Ханкала: карбоновый полигон под Грозным

Недавно в Байсангуровском районе Грозного появился новый участок — Ханкала. В отличие от одноименной военной базы, расположенной на другой окраине города, этот объект совершенно мирный. Здесь будет кампус карбонового полигона — площадки для исследования воздуха, воды, почвы и растений. Главная задача таких полигонов — измерение выбросов и поглощения парниковых газов в разных природных условиях. Выделение углерода в атмосферу называется эмиссией, а обратный процесс — секвестрацией.

Анализируй CO

Вокруг Ханкалы лес, мирно пасутся коровы, работают строители, а о причастности к науке свидетельствует разве что метеостанция на солнечной батарее.

— Это экспериментальная мачта с измерительным оборудованием и автономным питанием, — объясняет заведующий сектором геофизики Института природных ресурсов Академии наук Чеченской Республики Салавди Бадаев. — Предназначена для сбора и обработки данных о скорости и направления ветра, атмосферном давлении, влажности воздуха, температуре, концентрации водяного пара и углекислого газа.

Салавди Бадаев — один из будущих сотрудников полигона. Объект пока только строится, но сбор данных уже ведется. Нужен как минимум год наблюдений, чтобы определить, что в конечном итоге происходит на этом участке — выделение или поглощение парниковых газов. Параллельно с этим создается база данных, куда вносятся как сведения от гидрометцентра, так и показатели с космических снимков, сделанные на протяжении последних десяти лет. Потому что наука — «это такая вещь, где недостаточно одномоментных данных, нужен ретроспективный анализ».

— В связи с Парижским соглашением по климату во всем мире встал вопрос о декарбонизации промышленности, экономики, да и вообще образа жизни, — говорит научный руководитель проекта, советник ректора Нефтяного университета (ГГНТУ) Ибрагим Керимов. — На федеральном уровне было принято решение создать сеть карбоновых полигонов по всей России.

В Чеченской Республике строительством полигонов заняты два вуза — Чеченский госуниверситет и ГГНТУ. Всего в регионе планируют построить 16 участков. Шесть из них курирует Нефтяной университет. Они будут расположены в разных местах — в Грозном, в селении Рошни-Чу, в высокогорном Галанчожском районе и на Терском хребте. Ханкала станет центром — именно сюда будут стекаться данные со всех территорий. Все остальные участки не будут так застроены. Исследователям важно максимально сохранить естественную среду, чтобы анализировать выбросы и поглощение именно в природных условиях.

— Например, в Рошни-чу мы поставим метеостанцию, которая соответствует классу Всемирной метеорологической организации, — говорит Ибрагим Керимов. — Собранные ею данные о парниковых газах, изменениях температуры, солнечной активности в закодированном варианте будут попадать во все мировые метеослужбы. Мы так и называем эти участки — эталонными, потому что на основе этих данных будет проводиться оценка углеродного баланса всей Чеченской Республики.

Сначала будет дрон

Работать на полигоне будут около 20 человек — климатологи, экологи, ботаники, геологи и географы. Некоторых специалистов вузы Чечни не выпускают, поэтому с их подготовкой поможет Московский госуниверситет.

Адам Батукаев — старший научный сотрудник научно-технического центра «Геоинформационные системы» ГГНТУ. У него два красных диплома по двум специальностям геолого-промыслового факультета.

— Главная наша цель — снизить каким-то образом выбросы и увеличить поглощение углекислого газа, — объясняет ученый. — Потому что увеличение концентрации CO2 — это уже проблема мирового уровня. Из-за этого растут среднегодовые температуры — считается, что основным парниковым газом во всем этом процессе является углекислый. Мы будем вести здесь наблюдение, ставить эксперименты и смотреть: вдруг это не только вина человека в том, что так происходит, вдруг еще геологическая среда что-то там выбрасывает.

На самом полигоне Адам будет заниматься дистанционным зондированием — обработкой данных о состоянии почвы, воздуха и растений. Первым источником информации для него станет дрон.

— Начался рабочий день — надо получить картинку, — объясняет Адам. — От дрона мы получаем картинку в нескольких диапазонах. Кроме видимого нами есть еще огромное количество инфракрасных и тепловых зон. Я не знаю, какие именно параметры от нас потребуют, но самое простое — оценить количество хлорофилла в растениях. Мы внесем полученные данные в растровый калькулятор и дальше сможем сделать выводы, что, например, на этом участке фермы недостаток увлажнения, а на этом, наоборот, хорошая вегетация.

Нотариус и оракулы

Пока геофизики и экологи занимаются изучением природных данных, часть студентов ГГНТУ работает над цифровизацией еще не открытого полигона. Студенты факультета автоматизации и прикладной информатики разработали блокчейн для будущей научной площадки. Он нужен для того, чтобы ни у кого не возникало сомнений в достоверности полученных данных.

— Одна из главных проблем современного мира — то, что люди друг другу не доверяют, — рассуждает директор парка высоких технологий ГГНТУ Мансур Арсанукаев. — Именно поэтому ведь и придуман институт нотариусов — это третье лицо, которое записывает и заверяет договоренности, достигнутые между двумя людьми. Блокчейн работает по аналогичному принципу, но если нотариус ведет свою бумажную базу данных, то блокчейн — это децентрализованная база данных. Есть множество компьютеров, в которые могут вноситься сведения, синхронизируемые в последующем со всей остальной сетью. И если человек захочет открыть эту базу и внести какие-то другие цифры, у него не получится. Блокчейн, как добросовестный нотариус, обеспечивает нам неизменяемую, верифицированную информацию, полученную от проверенных оракулов.

Оракулами программисты называют проводники и переводчики, которые направляют данные в блокчейн. В случае с полигоном в роли оракулов будет выступать установленное на нем оборудование. Главным его поставщиком станет американская компания LI-COR, производящая устройства для экологического мониторинга окружающей среды. В научном руководстве вуза говорят, что оно уже заказано, а стоимость составляет миллионы долларов. Это газоанализаторы, анемометры, системы измерения газообмена растений и почв, определения содержания углерода в воде и так далее.

— Мы еще не знаем, как будут передаваться данные — по воздуху, по кабелю, какие протоколы и порты будут для этого использованы, — говорит Мансур Арсанукаев. — Есть еще одна проблема: учитывая, что производитель американский, возможно, нам придется адаптировать их протоколы под наши стандарты.

Бэнкси из грозненского Нефтяного

Проще попасть на полигон и разобраться в технических характеристиках его оборудования, чем увидеться и поговорить с разработчиком блокчейна, студентом 3 курса факультета автоматизации и прикладной информатики ГГНТУ Алашом Хатуевым. От личной встречи программист отказался, предоставить свое фото тоже не захотел. Пришлось общаться в одном из мессенджеров. Алаш рассказал, что проблему достоверности полученной информации блокчейн решает не полностью, потому что даже самое точное оборудование может выйти из строя.

— Вопрос недостоверности — главная проблема оракулов, они не идеальны, — признается разработчик. — Но мы всегда можем снизить вероятность ошибки. В случаях с датчиками установить несколько в одном месте, тогда будет проще отследить несоответствие в данных и другие аномалии.

У разработчиков приложения к блокчейну не только научный, но и коммерческий интерес. Учитывая, что карбоновые полигоны в стране только появляются и четких методик подсчета и автоматического ввода данных нет, детище студентов Нефтяного можно будет применять на территории всей страны. А значит, речь идет о деньгах, и совсем не маленьких.

Пожевать и распробовать

Кампусный участок карбонового полигона в Грозном должен открыться до конца этого года. Он не сразу заработает в полную мощь — для начала нужно обучить будущих сотрудников не просто собирать, а анализировать данные, чтобы понять, какой именно фактор повлиял на рост или на уменьшение показателей.

— Главная наша проблема в том, что мы идем в совершенно новом для себя направлении, — подчеркивает Ибрагим Керимов. — И это относится к России в целом. Но, как и всякое новое дело, карбоновые полигоны — это сложно и потому зажигательно.

— У нас принято считать науку скучной, но это ровно до тех пор, пока ты не пожуешь и не распробуешь, — считает Адам Батукаев. — Мы в середине лета проводили со студентами геологоразведочные работы в Черных горах. И вот ребята, которых мы только-только взяли, вначале были немного инертные. Но когда они сами нашли аммонит, у них прямо глаза загорелись: «Что это?» Ребята, говорю, он жил на этой планете примерно 80 миллионов лет назад — между нижним мелом и верхней юрой. И все. Инертность пропала, они хотят его достать, отнести в музей. То есть они пожевали, попробовали — и почувствовали интерес.