Ученые Томского государственного университета (ТГУ) предложили создать сеть подводных обсерваторий для непрерывного мониторинга состояния вод Мирового океана. Основой для этих станций станет цифровая голографическая камера (DHC), разработанная в лаборатории радиофизических и оптических методов изучения окружающей среды. О перспективах развития этой технологии первый проректор ТГУ Виктор Демин рассказал на XI Международной конференции «Дальний Восток и Арктика: устойчивое развитие», прошедшей в Москве.
Специалисты отмечают, что традиционные химические пробы воды не всегда способны дать объективную картину. Для многих загрязняющих веществ не установлены предельно допустимые концентрации, а попав в воду, десятки соединений вступают в реакции, меняя свою токсичность непредсказуемым образом. Кроме того, появление таких загрязнителей, как микро- и нанопластик, требует новых подходов к оценке. Решением может стать биоиндикация — анализ состояния среды по реакциям живых организмов, в частности планктона, который мгновенно реагирует на любые изменения.
Разработанный в ТГУ инструмент — цифровая голографическая камера — позволяет изучать планктон принципиально иначе. В отличие от традиционной съемки, голография фиксирует полноценную трехмерную картину частиц в толще воды без вмешательства в среду обитания. С 2016 года оборудование прошло испытания в Карском и Баренцевом морях, на Байкале и в Черном море, а с сентября 2024 года работало на ледостойкой платформе «Северный полюс» в рамках экспедиции «Северный полюс-42».
Ученые научились использовать DHC не только для измерения концентрации и биомассы планктона, но и для оценки поведенческих реакций организмов, которые служат ранними индикаторами неблагополучия. Например, снижение фототропной реакции на свет, фиксируемое камерой, является биомаркером загрязнения. Этот метод позволяет выявить опасность всего за три часа. Другой подход — анализ биоритмов планктона через Фурье-спектры. «Сбои» в циркадных или приливных ритмах, которые можно зафиксировать за 72 часа, сигнализируют о возможной экологической катастрофе задолго до того, как ее зафиксируют традиционные методы.
Исследователи предлагают размещать автономные обсерватории на базе DHC в портах, в районах добывающих платформ, атомных станций и в акваториях Арктики. Сеть таких сенсоров позволит в реальном времени следить за экологическим состоянием водных экосистем и прогнозировать развитие ситуаций. Как подчеркнул Виктор Демин, в ТГУ уже готова конструкторская документация и налажено производство компонентов, что позволяет изготавливать камеры под заказ и обучать персонал.
Ранее Наука Mail рассказывала, что старейшие заметки о китах помогли раскрыть тайны океана.
