На Общем собрании Сибирского отделения РАН 8 апреля подвели итоги за 2020 год. Среди основных достижений сибирской науки — исследования иркутских ученых.
В дополнительном материале Валентина Николаевича «Примеры работ, выполненных в научных организациях и образовательных организациях высшего образования Минобрнауки России — СО РАН в 2020 году и соответствующих приоритетам Стратегии НТР России» также перечислены значимые научные результаты иркутских ученых.
Иркутский научный центр СО РАН представлен исследованием проблем территориального характера как объекта межрегионального взаимодействия. Для решения проблем регионов, обусловленных сходной спецификой ресурсов и активов (проблем использования природных ресурсов, ликвидации экологических последствий и улучшения среды обитания, сохранения человеческого потенциала) учеными-экономистами ИНЦ СО РАН предлагается развитие институциональных форм горизонтального взаимодействия между регионами на базе существующих межрегиональных ассоциаций, государственных корпораций развития и/или совместных органов соответствующих подразделений региональных администраций.
— Задача, которую мы пытаемся решить, связанна с современным этапом становления федерализма в стране, когда усилилась роль федерального центра во всех сферах общественной жизни при сокращении горизонтальных связей между регионами. Это вопрос повышения связанности экономического и социального пространства страны, который декларируется и новой Стратегией пространственного развития РФ. Мы пытаемся показать, что целый ряд вопросов, связанных с использованием ресурсов, сохранением среды обитания и другими проблемами неэкономического характера, соседние регионы могут решать вместе быстрее и эффективнее, чем через центральные министерства. Такие проблемы мы и назвали территориальными — обусловленными местоположением регионов. Примером является тот же Байкал, где многие вопросы регулирования деятельности на его берегах могут решаться нашей областью и Бурятией совместно. А есть еще проблемы лесных пожаров, которые не знают границ регионов, а также формирование высокотехнологичных медицинских, образовательных и других центров или кластеров, что не под силу одному региону, и многое другое. Институциональный аспект в работе означает поиск и разработку различных форм такого взаимодействия в виде комитетов, совместных корпораций или каких-то ассоциаций, — объяснила заведующая отделом региональных экономических и социальных проблем ИНЦ СО РАН, доктор экономических наук Наталья Михайловна Сысоева.
Институт земной коры СО РАН впервые выделил основные этапы раннепротерозойского гранитоидного магматизма в пределах Сибирского кратона и обосновал ключевые стадии становления структуры кратона и его эволюции.
— Сибирский кратон является одной из крупнейших древних (докембрийских) геологических структур Северной Евразии. Он простирается от Северного Ледовитого океана практически до границы с Монголией. В настоящее время существует несколько отличных друг от друга взглядов на время и особенности формирования структуры Сибирского кратона. На основании того факта, что хорошими индикаторами процессов эволюции крупных структур являются гранитоиды, был проведен синтез геологических, геохронологических, геохимических и изотопных данных по раннепротерозойским (2.5 – 1.6 миллиарда лет) гранитоидам Сибирского кратона. В результате проведенных исследований были выделены и обоснованы основные стадии раннепротерозойского гранитоидного магматизма, которые отражают разные этапы эволюции кратона. Также было установлено, что кратон собирался в единую структуру в три основных этапа на временном интервале 2.00 – 1.87 миллиардов лет назад, — прокомментировала ведущий научный сотрудник ИЗК СО РАН, доктор геолого-минералогических наук Татьяна Владимировна Донская.
Исследование ИЗК СО РАН является новым оригинальным сценарием становления структуры Сибирского кратона в раннем протерозое. Кроме Сибирского кратона в этот же период произошло формирование и других древних кратонов, например, Северо-Американского (Лаврентия), Северо-Китайского, Западно-Африканского, завершившееся в конце раннего протерозоя объединением большинства кратонов в составе суперконтинента Колумбия.
В Институте динамики систем и теории управления имени В.М. Матросова СО РАН разработали эвристический подход к решению задачи экстренного оповещения распределенной группы мобильных роботов в условиях ограниченной коммуникации.
— Нами разработан подход к управлению движением большой группы мобильных роботов, выполняющих совместную миссию в условиях ограниченной коммуникации. Особенность этого подхода в том, что он обеспечивает высокую степень так называемой ситуационной осведомленности, когда любая поступающая информация оперативно распространяется внутри действующей группы. Существенным ограничением здесь являются возможности бортовых систем связи, не позволяющих осуществлять передачу данных на большом расстоянии. Таким образом, робот, который первый обнаружит информацию высокой важности, способную повлиять на успешность миссии, должен последовательно обойти и оповестить всех остальных членов группы наискорейшим образом. При этом необходимо учитывать, что другие роботы не стоят на месте и перемещаются в процессе выполнения миссии, а также, при необходимости, могут прерывать свои текущие задачи для оказания помощи в задаче оповещения. Исследованиями, направленными на повышение уровня ситуационной осведомленности робототехнических группировок, ИДСТУ СО РАН начал заниматься в 2020 году, и пока полученные результаты носят скорее фундаментальный характер. Эта разработка применима к различным видам мобильных роботов, действующих децентрализовано в отсутствие единого координирующего узла, будь то рои беспилотных дронов, зачастую вынужденных функционировать в условиях радиоэлектронного подавления, или группы автономных подводных аппаратов с их нестабильной и медленной гидроакустической связью, — рассказал научный сотрудник ИДСТУ СО РАН Максим Юрьевич Кензин.
Институтом систем энергетики им. Л.А. Мелентьева СО РАН определены стратегические приоритеты развития топливно-энергетического комплекса в азиатских регионах (Сибирь, Дальний Восток) России в первой половине XXI века — это динамика производства и потребления топливно-энергетических ресурсов, динамика и структура вывоза топливно-энергетических ресурсов из азиатских в европейские регионы России и на экспорт в европейском и азиатском направлениях, а также прогнозируемые объемы и структура экспорта нефти, природного газа, угля в страны Северо-Восточной Азии.
На основе оценки перспективной потребности в природном газе стран Северо-Восточной Азии (СВА) и планов развития газотранспортной сети в восточных регионах России сделан основополагающий вывод о необходимости создания логистических хабов, которые будут служить основой для рыночного ценообразования на газ при поставке на экспорт. Ученые ИСЭМ СО РАН предполагают, что до 2050 года для регионального газового рынка СВА будет эффективно развитие экспорта сжиженного природного газа из арктических регионов России и шельфа Охотского моря, а также сооружение новых экспортных газопроводов по четырем маршрутам.
Для развития энергоснабжения восточного арктического сектора России ИСЭМ СО РАН разработан методический подход по оценке конкурентных цен на альтернативные энергоносители в зависимости от затрат на них, определяемых КПД, низшей теплотворной способностью и ценой топлива, а также от доли затрат в себестоимости. Показана возможность экономически эффективного использования сжиженного природного газа в арктических районах для замещения используемого топлива.
Дополнительно произведена оценка энергетической эффективности систем дальнего транспорта энергоносителей на основе возобновляемых источников энергии в северо-восточной зоне России. Иркутскими энергетиками доказано, что прямая транспортировка электроэнергии через линии постоянного тока экономически эффективна только в радиусе до 6000 км по сравнению с альтернативной транспортировкой водорода на основе технологического метилциклогексана.
Институт географии им. В.Б. Сочавы СО РАН выполнил исследование причин и последствий катастрофического наводнения на реке Ие (приток реки Ангара) в Иркутской области, произошедшего летом 2019 года. Учеными были выявлены особенности синоптической и гидрологической ситуаций, приведших к наводнению. Главной причиной дождевого паводка стали синоптические процессы, вызвавшие экстремальные осадки. Сотрудники ИГ СО РАН отмечают редкость подобного дождевого паводка, но такое природное явления не является уникальным. Кроме этого, в исследовании показано, что катастрофические последствия наводнения в значительной степени связаны с антропогенными преобразованиями долины реки Ии. Для разработки мероприятий по снижению вредного воздействия вод сотрудниками ИГ СО РАН выполнено районирование территории Иркутской области по генезису наводнений и проведена оценка опасности наводнений в бассейнах левых притоков Ангары.
Иркутский государственный аграрный университет имени А.А. Ежевского исследовал фитомелиорацию почв в органическом земледелии Предбайкалья. Одним из важнейших направлений биологизации и экологизации земледелия региона является интродукция новых растений (свербиги восточной, горца растопыренного, козлятника восточного), обладающих сверхвысокой биологической продуктивностью, положительным биогеоценотическим влиянием на уровень плодородия почв. Фитомелиорация почв усиливает и ускоряет процессы расширенного воспроизводства плодородия земель, что отмечается сотрудниками Иркутского ГАУ. Фитомелиоративные растения синтезируют большое количество свежего органического вещества, которое остается на месте их возделывания, как в пахотном, так и в подпахотных горизонтах почвы. Продуктивность звеньев севооборотов с участием многолетних фитомелиоративных растений увеличивалась в 1,4-2,4 раза, уровень рентабельности на 80%.
На Общем собрании Сибирского отделения РАН председатель СО РАН академик РАН Валентин Николаевич Пармон отметил успешное строительство Национального гелиогеофизического комплекса РАН, начало реализации проекта-стомиллионника Минобрнауки России — «Фундаментальные основы, методы и технологии цифрового мониторинга и прогнозирования экологической обстановки Байкальской природной территории» под руководством ИДСТУ СО РАН, а также деятельность Иркутского филиала Сибирского отделения РАН.
Сотрудники Института геохимии им. А.П. Виноградова СО РАН установили особенности распределения и формы нахождения элементов платиновой группы в арсенопиритах и пиритах золоторудного месторождения Наталкинское на северо-востоке России.
— Месторождения, где обнаружено повышенное содержание платиноидов, многими исследователями рассматриваются как новый, перспективный минеральный ресурс. В то же время, взгляды на присутствие и возможность извлечения платиноидов из таких руд противоречивы. Связано это с тем, что платиноиды присутствуют в рудах в «невидимой» форме. Собственных минералов не найдено. С чем это связано? Чтобы дать ответ, учеными ИГХ СО РАН были изучены особенности концентрирования и формы нахождения «невидимых» платины, палладия, рутения и родия. Нами исследовались руды крупнейшего в России Наталкинского месторождения золота в Магаданской области, — уточнила ведущий научный сотрудник ИГХ СО РАН, доктор геолого-минералогических наук Раиса Григорьевна Кравцова.
В ИГХ СО РАН установили, что концентраторами платиноидов являются такие рудные минералы, как арсенопирит и пирит. Наиболее высокие концентрации отмечены в арсенопирите, менее высокие в пирите. Выявлены две формы «невидимых» платины, палладия, рутения и родия — структурная и поверхностная. Последняя форма преобладает, составляя до 90% от общего объема. Это делает возможным извлечение платиноидов из сульфидных концентратов. Также эти результаты важны для теории рудообразования и практики оценки экономического потенциала золоторудных месторождений. Присутствие в рудах платиноидов и возможность их извлечения значительно повышает ценность добываемого золоторудного сырья, расширяет круг известных платиноносных формаций.
В 2020 году Лимнологический институт СО РАН провел реконструкцию климата последних 22 000 лет на основе изучения вещественного состава и структуры донных отложений малых озер Восточной Сибири, расположенных на протяжении от 51 до 58 градуса северной широты. Исследование выявило несколько значительных колебаний климатических условий в этом регионе. Наиболее драматические снижения количества атмосферных осадков произошли 17,5 и 2-1,5 тысяч лет назад, а наибольшее количество осадков выпадало в этом регионе около 10 и 4,8-4,2 тысяч лет назад, при этом температуры июля были в районе 14 градусов Цельсия. Примененный лимнологами метод позволяет делать климатические прогнозы на долгосрочный период — на 50-100 лет, подчеркнул директор ЛИН СО РАН, доктор геолого-минералогических наук Андрей Петрович Федотов.
Из результатов Иркутского института химии им. А.Е. Фаворского СО РАН представлена работа «Новый тип бициклических нитронов. Однореакторная сборка из ацетилена, кетонов и гидроксиламина». В рамках этой работы иркутскими химиками осуществлен высокоэффективный однореакторный синтез бициклических нитронов нового типа из ацетилена, кетонов и гидроксиламина в присутствии оригинальной и универсальной суперосновной каталитической системы «гидроксид калия — диметилсульфоксид».
— Это новый пример недавно открытого в институте явления самоорганизации сложных биоорганических молекул из простых веществ под действием и при участии ацетилена. Новые бициклические нитроны перспективны как высокоактивные строительные блоки в синтезе лекарств, важных природных и биологически активных молекул, а также как ловушки свободных радикалов, генерируемых в живых организмах. Эта технология ресурсосберегающая и экологически безопасная: используется недорогое промышленное сырье, простая, не содержащая тяжелых металлов каталитическая система и медицинский растворитель, — комментирует один из авторов исследования, главный научный сотрудник ИрИХ СО РАН, доктор химических наук Елена Юрьевна Шмидт.
Один из результатов ИЗК СО РАН посвящен изучению подземных рассолов верхней части геологического разреза Тунгусского, Ангаро-Ленского и Якутского артезианских бассейнов.
Происхождение высококонцентрированных хлоридных рассолов в осадочных и магматических породах является фундаментальным вопросом современной гидрогеологии и гидрогеохимии. В этих уникальных природных растворах растворенного вещества больше, чем воды. В сравнении с разработкой месторождений твердых полезных ископаемых, добыча рассолов дешевле. По мнению авторов исследования, научных сотрудников ИЗК СО РАН, докторов геолого-минералогических наук С.В. Алексеева, Л.П. Алексеевой и А.Г. Вахромеева, рассолы являются стратегическим сырьевым источником XXI века для получения лития, брома и других ценных компонентов. Изучение и разработка таких месторождений позволит России не только восстановить литиевую и бромную промышленность, но и получить востребованные попутные продукты, например противогололедные реагенты, соединения магния, кальция и натрия.
Ученые ИЗК СО РАН установили, что в пределах геологического разреза Тунгусского, Ангаро-Ленского и Якутского артезианских бассейнов распространены хлоридные натриевые и кальциевые рассолы с различной соленостью, достигающей 600 г/дм3. Новейшие геохимические и изотопные данные показывают, что хлоридные натриевые и хлоридные кальциевые рассолы парагенетически связаны с соленосными фациями осадочного чехла Сибирской платформы и являются результатом не только растворения галогенных пород, но и глубокого взаимодействия исходной морской рапы с вмещающими горными породами.