Az Amazon titkos matematikája

Adjon hozzá minket a Snapchaten!

Valerij Ivanov az Amazonason haladva erdei arccal néz: makacs, kék szemű vigyorral, amely végigjárja az örömteli és elborult közötti határt. A hüvelykujj nagyságú legyek és a kobaltkék lepkék suhannak el, miközben a ködös narancssárga napfény a bársonyos zöldfelhőbe pattan át. De Ivanov az erdő talajára összpontosít, arra, ami különösen semmi sem látszik.

A levélszemétet vizsgálja - az erdő talaját szőnyeggel boruló bomló barna tömeg. Kiemelhetetlen és könnyen figyelmen kívül hagyható. De az egyenlet része, amely szabályozza, hogy az esőerdők miként kezelik a nedvességet. Olyan modellezőnek, mint Ivanov, ez fontos.

Az UM Építőmérnöki és Környezetmérnöki Tanszékének adjunktusa, Ivanov a tucatnyi tudósból - főként ökológusból - álló csapat egyedüli mérnöke, akik heteket töltenek egyszerre ebben az 50 hektáros kutatási erdőben, amely a brazil autópálya 163 között szorult. és a Tapajos folyó, mintegy 60 mérföldre Santarem kis kikötővárosától. Mint mindig, itt van az adatok üldözésében.

"Sétálok az erdőn, és látok egyenleteket, látom a matematikát" - magyarázza. „A fa olyan cső, amely a vizet a talajból a légkörbe mozgatja. A végén van egy szelep, és minden fa másképp használja ezt a szelepet. Közülük őszintén szólva olyan dolgokat csinálnak, amelyeknek nincs értelme számunkra. És meg kell értenünk őket. ”

Ivanov és sok más itteni kutató számára a rejtély a 2000-es évek elején kezdődött, amikor hatalmas aszály érte az Amazonas medencéjét. A kutatók arra számítottak, hogy az erdő lombkoronája leáll. De azt találták, hogy az ellenkezője - míg egyes fajok visszahúzódtak a víz megőrzése érdekében, mások valóban zöldebbé váltak, fotoszintetizáltak a legszárazabb napokon keresztül. A csapat azóta az erdő titkainak feltárásán dolgozik.

„A múltban a kutatók a növényzetet nézték, mint a különböző színű bőrűeket; lehet, hogy másképp néznek ki, de alatta alapvetően ugyanazok - mondta Ivanov. „Mint kiderült, a különböző fajok nagyon eltérő módon működnek, és el akarunk térni a növények külső megjelenés szerinti osztályozásától és a működésük szerinti osztályozás felé. Mert miután megértette működésüket, megjósolhatja, hogyan fognak viselkedni az éghajlat változásával. ”

Amikor az erdőben van, Ivanov napjait magasan a lombkoronában, az erdő talaján és mélyen a föld alá vájt talajgödrökben mászva tölti. Hővel, páratartalommal, esővel, hangyákkal, villámokkal, kígyókkal, chiggerekkel és fáradtsággal küzd a műszerek működtetése érdekében. Éjjel az ökológusok csapatával csupasz izzók alatt gyülekezik a tábor átvilágított chow-termében, hogy szitálja az adatokat, felcserélje a történeteket és megpróbálja nem viszketni a csípős falatokat. Ez nem az adatmodellező hagyományos élőhelye - általában számítógépes képernyők előtt töltik idejüket az egyenletek csiszolásával.

Ivanov úgy véli, hogy ideje ennek megváltozni. Brazíliában és másutt pedig ennek a változásnak az élére helyezte magát, és a föld végéig utazik, hogy jobb módszereket találjon a mérnöki precizitáshoz a természet szeszélyeihez kötve. A brazíliai kutató tábor a két luxushelyzet közül a luxusibb; Szibériába is utazik, hogy figyelje az olvadó örökfagyot, ahol sátorban él, és főleg konzerv spagettivel él meg.

"Amikor először jössz a pályára, olyan dolgokat látsz, amelyekre soha nem gondoltál volna, ha irodában ülsz" - mondta Ivanov. "Mélyebben meg kell vizsgálnunk a rendszereket, és meg kell próbálnunk a biológiai kölcsönhatások gazdagságát behozni a modellbe."

Valójában a bolygó jövője attól függhet, hogy mélyebben megértik, hogyan működnek az Amazonashoz hasonló helyek. Az elkövetkező évtizedekben a klímaváltozás forróbb és szárazabb Amazonas esőerdőt hoz létre, mint az emberiség történelmének bármely korábbi szakaszában. Az erdő mögötti matematika megértése segíthet az Ivanovhoz hasonló modellezőknek megjósolni, hogy ez hogyan fog változni, amikor a változók elmozdulnak a klímaváltozás miatt. És ezeknek a változásoknak az erdőn túl messze vannak következményei.

„Az Amazon tudománya különös, mert nem csak a brazilokat vagy a dél-amerikaiakat érinti. Ez valóban mindannyiunkat érint ”- mondta Ivanov. „Például ennek a régiónak a változásai megváltoztathatják Észak-Amerika csapadékmintáit. A légkör megváltozik, az időjárás és az éghajlat befolyásolja. Tehát valóban meg kell értenünk ezeknek az erdőknek a sorsát a szárazság várható növekedése mellett ebben a régióban. ”

A közelben az U-M építőmérnöki doktorjelöltje, Elizabeth Agee javítja a nedváramlás-érzékelők hálózatát, amelyek pillanatról pillanatra mérik, mennyi víz áramlik az erdő fáin. Nehéz, fekete kígyómentes nadrágot és a csípőjéhez feszített vezeték nélküli csavarhúzót viselve vörös arccal úszik a forróságon keresztül, átvágva az erdő életében.

A kétgyermekes anya és az első generációs főiskolai hallgató, Agee osztja Ivanov elképzeléseit a mérnöki olvadásról az ökológiával. Három évvel ezelőtt jött az U-M-be, hogy Ivanovval dolgozzon; ez a negyedik útja az Amazonason és valószínűleg utoljára U-M PhD-jelöltként.

Ez egy olyan élet, amelyet még néhány évvel ezelőtt sem gondolt volna soha magának. Az anya és az első generációs főiskolai hallgató, Agee hosszú utat tett meg egyetemi karrierjén keresztül, és több éven át befejezte fizikai diplomáját, miközben kiskereskedelmi munkákkal támogatta önmagát és fiát. Az alapképzésen túli továbbképzése nem szerepelt a lehetőségek listáján.

„Öt évvel ezelőtt arra gondoltam:„ Ha csak befejezhetem a diplomámat, és munkát találok, az csodálatos lenne. ”Indianapolisban éltem volna, és felneveltem volna a családom, és rendben lett volna. De most itt jártam, jártam az amazóniai esőerdőben és igazán izgalmas kutatásokat végeztem. Ha tovább tudom folytatni, olyan munkát végezni, amely hatással van a világra, akkor nagyon boldog leszek. "

Miután végzett, Agee azt tervezi, hogy elmegy dolgozni az Oak Ridge Nemzeti Laboratóriumba, ahol folytathatja a világot megváltoztató hidrológiai kutatásokat, miközben közel marad Indiana gyökereihez. Ivanov pedig a partner nélkül marad, aki az elmúlt három évben az Amazon-on kirándulásokon kísérte.

"Az egyetemi kutatások olyanok, mint egy örök startup működtetése" - mondta Ivanov. "A dolgok mindig változnak, a munkaterhelés egyenlőtlenül oszlik el, és vannak olyan kihívások, amelyek egyedülállóak a" vállalkozásod "számára, amelyeket nehéz vagy akár lehetetlen teljesíteni."

De a terület állandó kihívásokkal jár, különösen egy ilyen helyen. És az évek során Ivanov rájött, hogy az erdő annyit tanított magáról, mint a hidrológiáról.

"Ez nem teher, nem kötelezettség, hanem kiváltság itt dolgozni" - mondta. „Olyan küldetéssel vagyok itt, amelyet a társadalom adott nekem, amelyben élek, és ezt nagyon komolyan gondolom. Az alvásvesztés, az izzadás és a fogyás ezek apró dolgok ahhoz képest, amit tanulunk és mit csinálunk. ”