«Назад в будущее»

 

Уникальные свойства синхротронного излучения применяются буквально во всех областях — от получения новых лекарств для лечения рака или туберкулеза до создания новых, особо прочных материалов. В рамках национального проекта в нашей стране в ближайшее время будут созданы или модернизированы сразу несколько синхротронов. Что это даст обычным гражданам, обсуждаем с Александром Евгеньевичем Благовым, доктором физико-математических наук, директором НИЦ «Курчатовский институт».

Фрагмент (заключительный) интервью:

(...)

— А какие у вас планы на будущее? 

— Наши планы и перспективы связаны с Указом Президента Российской Федерации «О мерах по развитию синхротронных и нейтронных исследований и исследовательской инфраструктуры». В рамках этого указа мы и должны создать одноименную программу.

Курчатовский институт — головная организация, которая осуществляет экспертную, методическую поддержку, координацию с международными проектами. Развитие исследовательской инфраструктуры подразумевает создание трех новых источников синхротронного излучения и модернизацию действующего.

Курчатовский синхротронный источник будет значительно модернизован до следующего, третьего поколения. Будут заменены практически все системы линейного и кольцевого ускорителя.

На Дальнем Востоке на острове Русский будет создан источник синхротронного излучения (по типу Курчатовского синхротрона), который, несомненно, будет способствовать научно-технологическому развитию этого региона.

В Новосибирской области будет создан новый источник синхротронного излучения четвертого поколения. Это относительно небольшой ускоритель с энергией электронов 3 ГэВ. Периметр основного накопительного кольца — чуть меньше 500 м. Он позволит создать около 30 станций экспериментальных станций.

Далее — флагманский источник, самый большой, не имеющий аналогов в мире. Мы назвали этот проект «СИЛА» (синхротрон-лазер). Проект разрабатывается Курчатовским институтом. С помощью исследований на этой установке мы сможем совершить колоссальный прорыв в био- и нанотехнологиях, научном материаловедении. Идею этого проекта поддержали японские партнеры из синхротронного центра SPRING‑8, европейского синхротронного центра ESRF в Гренобле и германского синхротронного центра DESY в Гамбурге.

Этот источник представляет собой накопительное кольцо и рентгеновский лазер на свободных электронах, созданные в общей инфраструктуре и базирующиеся на едином линейном ускорителе с энергией электронов 6 ГэВ. Основное накопительное кольцо будет иметь периметр более 1 км, на нем будут установлены 40 экспериментальных станций, пять экспериментальных станций будет создано для рентгеновского лазера.

 

— Наверное, в Протвине?

— Да. Сейчас там действует самый высокоэнергетичный в России протонный ускоритель У‑70. Есть все необходимые условия: уникальный опыт, широкие возможности энергетического подключения, близость к другим научным центрам, подходящая геология местности.

 

— Мы там были — и почти час обходили вокруг эту установку. Идешь, как по таинственному городу, какие-то углубления, помещения...

— В Протвине есть еще 20‑километровый тоннель под землей — проект "советского CERN", который в 1990-х гг. был готов практически на 70%, причем он был создан усилиями и возможностями собственного производства Института физики высоких энергий. К сожалению, этот масштабный пионерский проект был заморожен тогда в связи с распадом СССР. При этом благодаря созданию Национального исследовательского центра «Курчатовский институт» удалось сохранить работоспособным сам институт в Протвине, мощное опытное производство, которое после некоторых реноваций вполне способно справиться с современными амбициозными задачами.

 

— Это вдохновляет.

— Вместе с уникальным синхротроном «СИЛА»в рамках программы в Протвине будет создан прототип так называемого Spallation Source — нового безреакторного источника нейтронов. Сейчас мы для получения нейтронных пучков используем ядерный реактор. Здесь же для получения нейтронов будет использован упомянутый ускоритель протонов У‑70.

 

— Когда вы говорите обо всех этих проектах, надо понимать, что для их осуществления требуется особая инфраструктура. Удастся ли её создать?

— Конечно. Мы работаем над её созданием, и во многих местах она уже есть. Это относится к тому же Протвино.

Хорошими примерами служат действующая инфраструктура центральной площадки Курчатовского института, исследовательская инфраструктура, создаваемая вокруг реактора ПИК в Гатчине под Санкт-Петербургом. У него, кстати, тоже непростая история. Он создавался еще в Советском Союзе, был заморожен после аварии на ЧАЭС. Но в 2010 г., когда Петербургский институт ядерной физики им. Б.П. Константинова вошел в состав НИЦ «Курчатовский институт», было принято важнейшее решение о продолжении и развитии этого проекта. Сейчас мы фактически прошли стадию так называемого физического пуска и начали поэтапно технически сложную, трудоемкую процедуру энергетического пуска реактора с соблюдением всех самых строгих требований безопасности. 

 

Так что мы имеем все основания рассчитывать, что в рамках программы развития синхротронных и нейтронных исследований в нашей стране в ближайшие десять лет будет создана самая современная распределенная сеть мегаустановок — уникальная научная инфраструктура для прорывов во многих областях науки будущего.

 

Беседовала Наталия Лескова

журнал "В мире науки", № 1/2 (январь-февраль) 2020 г.,  в сети  «Научная Россия»

Токамак раскроет тайны горячей плазмы

 

В эти дни на базе НИЦ «Курчатовский институт» создается токамак принципиально нового типа, в недрах которого можно будет получить плазму более высоких энергетических значений, чем обычно. Установка, находящаяся на этапе сборки, напоминает инопланетный космический корабль с распахнутыми настежь черными глазницами иллюминаторов. Однако пройдет несколько месяцев, и в его металлическом «сердце» поселится раскаленная плазма. Тогда здесь начнутся эксперименты, которые позволят ученым пролить свет на многие фундаментальные вопросы и решить ряд важных прикладных задач. 

     Что это за вопросы и каких результатов стоит ожидать от работы этой   уникальной мегаустановки - наш   разговор с   Петром Павловичем Хвостенко,   доктором технических наук, научным руководителем Курчатовского   комплекса   термоядерной энергетики и плазменных технологий НИЦ «Курчатовский   институт».

 

  — Петр Павлович, мы с вами находимся в зале, где создается новый токамак. Расскажите, пожалуйста, каковы цели и   задачи этого проекта.

 — Он называется токамак Т-15МД, то есть Т-15 модернизированный. Известно, что последние годы строится большой   международный токамак - реактор ITER. И одна из наших задач - поддержка программы ITER. Вторая задача, не менее важная   - построить гибридный реактор, который станет источником термоядерных нейтронов. Наш токамак Т-15МД - прототип будущей большой установки, с помощью которой можно будет решить проблему замыкания топливного цикла в атомной энергетике. Ведь сегодня считается, что основного топлива для тепловых атомных станций хватит лет на 50–60.

 

 — Поэтому встала задача: как возобновить топливо для атомных тепловых реакторов?

 —  Токамаки как источники термоядерных нейтронов как нельзя лучше подходят для решения этой задачи. Токамак должен генерировать термоядерные нейтроны, которые облучают топливо, окружающее плазму. В этом случае исходом топлива становится торий-232, которого очень много в земной коре. После облучения нейтронами мы получаем уран-233, который и будет топливом для атомных станций.

 

— Чем же термоядерный источник нейтронов лучше классической термоядерной электростанции?

— Разница вот в чем. В термоядерном источнике нейтроны получаются от взаимодействия пучка быстрых атомов с основной плазмой, при этом температура плазмы не должна доходить до 120–150 млн градусов, как в чистом энергетическом реакторе. Она должна иметь температуру не более 30–50 млн градусов.

 

— Неужели это мало?

— Немного. На сегодняшних токамаках с помощью гиротронов легко получить и более высокие температуры. Но если вы имеете источник быстрых атомов, которые взаимодействуют с основной плазмой, то в этом случае появляются нейтроны, с помощью которых мы можем изучать физику взаимодействия процесса. 

 

— На каком веществе будет работать токамак?

— На водороде. Поэтому нейтронов здесь не будет, но все вопросы технологии процесса мы отработаем. Причем он может работать как для нужд ITER, так и для задач гибридного реактора.

 

— Внешне ваш токамак как будто из фантастического фильма. Кажется - сейчас полетит.

— Да, это действительно нечто космическое. А когда входишь внутрь, создается полное ощущение полета. На сегодня мы окончательно смонтировали тороидальную магнитную систему, камеру высотой 3,5 м, и монтажники входят туда, ставят диагностику, меняют элементы, которые будут взаимодействовать с плазмой. Когда плазма поселится в «сердце» токамака, ощущение фантастики усилится.

 

— Токамаков в мире существует немало. Чем ваш отличается от других?

— Наш токамак уникален. Он имеет достаточно низкое аспектное отношение, то есть отношение величины большого радиуса плазменного шнура к малому радиусу. Мы сможем получать более высокое давление плазмы. Такой комбинации низкого аспектного отношения и магнитного поля в 2 Тл нет нигде в мире.

 

— Кто придумал такую модель установки?

Конечно, у истоков этих работ на современном этапе стоял Е.П. Велихов, инициировавший международный проект ITER. Э.А. Азизов, который долгое время был директором Курчатовского института физики токамаков, выдвинул идею установки, а я рассчитывал всю магнитную конфигурацию. И когда она стала более или менее понятна, мы обратились к главному конструктору Научно-исследовательского института электротехнической аппаратуры им. Д.В. Ефремова (НИИЭФА) в Санкт-Петербурге. Они делали всю проработку конструкции токамака. А изготовление всех элементов и узлов взяла на себя брянская группа компаний машиностроения и приборостроения, где в рекордно короткие сроки была создана практически вся магнитная система. Это тоже уникальный результат междисциплинарного сотрудничества. Наши коллеги, в том числе зарубежные, не верят, что можно было все это сделать менее чем за два года.

 

— Что дает такое сочетание физических характеристик в работе вашей установки?

— Мы можем получать более высокие значения бета. Это отношение газокинетического давления плазмы к давлению магнитного поля. Это значительно повышает эффективность использования магнитного поля. Кроме того, обычно при повышении давления развивается неустойчивость, которая разрушает плазменный шнур, и поэтому давления выше достичь нельзя. А вот в компактном токамаке, где все сжато, величина бета может достигать более заметных ­величин, а это очень важно. Мы сохранили магнитное поле, достаточно высокое для токамака. Это удалось потому, что мы использовали медный проводник с небольшой добавкой серебра. Что это дало? Во-первых, мы имели проводник с проводимостью чистой меди, а по прочности он как нержавеющая сталь. Это важно, потому что при работе токамака

действуют очень большие растягивающие силы, и если бы это была чистая медь, то предел прочности был бы превышен. А когда мы перешли на другой тип проводника, все получилось.

 

— Как вы думаете, когда установка заработает в полную силу?

— Физический пуск установки запланирован на декабрь 2020 г. Мы работаем в тесном контакте с ГК «Росатом» в рамках федеральной целевой программы «Ядерные энерготехнологии нового поколения». По всем расчетам, к концу апреля мы окончательно соберем нашу установку, потом подключим вакуумную откачку, заварим камеру, всё проверим. Вероятно, к лету она будет готова с точки зрения подключения коммуникаций. А потом мы всё это разовьем, сделаем антресоли, чтобы физики могли ставить диагностику.

 

— Физики будут работать на антресолях?

— Да, по всему периметру вокруг токамака у нас будут установлены красивые двухуровневые антресоли. Это будет деревянная конструкция, близко подходящая к токамаку. На первом этапе диагностики пройдут вакуумные испытания на стендах. Затем они будут пристыковаться к патрубкам (их здесь 152) и работать непосредственно с токамаком.

 

— Пристыковываться? Выходит, не зря я увидела здесь космическую аналогию?

— Да, именно пристыковываться. Хотя, конечно, люди будут находиться в атмосфере Земли, не будут летать, но сравнение с космическим экспериментом тут вполне уместно. Наблюдение за плазменным процессом, который будет происходить внутри камеры, — это, в принципе, то же самое, что изучение процессов, происходящих на Солнце или в звездах. И вопросов здесь пока больше, чем ответов.

 

— Насколько опасна такая работа?

— Больших нейтронных потоков здесь не будет. Во время разряда образуется пучок ускоренных электронов, которые попадают на стенку, образуется жесткое гамма-излучение, но интенсивность его очень невелика. К тому же, когда работает установка, в зале никого нет. У нас существует мощная биозащита - стены из свинца и бетона. В процессе работы токамака в отличие от тепловых атомных станций большой наведенной радиационной активности нет, поскольку нет и нейтронов. И вообще токамак по сравнению с АЭС более естественный с точки зрения природоподобия. Президент НИЦ «Курчатовский ­институт» М.В.Ковальчук, как идеолог развития природоподобных технологий, всегда отмечает, что токамак - это природоподобная энергетическая установка по своей сути.

 

— Почему?

— Именно потому, что мы воссоздаем такие же реакции, какие происходят на Солнце и в звездах. Природа распорядилась получать энергию путем синтеза легких ядер - и ровно то же самое мы делаем в токамаке. В отличие от реакторов, делящих тот же уран. Ведь такого процесса не увидишь в природе.

 

— Каких ожидаете результатов?

— В первую очередь, мы должны собрать большую базу данных как по инженерии, так и по физике для проектирования будущих термоядерных станций и гибридных реакторов. За это время нам нужно обобщить всю информацию, чтобы потом меньше оставалось вопросов с точки зрения проекта будущих больших реакторов.

 

— А с фундаментальной научной точки зрения каких ожидаете открытий?

— Физика плазмы — наука, до конца не изведанная. Надо найти пути к уменьшению различных влияний и повышению устойчивости плазмы. Эти задачи идут в поддержку ITER, потому что следующий шаг - это демонстрационный реактор, большая экспериментальная установка, где мы ждем по-настоящему прорывных результатов.

 —  Помните, как у Высоцкого: «А с этой плазмой дойдешь до маразма». Правда ли, что плазма  самое сложное состояние вещества?

— Абсолютная правда. Состояние это сложное и во многом непонятное. Идея токамака была изначально завязана на плазме, и родилась она в этих стенах, в Курчатовском институте, еще в 50-е гг. прошлого века. И.Е. Тамм и А.Д. Сахаров выдвинули идею, как с помощью магнитного поля можно удерживать высокотемпературную плазму, а потом у нас в институте начались эти исследования. После испытания водородной бомбы в 1953 г. И.В. Курчатов говорил о том, что термоядерная энергия должна не разрушать, а созидать. И когда появилась эта идея, он горячо её поддержал, лично интересовался исследованиями и даже предложил установку, которая очень похожа на сегодняшний гибридный реактор. В этом был пророческий дар И.В. Курчатова. Исследования были поручены Л.А. Арцимовичу, под руководством которого проводились исследования именно в этом здании. А само слово «токамак» (сокращение от «тороидальная камера с магнитными катушками») придумал И.Н. Головин, первый заместитель И.В. Курчатова. Это слово используется во всем мире, это наш бренд - как спутник, матрешка, валенки или водка.

 

— Первый токамак тоже появился в этих стенах?

— Да, в 1959 г. Это была маленькая установка. А до 1965 г. в этом здании мы собрали еще девять установок различной конфигурации, на которых решались самые разные задачи. В 1968 г. здесь впервые в мире была получена плазма с температурой более 10 млн градусов. Никто не верил, что нам удалось достичь такой температуры. Предложили Л.А. Арцимовичу пригласить иностранную делегацию, чтобы это проверить. А Лев Андреевич был не только выдающимся ученым и организатором науки, но еще и очень смелым человеком. Холодная война, железный занавес - а он сумел добиться разрешения на приезд в эти сверхсекретные стены английских ученых. Настолько велик был его авторитет.

 

— И что же? Они померили температуру плазмы?

— Померили. Причем приехали на пяти огромных фурах, привезли свое измерительное оборудование. Тогда ведь вся диагностика была громоздкой. В результате измерений температура оказалась даже чуть выше, чем мы заявляли. После этого все сомнения были сняты - и токамак получил «зеленую улицу». Сегодня более 300 токамаков создано по всему миру. Но наш, повторю, уникален.

 

— Наверное, к вам на работу приходят очень квалифицированные физики?

— Сейчас вектор исследований перемещается в технологию, инженерию. Например, в ITER первая стенка должна будет меняться раз в пять лет. Там идут большие тепловые потоки до 20 МВт/м2, начинается эрозия материала, он попадает в плазму, поэтому без супер-профессиональных физиков и инженерных кадров не обойтись. За годы работы мы провели исследования по широкому спектру материалов, включая вольфрам, который сейчас предлагают наши европейские партнеры. Выясняется, что он не очень хорошо себя ведет при больших нагрузках.

 

— То есть идет поиск идеального материала?

— Да. Сейчас наши ученые предлагают литиевые технологии, которые позволяют перераспределять мощность на более широкие площади, не давая такую интенсивную нагрузку. Эти идеи также будут проверены на нашем токамаке.

 

— Значит, опять настал момент, когда инженеры в стране нужны?

— Да, это так. Токамак будет полностью управляться системой компьютеров, вся техника — самая современная и очень сложная. Физики — это наши главные генераторы идей, а инженеры - наша главная движущая сила. С ростом масштабов установок и их сложности эти специалисты должны быть самого высокого уровня.

 

— Где вы их берёте?

— Физики - базовая кафедра МИФИ, МФТИ, физфак МГУ. Инженерия - Бауманский институт, МЭИ, МАИ. Очень толковые ребята, других здесь не держат.

 

— Вы ведь тоже в свое время пришли сюда из МГТУ им. Н.Э. Баумана?

— Да, это моя альма-матер. Когда я пришел сюда больше 40 лет назад, мне казалось, что я попал в какую-то научную Мекку. Здесь широчайшее поле знаний, на котором, куда ни обратишься, тебе подскажут все, что ты хочешь узнать. Ты всё это впитываешь и с какого-то момента тоже становишься разносчиком знаний. Это поле знаний - Курчатовский институт.

— Такая атмосфера осталась?

— Осталась. Мало того, в последние годы, я бы сказал, мы двинулись более широко, в разнообразных направлениях. М.В. Ковальчук такие традиции активно развивает. У нас по его инициативе сейчас представлены буквально все науки, даже гуманитарные. При этом активно развиваются и базовые атомные исследования, с которых когда-то начинался наш институт. Сегодня внимание к атомным и ядерным установкам и проводимым на них исследованиям огромное. Есть понимание на государственном уровне, что эти знания могут двигать общество вперед, и радостно, что именно Курчатовский институт этим занимается. Мне особенно приятно об этом говорить, потому что я проработал здесь, можно сказать, всю жизнь.

 

Вопросы задавала:  Наталия Лескова, источник:  "Пресс-центр НИЦ "КИ" - со ссылкой на журнал "В мире науки"

«Я не увидел ответа в антропогенной теории потепления»

Академик Лобковский — о повышении температуры на Земле из-за катастрофических землетрясений

 

Человек не виноват в глобальном потеплении. Причиной всему стали катастрофические землетрясения в полярных областях. Такую концепцию, уже успевшую наделать много шума, выдвинул академик Леопольд Лобковский, научный руководитель геологического направления Института океанологии им. П. П. Ширшова РАН, заведующий лабораторией геофизических исследований Арктики и континентальных окраин Мирового океана Московского физико-технического института.

 

— Леопольд Исаевич, давайте сначала определимся с глобальным потеплением.

— Глобальное потепление существует. Это экспериментально установленный факт, поскольку температуры растут. Если мы усомнимся в этом, то надо будет признать, что все существующие графики изменений температуры неверны. Но их проверяло такое количество людей во всем мире, что поспорить тут трудно.

Для меня здесь главной загадкой стало то, что современное потепление началось резко в конце 1979 года, в то время как до этого кривая изменения средних температур была довольно плавной. Момент резкого включения фазы потепления и подвиг меня к размышлениям о причинах такого явления.

 

— Чем вам не нравится антропогенная теория потепления, доминирующая во всем мире?

— Антропогенная теория не просто доминирует — она вызвала массу геополитических и экономических изменений в обществе. С ней связан переход на новый технологический уклад, появление зеленой экономики и так далее.

Но, на мой взгляд, эта гипотеза сталкивается с рядом трудностей. Например, логично было бы ожидать, что в момент старта резкого потепления в 1979 году или немного загодя произошел бы резкий всплеск мирового промышленного производства. Однако нам известно, что технологии развиваются постепенно, производство плавно и неуклонно растет, но на этом рубеже не было никаких резких подъемов, технологических катастроф или иных событий по всему земному шару, которые могли бы объяснить столь резкий переход.

 

— Знаю, многие ученые говорят о том, что уникальность нынешнего потепления — в его скорости. Сейчас теплеет рекордно быстро. Это правда?

  - Правда. За последнее тысячелетие, по косвенным данным, не было значимых   потеплений, а именно с 1979 года проявилась характерная картина изменения   температуры, напоминающая форму клюшки, где имеется ровная горизонтальная   «палка», отражающая более или менее одинаковые средние температуры, а в конце   XX века появляется «крюк» резкого потепления. Именно это и стало одним из   главных аргументов «антропогенщиков», которые говорят, что таким образом   проявилась индустриальная эпоха.

   Мне было непонятно, и думаю, что многим специалистам также непонятно, почему   этот рост современного потепления начался именно в тот год. Какая причина в   климатической системе Земли или где-то еще его вызвала? Я не увидел ответа в   антропогенной теории.

 

— Но технологические катастрофы время от времени все же случаются. Не могли ли они сыграть свою роль?

— Случаются. Вот, например, в 2010 году произошла катастрофа в Мексиканском заливе, когда взорвалась нефтяная платформа, возник мощный пожар. Если бы, не дай бог, произошло одновременно сто таких катастроф по всему земному шару, мы могли бы думать об антропогенной причине потепления. Но такого, к счастью, не было. И я задумался о другой возможной причине. Может быть, всему виной мощные землетрясения?

 

— Как же вы это проверили?

— Сначала я рассмотрел геодинамическую обстановку вокруг Арктики и увидел, что в ближайшей к этому региону Алеутской островной дуге за короткое время, с 1957 по 1965 год, произошли три гигантских мегаземлетрясения с предельными магнитудами больше 8,5. Их очаги имеют протяженность в сотни километров. Это предопределило дальнейший ход рассуждений. Если исходить из идеи о влиянии этой серии мегаземлетрясений на потепление климата, то получается разница около 20 лет между началом резкого потепления в 1979 году и произошедшими катастрофическими событиями в Алеутской дуге (1957–1965 годы).

Сразу встал вопрос — почему именно такая задержка во времени между данными явлениями? Здесь на помощь пришла теория деформационных волн в литосфере Земли. Это не сейсмические волны, скорость которых составляет километры в секунду, а волны намного более медленные, которые распространяются по упругому литосферному слою, лежащему на очень вязком слое мантии, который благодаря сцеплению с литосферой тормозит распространение в ней деформационных волн. Исходя из теории этих волн, можно оценить скорость их распространения. Она составляет величину порядка 100 километров в год. Расстояние между Алеутской дугой и Арктическим шельфом — около 2 тыс. километров. Отсюда следует, что эти волны могут пройти такое расстояние как раз за 20 лет.

 

— Что делают эти волны, приходя на Алеутскую дугу?

— Как мы знаем, существуют мерзлые породы и газогидраты — кристаллическое вещество, состоящее из молекул воды и метана. Уже давно было высказано мнение специалистов о том, что залежи этих газогидратов огромны, они значительно превосходят по объему весь свободный газ в месторождениях, расположенных намного глубже зоны стабильноcти газогидратов.

 

— Но каким образом метан освобождается для выхода в атмосферу?

— Деформационные волны за счет дополнительных напряжений разрушают метастабильные газогидраты, которые уже частично диссоциированы, и в них содержится свободный газ, запертый в микропорах ледяными прослойками. Если эти поры как-то разрушить — газ пойдет. Это и делают деформационные волны, после чего газ выходит со дна шельфа, проходит в виде пузырьков через водную толщу и попадает в атмосферу, приводя вследствие известного парникового эффекта к потеплению среды.

Напомню, что Арктический шельф довольно мелкий, около 50 метров, поэтому газ не успевает раствориться в воде. В последнее десятилетие в Арктике было проведено довольно много морских экспедиций институтами Российской академии наук, которые показали существование зон интенсивной эмиссии метана в атмосферу из Арктического шельфа. Например, в районе моря Лаптевых было выявлено крупное «окно» интенсивной метановой эмиссии с линейными размерами более полутора километров в поперечнике (такого рода выбросы метана называют сипами). И если все эти факты собрать воедино, получается довольно стройная теория.

Коротко вот её суть. Сильнейшие землетрясения в середине прошлого века вызвали тектонические деформационные волны, которые широким фронтом дошли до шельфа через 20 лет. Добавочные напряжения, принесенные этими волнами, привели к тому, что запертый в микропорах реликтовых газогидратов метан стал выходить из мерзлых пород в водную толщу и атмосферу.

 

— Почему люди раньше не говорили о столь мощных землетрясениях на Алеутской дуге? Неужели они их не заметили?

— Конечно, заметили, эти мегаземлетрясения вошли во все международные каталоги, просто никому не приходило в голову связать их с последующим потеплением. Одни специалисты многие годы занимались климатическими вопросами, другие изучали миграцию сейсмической активности и деформационные волны, но сопоставить их придумали только мы.Пока это теоретическая модель. Но ведь и антропогенная теория — тоже пока совокупность сложных климатических моделей, просчитанных на компьютере. Вот и мы сопоставляем разные факты, просчитываем варианты возможных сценариев. Пока все сходится.

 

(...)

 

— Знаю, далеко не все ваши российские коллеги восприняли вашу идею с восторгом…

— Это вполне естественно. Климатологи не должны воспринимать выдвинутую идею с восторгом. Это чуждое для них влияние со стороны геологии, геодинамики, без которых они всегда обходились. Географы, геологи, геофизики восприняли идею более спокойно и заинтересованно, в этой среде можно ожидать поддержку. Разные научные подходы часто сталкиваются, иной раз позиции становятся непримиримыми, но я считаю, что задуматься стоит всем.

 

Вопросы задавала:  Наталья Лескова, полный текст: "Коммерсантъ - Наука" №3 от 09.03.2023

«Я не увидел ответа в антропогенной теории потепления»

Академик Лобковский — о повышении температуры на Земле из-за катастрофических землетрясений

 

Человек не виноват в глобальном потеплении. Причиной всему стали катастрофические землетрясения в полярных областях. Такую концепцию, уже успевшую наделать много шума, выдвинул академик Леопольд Лобковский, научный руководитель геологического направления Института океанологии им. П. П. Ширшова РАН, заведующий лабораторией геофизических исследований Арктики и континентальных окраин Мирового океана Московского физико-технического института.

 

— Леопольд Исаевич, давайте сначала определимся с глобальным потеплением.

— Глобальное потепление существует. Это экспериментально установленный факт, поскольку температуры растут. Если мы усомнимся в этом, то надо будет признать, что все существующие графики изменений температуры неверны. Но их проверяло такое количество людей во всем мире, что поспорить тут трудно.

Для меня здесь главной загадкой стало то, что современное потепление началось резко в конце 1979 года, в то время как до этого кривая изменения средних температур была довольно плавной. Момент резкого включения фазы потепления и подвиг меня к размышлениям о причинах такого явления.

 

— Чем вам не нравится антропогенная теория потепления, доминирующая во всем мире?

— Антропогенная теория не просто доминирует — она вызвала массу геополитических и экономических изменений в обществе. С ней связан переход на новый технологический уклад, появление зеленой экономики и так далее.

Но, на мой взгляд, эта гипотеза сталкивается с рядом трудностей. Например, логично было бы ожидать, что в момент старта резкого потепления в 1979 году или немного загодя произошел бы резкий всплеск мирового промышленного производства. Однако нам известно, что технологии развиваются постепенно, производство плавно и неуклонно растет, но на этом рубеже не было никаких резких подъемов, технологических катастроф или иных событий по всему земному шару, которые могли бы объяснить столь резкий переход.

 

— Знаю, многие ученые говорят о том, что уникальность нынешнего потепления — в его скорости. Сейчас теплеет рекордно быстро. Это правда?

  - Правда. За последнее тысячелетие, по косвенным данным, не было значимых   потеплений, а именно с 1979 года проявилась характерная картина изменения   температуры, напоминающая форму клюшки, где имеется ровная горизонтальная   «палка», отражающая более или менее одинаковые средние температуры, а в конце   XX века появляется «крюк» резкого потепления. Именно это и стало одним из   главных аргументов «антропогенщиков», которые говорят, что таким образом   проявилась индустриальная эпоха.

   Мне было непонятно, и думаю, что многим специалистам также непонятно, почему   этот рост современного потепления начался именно в тот год. Какая причина в   климатической системе Земли или где-то еще его вызвала? Я не увидел ответа в   антропогенной теории.

 

— Но технологические катастрофы время от времени все же случаются. Не могли ли они сыграть свою роль?

— Случаются. Вот, например, в 2010 году произошла катастрофа в Мексиканском заливе, когда взорвалась нефтяная платформа, возник мощный пожар. Если бы, не дай бог, произошло одновременно сто таких катастроф по всему земному шару, мы могли бы думать об антропогенной причине потепления. Но такого, к счастью, не было. И я задумался о другой возможной причине. Может быть, всему виной мощные землетрясения?

 

— Как же вы это проверили?

— Сначала я рассмотрел геодинамическую обстановку вокруг Арктики и увидел, что в ближайшей к этому региону Алеутской островной дуге за короткое время, с 1957 по 1965 год, произошли три гигантских мегаземлетрясения с предельными магнитудами больше 8,5. Их очаги имеют протяженность в сотни километров. Это предопределило дальнейший ход рассуждений. Если исходить из идеи о влиянии этой серии мегаземлетрясений на потепление климата, то получается разница около 20 лет между началом резкого потепления в 1979 году и произошедшими катастрофическими событиями в Алеутской дуге (1957–1965 годы).

Сразу встал вопрос — почему именно такая задержка во времени между данными явлениями? Здесь на помощь пришла теория деформационных волн в литосфере Земли. Это не сейсмические волны, скорость которых составляет километры в секунду, а волны намного более медленные, которые распространяются по упругому литосферному слою, лежащему на очень вязком слое мантии, который благодаря сцеплению с литосферой тормозит распространение в ней деформационных волн. Исходя из теории этих волн, можно оценить скорость их распространения. Она составляет величину порядка 100 километров в год. Расстояние между Алеутской дугой и Арктическим шельфом — около 2 тыс. километров. Отсюда следует, что эти волны могут пройти такое расстояние как раз за 20 лет.

 

— Что делают эти волны, приходя на Алеутскую дугу?

— Как мы знаем, существуют мерзлые породы и газогидраты — кристаллическое вещество, состоящее из молекул воды и метана. Уже давно было высказано мнение специалистов о том, что залежи этих газогидратов огромны, они значительно превосходят по объему весь свободный газ в месторождениях, расположенных намного глубже зоны стабильноcти газогидратов.

 

— Но каким образом метан освобождается для выхода в атмосферу?

— Деформационные волны за счет дополнительных напряжений разрушают метастабильные газогидраты, которые уже частично диссоциированы, и в них содержится свободный газ, запертый в микропорах ледяными прослойками. Если эти поры как-то разрушить — газ пойдет. Это и делают деформационные волны, после чего газ выходит со дна шельфа, проходит в виде пузырьков через водную толщу и попадает в атмосферу, приводя вследствие известного парникового эффекта к потеплению среды.

Напомню, что Арктический шельф довольно мелкий, около 50 метров, поэтому газ не успевает раствориться в воде. В последнее десятилетие в Арктике было проведено довольно много морских экспедиций институтами Российской академии наук, которые показали существование зон интенсивной эмиссии метана в атмосферу из Арктического шельфа. Например, в районе моря Лаптевых было выявлено крупное «окно» интенсивной метановой эмиссии с линейными размерами более полутора километров в поперечнике (такого рода выбросы метана называют сипами). И если все эти факты собрать воедино, получается довольно стройная теория.

Коротко вот её суть. Сильнейшие землетрясения в середине прошлого века вызвали тектонические деформационные волны, которые широким фронтом дошли до шельфа через 20 лет. Добавочные напряжения, принесенные этими волнами, привели к тому, что запертый в микропорах реликтовых газогидратов метан стал выходить из мерзлых пород в водную толщу и атмосферу.

 

— Почему люди раньше не говорили о столь мощных землетрясениях на Алеутской дуге? Неужели они их не заметили?

— Конечно, заметили, эти мегаземлетрясения вошли во все международные каталоги, просто никому не приходило в голову связать их с последующим потеплением. Одни специалисты многие годы занимались климатическими вопросами, другие изучали миграцию сейсмической активности и деформационные волны, но сопоставить их придумали только мы.Пока это теоретическая модель. Но ведь и антропогенная теория — тоже пока совокупность сложных климатических моделей, просчитанных на компьютере. Вот и мы сопоставляем разные факты, просчитываем варианты возможных сценариев. Пока все сходится.

 

(...)

 

— Знаю, далеко не все ваши российские коллеги восприняли вашу идею с восторгом…

— Это вполне естественно. Климатологи не должны воспринимать выдвинутую идею с восторгом. Это чуждое для них влияние со стороны геологии, геодинамики, без которых они всегда обходились. Географы, геологи, геофизики восприняли идею более спокойно и заинтересованно, в этой среде можно ожидать поддержку. Разные научные подходы часто сталкиваются, иной раз позиции становятся непримиримыми, но я считаю, что задуматься стоит всем.

 

Вопросы задавала:  Наталья Лескова, полный текст: "Коммерсантъ - Наука" №3 от 09.03.2023