30 главных научных достижений дальневосточной науки 2017 года
Из доклада на общем собрании ДВО РАН
председателя ДВО РАН академика В.И.Сергиенко
27 марта 2018 года
1. Институтом Прикладной математики ДВО РАН разработан алгоритм определения минимального числа подводных аппаратов, при котором вероятность обнаружения мобильного объекта равна или близка к единице. Этот алгоритм основан на аналогии данной задачи с задачей Бюффона по определению вероятности пересечения случайно расположенной на плоскости иглы параллельными прямыми. Наличие параметра, определяемого отношением локального размера области сканирования аппарата к глобальному размеру рассматриваемой области, приводит к увеличению вероятности обнаружения при движении аппаратов по траектории с переменным радиусом.
2. Вычислительным центром ДВО РАН выведено обобщенное логистическое уравнение для моделирования кинетики и статистики природных процессов, таких как землетрясения, лесные пожары, наводнения, оползни и др. Решение этого уравнения интерпретируется как некоторое приближение к частоте N(A) тех элементов, размер которых меньше A. Также рассматривается обратная функция N*(A)=1–N(A). При изучении землетрясений функция N*(m) означает частоту землетрясений с магнитудами, не меньшими m. Доказано, что известная формула Гутенберга-Рихтера является линейным приближением найденной теоретической кривой в области растянутой экспоненты. Найденная функция log10N*(m) применялась для моделирования распределения форшоков и афтершоков на Суматре (2004 год), а также в долине Напа (2014 год). Она хорошо согласуется с реальными данными как качественно, так и количественно.
3. Институтом автоматики и процессов управления ДВО РАН установлено, что слой таллия двухатомной толщины на кремнии обладает необычными электрическими свойствами. Он переходит в сверхпроводящее состояние при температуре 0,96 К, а при приложении магнитного поля становится изолятором, при этом его промежуточное состояние соответствует так называемому квантовому бозе-металлу. Полученные результаты демонстрируют, какими свойствами могут обладать сверхтонкие пленки металлов в области низких температур.
4. Институтом автоматики и процессов управления ДВО РАН определены атомная структура и электронные свойства двумерных соединений таллия (Tl) со свинцом (Pb), висмутом (Bi), теллуром (Te) и селеном (Se) на кремнии Si (111). Хотя все соединения имеют одинаковую структуру, соединения Tl-Pb и Tl-Bi – металлы, а Tl-Te и Tl-Se – диэлектрики. Продемонстрирована возможность формирования планарных гетероструктур на основе этих соединений.
5. Институтом проблем морских технологий ДВО РАН разработана технология мобильного выполнения глубоководных исследований вдоль протяженных трасс с помощью автономного необитаемого подводного аппарата (АНПА). Решена задача оперативной навигационной поддержки АНПА в условиях значительного изменения рельефа дна и геомагнитной обстановки. Мобильная навигационная система включает в себя судовой модуль и модуль на АНПА и не требует использования автономных гидроакустических маяков. Результаты глубоководных инженерно-исследовательских работ в Охотском море с помощью АНПА «ММТ-3000» подтвердили требуемую точность и высокую эффективность работы мобильной навигационной системы в сложных гидрологических условиях вдоль протяженных трасс общей длиной 525 км.
6. Уссурийской астрофизической обсерваторией ДВО РАН исследована кинематика ядра и фронтальной структуры коронального выброса массы (КВМ) в ходе солнечного события 17.08.2013. Выявлено, что выброс был инициирован эруптивным протуберанцем, который стал ядром КВМ и оставался активным. Ядро КВМ формировалось до расстояний в 4 R¤, эволюция структуры продолжалась на высотах до 25 R¤, при этом расширение выброса не приобрело самоподобного характера. Поскольку корональные выбросы являются причинами геомагнитных бурь, изучение сценариев их инициации и распространения важно для понимания механизмов их возникновения и прогноза возмущений космической погоды.
7. Институтом машиноведения и металлургии ДВО РАН предложен алгоритм расчетов неустановившихся температурных напряжений в технологической операции сборки цилиндрических деталей способом горячей посадки. Полученные закономерности позволяют рассчитать пластические деформации и напряжения в каждый момент времени и таким способом организовать алгоритм пошагового по времени расчета с отслеживанием моментов зарождения и последующих положений упругопластических границ и границ, разделяющих область пластического течения на части, где деформирования подчинено разным системам уравнений в соответствии с принадлежностью напряжений разным граням и ребрам поверхности нагружений в пространстве главных напряжений.
8. Институтом химии ДВО РАН разработан способ получения гетерогенных катализаторов на основе соединений молибдена, чрезвычайно востребованных для окисления органических загрязнителей различной природы, в частности, для гидротермального окисления металлорганических комплексов радионуклидов, входящих в состав жидких радиоактивных отходов (ЖРО). Уникальность катализаторов заключается в их химически активном составе и высокопористой структуре, что позволяет избежать кольматации пор и блокирования каталитических центров продуктами окисления и продлить срок службы катализатора.
9. Для нужд аэрокосмической техники (в частности палубной авиации) Институтом химии ДВО РАН разработан способ формирования композиционных защитных покрытий на различных сплавах алюминия, в том числе легированных Sc, Cu и Mg. Композиционные покрытия, сформированные трёхкратным нанесением из суспензии ультрадисперсного политетрафторэтилена, обладают уникальными антикоррозионные свойствами, снижая значение плотности тока коррозии (в 3 % растворе NaCl) для всех защищаемых сплавов до уровня (3,1∙10-11 – 4,0∙10-12 А/см2), что более чем на три порядка ниже значений для ПЭО-покрытий и на 5 порядков ниже, чем для сплавов без покрытия.
10. Национальным научным центром морской биологии ДВО РАН совместно с Каролинским институтом (Швеция) открыт новый механизм специализации клеток надпочечников. Полученные данные могут быть использованы для выяснения причин возникновения злокачественных опухолей симпато-адреналовой системы (нейробластом и феохромоцитом).
11. Федеральным научным центром Биоразнообразия ДВО РАН впервые получены эукариотические системы экспрессии – трансгенные растения и клеточные культуры табака, накапливающие рекомбинантный силикатеин, позволяющие получать этот ценный белок биотехнологическим способом. Используя химерный силикатеин, слитый с зеленым флуоресцентным белком, была установлена динамика накопления и клеточная локализация рекомбинантного белка. Экспрессия силикатеина приводила к гиперактивации синтеза наночастиц серебра методом химического восстановления в жидкой фазе. Исследована морфология и размеры частиц, идентифицированы их структурно-фазовое состояние и элементный состав. Полученные наночастицы обладали выраженным бактерицидными свойствами.
12. Лиссодендориковые кислоты А (1) и B (2) – первые представители новой группы алкалоидов с новыми скелетными системами, были выделены учеными Тихоокеанского института биоорганической химии ДВО РАН им. акад. Г.Б.Елякова из губки Lissodendoryх florida, собранной в акватории Охотского моря. Структуры и абсолютные конфигурации этих соединений были установлены при помощи подробного анализа массива спектроскопических данных, направленных химических трансформаций и квантовохимического моделирования. Лиссодендориковые кислоты показали потенциальное антипаркинсоническое действие в in vitro тесте на клетках нейробластомы Neuro 2a.
13. Тихоокеанским океанологическим институтом ДВО РАН им. акад. В.И.Ильичева на основе изучения продуктивности и магнитных свойств морских осадков за время максимума последнего оледенения – раннего голоцена (21–8 тысяч календарных лет), впервые зафиксирована их столетняя изменчивость, обусловленная изменениями среды и климата Северо-Западной Пацифики. Установлена связь событий повышенной продуктивности Пацифики с положением летнего Восточно-азиатского муссона. Показано, что основным регулятором столетних изменений климата Азиатско-Тихоокеанского региона являются интенсивность и положение Сибирского антициклона. Установленная закономерность может служить основой для изучения палеоокеанографии и стратиграфии осадков умеренных и высоких широт Северной Пацифики с высоким разрешением, а также для прогнозирования будущих изменений климата Земли.
14. Институтом вулканологии и сейсмологии ДВО РАН впервые за средне-позднечетвертичное время определена средняя скорость направленного в сторону океана растяжения Центральной Камчатки, которая составляет примерно 17 мм в год и характеризует скорость деформации земной коры островной дуги при миграции погруженной части океанической плиты и желоба. Из полученного значения скорости растяжения 13 мм в год приходится на Восточно-Камчатскую зону разломов, а 4 мм в год – на Восточный вулканический пояс. Растяжение в вулканическом поясе реализуется в движениях по разломам, которые образуются при разрушении утоненного хрупкого слоя земной коры. На врезке справа внизу – разрез через две наземные зоны растяжения Центральной Камчатки со значениями скорости горизонтального растяжения.
15. Северо-Восточным комплексным НИИ им. акад. Н.А.Шило впервые проведено высокоточное U-Pb СА-TIMS-датирование цирконов, выделенных из четырех проб бентонитов в пермских отложениях Охотского бассейна. Полученные датировки важны для геохронологической характеристики среднего и верхнего отделов пермской системы Региональной стратиграфической шкалы Северо-Востока России. Результаты могут быть использованы для уточнения калибровки Международной стратиграфической шкалы. Возраст нижней границы среднего отдела перми по нашим данным опускается до 277 млн лет. Новая калибровка уменьшает длительность кунгурского яруса с 11,2± 0,5 млн лет до 6,0–6,5 млн лет.
16. Тихоокеанским институтом географии ДВО РАН для Южных Курил на основе летописей палеоцунами и межрегиональной корреляции выделены события, которые могут быть рассмотрены как кандидаты в мегацунами (катастрофические природные события), проявившиеся в регионе за последние 7,5 тыс. лет. Восстановлены параметры заплеска сильных палеоцунами на берегах разного типа за последние 2,5 тыс. лет, выделены события XVII и XIII веков. Установлено, что повторяемость катастрофических цунами составляет 1 раз в 300–400 лет. Наряду с крупными региональными событиями выделены сильные цунами локального масштаба.
17. Институтом экономических исследований ДВО РАН показано, что возможности развития Дальнего Востока России за счёт физического наращивания объёмов экспорта энергоресурсов практически исчерпаны. Существенный рост доли российских энергоресурсов на рынках стран АТР блокируется усилением конкуренции и сокращением размеров совокупного спроса. Ожидания прироста региональных макропоказателей за счет проектов по созданию транзитной инфраструктуры на Дальнем Востоке завышены в силу низкого коэффициента локализации транзитных эффектов. Значительная часть финансовых результатов от деятельности крупных предприятий ТЭК перераспределяется за пределы Дальнего Востока. Необходима диверсификация инвестиционных программ с переходом к проектам по выводу на рынки стран АТР продуктов высокой степени переработки как в ТЭК, так и в других секторах. Издана монография «Российский Дальний Восток на пути в будущее».
18. Институтом экономических исследований ДВО РАН исследованы теоретические и эмпирические основания элементов новой экономической политики государства по отношению к региону. Показано, что ожидания в области прироста макроэкономических и демографических индикаторов существенно завышены в связи с недостаточным учетом особенностей имплантации общетеоретических концепций и экспериментально проверенных в других странах и регионах институциональных форматов, а также дальневосточных особенностей в области экономической структуры и пространственной организации. Предложено дополнить официально признанные схемы регулирования за счет имплантации механизмов, способствующих формированию внутрирегионального контура генерации доходов, сбережений и накопления.
19. Фундаментальное исследование Институтом истории, археологии и этнографии ДВО РАН интеграционного потенциала Тихоокеанской России выявило, что в настоящее время российский проект интеграции оказался сведенным к развитию экономических и политических связей России с несколькими ключевыми азиатскими партнёрами и расширению её формального участия в региональных организациях. Показано, что успех реализации долговременной стратегии по укреплению статуса РФ как глобальной и тихоокеанской державы и создание на востоке страны фундамента её будущего процветания зависят от твёрдости политической воли и способности центральной власти увязать национальные интересы страны, бизнес-планы госмонополий и крупного частного бизнеса РФ с запросами и потребностями жителей Тихоокеанской России, умело использовать их интерес, знания и потенциал, а также уже налаженные многообразные кросс-граничные и региональные связи региона в решении общенациональных задач.
20. Исследование Институтом истории, археологии и этнографии ДВО РАНособенностей межэтнического взаимодействия на российском Дальнем Востоке в XVII – XIX вв. показало, что с приходом русских среди аборигенов прекратились кровопролитные межродовые конфликты, ускорились процессы этнической консолидации и межэтнической интеграции; этнокультурные взаимодействия обогатились инновациями, ведущими к перестройке цивилизационных основ. В результате взаимодействия появились новые субкультуры (камчадалы, марковцы, колымчане, русскоустьинцы и др.). Дальний Восток как составная часть российского государства не только вошел в систему международных отношений, но и стал их субъектом. Произошло включение огромного региона в общеисторическое культурное пространство. Было положено начало как территориальному сближению Европы и Восточной Азии, так и динамичному развитию связей коренных народов, славянского и восточноазиатского населения.
21. Всероссийским научно исследовательским институтом сои получен ультраскороспелый сорт сои Топаз с периодом вегетации 89-93 дней. Сорт предназначен для возделывания в зоне с суммой активных температур от 1600˚С. Использование данного сорта позволит увеличить зону посева сои вплоть до северных районов дальневосточного региона. Потенциальная урожайность 2,43 т/га, содержание в семенах белка – 40-41 %, жира – 18-19 %.
22. Магаданским научно-исследовательским институтом сельского хозяйства получен новый генотип северного оленя чукотской породы «Возрождение», обладающий высоким генетическим потенциалом с заданной продуктивностью. По мясной продуктивности разведение оленей породы «Возрождение» экономически эффективнее в сравнении с аналогами чукотской породы. Получен патент на селекционное достижение «Олени северные «Возрождение» №999.
23. Камчатским научно-исследовательским институтом сельского хозяйства получен сорт жимолости Мильковчанка – сеянец дикорастущей жимолости камчатской от свободного опыления.
24. Приморской плодово-ягодной опытной станцией получен новый сорт мыльнянки лекарственной Зорька, который включен в реестр сортов, разрешенных к использованию в Российской Федерации.
25. Якутским научно-исследовательским институтом сельского хозяйства разработано методическое пособие «Система ведения сельского хозяйства в Республике Саха (Якутия) на период 2016-2020 годы», в котором даны экономические, организационные, технические и технологические принципы рационального построения и ведения сельскохозяйственного производства в условиях Республики Саха (Якутия).
26. НИИ эпидемиологии и микробиологии им. Г.П.Сомова установлены молекулярно-генетические и биологические особенности 10 штаммов вируса клещевого энцефалита, изолированных в Приморском крае до 1960 года. Показана принадлежность штаммов к одному дальневосточному субтипу вируса. Выявлено, что ряд штаммов с ошибками секвенирования не могут использоваться как эталонные. Рекомендованы новые штаммы в качестве эталонных. Результаты позволяют выявить эволюционные связи и происхождение, уточнить ареалы генотипов вирусов комплекса клещевого энцефалита.
27. Дальневосточным научным центром физиологии и патологии дыхания впервые установлено, что полиморфизм гена GABBR2, кодирующего 2-ю субъединицу метаботропных трансмембранных рецепторов, оказывает существенное влияние на предрасположенность к синдрому полной или частичной задержки дыхания во время сна у больных бронхиальной астмой вне зависимости от пола, возраста и индекса массы тела.
28. Исследование Научно-исследовательского центра «Арктика» ДВО РАН лиц, не проживающих в условиях Севера, показало, что тренировки с ререспирацией повышают холодовую и гипоксическую устойчивость и формируют баланс симпатической и парасимпатической регуляции. Тепловизионная реакция тыльной поверхности кисти на локальное холодовое воздействие после ререспирации указывает на преобладание вазодилатации, проявляющейся в повышении усредненной температуры кисти и тела в целом. Тренировки с ререспирацией могут быть эффективны для повышения не только холодовой, но гипоксически-гиперкапнической устойчивости человека при отборе специального контингента для действий в экстремальных условиях окружающей среды, включая арктические регионы.
29. Исследования в Арктике Тихоокеанского океанологического института ДВО РАН им. акад. В.И.Ильичева в рамках программы фундаментальных научных исследований РАН по приоритетным направлениям «Дальний Восток», в результате которых выявлены новые закономерности в транспорте и трансформации органического вещества в исследуемой геосистеме «суша-шельф» в районах, наиболее подверженных современному потеплению климата (восточно-арктические системы «река Лена - море Лаптевых», «река Яна – море Лаптевых», «река Индигирка – Восточно-Сибирское море» и «река Колыма – Восточно-Сибирское море»). Проведенный анализ липидных биомаркеров поверхностных осадков Восточно-Сибирского шельфа подтвердил доминирующий вклад органического вещества наземного происхождения в современный седиментогенез. Комплексное исследование многолетней динамики карбонатной системы вод Восточно-Сибирского шельфа показало, что доминирующими факторами, ответственными за экстремальную асидификацию вод этого района, являются окисление эрозионного органического вещества до СО2 и прямой эффект разбавления морской воды речным стоком.
30. Проведённые Институтом химии ДВО РАН в рамках программы фундаментальных научных исследований РАН по приоритетным направлениям «Дальний Восток» исследования минерального сырья из техногенных отходов отработки золотороссыпного месторождения Кедровка (Красноармейский район Приморского края) показали наличие существенных концентраций золота (до 15 г/т) в техногенных объектах золотодобычи. Предложена схема предварительного обогащения техногенных проб, что позволило выделить концентрат тяжелых минералов немагнитной фракции, который может служить исходным сырьем для последующего гидрометаллургического извлечения золота. Проведённые работы позволили увеличить содержание золота в техногенных пробах в среднем более чем в 30 раз.