Премия имени Макса Планка за 2013 год

13 ноября в Берлине состоится торжественная церемония вручения премии имени Макса Планка. Эта премия, присуждаемая ежегодно Фондом имени Александра Гумбольдта и Обществом имени Макса Планка двум ученым - одному немецкому и одному иностранному, - финансируется Федеральным министерством образования и научных исследований, причем финансируется весьма щедро: каждый из лауреатов получает по 750 тысяч евро.

В нынешнем году этой престижной награды удостоились профессор Стэнфордского университета Крис Филд (Chris Field) и директор Института биогеохимии имени Макса Планка в Йене Маркус Райхштайн (Markus Reichstein). В пресс-релизе учредителей премии отмечается, что работы лауреатов помогли расширить наши знания о реакции биосферы Земли на изменения климата и о ее взаимодействии с атмосферой. Тем самым эти двое ученых не только способствовали более глубокому пониманию фундаментальных процессов и механизмов, но и внесли весомый вклад в оценку последствий изменений климата.

Научные заслуги Маркуса Райхштайна

Исследования, выполненные Маркусом Райхштайном, впервые позволили получить представления о глобальном круговороте углекислого газа и воды между атмосферой и экосистемами на суше. Ученый стал одним из инициаторов создания всемирный сети метеостанций FLUXNET, обеспечивающей мониторинг баланса веществ в самых разных экосистемах планеты. Он также разработал математический аппарат, позволяющий соотнести данные этого мониторинга с данными других метеорологических и климатологических наблюдений. На этой основе ученому удалось оценить количество воды и двуокиси углерода, которыми обмениваются биосфера и атмосфера.

Сегодня Маркус Райхштайн координирует масштабную научно-исследовательскую программу Евросоюза, цель которой - выяснить, как меняется соотношение между массой органического материала, производимого зелеными растениями в процессе фотосинтеза, и массой парниковых газов, выделяемых различными экосистемами, под воздействием экстремальных климатических и погодных явлений. Первые результаты исследований указывают на особую роль засух, поскольку фотосинтез, при котором из углекислого газа и воды образуются органические вещества, реагирует на засухи сильнее, чем дыхание организмов, при котором органические вещества разлагаются на углекислый газ и воду.

На основе полевых наблюдений и лабораторных экспериментов Маркус Райхштайн разрабатывает компьютерные модели, позволяющие спрогнозировать влияние изменений климата на углеродный баланс различных экосистем, прежде всего - почв.

Научные заслуги Криса Филда

Исследования Криса Филда тоже служат своего рода мостиком между полевыми испытаниями или лабораторными экспериментами и анализом глобальных изменений климата. Поначалу его научные интересы были сосредоточены на растительности калифорнийских субтропических степей: он анализировал влияние изменений климата на вегетацию. При этом Крис Филд смог, в частности, на уровне отдельного растения изучить взаимосвязь между количеством абсорбированного света и активностью фотосинтеза, что, в свою очередь, позволило оценить суммарный объем производимой биомассы.

Эти работы послужили ученому экспериментальной базой для создания глобальной модели, позволяющей с учетом биогеохимических и экологических взаимосвязей прогнозировать воздействие изменений климата на биосферу. Благодаря этой модели ученому удалось уже в 1998 году оценить так называемую нетто-продукцию, или чистую первичную продукцию биосферы, то есть суммарный объем биомассы, производимой всеми существующими на планете зелеными растениями и фотосинтезирующими одноклеточными водорослями, за вычетом той части биомассы, что расходуется на дыхание.

Та работа ученого считается прорывом, она легла в основу всех последующих моделей, используемых сегодня для расчета и прогнозирования реакции экосистем на глобальные изменения. Предложенная Крисом Филдом методика расчета нетто-продукции помогает, в частности, оценить, сколько выбрасываемого в атмосферу углекислого газа способны принять природные поглотители - например, леса.