Научная Карелия: о чем молчат древние вулканы, зачем выращивают «умную» форель и клонируют березу

Древние вулканы, минеральные источники и заповедники — Карелия привлекает своими уникальными природными объектами не только туристов, но и ученых. В этом им помогают современные технологии и разработки, которые активно развивают в регионе. Какие события происходили на этой территории несколько миллиардов лет назад? Как строят ледоколы? Можно ли клонировать карельскую березу? Об этом и многом другом узнали журналисты в ходе пресс-тура в столицу республики — Петрозаводск. Что ждет будущих участников нового научно-популярного маршрута, рассказываем в нашем материале.

Природное начало

Наш путь начался с посещения Петрозаводского государственного университета — опорного вуза республики и одного из главных научных центров в регионе. В ПетрГУ обучаются около 10 000 студентов и аспирантов по инженерно-техническим и ИТ-специальностям, а также медицинским, социально-экономическим и другим направлениям.

В актовом зале мы встретились с губернатором Республики Карелия Артуром Парфенчиковым, проректором по научно-исследовательской работе ПетрГУ Владимиром Сюнёвым, заместителем генерального директора научного центра РАН Юрием Заикой и главным продюсером АНО «Национальные приоритеты» Глебом Фёдоровым.

Глава республики поприветствовал участников пресс-тура и рассказал, какими научными проектами занимаются ученые региона. Например, сейчас специалисты активно исследуют Белое море, представляющее собой уникальную аквакультуру. Особое внимание уделяют вопросам восстановления леса. Республика славится своими природными богатствами — оценивая ее запасы, можно говорить о развитии пищевой и сельскохозяйственной промышленности. Этой осенью в регионе планируется запустить завод детского питания на основе карельских ягод и пищевых добавок из водорослей.

«Карелия вносит весомый вклад в развитие российской науки. Наши ученые проводят фундаментальные и прикладные исследования, занимаются разработкой практических вопросов, актуальных для республики. Поддерживаем грантами молодых ученых, которые разрабатывают и реализуют проекты, в том числе по запросам ведущих предприятий региона. Я уверен, что, познакомившись с Карелией, вы расскажете своей аудитории о секретах нашего удивительного края и сами вновь захотите вернуться на древнюю карельскую землю», — обратился к гостям губернатор Артур Парфенчиков.

Радужные перспективы

В Петрозаводском университете участникам маршрута показали лаборатории, где молодые ученые занимаются исследованиями в области аквакультуры. Карелия ежегодно удерживает лидирующие позиции по объему производства форели. Важный вклад в развитие отрасли вносят разработки, которые создают здесь, в стенах университета. Морских обитателей изучают основательно: от генетических особенностей и состояния здоровья до условий окружающей среды.

«Мясо рыбы, которая выращивается у нас в Карелии, пользуется популярностью по всей стране. На вкус влияет много факторов: состав корма, вода, в которой растет рыба, ее физиологическое состояние. Кстати, в естественной среде мясо форели более светлое, чем-то, которое вы видите в магазинах. Чтобы сделать оттенок ярче, используют натуральный пищевой краситель — астаксантин. Он безвреден, является антиоксидантом», — рассказала директор Института биологии, экологии и агротехнологий, кандидат биологических наук, доцент Тамара Кучко.

В одной из подвальных лабораторий посетители увидели установку замкнутого водоснабжения (УЗВ) — комплекс бассейнов, объединенных в общую систему с подпиткой свежей воды. Она позволяет создавать изолированную и контролируемую среду для выращивания рыбы. Мониторинг проводят с помощью программно-аппаратного комплекса, разработанного специалистами ПетрГУ. Система объединяет данные, полученные с камер и различных датчиков. «Здесь вы видите реальные производственные мощности и оборудование, которые используют на предприятиях», — отметила эксперт.

На этой же площадке журналистам представилась возможность почувствовать себя настоящими биологами. Под руководством сотрудников лаборатории несколько добровольцев взяли кровь форели на анализ и провели морфологическое вскрытие, чтобы изучить работу органов живого образца. С нескрываемым волнением коллеги успешно провели процедуру.

Рыбий жир

Далее, в соседней лаборатории, ученые рассказали о разработке кормов. Чем питается форель? Ответ удивил гостей. Дело в том, что все рыбы — хищники, пояснили специалисты. Важную часть их рациона составляют останки их же сородичей. Поэтому в состав корма добавляют рыбную муку. Однако этот ресурс ограничен. В качестве замены рассматривают растительные протеины: при правильной переработке из них можно выделить легкоусвояемый и чистый белок.

Нам также представили оригинальные кормовые продукты из личинок тропической мухи Черной львинки (Hermetia illucens) — альтернатива животному белку. Исследования ученых ПетрГУ показали, что эта добавка увеличила прирост рыбы на 11%, при этом потребовалось на 10% меньше корма. Продукт уже успешно используют местные предприятия.

«Уникальность нашего аквацентра в том, что мы исследуем корма, начиная от компонентного состава и заканчивая конечным продуктом, то есть рыбой», — подчеркнула директор научно-исследовательского центра по аквакультуре Светлана Матросова.

На миллиард лет назад

Следующая остановка — Карельский научный центр РАН (КарНЦ РАН). Пройдя через длинные коридоры, туристы оказались в Лаборатории паразитологии животных и растений. Стены в зале украшали всевозможные образцы представителей региональной флоры и фауны, карты почв, схемы и графики.

Сотрудники центра рассказали, как исследуют опасных вредителей, в том числе клещей. Через микроскоп мы увидели нематод — круглых червей, паразитирующих на растениях. Это один из самых многочисленных и распространенных многоклеточных организмов. В почвах Карелии обнаружено более 300 таких видов.

В Аналитическом центре Института геологии показали, как в лабораторных условиях изучают горные породы. Карелия — это не только страна озер и лесов, но и древних потухших вулканов, сообщила старший научный сотрудник Института геологии КарНЦ РАН Светлана Егорова. Объем вулканических пород в республике составляет более 310 кубических километров. Процессы, происходившие здесь несколько миллиардов лет назад, были мощнее, чем те, которые сегодня можно наблюдать на Камчатке.

Чтобы изучить состав минералов, ученые используют электронные микроскопы. В отличие от обычного устройства, на объект направляется не свет, а поток электронов. На экране появляется картинка, по которой можно оценить процентное содержание химических элементов и узнать, в какой последовательности кристаллизовались минералы. Точно определить состав микроэлементов у горных пород позволяет масс-спектрометр. Все эти технологии, представленные в Карельском научном центре, смогут увидеть и будущие участники научно-популярного маршрута.

Цифровая верфь

Познакомившись с лабораторными разработками, наша группа отправилась дальше, на Онежский судостроительно-судоремонтный завод (АО «ОССЗ»). Предприятие находится на побережье Онежского озера, на пересечении основных водных путей страны, связывающих Балтийское, Белое, Каспийское, Азовское и Черное моря. Здесь строят торговый, рыбопромысловый и технический флот для российских портов.

На территории расположилась сеть огромных цехов. Масштабы производства впечатляют. Из ангаров доносился шум ударных устройств и гул лазерных установок, разрезающих металл. Проходя по площадкам, мы смогли наблюдать полный цикл производства судов: от заготовительного участка, где чистят и обрабатывают листы металла, до процесса сборки.

На заводе реализуется проект глубокой модернизации — на базе предприятия создается цифровая верфь. Это примерное повторение реального строительства, только все происходит на более современном оборудовании с цифровым программным обеспечением и управлением, объяснил технический директор АО «ОССЗ» Вадим Фатов. Все процессы — от планирования закупок до мониторинга работы и состояния техники — можно отследить на сенсорных мониторах.

«Сейчас у нас в производстве находятся два нефтемусоросборщика, три буксира ледового класса для работы в области Балтийского моря и прибрежных районах Северного морского пути. А также два мелкосидящих ледокола: один предназначен для работы в Ростове и Таганроге (там толщина льда может достигать до 20-40 метров в самые холодные годы), а второй — для работы в Астрахани», — сообщил директор предприятия Владимир Майзус.

По следам вулканов и ледников

Второй день маршрута — не менее насыщенный. Если вчера в КарНЦ РАН туристы осваивали теоретические знания в области геологии, то сегодня перешли к практике. В сопровождении сотрудников Лаборатории геологии и геодинамики докембрия мы отправились на «Чертов стул» — скалистое урочище, геологический памятник природы. Название относится к площадке, образованной выходами скальных пород и напоминающей по форме стул, с каменными «сиденьем» и «спинкой». По легенде, в окрестностях жил дед с внучкой. Девушке пришлось выйти замуж за черта, который отправил ее на остров неподалеку: там она пела песни, а черт сидел на своем каменном стуле и слушал.

Но гораздо интереснее для участников этого маршрута окажется научная сторона ландшафта. На площадке геологи показали образцы горных пород, образовавшихся в результате разных геологических процессов: воздействия ледников, землетрясений и вулканической активности.

Следующая локация — «Долина зайцев», современный арт-объект, представляющий собой скалу с вырезанными на ней фигурами животных. У этой достопримечательности не только эстетическое назначение. Как выяснилось, «зайцы» защищают скалу от туристов, оставляющих надписи на камнях, и позволяют ученым беспрепятственно исследовать структуру горных пород. На примере местных образцов ученые рассказали, как определить мощность вулканических взрывов и силу извержений.

Далее нас ожидал подъем на гору Сампо. Около 12 000 лет назад в этом районе таяли ледники, в результате чего возникла возвышенность с гладкими валунами и каменистыми бороздами. Сегодня на этом месте находится этнопарк с инсталляциями, посвященными легендам «Калевалы» — карело-финского поэтического эпоса, составляющего важную часть культурного наследия Карелии.

Минералы под ногами

Полюбовавшись пейзажами со смотровой площадки, участники научно-популярного маршрута направились к «Марциальным водам» — первому российскому курорту, основанному 31 марта 1719 года указом Петра I. Главная особенность этого места — железистые минеральные источники, возникшие в результате подземных геологических процессов. Вода в них обогащена двухвалентным железом (а также содержит натрий, кальций и марганец). О насыщенности источников этим элементом говорит их название, отсылающее к древнеримскому богу Марсу.

«По разным данным, концентрация железа в воде варьирует от 16 до 67, или как здесь, на табличке, указано, до 133 миллиграмм на литр. Это достаточно большой диапазон», — подчеркнула старший научный сотрудник Института геологии КарНЦ РАН Светлана Егорова.

Дегустация «железной» воды дала интересные результаты: кому-то она показалась на вкус слишком «ржавой» и соленой, другим — сладкой. Запастись целебным источником и увезти пару образцов с собой не получится. В течение уже ближайших часов в жидкости образуется осадок, окрашивая ее в рыжий цвет и делая непригодной для питья.

Один из главных пунктов на пути, который ждет научных туристов — палеовулкан Гирвас, образованный порядка 2 миллиардов лет назад. Он относится к числу древнейших вулканов на Земле. По оценкам ученых, его высота достигала 700 метров. Хотя сейчас на этой территории можно наблюдать лишь фрагмент вулкана, масштабы объекта поражают. Перед посетителями открывается удивительный ландшафт из застывших потоков лавы, скал и лавобрекчий — вулканических горных пород, образующихся в процессе движения потока лавы. Геологи обратили внимание, что камни здесь довольно гладкие. Причина этому — ледник, отступивший около 10 000 лет назад. На сложную геологическую историю наглядно указывают и образцы местных горных пород: базальт, пирит, тальк и другие.

Финальный этап поездки: водопад Кивач, расположенный на территории одноименного заповедника. Это один из самых больших равнинных водопадов в мире. Его общая высота падения составляет почти 11 метров. В ходе прогулки по территории экскурсовод Дарья Шаудвите также рассказала об основных видах карельской березы. Она объяснила, почему эта порода дерева считается одной из самых дорогих в мире.

«Внутри древесины нет колец, либо они видоизменены. При этом появляется красивый узор. Долгое время для ученых было загадкой, почему он возникает. Были версии, что это болезнь, мутация или особенности климата. Но несколько лет назад нашли ген, отвечающий за рисунок. Однако, что влияет на поломку этого гена, до сих пор не разобрались. Зато нашу „карелочку“ уже научились клонировать. Берут несколько клеток из почек, создают в пробирках нужные условия. В итоге вырастают молоденькие посадки, наши местные „овечки Долли“», — поделилась эксперт.

На этом путешествие подошло к концу. Каждый, кто выберет это направление, не просто познакомится с основными научными объектами, но и многое узнает о богатой истории Карелии. Чтобы погрузиться в исследования, понять, как формировалась наша планета, и посмотреть на природные ресурсы глазами ученого, ищите подходящий научно-популярный маршрут на сайте.

Анна Шиховец