прямо сейчас
СМОТРИТЕ ДАЛЕЕ
Написать в прямой эфир

Секреты фотосинтеза. Экосистема Арктики

11:00, 30 сентября 2017

Гости

Сергей Погосяндоктор биологических наук, профессор биофизики МГУ им. М.В. Ломоносова

Михаил Флинт: Добрый день, дорогие телезрители! В эфире программа "У нас одна Земля", и с вами я, ее ведущий Михаил Флинт. И поговорим мы сегодня о чуде фотосинтеза. Чудо фотосинтеза состоит в том, что его можно назвать главным биологическим процессом на Земле. В процессе фотосинтеза с использованием энергии света неорганическое вещество преобразуется в органическое, живое. Это первая главная функция фотосинтеза. А вторая главная функция связана с тем, что продуктом фотосинтеза является кислород, то есть создается основа атмосферы, в которой мы с вами живем.

Время появления фотосинтеза на Земле трудно датировать. Некоторые датировки указывают на 3,5 лет назад, а 2 млрд лет назад массово появились фотосинтезирующие цианобактерии. В это же время оксигенный кислородный фотосинтез достиг значительной интенсивности, и кислород становится важнейшей составляющей атмосферы Земли. Кстати, появление кислородной атмосферы привело к вымиранию большей части анаэробных организмов на Земле. Это событие известно, как кислородная катастрофа. Океанические фитоценозы приобрели свой современный облик, недавно, как говорят, геологи, в мезозое – это прямо 200 млн лет назад.

Об удивительных свойствах фотосинтеза и фотосинтезирующих растений мы поговорим сегодня с Сергеем Иосифовичем Погосяном, доктором биологических наук, профессором биологического факультета МГУ.

Сергей Иосифович, добрый день. Спасибо, что вы опять пришли в нашу студию. Хотел начать со следующего вопроса. Ки говорить коротко, в чем состоит суть этой основополагающей фотохимической реакции?

Сергей Погосян: Это совершенно потрясающая и замечательная реакция, которая на всех уровнях организмов, которые занимаются фотосинтезом, всегда происходит приблизительно по одной и той же схеме, хотя компоненты могут быть немножечко разные. Это всегда некая мембранная структура, через которую или внутри которой происходит перенос электрона, то есть разделение заряда. Это разделение заряда происходит за счет того, что некий пигмент, например, хлорофилл, получает квант света, соответственно, в связи с тем, что оказался в возбужденном состоянии, переносит электрон на более высокую так называемую разрыхляющую орбиту, и тогда этот электрон может быть перенесен на акцептор этого электрона, то есть происходит разделение зарядов. Таким образом хлорофилл оказывается с положительным зарядом, он потерял электрон, и акцептор получает электрон.

Дальше происходит стабилизация этих зарядов, то есть они разносятся дальше по мембране, и оказываются, в конечном счете, на краях мембраны, и таким образом складывается электрический потенциал, как на конденсаторе. Собственно за счет энергии, которая накапливается в результате этих переносов, и происходит фотосинтез во всех абсолютно системах, начиная с бактериального фотосинтеза, и кончая высшими растениями.

Михаил Флинт: Это вы рассказали про энергетическую схему. Но чудо-то состоит в том, что с помощью соленого света и пигмента фотохимической реакции мы получаем органическое, то есть живое вещество.

Сергей Погосян: Да, конечно.

Михаил Флинт: Дальше по этой схеме что происходит?

Сергей Погосян: Дальше по этой схеме происходит перенос электронов через соответствующие переносчики, происходит сопряженное с этим процессом разделение протонов, и протоны оказываются асимметричны по отношению к мембране. Этот протонный потенциал достигает больше, чем сотни милливольт.

Михаил Флинт: То есть это уже ощутимая величина.

Сергей Погосян: Это чудовищно большая величина.

Михаил Флинт: Да, если говорить о расстоянии.

Сергей Погосян: Потому что, если говорить о напряженности поля, то есть если этот потенциал разделить на расстояние, через которое он действует через мембрану, то это оказывается 200 тыс. вольт на сантиметр.

Михаил Флинт: Смертельно абсолютно.

Сергей Погосян: Да. То есть это в 10 раз больше, чем пробивное напряжение сантиметра воздуха. Сантиметр воздуха пробивается при 20 кВт приблизительно, а здесь 200 кВт – это напряженность поля. За счет этого устройства во всяком случае у всех водорослей – не говорю о бактериальном фотосинтезе – и у цианобактерий, и у высших растений всегда есть так называемый сопрягающий фактор – это та молекула, то есть это сложная молекулярная структура, которая пропускает протоны там, где их оказалось много, в ту зону, в которой их оказывается мало. То есть за счет этого можно получить работу, энергию. При этом эта конструкция поворачивается. Это такой молекулярный мотор. В результате вращения этого мотора из молекул АДФ (аденозинтрифосфорной кислоты) получаются молекулы АТФ, которые являются самой главной разменной монетой для всех энергетических процессов.

Фотосинтетический аппарат кроме того, что выдает эти основные энергетические эквиваленты, он еще дает восстановленное соединение, которое называется НАТФ, это пиридин нуклеотид, который имеет очень высокую способность к восстановлению, и который обязательно должен принимать участие в синтезе организационного вещества из углекислого газа.

Михаил Флинт: Вот до чего я пытаюсь вас довести. Вы как биофизик основное внимание обращаете на эту энергетическую часть, чрезвычайно важную.

Сергей Погосян: Да.

Михаил Флинт: И, как вы сказали, нетленную, которая сохранялась в течение миллиардов лет практически без изменений. Но где же это самое, что нас больше всего интересует? А нас интересует два момента: когда получается органика, и второе – кислород, потому что это второе чудо фотосинтеза, как я его называю?

Сергей Погосян: Органика получается в результате того, что сработал фотосинтетический аппарат, и высоковосстановленное соединение восстановило в конечном счете пиридин нуклеотиды, которые принимают участие в синтезе организационного вещества.

Михаил Флинт: Из неорганического углерода, да?

Сергей Погосян: Да. Откуда берется кислород? Когда исходная пигментная система, реакционный центр когда отдал электрон, этот первичный опять процесс, то нужно откуда-то ему электрон взять, ведь он электрон отдал. Значит, ему нужно компенсировать эту самую дырку. Компенсация дырки идет от воды. То есть нужно создать такой окислительно-восстановительный потенциал, то есть такие возможности окисления, чтобы произвести окисление воды.

Михаил Флинт: Скажите, пожалуйста, как оценивают время появления фотосинтеза в том виде, в котором эта реакция, о которой вы сейчас рассказываете, является центральной?

Сергей Погосян: Если говорить об оксигенном фотосинтезе, то все это началось с появлением цианобактерий. Цианобактерии, по одним данным, появились 3,7 млрд лет назад.

Михаил Флинт: По другим – 3,5 млрд лет назад.

Сергей Погосян: Во всяком случае это было страшно давно, и это были первые организмы, которые использовали оксигенный фотосинтез, то есть когда выделялось в результате фотосинтеза кислород.

Михаил Флинт: Это начало изменения атмосферы и появления на Земле кислорода как составляющей части атмосферы.

Сергей Погосян: И кислородная катастрофа.

Михаил Флинт: Да, это специальная была потрясающая геологическая эпоха.

Сергей Погосян: Да. Тогда вымерло подавляющее большинство организмов.

Михаил Флинт: Практически все анаэробы, которые предшествовали этому, вымерли.

Сергей Погосян: Да.

Михаил Флинт: Кроме растений какие еще организмы способны к фотосинтезу? Вы упомянули бактериальный фотосинтез.

Сергей Погосян: Естественно, есть бактериальный фотосинтез. Если говорить о цианобактериях, например, которые и сейчас существуют, и доставляют нам очень много всяких хлопот, да и продукцию дают, не только в океане. Это колоссальный источник для почв, то есть это чрезвычайно важная часть биосферы. Естественно, что это мхи, лишайники. Лишайники – чрезвычайно интересные. Причем, когда мы говорим про водоросли, у многих создается впечатление, что это живет только в воде. На самом деле есть, например, снежные водоросли, которые могут жить на высоте до 5 км в горах.

Михаил Флинт: Мы подошли к очень интересному вопросу. Сохраняя то же самое функциональное ядро фотосинтеза, фотосинтезирующие организмы населяют такой широкий диапазон биотопов, и само по себе это, может быть, неудивительно, но, с другой стороны, меня это поражает тем, что в этих биотопах абсолютно разные составляющие света, основного энергетического ресурса.

Давайте сначала возьмем и опустимся с вами в глубины водоема, океана. Что поразительно? Вспомните, как двигалась в свое время нижняя граница освещенности, на которой мог идти фотосинтез. Сначала это был 1%, потом стал 0,1%, а теперь еще на один порядок это сместили. Кто живет в этих условиях? Это условия, в которых человеческий глаз свет не различает практически.

Сергей Погосян: Различает.

Михаил Флинт: Это уже глубочайшая темнота.

Сергей Погосян: Да.

Михаил Флинт: Кто там живет и какие особенности фотосинтеза там?

Сергей Погосян: Прежде всего, нужно учитывать такое обстоятельство, что если мы говорим о больших глубинах, то нужно иметь в виду полное изменение спектрального состава света

Михаил Флинт: И количество его, и спектральный состав, потому что спектральный состав – это более интересная вещь.

Сергей Погосян: Здесь возникает следующий момент. Ведь человеческий глаз очень хорошо видит в зеленой области, а в области и более коротковолновой, и более длинноволновой, то есть дальше 700 нанометров мы вообще ничего не видим. При этом энергия-то света попадает. То есть мы часто не можем сориентироваться правильно в смысле фотофизических явлений, просто ориентируясь на зрение. Нужно иметь соответствующие приборы. На таких больших глубинах живут организмы, как правило, это бывают какие-нибудь красные водоросли.

Тут еще нужно ведь говорить о некоем энергетическом балансе. Если мы говорим об исключительных фотосинтетиках, когда нет гетеротрофного питания, то есть нет питания органикой, то тогда есть так называемая компенсаторная точка фотосинтеза, когда дыхание, то есть использование наработанного за счет фотосинтеза, и сам фотосинтез компенсируют друг друга. С этой ситуацией возможна жизнь нормального фотосинтезирующего организма.

Эти дыхательные процессы для многих организмов могут быть очень сильно заторможены, то есть можно иметь фотосинтез на очень низком уровне.

Теперь как адаптируется фотосинтетический аппарат к условиям очень низкой освещенности. Фотосинтетический аппарат обязательно состоит из белков, о которых я говорил, но он включает в себя так называемый антенный комплекс, то есть это не один пигмент, а это множество пигментов. Обычно такой комплекс содержит порядка 250-300 молекул. Это молекулы хлорофилла А, хлорофилла Б, каратиноидов, все это включают. Но чем ниже освещенность, тем большего размера должен быть этот светособирающий комплекс. На самом деле он состоит из таких тримерных структур, белок-пигментных, которые могут достаточно сильно прирастать. И эти структуры обеспечивают очень высокую эффективность передачи пойманного кванта света, пойманного возбуждения, на тот пигмент реакционного центра, в котором должно все это уже происходить. Это очень интересно, что это все происходит по такому квантово-механическому механизму миграции энергии.

Михаил Флинт: Сергей Иосифович, скажите, до каких уровней снижения освещенности – я сейчас говорю не о спектральном составе, а говорю об общей интенсивности света, – до какого уровня можно понизить свет для того, чтобы, скажем, в глубинах океана все-таки эти?..

Сергей Погосян: Точную цифру я затрудняюсь сказать. Я могу сказать, как это теоретически рассчитать.

Дело в том, что для того, чтобы шел оксигенный фотосинтез, нужно, чтобы поступала на кислород-выделяющий участок цепи последовательно четыре электрона для того, чтобы произвести одну молекулу кислорода, но они должны поступать не абы когда, а они должны поступать через интервалы времени такие, когда система не успевает вернуться, отработать назад. То есть если мы слишком редко будем давать кванты света, то она будет на один шаг продвигаться вперед, и возвращаться назад. Вперед, назад, назад, вперед – и ничего не будет. А для того, чтобы шел такой оксигенный фотосинтез, необходимо, чтобы было так, как сказано. Можно посчитать, какое количество квантов должна принимать эта система.

Михаил Флинт: Это значит специальная адаптация фотосинтетического аппарата, первое, к общему низкому количеству света, и второе, к его измененному по отношению к нормальному слою спектральному составу?

Сергей Погосян: Конечно.

Михаил Флинт: А если мы с вами возьмем и поднимемся теперь в высокогорье, там те же самые ледовые водоросли, и те же самые водоросли, которые живут в лишайниках. Но там, ладно, они прикрыты. А есть и водоемы. Это же чудовищное количество света, которое человек не всегда может выносить.

Сергей Погосян: Ультрафиолет.

Михаил Флинт: Да, доминирующий в спектральном составе. А как тут происходит адаптация? Я знаю, что при избытке ультрафиолета даже водоросли, которые живут вокруг нас с вами, зеленые растения, они блокируют это дело.

Сергей Погосян: Да.

Михаил Флинт: Что же происходит в высокогорье?

Сергей Погосян: Давайте сначала. Есть быстрая адаптация – это адаптация, которая происходит моментально. То есть облачко набежало, облачко прибежало.

Михаил Флинт: Тоже изменение колоссальное.

Сергей Погосян: Да. Эти изменения отыгрываются фотосинтетическим аппаратом.

Заниматься энергетикой – это дело всегда очень опасное. Понятно, почему опасное, потому что…

Михаил Флинт: Вы имеете в виду энергетикой с точки зрения водорослей.

Сергей Погосян: Исключительно с точки зрения водорослей, не имею в виду ничего другого.

Это очень опасно. В каком отношении? У нас есть либо очень высокая степень восстановленной молекул, либо очень высокая степень окисленности. Такого диапазона восстановленности и окисленности больше нигде нет, фотосинтез абсолютно уникален в этом отношении. Но эта уникальность приводит к тому, что, возможен при этом перенос, например, электронов на кислород, и образование активных форм кислорода, образование синглетного кислорода, супероксидного-анион радикала, гидроксильного радикала – самое опасное, или перекиси водорода. И понятно, что дальше пойдет просто деструкция. От всего этого комплекса у растений и водорослей есть очень хорошая, очень мощная защита. Мы этой защитой постоянно пользуемся, потому что если говорить о том, что мы потребляем витамин C и потребляем витамин E (альфа-Токоферол), то ведь все они исключительно растительного происхождения, как и каротиноиды. Это все вещества, которые являются мощнейшими защитниками от этих активных форм кислорода. Но я говорил о том, что идет быстрая адаптация. Эта быстрая адаптация происходит за доли секунды. То есть это приблизительно начиная со 150-200 миллисекунд. За такие времена происходит очень быстрая перестройка фотосинтетического аппарата.

Фотосинтетический аппарат сложно устроен. Но зато он настолько гибок, он настолько быстро и легко может переходить из одного состояния в другое для того, чтобы сбалансировать поток электронов, потому что как только баланс будет нарушен, так начнут появляться активные формы кислорода, и начнутся деструктивные процессы.

Михаил Флинт: Сергей Иосифович, если мы будем говорить о сравнении этой кратковременной адаптации и адаптации, которая существует у фотосинтетиков, живущих постоянно в условиях… Это примерно то же самое или это совершенно другое?

Сергей Погосян: Нет, это совершенно другие времена, потому что это новые синтезы.

Михаил Флинт: Я говорю сейчас не про времена, а про структуру процесса фотосинтеза.

Сергей Погосян: Структура фотосинтетического аппарата, она, начиная с цианобактерий и заканчивая нашими дубами, и высокогорными растениями, она абсолютно одинаковая.

Михаил Флинт: Это фантастика.

Сергей Погосян: Туда только могут некоторые компоненты добавляться.

Михаил Флинт: Например, те компоненты, которые позволяют адаптацию, о которой мы говорили.

Сергей Погосян: Да. Например, есть цианобактерии, которые живут в горячих источниках. До 85 градусов они там живут спокойно и размножаются, и все прекрасно. Но там кроме того, что изменен жирнокислотный состав, то там произошли небольшие изменения в ферментах, когда добавились дополнительно заряженные группы. Кроме того, они по конституции своей вырабатывают большое количество шаперонов и шаперононов. Это такие белковые молекулы, которые способствуют поддержанию структур, чтобы не происходило свертывания белков.

Михаил Флинт: Связанные с высокими температурами?

Сергей Погосян: Да. Это только настройка, это только добавление к фотосинтетическому. А сам фотосинтетический аппарат, каким он является для организмов, которые живут у нас в нормальных, обычных условиях, или которые живут на снегу или во льду, или в подледном цветении, это все всегда одно и то же. Но с этими некоторыми добавлениями, с этими нюансами, которые не затрагивают основной схемы фотосинтеза. То есть она какая есть, какой принцип есть, такой он и остался с тех времен, когда появились цианобактерии.

Михаил Флинт: Сергей Иосифович, можно просто подивиться этому потрясающему феномену, когда – возьмем среднюю цифру – 3 млрд лет назад на Земле появился процесс. Мы тут говорили о том, что происходит с разными компонентами животного и растительного мира, как они меняются, эволюционируют. И природа попала в точку, и был создан совершенно феноменальный механизм, который 3 млрд лет, и практически он определяет сейчас все, что происходит на нашей планете.

Сергей Погосян: Конечно.

Михаил Флинт: Он определяет две вещи: создание живого вещества и кислородную атмосферу.

Сергей Погосян: Да. Это потрясающе. Но я хочу вернуться к тем идеям, которые когда-то многократно высказывались, относительно того, что весьма вероятно, что это не 3 млрд лет, а существенно бо́льший срок, потому что я верю – это просто моя вера, как вера в Бога – в то, что все-таки Земля была заражена некой жизнью. Это, может быть, происходило не за счет эволюции только на Земле, хотя на Земле это проявилось таким потрясающим образом.

Михаил Флинт: Но все-таки когда мы с вами говорим о том, как появился фотосинтез и когда появился, мы уже говорим об эволюции биосферы Земли.

Сергей Погосян: Конечно. Если говорить о первичной земле, то температуры, те условия, которые были на Земле, они были абсолютно непригодны ни для чего. В конце концов, то, что мы имеем кислородный слой и озоновый слой, который нас защищает от гибельного ультрафиолета и позволяет существовать всей наземной жизни. Это же не только кислород, которым мы дышим, но это еще и дар божий, который позволяет избавиться от жесткого ультрафиолета.

Михаил Флинт: Завершая эту передачу, мы с вами должны сказать здравицу за эти зеленые поразительные совершенно существа, которые не только сформировали мир, который нас окружает, но, я надеюсь, благодаря их стараниям будет поддерживаться тот баланс в атмосфере, изменение которого нам грозит очень серьезными изменениями всей жизни. Думаю, наши маленькие зеленые братья будут стараться. В глубине души не хочу затевать сейчас этот разговор, но уверен, что все эти антропогенные выбросы будут компенсированы, побеждены этим огромным океаническим пространством, в котором создается…

Сергей Погосян: Если биологическая система успеет адаптироваться к новым условиям. Я думаю, что успеет.

Михаил Флинт: Успеет. Эти условия наступают 1% в год. О чем мы говорим? Сергей Иосифович, огромное вам спасибо за то, что пришли, и за этот интересный разговор о таких, я бы сказал, совершенно интимных, казалось бы, но в то же время абсолютно средообразующих процессах, о которых мы с вами обычно говорим в нашей передаче. Спасибо еще раз огромное.

Сергей Погосян: Пожалуйста.

Михаил Флинт: Мы не поговорили еще об одном важнейшем свойстве фотосинтезирующих растений. Они являются симбионтами и внутренними поставщиками пищи для других организмов. Наиболее яркие примеры – это лишайники, где живут водоросли в грибах, и рифообразующие кораллы, где фотосинтезирующими невольниками кораллов являются водоросли зооксантеллы. А способны ли животные самостоятельно без использования растений-симбионтов получать энергию и создавать новое энергетическое вещество, используя при этом солнечный свет? Совсем недавно было показано, что это может делать один из видов шершней с помощью пигмента ксантоптерина. Таким образом получено первое научное доказательство в этой области. Я уверен, что и другие не заставят себя ждать.

 

Зачем нам Арктика? Этот вопрос мы вправе себе задать в период очередного пришествия интереса человека к этой малодоступной части нашей Земли. После того, как Россия активизировала свою арктическую позицию и направила на исследование и освоение Арктики триллион рублей.

Современный интерес к исследованию Арктики проявляют не только государства, имеющие арктическую границу. Таких государств пять: это Россия, Норвегия, Дания, США и Канада. В Арктику также стремятся страны, очень далекие от этого региона – Япония, Китай, Южная Корея, Индия, Германия, Польша и многие другие. Очевидно, что сегодня Арктика стала территорией, где сталкиваются экономические и геополитические интересы многих стран. Проникновение людей в Арктику, особенно в морскую Арктику, какие бы конечные цели оно ни имело, основано на научных исследованиях. Так было во времена первопроходцев в XV и XVII веках, так происходит и сейчас.

Россия в последние годы ведет активные экспедиционные исследования в морской Арктике.

 

Титры:

Институт океанологии им. П. П. Ширшова

63-й научный рейс НИС "Мстислав Келдыш"

Просторы высоких широт

 

Голос за кадром: Наука помогает человеку познавать мир, от событий во Вселенной до тончайших биохимических процессах. Исследовательское судно "Академик Мстислав Келдыш" держит свой путь к далеким северным морям и ледяным пустыням. Для него это уже 63-й рейс в Арктику, суровый непознанный край.

В 45-дневную экспедицию, организованную Академией наук, Институтом океанологии и Российским фондом фундаментальных исследований отправилось более 80 научных сотрудников из множества академических институтов. Ученым предстоит изучить изменение климата, оценить общий уровень радиоактивного загрязнения Новой Земли, а также стоки, которые вместе с речными водами попадают в арктические моря.

Люди исследуют Арктику с XVI века, но эта территория по-прежнему остается одной из самых загадочных и труднодоступных на нашей планете.

Михаил Флинт (руководитель экспедиции АМК-63): Ядро океанологии, самая главная суть ее не может быть получена, не может быть исследована без присутствия человека в море или в океане. Это полевая работа, и всегда останется полевой работой.

Голос за кадром: Экспедиция стартовала из Архангельска. Через Белое и Баренцево моря и пролив Карские Ворота судно направило в Карское море. Затем через Новую Землю его маршрут лежал на восток к проливу Вилькицкого и морю Лаптевых. А после путь обратно с высадками и работой в заливах Новой Земли.

Участники экспедиции разделены на 14 отрядов. День и ночь им предстоит заниматься отбором проб, последующим их изучением и анализом. На корабле 15 лабораторий, позволяющих собирать и обрабатывать данные об атмосфере, водной среде и донном грунте.

Судно "Академик Мстислав Келдыш" не зря называют "плавучим исследовательским институтом".

В обычные годы на исследовательском судне проводить научные работы в Карских Воротах было бы непросто, корабль самостоятельно даже не сумел бы преодолеть этот пролив.

Михаил Флинт: Карские Ворота – это такое кладбище льда. И в обычной ситуации, в ситуации, к которой привыкли наши с вами предшественники, Карские Ворота были даже непроходимы в самый теплый период в Арктике, а этот период падает на конец августа, начало сентября. Сейчас я должен вам сказать, что Карские Ворота открылись в 1920-х числах июля, и любое судно без ледокольного сопровождения могло легко достигнуть Карского моря в это время, что является само по себе в среднемноголетнем ряду очень существенной аномалией.

Голос за кадром: Карское море интересует ученых, прежде всего, своим арктическим шельфом. Задача первого этапа экспедиции – оценить влияние континентального речного стока, который поступает в Карское море.

Михаил Флинт: Конечно, этот континентальный сток проходит через огромные территории нашей страны. Это Обь и Енисей, которые пронизывают всю нашу страну насквозь. И мы можем сказать, что в Карское море поступает ежегодно более 1200 кубических километров пресной воды. И эта вода выносит более 15 млн тонн взвешенного вещества.

- Внимание, экспедиция, судно в точке. Можно работать.

- Глубина 5,8, все батометры закрыты и взяты на палубу.

Голос за кадром: После завершения работ в Карском море "Академик Мстислав Келдыш" держит курс к северной оконечности Новой Земли – мысу Желания. Группе ученых предстоит исследовать ледниковый купол северного острова. До этого всю информацию о нем получали только дистанционно со спутника. Задача – за три недели в сложнейших условиях Заполярья добраться до купола.

Михаил Флинт: Мы подошли к Мысу Желания, и ветер дул с такой стороны, что один из малюсеньких заливчиков оказался совершенно штилевым. И мы под действием ветра спустили две шлюпки, одну из них – разъездной судовой катер. При этом, когда мы спускали шлюпки на воду, судно выполняло такой интересный маневр: оно разворачивается и своим огромным бортом прикрывает то место, тот борт, куда спускаются шлюпки, так что они спускаются на относительно тихую воду.

Голос за кадром: На высадку отправляются два гляциолога, географ и спасатель. Побережье окутано плотной серой дымкой.

- Все, поехали!

- Можете нас не ждать!

- Остаемся!

- Думаю, что это самая обыкновенная погода в это время: частые туманы, моросящий дождь. Солнышко и безветрие – это случается крайне редко.

Голос за кадром: И все же, такие погодные условия на побережье Новой Земли несравнимы с тем, что ждет группу на леднике. Здесь все-таки осень, а там будет зима.

Краткая остановка на полевой базе национального парка. Необходимо проверить оружие, без которого в экспедиции не обойтись. А затем гляциологи отправятся туда, где не был еще ни один человек на Земле.

Северный ледниковый купол – практически белое пятно на карте Новой Земли. И не только из-за цвета снега и льда, который лежит здесь круглый год. Он крайне мало изучен, и ценность представляет любая информация. Спать предстоит обрывками, а ходить на десятки километров, поднимаясь по острым камням и скользким склонам.

Михаил Флинт: Я надеюсь, что успешными будут путешествия этой группы на высокие материки, и материал, который они принесут оттуда, можно с самого начала сказать, какие бы результаты обработки мы бы ни получили, этот материал просто по месту своего сбора и по поставленной задаче является абсолютно уникальным.

Голос за кадром: Корабль "Академик Мстислав Келдыш" повернул на восток за очередными исследованиями. Новый день принесет новые результаты.

- 1032, одиночный бургомистр перед судном летает кругами над водой, не очень высоко, но не над самой водой, как глупыши. Почему-то нет совершенно серебристых чаек. Непонятно. И по-прежнему никаких белух.

Голос за кадром: В проливе Вилькицкого, как и в Карских Воротах, исследователи не встретили ледяных преград. Исследование экосистемы моря Лаптевых выявило причины его относительно низкой биологической продуктивности. Как и в Карском море, причина тому – пресный сток и его воздействие на морскую экосистему. Ученые в очередной раз подтвердили – со дна моря Лаптевых сочится метан, и настолько интенсивно, что это можно увидеть. Даже на глубине 70 метров он не успевает растворяться и выходит на поверхность в виде пузырей.

Но если о метановых сипах ученым было известно, то обнаружение колоний бактерий вокруг них, бактериальных матов, стало настоящей сенсацией.

- Взял, да? Держишь?

- Где грунт?

- Тут небольшой… О! Пошли газы! Газы пошли!

- Вот же этот материал.

- Да, кстати.

- Это он. Это не взвесь. Взвесь себя так не ведет.

- Только что на наших глазах оно стало подниматься.

- Да, оно стало подниматься, потому что изменилось давление и температура.

Михаил Флинт: Это совершенно поразительная способность бактерий брать метан как источник энергии, перерабатывать этот метан в свою биомассу, и потом эта биомасса становится доступной другим животным. То есть это образуется своего рода альтернативная пищевая цепь, альтернативная тому, что мы привыкли видеть, когда Солнце светит в воду, синтезирует мелкие водоросли, и потом эта органика используется всем другим очень разнообразным и очень жадным до органики арктическим сообществом. Это первая находка матов в море Лаптевых, первая находка этих матов на такой высокой арктической широте, и первая их находка при существенно отрицательных температурах.

- Глубина 32.

- Через пять метров будет.

- Я бы притормозил.

- Вот маты. Отсюда надо было взять. Прямо в эту штуку. Вот это белое. Отлично.

- Давай. Что-то засосало.

- Это просто артистизм.

- Поднимайте. По чуть-чуть.

Михаил Флинт (в сюжете): Где у нас Александр Сергеевич? Это высосанный бактериальный материал сверху. Это все можно оттуда аккуратно вылить, потому что мы очень старались. Такое приспособление, казалось бы, примитивное, позволило нам взять пробу бактериальных матов. Эти маты впервые обнаружены настолько северно.

Несмотря на внешний смешной вид этой пробы в такой клизмочке, эту пробу можно считать абсолютно уникальной.

Александр Саввичев (биолог, в сюжете): И мне тоже хотелось бы добавить, что вроде бы кажется, что сейчас уже такие годы, и все приспособления очень сложные, и без них уже мы ничего не можем сделать, как без компьютеров. Но часто оказывается так, что самый простой прибор способен решить сложные задачи.

Голос за кадром: Научные открытия сложно запланировать. В данном случае никто и не предполагал, что вот так в минусовой температуре холодного моря Лаптевых ученые обнаружат удивительные следы жизни.

Михаил Флинт (в сюжете): Сегодня должны отдохнуть как следует. Сегодня был чрезвычайно тяжелый день. Просто некогда было отойти в кают-компанию и поесть многим людям. Поэтому я сейчас попрошу, а самая нагрузка придется на вахту третьего.

- Да, думаю, что мы разведем. Это самое главное.

Михаил Флинт (в сюжете): Потому что мы утром пустим щадящие вещи, которые не требуют таких серьезных определений, а на вахту третью перенесем самое точное и главное.

Так, офицеры.

- Да, доброй ночи. Или утра.

Михаил Флинт (в сюжете): Доброй ночи. Светает уже?

- Еще нет.

Михаил Флинт (в сюжете): Смотрите, светает. Как же нет?

- Блещет.

Михаил Флинт (в сюжете): Блещет вовсю. Спасибо огромное. Все здорово у нас получилось. Весь лучший материал взяли в этой 11-й точке, и сейчас сделали отличную видеозапись этого. Так что люди придут в себя, и прямо к восьми чтобы мы уже были готовы. Стояли долго. Завтракать не придется. В восемь уже начнем сразу. Хорошо?

- Все будет сделано.

Михаил Флинт (в сюжете): Спасибо большое. Спокойной вахты вам.

- Спасибо вам. Спокойной ночи.

- Счастливо.

Михаил Флинт: Такой режим работы. Если хочешь получить хорошие материалы, то работать в экспедиции надо, не зная ни сна, ни отдыха – так, как работала наша экспедиция.

Голос за кадром: 63-я экспедиция стала особой не только благодаря научным открытиям. Благоприятная ледовая обстановка позволила судну "Академик Мстислав Келдыш" подняться до 80-го градуса северной широты, что почти никогда не удавалось судам неледокольного класса. Корабль подошел к архипелагу Новая Земля, и вся команда с радостью встречает группу с высадки на мысе Желаний.

- Привет!

- Привет, ребята! Рад вас видеть!

- Так, баня затоплена.

- Часть керна мы привезли. Не столько, сколько хотелось бы, но все-таки.

Голос за кадром: Ученым пока рано покидать залив Новой Земли, им предстоит обследовать радиоактивные захоронения в Карском море.

Михаил Флинт: В Новоземельской впадине, в самом глубоком районе Карского моря, который тянется вдоль Новой Земли, там захоронены многие тысячи блоков с радиоактивными отходами. Практически все заливы Новой Земли, начиная от самого северного залива – залива Течений, и кончая самым южным заливом – заливом Абросимова, – они являются, по сути, могильниками.

Голос за кадром: Состояние радиационного фона ученые измеряют автономным устройством подводного радиационного мониторинга. После оценки первых результатов непосредственно на судне все данные будут обработаны в Москве.

- Вот они, оба яйца.

- Вот еще.

- А этот упал на бок.

Михаил Флинт (в сюжете): Я могу вам сказать, что в этом месте Новой Земли практически наверняка никто на землю не вступал, хотя бы потому что это место еще несколько лет назад было закрыто ледником.

Голос за кадром: Любая высадка на древнюю арктическую землю – для ученых очередная возможность получить новые знания.

Роберт Чернов (гляциолог, в сюжете): Это первые пробы. Самый древний лед. Это подножие ледник. Даже трудно предположить, сколько лет этому льду. Возможно, сотни лет.

Голос за кадром: Увлекаясь научной работой, нельзя забывать об опасности. Медведи – вечные спутники полярников.

Знания об Арктике накапливались столетиями, со времен ее первых исследователей, описавших суровый край и северные моря. Но до сих пор во многом эта земля остается загадкой для ученых, и сюда в высокие широты северного полушария хочется вернуться еще раз.

Михаил Флинт (руководитель экспедиции АМК-63): Когда в 1930-е годы Советский Союз осваивал Арктику, то тех, кто возвращался из Арктики, встречали так же, как в наше с вами время встречали космонавтов. И это очень важно, потому что в целом люди, населяющие нашу страну, они разделяют ту точку зрения, что одна из функций человека – это познание мира. И если человек правильно думает о той среде, о своем государстве, в котором он живет, о той среде, в которой он живет, если он правильно думает о своих детях, об их будущем, он должен гордиться тем, что мы из Арктики привозим новое понимание той части мира, которая ему принадлежит.

 

Михаил Флинт: А теперь давайте попробуем суммировать причины, по которым нам необходимо исследовать и осваивать Арктику, почему эти исследования должны быть частью государственной политики.

Первое – это полезные ископаемые морской Арктики. Это, прежде всего, углеводороды. Современные оценки колоссальны, я даже затрудняюсь произнести эти цифры – 90 млрд баррелей нефти и 50 трлн кубических метров газа. В целом в Арктике залегают 58% всех мировых запасов углеводородов на океаническом шельфе. Эти результаты трудноизвлекаемы сегодня, это правда. Вспомните, сколько скепсиса было всего несколько лет назад по поводу сланцевой нефти, а теперь она во многом определяет цены на мировом рынке.

Оборона. Протяженность российской границы в Арктике – более 20 тыс. км. Из всех арктических государств мы имеем самую протяжённую границу, и эту границу нужно охранять. А для этого необходимо не только наличие соответствующих сил, но и знание морской обстановки, физических свойств воды, осадков, деталей рельефа дна, и прочего-прочего.

Я встречал научные данные о физических и химических свойствах воды, полученные американскими подводными лодками на нашем арктическом шельфе. Таких экскурсий в наши воды не следует допускать.

Расширение российских арктических владений. Наша страна подала соответствующую заявку в Комиссию ООН по границам континентального шельфа. Эту заявку нам нужно отстаивать. В случае ее одобрения площадь российской экономической зоны в Арктике увеличится на 1,2 млн кв. км, ресурсных потенциал которых составляет 5 млрд тонн условного топлива. Основой этой заявки являются результаты научных исследований.

Климат Арктики, о нем много теперь говорят. Арктика теплеет. За последние 35 лет температура здесь увеличилась на 1,5 градуса, а площадь арктической ледовой шапки в летнее время сократилась почти на 40%. Стали безледными миллионы квадратных километров Северного Ледовитого океана.

Изменение арктического климата в свою очередь влияют на климатические процессы во всем северном полушарии. Чего нам ждать? Как изменение арктического климата влияет на другие процессы в этом огромном регионе, например, на возможности морского промысла?

С морским промыслом в Арктике складывается парадоксальная картина. В арктическом Баренцевом море он составляет более 2,7 млн тонн, в Беринговом море 4,5 млн тонн, а во всех сибирских морях России, вместе взятых меридиональная протяженность которых составляет без малого 6 тыс. км, добывается всего, внимание, 400 тонн, то есть это на четыре порядка меньше. А почему? Может быть, в связи с потеплением климата и уменьшением ледовитости у нас в сибирских морях разовьется мощный рыбный промысел? Все это мы должны знать, если планируем как следует осваивать Арктику.

Северный морской путь – проход судов из Баренцева в Берингово море по шельфу российских сибирских морей. По сравнению с путем через Суэцкий или Панамский каналы он позволяет сэкономить 10 и более тысяч километров. Эффективность и безопасность прохода по Северному морскому пути определяется ледовой обстановкой. Мощные ледоколы могут и сейчас проводить суда по сибирским морям круглогодично, но самый дешевый и самый безопасный проход – в летний период отсутствия льда. Эксплуатация Северного морского пути требует прогноза ледовой обстановки и прогноза ближайших климатических изменений в Арктике.

Накопленные экологические риски в Арктике. Главные из них связаны с крупнейшими захоронениями радиоактивных отходов в районе Новой Земли – это Карское море. Объем захоронений радиоактивности огромен, и составляет более 570 терабеккерелей. В заливах Новой Земли и Новоземельской впадины захоронено около 10 тыс. контейнеров с радиоактивными отходами, 17 аварийных реакторов с атомных подводных лодок и ледоколов. В одном из заливов Новой Земли на глубине всего 32 метра лежит целиком подводная лодка К-27 с аварийным реактором и невыгруженным ядерным топливом. Многие из могильников находятся в агрессивной морской среде более 50 лет. Каково их сегодняшнее состояние? Что произойдет при их естественной или антропогенной расконсервации? Куда попадет радиоактивное загрязнение, если произойдет его утечка? Мы должны все это знать. Это не только наша национальная необходимость, но и наша международная обязанность.

Еще одна проблема Арктики связана с воздействием на арктический бассейн огромного, циклопического речного стока. Только с территории России туда поступает более 2,5 тыс. кубических километров пресной воды ежегодно. Общая водосборная площадь арктических рек огромна – более 10 млн кв. км. С речным стоком в Арктику поступает почти 100 млн тонн чужеродного вещества, ежегодно, включающих широчайший спектр загрязнений: от бытовых отходов до радиоактивных материалов. Без понимания того, как эти колоссальные объемы континентального вещества влияют на арктические экосистемы, какова судьба загрязнений, поступающих в Арктику с речным стоком, мы никогда не сможем оценить и прогнозировать состояние арктических природных комплексов.

И, пожалуй, последнее. Прогрессирующая активность человека в Арктике требует предосторожного и экологически выверенного воздействия на арктические экосистемы. Они чрезвычайно ранимы, медленно и трудно восстанавливаются. Это настолько важная проблема, что она прописана во всех государственных документах, определяющих нашу национальную стратегию в Арктике. Прописана она и в законах других стран.

Можем ли мы решить все эти вопросы без опережающего развития науки в Арктике? Для меня очевидно, что нет. И также очевидно, что поддержание статуса России как ведущей арктической державы требует передовых научных исследований. Это понимали руководители нашего государства, создавая в 1920-1930-е годы прошлого века знаменитый плавучий морской институт в Арктике, финансируя арктические экспедиции и дрейфующие ледовые станции. Такое государственное отношение к Арктике, работы наших героических предшественников, открывавших и изучавших Арктику в первой половине XX века, должны быть для нас примером.

На этом передача "У нас одна Земля" закончена. Всего вам доброго, и до новых встреч!

Написать комментарий

Выпуски программы

Выпуски программы

ГОСТИ

  • Ярослав Амелин российский фотограф, галерист
  • Борис Пружинин доктор философских наук, профессор; Факультет философии НИУ ВШЭ
  • ГОСТИ

  • Дмитрий Астахов кандидат биологических наук, ведущий научный сотрудник Института океанологии им. П.П. Ширшова РАН
  • Игорь Мохов академик РАН, директор Института физики атмосферы им. А. М. Обухова РАН
  • ГОСТИ

  • Валерий Гребенец кандидат геолого-минералогических наук, доцент МГУ им. МВ. Ломоносова
  • Булат Нигматулин доктор технических наук, профессор, генеральный директор Института проблем энергетики
  • ГОСТИ

  • Сергей Погосян доктор биологических наук, профессор биофизики МГУ им. М.В. Ломоносова
  • Евгений Куликов доктор физико-математических наук, заведующий Лабораторией цунами им. С.Л. Соловьева РАН
  • ГОСТИ

  • Дмитрий Астахов кандидат биологических наук, ведущий научный сотрудник Института океанологии им. П.П. Ширшова РАН
  • Александр Сорокин кандидат биологических наук, заведующий отделом биоразнообразия ФГУ ВНИИ "Охраны природы"
  • ГОСТИ

  • Виктор Гуминский профессор, доктор филологических наук, главный научный сотрудник Института Мировой литературы РАН
  • Сергей Харитонов орнитолог, доктор биологических наук, ведущий научный сотрудник Центра кольцевания птиц ИПЭЭ РАН
  • ГОСТИ

  • Александр Городницкий доктор геолого-минералогических наук, профессор Института океанологии РАН
  • Алексей Мирошников кандидат геолого-минералогических наук, ведущий научный сотрудник ИГЕМ РАН
  • ГОСТИ

  • Дмитрий Астахов кандидат биологических наук, ведущий научный сотрудник Института океанологии им. П.П. Ширшова РАН
  • Сергей Погосян доктор биологических наук, профессор биофизики МГУ им. М.В. Ломоносова
  • ГОСТИ

  • Василий Ковпик кандидат филологических наук, доцент кафедры русского устного народного творчества Филологического факультета МГУ
  • Петр Завьялов доктор физико-математических наук, академик, заместитель директора Института океанологи РАН
  • ГОСТИ

  • Надежда Багдасарьян доктор философских наук, профессор МГТУ им. Баумана
  • Владимир Михаленко доктор географических наук, ведущий научный сотрудник Института географии РАН
  • ГОСТИ

  • Елена Щербина доктор технических наук, профессор НИУ МГСУ
  • Александр Камнев доктор биологических наук, профессор МГУ им. М.В. Ломоносова
  • ГОСТИ

  • Ирина Алексеева доктор философских наук, профессор, ведущий научный сотрудник Института философии РАН
  • Валерий Макаров академик РАН, директор Центрального экономико-математического института РАН
  • ГОСТИ

  • Валерий Теличенко доктор технических наук, профессор, президент НИУ МГСУ, депутат Московской городской Думы
  • Ахмет Хатаев доктор экономических наук, профессор
  • ГОСТИ

  • Михаил Беляев главный экономист Института фондового рынка и управления, кандидат экономических наук
  • Сергей Голодов доцент кафедры статистики РЭУ им. Г.В. Плеханова
  • вчера

    Сергей Лесков: Отсутствие оппозиции является самой большой угрозой для власти. На этом погорели КПСС и СССР

    Сергей Лесков Обозреватель ОТР
    Суд отказал шахтерам из Гуково в апелляции по делу о митингах Суд посчитал, что полицейские пресекли массовую несанкционированную акцию, а не пикеты
    вчера

    ГОСТИ

  • Андрей Осипов автоэксперт, редактор сайта osipov.pro
  • В лес - за едой! Собирательство - традиция или способ выживания?
    вчера

    Дошло до того, что в иные места стало дешевле долететь, чем доехать в плацкартном вагоне

    Александр Рубцов кандидат экономических наук, обозреватель портала Vgudok.com
    вчера

    ГОСТИ

  • Денис Кирис заместитель председателя Комиссии по вопросам развития культуры и сохранения духовного наследия ОП РФ, председатель Независимого профсоюза актеров театра и кино, актер, режиссер
  • Герман Греф занимается медитацией и спортом перед работой По его словам, это помогает избавиться от проблемы больших потоков информации
    вчера
    На российско-белорусской границе могут появиться пограничные посты Ужесточение пограничного контроля возможно с весны 2018 года
    вчера
    В России продлили запрет на "боярышник" Роспотребнадзор продлил запрет на 180 дней
    вчера
    Показать еще

    Сообщение сайта

    СВЯЗАТЬСЯ С РЕДАКТОРОМ

     
    *Поля отмеченные знаком «звездочка» обязательны для заполнения

    НАПИСАТЬ В ПРЯМОЙ ЭФИР

    Авторизация

    Регистрация
    Восстановить пароль
    *Поля отмеченные знаком «звездочка» обязательны для заполнения

    Регистрация

    *Поля отмеченные знаком «звездочка» обязательны для заполнения

    Восстановление пароля

    Введите адрес почты, который использовали для регистрации, и мы отправим вам пароль.

    Редактирование записи

    Восстановление пароля

    Введите новый пароль и нажмите соxранить

    Новая запись в раздел дежурные

    ОТВЕТИТЬ НА ВОПРОС

    КОД ВИДЕО

    Выберите размер

    twitter vk banner instagram facebook new-comments