В России прогнозируют землетрясения и цунами в арктических морях, а ученые из Индии, США и Саудовской Аравии сообщили о сокращении запасов пресной воды на планете. Одновременно отечественные инженеры разработали инновационный метод обработки алюминия, медики создали устройство для проверки готовности сердца донора к пересадке, а генетики опровергли мнение о азиатском происхождении скифов. Об этих и других научных достижениях — в еженедельном обзоре «Известий».

Специалисты Сибирского федерального университета создали уникальную в мире машину для обработки металлов, которая сочетает сразу три операции: литье, прокатку и прессование. Это позволяет ускорить и снизить стоимость производства длинных изделий из алюминиевых сплавов, например, прутков и проволоки.

По словам технологов, установка оснащена печью-миксером, в которой происходит расплавление металлов, а также деформирующим узлом, направляющим расплавленный металл в водоохлаждаемые валки, где он затвердевает в заготовки для последующего формирования изделий.

— Мы подали заявки на два патента, так как данный способ и устройство бесслитковой прокатки-прессования прутков из алюминиевых сплавов разработаны впервые, — отметил «Известиям» заслуженный изобретатель РФ, доктор технических наук, профессор кафедры «Обработка металлов давлением» Института цветных металлов СФУ Сергей Сидельников.

По мнению экспертов, разработка особенно важна для производства прутков с различными добавками-модификаторами, которые позволяют получать более прочные изделия из алюминиевых сплавов — такие как заклепки, гайки, винты и другой крепеж.

Кроме того, ученые успешно протестировали экспериментальные серии прутков-модификаторов из вторичного сырья, что открывает новые перспективы в переработке отходов.

Цунами в Арктике могут возникать как следствие глобального потепления, рассказал «Известиям» эколог, почетный полярник РФ и председатель совета Якутского отделения Российского союза спасателей Николай Находкин. Угроза связана с районом острова Беннетта в Восточно-Сибирском море, где ученые предполагают наличие вулканической активности.

— На спутниковых снимках видны шлейфы дыма, энергетически сравнимые с вулканическими выбросами, простирающиеся на сотни километров, доходя до берегов Канады и Аляски. Это свидетельствует, вероятно, о подводных вулканах, — пояснил специалист.

Он отметил, что в одном из заливов острова Беннетта за девять лет наблюдалось поднятие дна в нескольких точках на высоту от 1 до 9 м, что также подтверждает активность недр.

Основываясь на этих данных и результатах научной экспедиции 2022 года на остров Беннетта, эксперты пришли к выводу, что в этом районе возможны извержения подводных вулканов, которые при наличии открытой воды могут вызывать цунами.

По словам Николая Находкина, в Арктике пока не готовятся к таким явлениям, однако они представляют опасность для прибрежных поселков и промышленных объектов, например, нефтяных скважин на шельфе, которыми планируют заниматься российские компании, а также малой атомной станции в низовьях реки Яны.

Исследователи из МФТИ создали систему, позволяющую анализировать функционирование донорского сердца на клеточном уровне. Устройство состоит из мощного микроскопа, высокоскоростной камеры и специализированного программного обеспечения, которое дает возможность одновременно оценивать электрическую активность клеток и их метаболическое состояние.

— Система позволяет оптическими методами изучать работу отдельных молекул в митохондриях клеток сердца. Если с ними возникнут проблемы, мы это заметим, — рассказал «Известиям» руководитель исследования, старший научный сотрудник лаборатории экспериментальной и клеточной медицины МФТИ Михаил Слотвицкий.

При пересадке сердца обычно проверяют совместимость органа с пациентом генетическими методами, при этом есть всего четыре часа для доставки. Часто этого времени не хватает, и тогда предложенный метод позволяет быстро оценить, пригоден ли орган для трансплантации.

Кроме того, разработка открывает перспективы для персонализированной медицины: с помощью стволовых клеток из крови пациента можно создавать фрагменты сердечной ткани для тестирования различных лекарств и подбора эффективного лечения.

Российские генетики во главе с учеными Центра генетики и естественных наук университета «Сириус» проанализировали большое количество образцов ДНК, взятых из памятников скифской культуры различных периодов бронзового и раннего железного веков.

— Исследование опирается на анализ геномов 131 древнего человека из могил Великой Скифии — условного названия региона, охватывающего Северное Причерноморье, низовья Днестра, Днепра и Дона. Изученные останки принадлежат разным эпохам, локациям и социальным группам. Анализ генома помог восстановить историю происхождения, выявить наследственные болезни, а также получить представление о внешности и социальной структуре скифских кочевников, — пояснил руководитель Центра, академик РАН Евгений Рогаев.

По его словам, практически все исследования проведены в российских лабораториях, что демонстрирует возможности отечественной науки в масштабных работах по этногенетике и палеогенетике.

Вопреки существующим представлениям, учёные установили европейское происхождение древнего кочевого народа. Также ими изучено распространение «скифской болезни» — непереносимости фруктозы — среди современных европейцев.

Исследователи из Индии, США и Саудовской Аравии проанализировали изменения запасов пресной воды на суше за последние 22 года, используя данные спутников GRACE и GRACE-FO, которые предназначены для изучения гравитационного поля Земли и его вариаций.

Результаты выявили беспрецедентные потери пресной воды в мире, а также формирование крупных «мегазасушливых» зон в Северном полушарии, включая север России и Канады, юго-запад и центральную часть Северной Америки, а также регионы Северной Африки, Европы, Ближнего Востока, Центральной и Юго-Восточной Азии.

Площадь территорий, подвергающихся засухе, ежегодно увеличивается на величину, вдвое превышающую штат Калифорния. При этом сухие регионы теряют воду гораздо быстрее, чем поступает увлажнение в влажные зоны, подчеркнули ученые.

Основной причиной изменений они называют истощение грунтовых вод, на которое приходится 68% потерь, а также таяние ледников и вечной мерзлоты и усиление засух.

Авторы исследования отметили, что сокращение запасов пресной воды способствует повышению уровня моря в большей степени, чем таяние ледников Гренландии и Антарктиды.

Ученые подчеркнули необходимость срочных мер по управлению водными ресурсами в глобальном масштабе, особенно грунтовыми водами, которые играют ключевую роль в адаптации к климатическим изменениям.