Speranţe pentru suferinzii de stenoză mitrală

Într-un recent articol intitulat Effect of  Hydroxymethylglutaryl Coenzyme – A Reductase Inhibitors of the Long-Term Progression of Rheumatic Mitral Valve Disease şi publicat în revista Circulation, revistă a Asociaţiei Americane a Inimii, un grup de cercetători dintre care fac parte şi medicii români Bogdan A. Popescu şi Carmen Ginghină de la Institutul de Boli Cardiovasculare C. C. Iliescu a evaluat efectul tratamentului cu statine asupra progresiei pe termen lung a stenozei mitrale reumatismale.

Conform evaluărilor Organizaţiei Mondiale a Sănătăţii, bolile cardiovasculare sunt o problemă de sănătate publică de maximă importanţă, numărându-se printre cele mai importante cauze de deces la nivel mondial. Printre aceste boli, stenoza mitrală este o boală degenerativă a valvei mitrale a cărui diametru scade în dimensiuni, ceea ce nu mai permite sângelui să circule în condiţii optime şi poate conduce la insuficienţă cardiacă, edem pulmonar sau accident vascular cerebral. În cele mai multe cazuri stenoza mitrală este de natură reumatică, fiind o complicaţie apărută la un interval de pâna la 20 de ani a aşa numitei febre reumatice, care este la rândul ei o consecinţă a unei infecţii faringiene cu streptococ beta-hemolitic. În prezent nu se cunoaşte nici un tratament medical care să stopeze progresia stenozei mitrale reumatismale.  Cu atât mai mult sunt interesante investigaţiile care indică progrese în vederea a ce este de făcut pentru ameliorarea acestei afecţiuni.

Cercetarea ale cărei detalii au fost publicate în articolul amintit foloseşte o bază de date în care sunt stocate date despre pacienţi cu stenoză mitrală de-a lungul a peste 20 de ani. În această bază de date se regăsesc informaţii referitoare la sex, vârstă, istoricul medical al pacienţilor, ca existenţa unor afecţiuni asociate ca hipertensiune, diabet etc. sau a unor intervenţii chirurgicale, precum şi prezenţa sau absenţa tratamentului cu statine. Statinele sunt un grup de medicamente cu rol în reducerea colesterolului. În studiu au fost incluşi 315 pacienţi suferinzi de stenoză mitrală, dar nu au fost supuşi vreunei intevenţii chirurgicale asupra valvei mitrale.

Rezultatele la care au condus investigaţiile cercetătorilor dintre care fac parte şi cei doi medici români ne demonstrează încetinirea semnificativă a progresiei stenozei mitrale reumatismale în cazul pacienţilor care au urmat un tratament cu statine, concluzie care ar putea avea un impact important în terapia medicală precoce a pacienţilor cu afecţiuni cardiace reumatismale.

Un rezultat aparent surprinzător al cercetării medicale la care ne referim este poate chiar lipsa oricărei surprize. Rolul valorilor crescute ale colesterolului în determinarea şi agravarea afecţiulor cardiovasculare este binecunoscut. Prin urmare, era de aşteptat ca ţinerea sub control a colesterolului, în acest caz cu ajutorul tratamentului cu statine, să influenţeze pozitiv evoluţia unei afecţiuni cardiovasculare ca stenoza mitrală.  Şi atunci la ce bun o investigaţie care durează 20 de ani, măsurători efectuate de medici din mai multe clinici şi mai multe ţări, teste statistice şi alte asemenea? Răspunsul este că adeseori ştiinţa vine să confirme, dar nu de puţine ori să infirme, ceea ce ne indică prima impresie. Or, în cazul unui tratament, a te baza pe o simplă impresie poate fi fatal. Succesul unui tratament trebuie evaluat cu multă atenţie şi pe parcursul unui lung şir de ani. Uneori, meritul şi valoarea unei munci de cercetare fără valenţe spectaculare, dar efectuată cu seriozitate şi profesionalism sunt mai mari decât ale unui amatorism spectaculos.  Credem că acesta este cazul articolului publicat în Circulation, iar reputaţia acestei reviste nu poate decât să ne confirme această părere.

  1. Antonini-Cantorin F. et. Al., Effect of  Hydroxymethylglutaryl Coenzyme – A Reductase Inhibitors of the Long-Term Progression of Rheumatic Mitral Valve Disease, Circulation, 121 (2010), 2130-2136.
Publicat în Fără categorie | Comentaţi

La ce bun, teoriile?

Utilitatea cercetării fundamentale este adesea pusă la îndoială. La ce bun o activitate care aduce a despicare a firului în patru şi ale cărei rezultate se lasă greu evaluate şi măsurate dintr-o perspectivă economică? Explicit sau nu, aceste reproşuri revin mereu în diferite moduri de manifestare: uneori benign precum în cazul ironiei poetului Erich Weinert, care într-o amuzantă poezie intitulată „Congresul filozofilor” ne înfăţişează înţelepţii delegaţi dotaţi cu complicate instrumente care s-au întâlnit pentru a deschide o uşă şi, după multiple încercări nereuşite, au strâmbat din nas declarându-se nemulţumiţi de rezolvarea simplistă a unui om obişnuit care a apăsat pe clanţă;  alteori opoziţia faţă de cercetările teoretice ia forme mai grave, prin restrângerea resurselor acordate acestui tip de activitate şi direcţionarea lor către domenii mai concrete, de preferinţă generatoare de venituri imediate. În cele ce urmează, vom încerca să arătăm printr-un exemplu cum cercetări abstracte de acum mai bine de un secol îşi găsesc aplicarea în domenii de vârf ale tehnicii moderne.

Cu privire la domeniile umaniste suntem aparent mai indulgenţi: nu prea este clar folosul material al unei piese de Shakespeare, dar măcar intuim chiar dacă într-un mod destul de neclar că umanitatea noastră ar avea de suferit în lipsa ei. În paranteză, această intuiţie nu este însoţită numaidecât şi de o alocare a fondurilor necesare; ba dimpotrivă, adesea vom întâlni multă parcimonie în acordarea resursele financiare cerute de studii umaniste serioase!  Matematicile însă, în special prin partea lor cea mai abstractă despre care un poet matematician ca Ion Barbu spunea că se învecinează cu poezia, par a fi candidatul ideal ca ţintă  a ironiilor şi a obiecţiilor de  inutilitate. Că obiecţiile sunt neîntemeiate, o demonstrează articolul The unplanned impact of mathematics, [1] apărut în iulie în revista Nature, unde se argumentează, printre altele, că fără geometrii neeuclidiene nu ar fi fost posibile teoria relativităţii şi concepţia actuală asupra Universului sau fără conjectura lui Kepler nu ar fi existat modemul şi comunicarea prin Internet. În ceea ce ne priveşte ne-am oprit la articolul Scattering from generalized Cantor fractals [2], scris în colaborare de o echipă formată din cinci fizicieni dintre care doi - E. M. Aniţaş şi M. Bălăşoiu - lucrează la Institutul Naţional de Fizică şi Inginerie Nucleară Horia Hulubei, iar ceilalţi provin din Federaţia Rusă.  Exemplul ales, deşi nu este de anvergura celor antemenţionate, ilustrează utilitatea unor concepte matematice pur teoretice, precum mulţimea lui Cantor, în înţelegerea fenomenelor fizice care se petrec la o scara nanometrică, înţelegere care stă la baza aplicaţiilor moderne în nanotehnologie.

Binecunoscută în matematică, mulţimea despre care vorbim a fost descoperită de Henri John Stephen Smith şi a fost utilizată de matematicianul german Georg Cantor, de la care îşi primeşte şi numele, în consideraţii ce au condus la fundamentele topologiei moderne.  Mulţimea lui Cantor este constituită din anumite puncte ale unui segment de dreaptă care se obţin după cum urmează. Pentru mai multă precizie, să presupunem că segmentul corespunde intervalului cuprins între punctele 0 şi 1 de pe axa reală. Segmentul se împarte în trei părţi egale şi se elimină bucata din mijloc, corespunzând intervalului cuprins între 1/3 şi 2/3. Procesul se repetă la infinit pentru segmentele rămase. Ceea ce rămâne în final este o mulţime infinită de puncte care posedă multe proprietăţi remarcabile. ​În primul rând să spunem că ea este nenumărabilă, însemnând că ea conţine strict mai multe elemente decât mulţimea, şi ea infinită, a numerelor naturale; mai mult, ea nu este nicăieri densă, adică orice punct al ei posedă o vecinătate care nu conţine alte puncte. Printre alte proprietăţi topologice importante se pot aminti măsura Lebesgue nulă, compactitatea etc. Dar proprietatea care intervine în mod esenţial în fizica nucleară este auto-similaritatea. Aceasta înseamnă că orice parte a mulţimii considerate este perfect similară întregului, ceea ce face din mulţimea considerată prototipul unui fractal.

Conform articolului publicat în Journal of Applied Crystallography, fractalii şi în special o versiune generalizată a mulţimii lui Cantor constituie un model teoretic adecvat studiului dispersiei cu unghi mic a radiaţiei X, a luminii, a neutronilor etc. Experimental nu putem avea acces decăt la  un număr finit de repetiţii, aşadar modelul teoretic bazat pe mulţimea lui Cantor generalizată este indispensabil în vederea interpretării corecte a rezultatelor.

Indicatorul principal al structurii fractale este o mărime care descrie comportamantul exponenţial al curbei dispersiei. Exponentul care apare în formula algebrică a acestei legi conţine informaţii importante referitoare la întregul proces. Modelul propus oferă explicaţii asupra variaţiei acestui exponent, punându-l în legătură şi cu aşa numita lege a lui Porod, lege fundamentală pentru dispersia cu unghi mic a radiaţiei X. Calculul dar şi explicaţia comportamentului intensităţii dispersiei de-a lungul timpului sunt de asemenea posibile plecând de la modelul folosit. Uneori sinteza fractală poate fi bine controlată prin metode chimice, caz în care coroborarea datelor deduse din presupoziţiile teoretice cu cele constatate în experimentele directe deschide posibilitatea de a obţine informaţii suplimentare din datele de dispersie. Nu în ultimul rând, modelul propus se dovedeşte a fi versatil, el putând fi extins în diferite moduri prin atribuirea unor valori diferite anumitor scalări sau prin modificarea formei sau a lungimii fractalului, în funcţie de condiţiile concrete în care se lucrează.

Analog cazurilor celebre menţionate, nanotehnologiile de la care comunitatea ştiinţifică contemporană are mari aşteptări nu ar fi posibile fără înţelegerea fenomenelor fizice ce se petrec la scară nanometrică, iar această întelegere este tributară unui  model teoretic. La momentul actual cel mai adecvat dintre aceste modele este, probabil, cel al fractalilor. Aplicaţiile fractalilor, de la fizica nucleară şi nanoştiinţe aşa cum am văzut mai sus, trecând prin meteorologie şi ajungând până la arta abstractă nu mai sunt de mult o noutate pentru publicul interesat. Dar poate nu este inutil să repetăm că fractalii îşi au originea în cercetări ce ţin de matematica pură care pun în joc noţiuni ce par cu totul desprinse de posibile aplicaţii: continuitate, derivabilitate etc. De aceea poate n-ar fi rău să medităm la vorbele lui Grigore Moisil: „Azi facem matematica ce va fi folosită mâine şi mai ales poimâine. Că dacă n-am face-o azi, poimâine ar trebui s-o importăm.”

1.      P. Rowlett & al., The unplanned impact of mathematics, Nature, 475, 166–169 (14 July 2011).

​2.      A. Y. Cherny, E. M. Aniţaş, A. I. Kuklin, M. Bălăşoiu ans V. A. Osipov, Scattering from generalized Cantor fractals, J. Appl. Cryst. (2010). 43, 790-797.

Publicat în Fără categorie | Comentaţi

De vorbă cu un geolog despre Roşia Montană

Dincolo de anumite inflamări de ordin politic sau mediatic, ne propunem să stârnim o discuţie argumentată despre problemele complexe puse de preconizata exploatare auriferă de la Roşia Montană, discuţie în care să ascultăm punctul de vedere al mai multor specialişti în domeniu. Începem cu un  interviu cu D-l Călin Gabriel Tămaş, lector doctor la Departamentul de Geologie, Facultatea de Biologie şi Geologie, Universitatea Babeş-Bolyai, Cluj-Napoca.

Rep: Bună ziua, domnule Călin G. Tămaş. Sunteţi coautor al articolului intitulat „Lead isotope analyses of gold – silver ores from Roşia Montană (Romania): a first step of a metal provenance study of Roman mining activity in Alburnus Maior (Roman Dacia)”, publicat in prestigiosul The Journal of Archaeological Science. Va rog să ne spuneţi ce informaţii noi aduce acest articol relativ la istoricul activităţii miniere din Roşia Montană!

CGT: Într-adevăr fac parte dintr-un colectiv de cercetători franco-român care a publicat articolul sus-menţionat în numărul 38 din 2011 al Journal of Archaeological Science. După cum este firesc în astfel de colaborări, cu excepţia precizărilor de natură geologică, domeniu ce reprezintă specialitatea mea, răspunsurile care vi le voi oferi în cele ce urmează reflectă poziţia comună a colectivului, incluzând aici pe cercetătoarele CNRS Sandrine Baron şi Béatrice Cauuet, din cadrul echipei TRACES (Travaux et Recherches Archéologiques sur les Cultures, les Espaces et les Sociétés) din cadrul Universităţii Toulouse Le Mirail, Franţa.

Articolul recent publicat precizează fără nicio urmă de ambiguitate particularităţile geologice, semnătura geochimică şi izotopică a minereurilor auro-argentifere şi preponderent argentifere exploatate efectiv la Roşia Montană în epoca romană. La aceste rezultate s-a putut ajunge doar pe baza unor cercetări interdisciplinare geologice, arheologice miniere şi geochimice desfăşurate pe parcursul mai multor ani în zăcământul Roşia Montană. Mai mult, cercetările noastre au pus în evidenţă indicii semnificative privind obţinerea în cadrul acestui sit minier a metalelor preţioase (aur şi argint). Aceste operaţiuni metalurgice erau condiţionate în epoca romană de utilizarea plumbului, mai exact a oxidului de plumb, cunoscut sub numele de litharge ce era obţinut, la rândul său, prin alte operaţiuni metalurgice. Analizele izotopice au demonstrat că plumbul utilizat la Roşia Montană pentru extragerea aurului şi argintului în formă metalică are o semnătură geochimică net diferită de semnătura izotopică a Roşiei Montane şi ca atare provine din alt areal geografic. Aceste rezultate indică existenţa, în epoca romană, a unui comerţ intens cu plumb, a cărui sursă putea fi Dacia Romană, dar la fel de bine şi o altă zonă minieră activă în perioada respectivă. Investigaţiile noastre sugerează totuşi ca sursă posibilă a plumbului utilizat la Roşia Montană un zăcământ polimetalic din sudul Munţilor Apuseni, însă este prematur pentru a lua în considerare această ipoteză de lucru.

Rep.: Explicaţi, vă rog, în câteva cuvinte metoda utilizată în cercetarea care a condus la publicarea articolului! Ce înseamnă „analiza izotopică a unui zăcământ”?

CGT: Cercetarea efectuată de colectivul nostru implică trei componenete esenţiale, respectiv geologie, arheologie şi geochimie. Astfel a fost efectuat studiul geologic şi de zăcământ al lucrărilor miniere a căror vârstă romană a fost confirmată prin metode arheologice miniere. În acest mod au fost identificate şi analizate corpurile de minereu exploatate efectiv de minerii romani, iar probele de minereu prelevate au fost studiate prin multiple metode analitice pentru a le caracteriza din punct de vedere mineralogic, al conţinuturilor de metale preţioase şi al elementelor urmă. Geochimia izotopică permite să se obţină semnătura izotopică a unui anumit element chimic prezent în toate aceste tipuri de minereuri, în cazul de faţă plumbul. În acest mod s-a obţinut semnătura izotopică a plumbului din fiecare tip de minereu exploatat în epoca romană. După cum se ştie, fiecare material natural (rocă, minereu) prezent pe Terra deţine o anumită semnătură izotopică a Pb, ce îi este specifică şi depinde de ​condiţiile geologice în care s-a format. Măsurarea izotopilor Pb a diferitelor materiale (geologice, arheologice, de mediu, extraterestre, etc.) permite ​să se rescrie istoria materialului respectiv şi să se înţeleagă evoluţia sa. Dacă este să ne referim la contextul arheologic, în cazul Roşia Montană cunoaşterea compoziţiei izotopice a minereurilor exploatate în epoca romană reprezintă o etapă esenţială. De ce? Procesarea metalurgică a minereurilor în vederea obţinerii unui(unor) metal(e) nu modifică semnătura izotopică a Pb, astfel încât, metalele obţinute vor avea aceeaşi semnătură izotopică a Pb ca şi minereul din care provin. Cunoscând semnătura izotopică a Pb a minereurilor exploatate în epoca romană la Roşia Montană se precizează în acelaşi timp şi semnătura izotopică a aurului şi argintului produs în acest sit minier şi metalurgic. Consecinţa imediată este că, pe baza semnăturii izotopice a Pb se pot identifica aceste metale în obiectele produse în aceaşi epocă. Este vorba de o cercetare interdisciplinară ce urmăreşte identificarea sursei metalelor şi utilizarea lor, dar în acelaşi timp permite şi punerea în evidenţă a schimburilor comerciale din Antichitate.

Rep.: La ce concluzii a condus cercetarea pe care aţi întreprins-o?

CGT: Din studiul nostru se desprind concluzii la mai multe niveluri. În primul rând, este vorba de primul studiu arheologic ce este orientat într-o măsură atât de mare spre interdisciplinaritate, în care arheologul minier, geologul şi geochimistul abordează în simbioză o problematică istorică în care îşi pun în valoare competenţele. Această complementaritate a permis să se caracterizeze chimic/geochimic minereuri auro-argentifere, documentate din punct de vedere geologic, dar şi cronologic, ceea ce este crucial pentru a aborda credibil stabilirea provenienţei metalelor preţioase în Antichitate. Separarea aurului de argint se realiza în epoca romană prin adaus de plumb, iar studiul nostru a prezentat argumentele necesare confirmării acestui procedeu metalurgic la Roşia Montană şi posibilitatea ca plumbul utilizat pentru aceasta să provină dintr-un zăcământ situat în partea sudică a Munţilor Apuseni. Aceste rezultate vor putea fi utilizate ulterior, dacă este să ne gândim la gestiunea resurselor miniere, sau la fluxul tehnologic de separare a aurului şi argintului la scara Munţilor Apuseni de Sud, regiune delimitată administrativ în epoca romană sub denumirea Aurariae Dacicae şi condusă de un procurator aurariarum ce îşi avea sediul la Ampelum (Zlatna).

Rep: Putem afirma cu certitudine că a existat activitate minieră în zona încă înainte de cucerirea Daciei de către romani? Ce indicii aduce articolul dumneavoastră în acest sens?

CGT: Articolul nostru nu a urmărit să abordeze acest subiect, nefiind în legătură cu tematica abordată. Ne-am limitat doar la a menţiona că dacii deţineau înainte de cucerirea romană bijuterii din metale preţioase de foarte bună calitate (brăţări spiralate de aur sau de argint) şi monezi, atât din aur cât şi din argint. Ce putem confirma fără nicio urmă de îndoială este activitatea minieră romană din secolele al II-lea şi al III-lea.

Rep.: Tehnica şi excelentele cunoştinţe inginereşti ale romanilor sunt notorii şi ne rezervă încă surprize. Ce procese metalurgice foloseau romanii pentru extragerea metalelor nobile?

CGT: Prelucrarea minereurilor în vederea obţinerii metalelor preţioase este un domeniu care a fost în atenţia cercetătorilor în ultimele decenii, astfel încât s-a putut clarifica, atât pe baza descoperirilor arheologice, cât şi în urma experimentelor arheologice, tehnologiile utilizate în Antichitate şi procesele fizico-chimice ce intervin în cursul acestor operaţiuni tehnologice. Minereurile aurifere presupun un tratament metalurgic mai simplu, în timp ce minereurile auro-argentifere necesită o prelucrare mult mai complexă. Extrem de succint, procesul tehnologic ce permitea în Antichitate obţinerea aurului şi a argintului metalic din minereurile auro-argentifere presupunea utilizarea plumbului, care se adăuga minereului în vederea “extragerii” aurului şi argintului sub formă metalică.

Pentru separarea metalelor preţioase dintr-un minereu auro-argentifer, care în mod obişnuit conţine şi minerale de plumb, romanii au utilizat tehnici metalurgice ce se cunoaşteau deja la mijlocul secolului al ​VI-lea î.Ch în Lidia (Turcia de azi). După o prealabilă măcinare şi concentrare a minereului, acesta era supus unei topiri reducătoare la aproximativ 1000°C, obţinându-se un plumb argentifer în care se concentra şi aurul. Următoarea operaţiune, cunoscută sub numele de cupelare, constă în topirea plumbului argentifer în mediu oxidant, la o temperatură de aproximativ 1000°C, separându-se astfel oxidul de plumb (litharge), dar şi un aliaj preţios argint-aur. Separarea aurului de argint se realiza prin operaţiunea de cementaţie, ce se desfăşura la 600-800°C şi necesita utilizarea clorurii de sodiu (sare). În urma cementaţiei se obţinea aur pur şi clorură de argint. Clorura de argint era la rândul său amestecată cu oxid de plumb şi topită în mediu reducător pentru a obţine un nou plumb argentifer, în care nu mai exista aur. Din acest nou plumb argentifer era recuperat argintul printr-o a doua cupelare.

Publicarea rezultatelor cercetărilor noastre asupra producţiei de aur şi argint din epoca romană de la Roşia Montană s-a concentrat, până în prezent, asupra tehnicilor miniere utilizate în exploatare, săparea lucrărilor miniere, condiţiile de muncă ale minerilor şi caracterizarea mineralogică şi geochimică a minereurilor exploatate. Etapele următoare ale procesului tehnologic de prelucrare a minereului în vederea obţinerii metalelor, respectiv îmbogăţirea minereului (mineralurgie) şi metalurgia (separarea aurului şi argintului) vor fi detaliate în anii care urmează.

Rep.: Un fapt important pe care se sprijină argumentaţia dumneavoastră este constatarea că ruloul de oxid de plumb (litharge) prezent la Roşia Montană ar proveni din altă parte, originea ei fiind încă necunoscută. După cum se ştie la Roşia Poieni există o exploatare de plumb. Apropierea fizică ne-ar putea indica o legătură. Este această ipoteză una credibilă?

CGT: În articol nu se precizează în mod explicit, însă am reusit să identificăm un zăcământ ce prezintă aceeaşi semnătură izotopică a Pb ca şi produsul metalurgic (litharge) utilizat la Roşia Montană pentru separarea metalelor preţioase. Aceasta nu este însă suficient. Este nevoie de studii arheologice miniere şi geologice în zăcământul respectiv, pentru a putea confirma această ipoteză. Roşia Poieni este un zăcământ situat în vecinătatea Roşiei Montane, cca 2 km, însă este vorba de un zăcământ de cupru, care nu a putut reprezenta o sursă de plumb. În consecinţă ipoteza formulată nu este corectă.

Rep. Ce perspective de continuare a cercetărilor asupra zăcămintelor de aur şi argint de la Roşia Montană aveţi în vedere? Enumeraţi vă rog câteva întrebări care se pot formula plecând de la studiile deja întreprinse de dumneavoastră sau de alţii!

CGT: Situl minier Roşia Montană oferă numeroase perspective de cercetare. Câteva dintre ele au fost deja menţionate. Pe lângă problematica studiilor de provenienţă a metalelor preţioase, urmărim ca în viitor să abordăm chestiunea comerţului şi utilizării metalelor în Dacia romană şi într-un sens mai larg, comerţul şi utilizarea metalelor preţioase din Dacia în economia Imperiului Roman în cursul secolelor al II-lea şi al III-lea. Pe lângă aceste obiective ambiţioase la scară europeană, există multe alte subiecte, să zicem cu impact local, în care dorim să aprofundăm cercetările. Spre exemplu, ne interesează în egală măsură sistemul de concesionare minieră a zăcământului în epoca romană, aspecte ale vieţii cotidiene a minerilor, introducerea unor noi tehnici miniere în cursul primului secol după cucerirea romană (roţi hidraulice pentru drenarea apelor de mină), sau eventuala moştenire a unor tehnici miniere regionale (dacice), dacă au existat. Stabilirea cantităţii de aur şi argint ce s-au obţinut din zăcământ în epoca romană reprezintă o altă provocare.

Rep.: Cercetarea dumneavoastră include anumite analize de laborator efectuate în Franţa, la Toulouse. ​Există în Romania condiţiile necesare pentru efectuarea unor astfel de analize? Aţi putea de asemenea aproxima valoarea investiţiei pentru dotarea unui astfel de laborator? Dar beneficiile pe care laboratorul le-ar aduce cercetării şi, de ce nu, economiei naţionale?

CGT: Trebuie să recunoaştem că în România există o carenţă importantă în ceea ce priveşte dotarea cu​ aparatură analitică competitivă pe plan internaţional. Cercetările ştiinţifice desfăşurate la Roşia Montană, prin implicarea multor cercetători români în echipa franceză, au reprezentat un cadru extrem de favorabil ce a permis un progres ştiinţific semnificativ partenerilor români. Aparatura ştiinţifică de vârf reprezintă un instrument extrem de costisitor ce trebuie utilizat la maxim pentru a-şi arătă cu adevărat valoarea şi pentru a-şi amortiza costurile de investiţie şi de funcţionare foarte ridicate. Să ştiţi că nici Franţa nu este echipată în toate domeniile cu aparatură de ultimă oră, astfel că şi cercetătorii francezi trebuie să apeleze la colaborări internaţionale pentru realizarea anumitor analize. Acestă stare de fapt nu este însă un impediment ci reprezintă un semn de deschidere internaţională ce validează, sau nu, competenţele fiecăruia. Doar cu titlu informativ, echipamentele analitice necesare studiului descris în articolul recent publicat în The Journal of Archaeological Science necesită următoarele tipuri de costuri: achiziţie aparatură (câteva milioane de euro) şi asigurarea unui spaţiu dedicat adaptat (condiţii foarte stricte de temperatură, spaţiu pur permanent etc.), întreţinere şi asigurare consumabile – cheltuieli anuale (zeci de mii la peste 100.000 euro), costuri de personal – cheltuieli anuale de ordinul zeci de mii de euro. Ministerului Educaţiei şi Cercetării îi revine dificila misiune de a decide realizarea unor astfel de investiţii pe baza unor studii de fezabilitate şi de a urmări, după realizarea învestiţiei, îndeplinirea obiectivelor minimale de performanţă, în vederea creşterii vizibilităţii ştiinţifice a României pe plan internaţional.

Rep.: Subiectul Roşia Montană a suscitat păreri contradictorii în societatea românească. Cred că – din păcate – lipsesc sau sunt foarte rare discuţiile între specialişti, ale căror concluzii, parţiale sau finale, să fie aduse la cunoştiinţa marelui public. Ce gândeşte un geolog ca dumneavoastră despre zăcământul actual de la Roşia Montană şi despre şansele ca acest zăcământ să fie exploatat în condiţiile prezervării mediului natural şi a moştenirii culturale?

În ceea ce priveşte exploatarea sau conservarea rezervelor de metale preţioase de la Roşia Montană, această chestiune priveşte, pe lângă forurile decizionale ale statului român, în special societatea civilă locală preocupată de viitorul său economic. Ce trebuie totuşi să se reţină este următoarea realitate: populaţia locală este în mod masiv în şomaj şi fără o perspectivă de viitor economic în această zonă devastată şi extrem de poluată ca urmare a unei activităţi miniere şi de preparare la scară largă. Pentru cei care suţin în continuare şi cu îndârjire că Roşia Montană este un “colţ de paradis natural”, o vizită în această localitate le va dezvălui realitatea. În ultimii 10 ani, perioadă în care oportunitatea unui proiect minier la Roşia Montană se tot dezbate, nu s-a conturat niciun alt proiect economic ca alternativă viabilă pentru populaţia locală, în timp ce marea majoritate a locuitorilor solicită în permanenţă reluarea activităţii miniere care să le permită un trai mai bun. Studierea, punerea în valoare şi viitorul patrimoniului local îşi poate găsi fără probleme locul în cadrul unui viitor proiect minier, printr-o monitorizare atentă a situaţiei, încadrarea strictă a tuturor “actorilor” în cadrul legal şi respectarea obligaţiilor asumate în documentele oficiale (studiul de impact), astfel încât putem spune că, demararea unui proiect minier va reprezenta o oportunitate de ordin economic.

Rep.: Adesea zăcămintele de minereu conţin mai multe metale utile. În cazul Roşiei Montane se vorbeşte chiar despre titaniu, un metal rar cu valoare mare date fiind întrebuinţările lui în tehnica de vârf, construcţiile aeronautice etc. După parerea dumneavoastră, este adevărat că la Roşia Montană ar exista şi alte metale a căror exploatare ar fi rentabilă economic, şi dacă da, nu ar fi normal ca în contractul dintre statul român şi compania minieră interesată de exploatare, să fie menţionate alături de aur şi argint şi aceste metale (de exemplu pentru plata redevenţelor etc.) ?

CGT: Subiectul Roşia Montană se dezbate cu febrilitate de aproximativ 10 ani. Înainte de anul 2000, aproape nimeni nu se interesa de soarta acestui sit minier. Mai mult, majoritatea dezbaterilor sunt realizate de aşa-zişi specialişti, auto-proclamaţi şi atoate-ştiutori, care de fapt nu au competenţele care lasă să se înţeleagă că le-ar deţine. Extrem de rar sunt invitaţi să participe la discuţii adevăraţii specialişti (geologi, arheologi, de preparare, de mediu, etc.), care ar putea pune capat dezbaterilor sterile şi extrem de pasionale, care în mod sistematic se bazează pe informaţii false. Vă dau doar un exemplu geologic: “la Roşia ​Montană ar exista rezerve uriaşe de uraniu, wolfram, sau de titan, iar exploatarea aurului ar fi doar un paravan pentru a pune mâna pe adevărata valoare a zăcământului”. În calitate de specialist care lucrează la Roşia Montană de aproximativ 15 ani, care şi-a realizat teza de doctorat pe acest zăcământ, sunt în măsură să infirm astfel de informaţii ce nu sunt menite decât să creeze o imagine falsă şi o stare de suspiciune. Pentru a fi extrem de clar, subliniez că singurele resurse minerale ce există la Roşia Montană sunt minereurile auro-argentifere, respectiv aur şi argint. Spun acest lucru în calitate de autor şi co-autor a peste 20 de articole referitoare la Roşia Montană publicate în reviste ştiinţifice naţionale şi internaţionale, dar şi a numeroase comunicări ştiinţifice sau conferinţe la manifestări naţionale şi internaţionale (Franţa, Italia, Germania, Elveţia, Spania, Irlanda).

Rep.: Academia Română se opune proiectului de exploatare minieră al companiei Roşia Montană Gold Corporation. De aceeaşi parte a baricadei se află şi asociaţia Ad Astra a oamenilor de ştiinţă români, care în 18 iulie 2011 a dat un comunicat de presă prin care condamnă decizia Ministerului Culturii şi a Patrimoniului Naţional de a acorda certificatul de descărcare arheologică pentru masivul Cârnic. Care este poziţia d-voastră relativ la acest proiect, precum şi la descărcarea de sarcină arheologică în discuţie?

CGT: În calitate de cercetători independenţi, cu recunoaştere internaţională, cercetările ce le desfăşurăm la Roşia Montană se înscriu în cadrul legal român şi respectă cu stricteţe exigenţele legale. Prezenţa noastră garantează o cercetare la standarde internaţionale, ceea ce merită de altfel situl Roşia Montană. Noi nu avem însă calitatea de a ne pronunţa asupra opţiunilor economice şi politice ale statului/guvernului român.

Rep.: Aş dori în întrebarea următoare să ating un subiect delicat. Pentru a fi bine înteles, vă rog să aveţi în vedere că întrebarea mea nu urmăreşte să acuze ci să lămurească. Cercetarea al cărui rezultat este articolul de la care a pornit discuţia noastră are loc în contextul programului de excavaţii arheologice preventive finanţat de Roşia Montană Gold Corporation. În aceste condiţii nu se poate suspecta o anumită lipsă de libertate a cercetătorului şi o influenţă externă asupra rezultatelor muncii sale?

CGT: O întrebare binevenită pentru a clarifica orice suspiciune legată de acest subiect. Cercetările efectuate la Roşia Montană s-au desfăşurat sub egida Ministerului Culturii şi Cultelor din România în cadrul “Programului Naţional de Cercetare Arheologică Alburnus Maior” şi nu sub tutela RMGC. Acest program de cercetare a fost coordonat de Muzeul Naţional de Istorie a României şi a fost susţinut financiar integral de compania RMGC conform legislaţiei în vigoare (OG 43/2000, completată prin Legea 378/2001 privind protejarea patrimoniului arheologic şi declararea unor situri de interes naţional, revizuită şi completată de Legea 462/2003, apărută în noiembrie 2003, precum şi de Legea 258/2006, apărută în iulie 2006). În acest cadru instituţional bine stabilit, cercetătorii sunt singurii responsabili de modul în care îşi conduc investigaţiile ştiinţifice şi tot ei sunt responsabili de producţia ştiinţifică. Ca şi în Franta, şi în România, orice investitor are obligaţia de a finanţa cercetarea perimetrului pe care îl va afecta prin proiectul economic propus, dar nu este abilitat să dea ordine sau să influenţeze într-un fel sau altul desfăşurarea cercetărilor şi cu atât mai puţin rezultatele acestora. În concluzie, precizăm că toate chestiunile administrative legate de cercetare au fost ​soluţionate prin Ministerul Culturii şi Cultelor din România. În ceea ce priveşte aspectele ştiinţifice, ele ţin de specialitatea fiecărui participant şi sunt asumate de aceştia, reflectând competenţa şi munca depusă, într-o deplină transparenţă. Rezultatele muncii noastre sunt publice, ele fiind prezentate de nenumărate ori în faţa comunităţii ştiinţifice naţionale şi internaţionale, fără a avea nimic de ascuns, dimpotrivă. În plus, colaboratorii francezi aparţin prestigiosului Centru Naţional de Cercetare Ştiinţifică (CNRS) din Franţa, neavând astfel niciun fel de imixtiuni în opţiunile oficialităţilor române privind gestionarea dosarului Roşia Montană.

Rep.: Domnule Călin Gabriel Tămaş, vă mulţumesc pentru amabilitatea cu care aţi răspuns la întrebări!

Publicat în Fără categorie | 1 Comentariu

Înţelegerea dintre un miliţian şi un vânzător de seminţe ca paradigmă pentru disoluţia contractului social dintre statul comunist şi societate

Observaţia că în România se pierd prea multe energii folositoare în politică, sau mai bine zis în abordări pasionale şi comentarii insuficient argumentate pe marginea subiectelor politice, are o istorie îndelungată. Personalităţi importante ca Mircea Eliade în perioada interbelică şi Andrei Pleşu în zilele noastre se înscriu în lunga listă a celor care ne-au avertizat în acest sens. Cu toate acestea, sau poate tocmai din această cauză, abordări serioase ale subiectelor politice sunt destul de rare. În ciuda faptului că transformările radicale prin care a trecut societatea românească de la căderea comunismului până în ziua de astăzi ar oferi material enorm de observaţie şi meditaţie pentru gânditorii politici autohtoni şi subiecte de interes pentru  cei de pretutindeni, nu putem număra prea multe studii ştiinţufice valoroase ale unor autori din România având acest subiect. Iată un motiv în plus pentru a fi remarcată prezenţa oarecum singulară a Alinei Mungiu Pippidi, un analist lucid şi imparţial al transformărilor sociale şi al evenimentelor politice din ultimii douăzeci şi ceva de ani. În cele ce urmează ne vom referi cu precădere la interpretarea asupra fenomenelor respective pe care o propune articolul domniei sale Twenty Years of Postcommunism: The Other Transition, publicat sub egida prestigioasei universităţi americane John Hopkins în Journal of Democracy.

Odată cu căderea comunismului, disoluţia regulilor după care funcţionau statele de după Cortina de Fier s-a produs aproape instantaneu, fapt ilustrat de o anecdotă la care autorul a avut rol de observator în timpul unei călătorii prin unele state din fosta Uniune Sovietică chiar în timpul puciului de la Moscova din august 1991. La trecerea frontierei dintre Moldova şi Ucraina un miliţian îi interzicea categoric unui bătrân amplasarea unui anunţ şi vânzarea unor seminţe de floarea soarelui calificăndu-le ca sabotaj la adresa economiei socialiste. La întoarcere, aproximativ o săptămână mai târziu, anunţul era în mijlocul străzii, bătrânul vindea seminţele fără a da socoteală nimănui, şi implicit fără a fi fiscalizat, iar miliţianul transformat în poliţist de frontieră pretindea o taxă, ilegală şi aceea, tuturor celor cere treceau pe acolo. Existenţa oricărei reguli statale era suspendată!

Teza principală pe care o susţine articolul de care ne ocupăm este că renegocierea contractului social dintre stat şi societate constituie un factor determinant relativ la succesul sau eşecul tranziţiei de la comunism şi economie centralizată spre democraţie parlamentară şi economie de piaţă. Mai mult, chiar istoria recentă a statelor fost comuniste poate fi explicată pe firul călăuzitor oferit de această renegociere. Peste tot căderea comunismului a condus la un vid de putere urmat de o bătălie, de la caz la caz mai mult sau mai puţin explicită, pentru acapararea resurselor şi a controlului asupra societăţii. Modul în care de-a lungul acestui proces s-au instituit noile reguli  de convieţuire între stat şi societate oferă un cadru de interpretare extrem de convingător pentru evoluţia fiecărui stat în parte. De notat că dacă stabilirea unui nou contract social bazat nu pe constrângere ca în sistemele totalitare ci pe acceptul liber al cetăţenilor nu se produce într-un timp rezonabil de scurt, atunci statul pierde pârghiile prin care poate menţine ordinea.

În general, sistemul comunist a fost caracterizat printr-un stat puternic şi o societate ​slabă, dar au existat diferenţe între statele comuniste privind capacitatea de control a statului asupra societăţii, respectiv gradul de autonomie al oamenilor. Asocierea dintre aceste două variabile tinde să fie una invers proporţională, pentru că cu cât este mai puternic statul cu atât lasă mai puţin loc manifestărilor libere ale societăţii. Totuşi în cazurile reale există şi unele devieri de la această tendinţă; ca exemplu poate fi luată Polonia în care atât statul cât şi societatea au fost destul de puternice şi s-au situat într-o anumită competiţie. Nu este lipsit de inters a adăuga că poziţionarea iniţială a României a fost una deloc fericită, cu un stat puternic şi o societate anemică şi controlată aproape în totalitate, explicând recuperarea mai înceată faţă de ţările din Europa Centrală. Totuşi în condiţii specifice, şi anume cele ale unei federaţii supuse unor tendinţe centrifugale, nici cea mai mare parte din fosta Iugoslavie, deşi a beneficiat de un stat mult mai permisiv şi o societate mai liberă, nu se regăseşte în topul ţărilor în care tranziţia a produs rezultate pozitive într-un timp relativ scurt. Dimpotrivă, după cum bine se ştie, din factor de coagulare a societăţii naţionalismul a devenit motiv de ură interetnică, iar lipsa unei identităţi naţionale comune a degenerat în război. Respectul formal al regulilor democratice, prin alegeri libere şi destul de cinstite, implementarea unor reforme politice etc. nu conduce cu necesitate la instaurarea unui contract social viabil, după cum o demonstrează cazurile Albaniei şi Moldovei.  De cealaltă parte a spectrului se află ţări ca Estonia sau Cehia care au ajuns aproape de norma vest-europeană a modernităţii.

Faptul că tranziţia nu a constituit o dispută ideologică este demonstrat prin aceea că în majoritatea cazurilor chiar foştii membrii marcanţi ai nomenclaturii au acceptat falimentul comunismului şi s-au înscris în cursa de dobândire a proprietăţii private, scop în care au fost activi şi în direcţia instituirii reformelor economice; în cazul Sloveniei chiar elitele comuniste s-au agregat în factorul care a produs o transformare substanţială, calificând ţara printre cele a căror tranziţie s-a bucurat de succes rapid. Nici disputa dintre aşa numita terapie de şoc şi abordarea graduală a schimbărilor nu pare a avea o influenţă esenţială în ceea ce priveşte succesul sau eşecul tranziţiei, după cum ne putem convinge privind la exemplele Poloniei şi Ungariei care au obţinut un rezultat similar alegând căi diferite. Mai mare îndreptăţire au cei care susţin teoria modernizării, conform căreia comunismul s-a impus cu succes sporit în statele mai puţin modernizate, unde înapoierea a fost o scuză excelentă pentru ingineria socială şi invazia statului în viaţa privată. Raportul dintre forţa statului şi a societăţii, propus ca principiu explicativ de articolul Alinei Mungiu Pipiddi, ar putea fi văzut doar un corolar al acestei acestei teorii. Deşi relaţia cauzală invocată a gradului de modernizare asupra relaţiei dintre statul comunist şi societate nu poate fi pusă la îndoială, totuşi aceasta din urmă a fost supusă şi altor influenţe, ca de exemplu interesul politic al statelor democratice din Europa sau America etc.

Odată stabilit că echilibrul dintre stat şi societate este hotărâtor în ceea ce priveşte succesul atingerii unor standarde economice şi democratice occidentale, mai trebuie să fim preveniţi că instituirea controlul privat asupra acestui echilibru suspendă democraţia. Statul devine captiv, cetăţenii alienaţi şi convinşi de faptul că nu pot schimba nimic în bine prin vot şi participarea lor la viaţa publică, partidele politice devin simple instrumente de accedere la demnităţi profitabile mult peste limitele legale, mass-media este folosită în scopuri de ​corupţie, discursul politic se transformă în reclamă lipsită de conţinut. Dacă sună cunoscut, atunci remediul este unul singur: judecarea faptelor în mod lucid şi, dacă se poate, informat cu ajutorul propriului cap!

1.                            Alina Mungiu Pipidi, Twenty Years of Postcommunism: The Other Transition, Journal of Democracy, 21, pp. 120-127 (January 2010).

Publicat în Fără categorie | Comentaţi

Impactul posibilelor schimbari climatice este cu cateva ordine de marime mai mare decat al unei bombe nucleare – interviu cu D-l Mihai Dima, conferenţiar universitar la Facultatea de Fizică a Universităţii Bucureşti

Rep.: Bună ziua, domnule Mihai Dima şi vă mulţumesc pentru că aţi acceptat interviul. Discuţia noastră se va desfăşura în jurul a două articole Evidence for two distinct modes of large-scale Ocean Circulation Changes over the last Century [1] şi Hysteresis behavior of the Atlantic Ocean circulation identified in observational data [2] publicate de dumneavoastră împreună cu un colaborator din Germania, domnul Gerrit Lohmann, în Journal of Climate. După cum rezultă din cele două articole una dintre temele dumneavoastră predilecte de cercetare este legătura dintre fenomenele climatice şi circulaţia oceanică. Pentru început, vă rog să detaliaţi această legătura!

M.D.: Spre deosebire de vreme, care implica procese fizice ce variaza de o zi la alta, sau chiar de la o saptamana la alta, clima este asociata cu medii pe cativa ani, decenii sau milenii, ale unor marimi fizice cum sunt temperatura, presiunea, cantitatea de precipitatii. Modificarile climatice sunt cuantificate prin variatii ale acestor valori medii, pe intervale de timp de acelasi ordin de marime. Datorita faptului ca procesele fizice din oceanul planetar sunt caracterizate de asemenea de intervale de timp de ordinul anilor-pana-la-milenii, este de asteptat ca acesta sa joace un rol central in variatiile climatice. De exemplu, oceanul planetar poate fi implicat in variatii climatice prin inertia termica (inmagazineaza in mod eficient caldura receptionata de la soare) si prin dinamica sa (ex. transporta o cantitate mare de caldura de la equator inspre latitudinile mari, in bazinul Atlanticului).

Rep:. Explicaţi vă rog ce înseamnă circulaţia termohalină şi punctaţi principalele ei caracteristici, cu precădere pe cele la care vă referiţi în articolele menţionate anterior (non-linearitate, histerezie etc.)!

M.D.:. Circulatia termohalina este acea parte dinamica din oceanul planetar care este generata de diferentele de densitate ale apei in diverse locatii. Denumirea e legata de faptul ca densitatea depinde de temperatura (termo) si de salinitate (salina, halina). Intr-o imagine simplificata aceasta circulatie poate fi imaginata ca o miscare in plan vertical in bazinul oceanului Atlantic: apa relativ densa are miscare descendenta in Atlanticul de Nord si se deplaseaza in continuare spre ecuator in straturile de adancime; aceasta miscare este compensata la suprafata prin delasarea de la ecuator spre latitudini mari a apelor relativ calde si sarate. Aceasta componenta a oceanului planetar se afla in centrul investigatiilor legate de schimbari climatice din mai multe motive:

- exista dovezi numeroase ca a fost implicata in cele mai multe dintre schimbarile climatice din ultimii 100.000 ani; in unele dintre acestea circulatia a fost oprita;

- circulatia termohalina este in mare parte responsabila de transportul de caldura de la ecuator inspre latitudini mari, in bazinul Atlanticului, acesta generand clima relativ blanda din vestul si nord-vestul Europei;

-  desi este sensibila la modificari ale densitatii apei in regiuni relativ restranse din Atlanticul de Nord, afecteaza clima la scara globala;

- are un comportament neliniar.

In esenta dinamica neliniara este reprezentata de faptul ca circulatia termohalina poate suferi tranzitii rapide si ireversibile intre doua stari distincte, una activa si una in care circulatia este oprita. Un astfel de comportament este cunoscut ca proprietatea de histerezis a acestei circulatii oceanice.

Rep.:   Se spune că bătăile de aripi ale unui fluture pe o parte a globului pot determina un uragan pe cealaltă parte; expresii ca „schimbător ca vremea” sunt puternic ancorate în simţul comun. Fără a confunda clima cu starea vremii, totuşi putem privi acest fel de abordare ca o recunoaştere a caracterului complex şi extrem de variabil al sistemului climatic. În aceste condiţii ce instrumente sau modele teoretice stau la dispoziţia cercetătorului pentru a face ordine în haos?

Da, sistemul climatic este unul foarte complex, fiind alcatuit din componente cu proprietati foarte diferite (atmosfera, hidrosfera, criosfera, biosfera si litosfera), intre care au loc interactiuni multiple. Exista trei tipuri de instrumente cu ajutorul carora sunt investigate procesele fizice si chimice ce au loc in sistemul climatic. Primul dintre acestea este reprezentat de metodele teoretice, prin care procesele din sistemul climatic sunt descrise de ecuatii matematice derivate din principiile fizicii. In diverse aproximatii pot fi determinate solutiile acestor ecuatii, pe baza carora poate fi determinata evolutia in timp a anumitor componente ale sistemului. Al doilea instrument consta in analiza si interpretarea fizica a datelor de observatie, cum sunt temperatura, presiunea, cantitatea de precipitatii, folosind metode statistice. Al treilea instrument este reprezentat de modele climatice de diverse grade de complexitate, de la cele conceptuale pana la cele de circulatie generala a atmosferei si oceanului, in care solutiile ecuatiilor sunt calculate prin metode numerice, cu ajutorul calculatoarelor. Utilizand astfel de modele, in prezent pot fi simulate cu succes multe dintre procesele fizice din sistemul climatic. Fiecare dintre aceste instrumente prezinta avantaje si dezavantaje specifice, solutia optima constand in folosirea complementara a acestora.

M.D.: Din punct de vedere teoretic

Rep.:  În cercetările dumneavoastră vă referiţi la colecţii de date cuprinzând măsurători ale unor valori scalare, ca temperatura, salinitatea etc., ale apei oceanului de-a lungul anilor. De cât timp se fac astfel de măsurători? Nu cumva perioada pentru care sunt disponibile date observaţionale  este prea scurtă pentru a avea o relevanţă într-o analiză statistică a variaţiilor climatice?

M.D.:

Masuratori sistematice ale unor marimi fizice cu relevanta climatica la scara globala se fac de aproximativ 150 ani. Sigur ca acest interval de timp nu este foarte extins in raport cu scara de timp specifica anumitor tipuri de variatii climatice. Pentru a compensa aceasta limitare, au fost devoltate metode indirecte de determinarea a parametrilor climatici, bazate pe informatii extrase din calote glaciare, trunchiuri de copaci, corali, sedimente depuse in straturile de adancime ale oceanului planetar, obtinandu-se astfel asa numitele date “proxy”. Pe baza unor astfel de informatii au fost determinate proprietati ale variatiilor climatice ce au avut loc chiar si cu sute de milioane de ani in urma. Cele doua tipuri de date disponibile trebuie folosite in mod complementar: cele de observatie prezinta o acoperire spatiala foarte buna insa se extind doar pe ultimii 150 ani, in timp ce datele proxy se intind mult mai mult in trecut, insa nu confera o acoperire spatiala uniforma, la scara globala.

Rep.: Ce noutăţi aduc cele două articole publicate în Journal of Climate şi care sunt concluziile la care aţi ajuns în urma cercetărilor dumneavoastră?

M.D.: Cunostintele noastre despre circulatia oceanica sunt limitate de faptul ca nu exista masuratori sistematice cu acoperire globala, extinse pe perioade de timp mai mari de cateva decenii, in legatura cu circulatia de adancime. Totusi, exista masuratori extinse pe ultimii 150 ani facute la suprafata oceanului, cum ar fi temperatura apei. De aceea, pe baza masuratorilor de suprafata se incearca deducerea proprietatilor circulatiei oceanice de adancime. In primul articol mentionat anterior este pusa pentru prima data in evidenta in datele de observatie o structura specifica a campului de temperatura la suprafata oceanului planetar, care este legata de circulatia oceanica de adancime.

Desi proprietatea de histerezis a circulatiei termohaline a fost pusa in evidenta in numeroase modele climatice de diverse grade de complexitate, nu era inca dovedit ca aceasta este valida si in realitate. In cel de al doilea articol sunt prezentate pentru prima data dovezi pe baza de date de observatie/reale ca circulatia termohalina prezinta proprietatea de histerezis.

Rep.: Enumeraţi vă rog câteva ipoteze noi privind legăturile dintre circulaţia oceanică şi schimbările climatice, care pot fi formulate plecând de le investigaţiile dumneavoastră!

M.D.: In primul dintre articole este evidentiat un nou mod de manifestare a circulatiei oceanice globale in campul de temperatura la suprafata oceanului. Cunoasterea acestui mod de variatie a circulatiei oceanice poate fi utila pentru intelegerea mecanismelor fizice asociate schimbarilor climatice din trecut. In acelasi timp, in acest context devine importanta identificarea cauzelor care genereaza acest mod de manifestare. Investigatiile pe care le am in curs de desfasurare indica faptul ca acesta este indus de variatii ale radiatiei solare.

Conform celui de al doilea articol, comportamentul de tip histerezis al circulatiei termohaline evidentiat in studii teoretice si in experimente numerice, reprezinta o proprietate a sistemului climatic real, fiind evidentiat si in date de observatie. Acest lucru implica faptul ca, in contextul influentei activitatii umane asupra climei, nu pot fi excluse complet posibile tranzitii bruste ale circulatiei termohaline, cu impact important asupra sectorului Nord Atlantic-European.

Rep.: Schimbările climatice ale ultimilor ani sunt consecinţe ale unor cicluri naturale sau sunt determinate mai ales de activitatea umană? Dacă ultima ipoteză este corectă, cât de departe suntem de punctul în care aceste schimbări vor fi ireversibile?

M.D.: Exista dovezi solide si o parerea general acceptata in comunitatea oamenilor de stiinta, ca cea mai mare parte a incalzirii globale observata in ultimele decenii este generata de activitatea umana. Pe de alta parte, simularile realizate cu modele de circulatie generala a atmosferei si a oceanului, cu ajutorul carora se pot face astfel de estimari, nu produc rezultate convergente intr-o masura suficient de mare astfel incat sa poata fi identificate exact punctele critice prin care poate trece sistemul climatic. Deci, exista inca o incertitudine relativ mare legata de distanta dintre starea actuala a sistemului climatic si starile critice in care acesta poate suferi transformari ireversibile.

Rep.:  Unele cercuri conservatoare în special din America de Nord, chiar dacă recunosc posibilul impact al omului asupra schimbărilor climatice, nu sunt de acord cu afirmaţia  că încercarile de raţionalizare a consumului de energie şi, în paralel, a emisiilor de gaze cu efect de seră ar constitui soluţia acestei probleme; rezolvarea va veni din partea ştiinţei, prin obţinerea unor surse de energie practic inepuizabile şi nepoluante (de exemplu energia solară, eoliană, maritimă sau produsă prin fuziune nucleară). Care este părerea dumneavoastră, a unui specialist în fenomene climatice, cu privire la aceste abordări?

M.D.: Impactul socio-economic al posibilelor schimbari climatice induse de activitatea umana este urias, fiind cu cateva ordine de marime mai mare decat cel generat, de exemplu, de bombe nucleare. De aceea, indiferent de valoarea probabilitatii de producere a unor astfel de schimbari, atata timp cat aceasta este diferita de zero, trebuie luate in calcul cu responsabilitate toate modalitatile de preintampinare a lor, inclusiv rationalizarea consumului de energie si a emisiilor de gaze cu efect de sera.

Rep.: Cercetarea ştiinţifică din toată lumea depinde în mod esenţial de finanţare. În articolele la care ne referim dumneavoastră recunoaşteti suportul financiar al CNCSIS şi UEFISCSU, unităţi care distribuie fonduri alocate de la bugetul de stat. De aceea credem că ar fi bine dacă contribuabilul ar fi informat despre modul în care v-au ajutat efectiv aceşti bani în munca pe care aţi depus-o, precum şi despre beneficiile potenţiale pe care le are activitatea dumneavoastră.

M.D.: Beneficiile societatii rezultate in urma activitatiilor de cercetare sunt de cel putin doua tipuri: directe – generate de exemplu de cercetare aplicativa, si indirecte – rezultate in urma cercetarilor fundamentale. Parte din rezultatele cercetarii aplicative se concretizeaza relativ repede prin brevete si inventii, cu impact socio-economic chiar si pe termen scurt. In schimb, cercetarea fundamentala produce beneficii pentru societate in mod indirect, prin formularea unor teorii noi, cu caracter general, care pot sta la baza a numeroase cercetari cu caracter aplicativ. Aceasta din urma genereaza beneficii si prin crearea unor medii de cercetare care stimuleza dezvoltarea potentialului creativ uman, acesta fiind esential pentru realizarea de cercetari aplicative. Din aceasta perspectiva, cercetarea fundamentala este pentru societate cel putin la fel de importanta ca cea aplicativa.

Un sprijin financiar adecvat este foarte important pentru mentinerea continuitatii si cresterea permanenta a eficientei activitatii de cercetare. Totusi, motorul investigatiilor stiintifice il reprezinta pasiunea de a formula ipoteze noi, de a identifica mecanisme fizice si de a gasi raspunsuri la intrebari stiintifice fundamentele. In contextul influentei activitatii umane asupra proceselor naturale, intelegerea cauzelor schimbarilor climatice genereaza beneficii pentru intreaga societate. Acest aspect amplifica o data in plus pasiunea cu care imi desfasor investigatiile in acest domeniu stiintific de mare actualitate si de o frumusete deosebita.

Rep.: Domnule Mihai Dima vă mulţumesc încă o dată pentru răspunsuri!

  1. M. Dima, G. Lohmann, Evidence for two distinct modes of large-scale Ocean Circulation Changes over the last Century, Journal of Climate, 23, pp. 5-16, January 2010.
  2. M. Dima, G. Lohmann, Hysteresis behavior of the Atlantic Ocean circulation identified in observational data, Journal of Climate, 24, pp. 397-403, January 2011.
Publicat în Fără categorie | Comentaţi

„Cunoaşterea este putere”

Maxima din titlu are o lunga istorie. Formularea ei latină Scientia potentia est apare în tratatul De Homine a lui Thomas Hobbes pe la jumătatea secolului al XVII-lea, însă multiple referiri la relaţia indestructibilă  dintre a şti şi a deţine adevărata putere  pot fi întâlnite în texte antice aparţinând unor culturi diferite, greco-romană, iudeo-creştină sau indiană. Astăzi, parcă mai mult ca niciodată, exercitarea puterii în lipsa cunoaşterii conduce la haos, sărăcie, epuizarea resurselor şi degradarea mediului. Rezultatele investigaţiilor unui grup de cercetatori din care face parte şi Dr. Ion Năvodaru de la Institutul Naţional pentru Cercetare şi Dezvoltare Delta Dunării din Tulcea vin să confirme vechea intuiţie cu autoritatea ştiinţei bazate pe masurători exacte şi corelaţii statistice, exprimate în formule matematice. Cercetătorii şi-au publicat concluziile într-un articol intitulat Identifying governance strategies that effectively support ecosystem services, resource sustainability and biodiversity, apărut recent  în Proceedings of National Academy of Sciences. Deşi intenţiile articolului se rezumă strict la găsirea strategiilor menite să conducă la managementul optim al ecosistemelor şi la minimizarea impactului uman asupra mediului, concluziile formulate ar putea fi generalizate – speculativ desigur – rezultând o viziune mai amplă asupra utilizării resurselor de tot felul, incluzându-le pe cele intelectuale.

Munca de cercetare premergătoare articolului sus menţionat a implicat un studiu de mare cuprindere, la care au colaborat 26 de cercetători din opt ţări europene (Germania, Grecia, Italia, Marea Britanie, România, Serbia, Suedia şi Ungaria), Statele Unite ale Americii şi Bolivia. Au fost colectate date referitoare la 34 ecosisteme dintre care 26 sunt locale, fiind răspândite pe mai multe continente (Europa, cele doua Americi, Africa şi Asia) iar altele 8 sunt ecosisteme globale sau care presupun o abordare internaţională. Acestor date li s-a adăugat un amplu sondaj de opinie relativ la modurile de petrecere a timpului liber care depind de resursele naturale din mediile sălbatice, efectuat în toate cele 27 de ţări ale Uniunii Europene. Pentru a face o comparaţie, până în 2004 majoritatea articolelor referitoare la managementul resurselor naturale luau în calcul maximum 4 studii de caz. De interes pentru noi este şi faptul că Rezervaţia Biosferei Delta Dunării şi Parcul Naţional Munţii Măcinului sunt cele două arii protejate din România care au fost incluse în studiu.

Datele culese pe teren au fost ordonate şi interpretate conform unui model care aplică tehnici din teoria informaţiei pentru a examina factorii, izolaţi sau în combinaţie, care determină variaţia a trei variabile de răspuns, anume distribuirea serviciilor ecosistemului, sustenabilitatea utilizării resurselor şi conservarea biodiversităţii. Autorii articolului au construit astfel un cadru conceptual capabil să orienteze analiza unei suite de studii de caz, permiţând evaluarea strategiilor administrative din perspectiva conservării mediului. Evaluarea se realizează prin identificarea mai multor strategii administrative, urmată de atribuirea pentru fiecare dintre ele a câte unui scor standardizat, care măsoară trei indicatori, corespunzători celor trei variabile de mediu amintite mai sus. Întregul model presupune o analiză statistică bazată pe un set de teste ​​capabile să determine corelaţiile şi să minimizeze posibilele erori.

Rezultatele studiului au confirmat beneficiile managementului adaptativ şi au ​descoperit o legătură extrem de strânsă între succesul politicilor de conservarea a ariilor protejate şi competenţa factorilor implicaţi în conducere şi în luarea deciziilor. Prin management adaptativ ­– ale cărui beneficii erau cunoscute din studii anterioare – se înţelege administrarea însoţită de monitorizarea permanentă a rezultatelor şi ajustarea în consecinţă a acţiunilor. Desigur managementul adaptativ presupune şi delegarea majorităţii responsabilităţilor administrative dinspre autorităţile centrale către cele locale.

Conducerea bazată pe cunoaştere („knowledge leadership”), măsurată prin frecvenţa cu care a fost consultată o autoritate în domeniu, şi-a dovedit eficienţa fiind direct corelată cu o creştere a scorurilor pentru toţi cei trei indicatori vizaţi. Prin comparaţie, instrumentele cu caracter regulator ca diferitele restricţii de acces sau de folosinţă au un efect pozitiv în ceea ce priveşte sustenabilitatea utilizării resurselor şi conservarea biodiversităţii, dar unul negativ pentru  distribuirea serviciilor ecosistemului. Instrumentele sociale şi economice, cum ar fi diverse moratorii sau taxe, presupun costuri care afectează sustenabilitatea lor socială şi au fost adesea aplicate ca expediente fără o evaluare precisă a beneficiilor lor efective. Dintre variabilele considerate în modelul propus, priorităţile manageriale par a avea un efect semnificativ, astfel că priorităţile sociale şi economice se asociază cu o bună distribuire a serviciilor, iar cele ecologice cu sustenabilitatea şi conservarea biodiversităţii. În contradicţie cu părerile atât ale libertarienilor cât şi a etatiştilor, cercetarea cuprinsă în articolul la care ne referim nu a constatat vreo influenţă semnificativă a statutului proprietăţii – public sau privat – asupra indicatorilor analizaţi. Totuşi efectele modului de proprietate par a fi corelate cu un cadru instituţional şi social mai larg, aşadar detectarea acţiunii lor ar putea presupune variabile care nu au fost considerate în acest model.

Cadrul conceptual elaborat în acest articol coroborat cu bogăţia de date analizate au condus la un mod de abordare a problemelor de mediu care să asigure un compromis optim între distribuirea serviciilor, sustenabilitate şi conservarea biodiversităţii. În viitor analiza ar putea fi rafinată prin creşterea preciziei în ceea ce priveşte măsurarea factorilor social-economici şi a variabilelor de mediu, precum şi prin încorporarea unor alte variabile care să reflecte aspecte ale realităţii necuprinse în abordarea prezentă. Probabil mai important, studiul furnizează un model teoretic pe baza căruia se pot face predicţii care ar putea fi utilizate în investigarea unor cauzalităţi ipotetice între fapte determinate de viitoare experimente ecologice, sociale sau de altă natură.

Aşadar cunoaşterea şi abordarea problemelor dintr-o perspectivă ştiinţifică conduc la elaborarea şi implementarea unor strategii adminstrative justificate empiric capabile să îmbunătăţească managementul mediului alterat de acţiunea umană, în beneficiul atât al biodiversităţii cât şi al oamenilor. Aventurâ​ndu-ne dincolo de cadrul articolului şi de rezultatele pozitive  ale cercetării cuprinse în el, am putea afirma în mod îndreptăţit că numai o abordare bazată pe cunoaştere ar putea transforma jocul de sumă ​​nulă dintre necesităţile economice ale omenirii şi necesităţile de prezervare a mediului, într-unul de tipul win–win, în care ambele părţi să aibă de câştigat. Mergând cu speculaţia mai departe, răspunsul adecvat la nevoile societăţii actuale nu poate fi formulat în lipsa unei abordări bazate pe cunoaştere. „Cunoaşterea este putere” nu înseamnă că puterea nu se poate exercita fără cunoaştere – cum prea adesea vedem în ziua de astăzi – ci că în lipsa cunoaşterii puterea ​suferă de cel puţin o slăbiciune majoră care o transformă  într-un gigant cu picioare de lut: exploatarea iraţională a resurselor.

1.       support ecosystem services, resource sustainability, and biodiversity” Proceedings of the National Academy of Sciences, 108(13), 5308-5312, (2011).Kenward, R. E., M. J. Whittingham, et al. “Identifying governance strategies that effectively

Publicat în Fără categorie | Comentaţi

Conservarea biodiversităţii în România sau lungul drum de la bunele intenţii la punerea lor în practică

Nu mai este un secret pentru nimeni că activitatea umană ameninţă echilibrul fragil al ecosistemelor care fac posibilă viaţa pe pământ. Poluarea sau exploatarea iraţională a resurselor pot pune în pericol viitorul. Degradarea biodiversiăţii, adică dispariţia unor specii sau subspecii este de asemenea o consecinţă nedorită a activităţilor întreprise de om. Efectul dispariţiei unei singure specii augumentează dezechilibrele. În încercarea de a contracara această tendinţă negativă şi de a păstra moştenirea naturală a continentului nostru, Comisia Europeană a iniţiat programul Natura 2000 care cuprinde  o reţea extinsă de arii protejate şi de parcuri naturale. În cadrul acestei reţele şi în bună parte datorită ei suprafaţa ariilor protejate din România a crescut de aproximativ cinci ori în intervalul 1989 – 2009, ajungând să acopere aproape 20% din teritorul ţării. Un grup de şapte cercetători români dintre care trei de la Departamentul de Cercetarea a Mediului şi de Studii de Impact al Universităţii Bucureşti, trei de la Administraţia Naţională a Pădurilor, iar cel de-al şaptelea plecat peste ocean pentru a lucra la Universitatea din Maine au evaluat într-un studiu publicat în Biological Conservation eficacitatea conservării biodiversităţii în ariile protejate din ţara noastră. Rezultatul ar trebui să ne pună pe gânduri: creşterea subită a suprefeţei protejate combinată cu o cunoaştere vagă a speciilor şi a habitatelor acestora şi cu alocarea nesistematică a resurselor financiare nu a îmbunătăţit în mod semnificativ statusul conservării speciilor.

Eficacitatea ariilor protejate în conservarea biodiversităţii depinde de interacţiunea a trei factori, anume designul optimal, ceea ce înseamnă o suprafaţă suficientă pentru prezervarea integrităţii ecosistemului, strategia optimă de conservare şi implementarea optimă a activităţilor manageriale. Aşa cum am văzut, numai primul factor nu este suficient pentru obţinerea unor rezultate notabile. În ceea ce priveşte următorii doi factori, studiul relevă importanţa comunicării către populaţie a scopurilor ariei protejate, a utilizării judicioase a resurselor financiare, a monitorizării constante, a pregătirii continue a personalului care lucrează în aceste arii, a existenţei unor reguli de conduită şi a posibilităţii de a sancţiona pe cei care le încalcă etc; deosebit de importantă este şi capacitatea sistemului de arii protejate să funcţioneze ca o unitate care se autosusţine. Referitor la toate aceste aspecte, sunt semnalizate deficienţe de natură să afecteze drastic apropierea de obiectivul avut în vedere, anume păstrarea biodiversităţii. O problemă importantă este şi  stabilirea speciilor protejate; dacă printre ele se numără actualmente aproape toate mamiferele mari, plantele şi nevertebratele  sunt subreprezentate. Nu trebuie neglijat nici faptul că în ceea ce priveşte conservarea biodiversităţii, mai toate ţările din Europa Centrală şi de Est sunt confruntate cu situaţii şi probleme asemănătoare. Prin urmare, pentru atingerea scopului propus, studiul recomandă o abordare regională bazată pe o documentare ştiinţifică riguroasă, nescăpând din vedere acceptabilitatea socială.

În ceea ce ne priveşte, nu putem decât să remarcăm că, aşa cum se întâmplă în mai toate domeniile şi în ceea ce priveşte conservarea mediului, prin apartenenţa la Uniunea Europeană ţara noastră a adoptat formal un set de reguli şi de valori. Din păcate funcţionarea instituţiilor care ar trebui să pună în practică acest set de reguli lasă mai totdeauna de dorit, conducând la repetate rămâneri în urmă şi neadecvări, iar în final răsfrângându-se asupra calităţii vieţii noastre a tuturor. Mai putem spera ca acceptarea formelor să determine constituirea fondului, infirmând astfel teoria formulată de Maiorescu acum mai bine de 100 de ani.

  1. C. I. Iojă, M. Pătroescu, L. Rozylowicz, V. D. Popescu,  M. Vergheleţ, M. I. Zotta, M. Felciuc – The efficacity of Romania’s protected areas network in conserving biodiversity, Biological Conservation, 143(11) , 2468-2476, 2010.
Publicat în Fără categorie | 1 Comentariu

Ce citesc astronomii în seismele din stele

În afara Terrei, există şi alte planete locuibile? Întrebarea, care a stârnit imaginaţia multor autori de literatură ştiinţifico-fantastică, a ajuns o preocupare majoră a ştiinţei actuale. În condiţiile în care planeta noastră pare a suferi tot mai mult de pe urma poluării şi a supraaglomerării, este firesc să ne îndreptăm, fie şi numai la nivelul fanteziei, către spaţii noi capabile de a susţine viaţa în termeni apropiaţi de ceea ce înţelegem noi prin acest cuvânt. Agenţia spaţială a Statelor Unite, NASA, derulează un program complex al cărui principal scop este de a trece în revistă o porţiune din galaxia Calea Lactee, în căutarea unei planete suficient de primitoare pentru a putea fi locuită. Programul este denumit Kepler Mission după  cunoscutul astronom şi matematician german, cel care a explicat în termeni matematici mişcarea planetelor în jurul Soarelui, conform celor trei legi care îi poartă de asemenea numele.

Programul Kepler Mission a permis, printre altele, investigarea unui număr foarte mare de stele în comparaţie cu datele la care cercetătorii au avut acces anterior, deschizând posibilitatea testării teoriilor despre evoluţia stelară cu un nivel de acurateţe mult mai ridicat. Alături de şi în legătură cu căutarea unor planete locuibile, în urma observaţiilor făcute în cadrul programului Kepler Mission s-au strâns numeroase date referitoare la oscilaţiile stelare. Articolul Ensemble asteroseismology of solar type-stars with the NASA Kepler Mission [1] publicat în revista Science, recunoscută ca una dintre cele două-trei cele mai importante reviste de ştiinţă din lume, oferă date despre cercetarea asteroseismică efectuată de programul Kepler care a condus la detectarea clară a oscilaţiilor în 500 de stele de tipul Soarelui. Distribuţia proprietăţilor fundamentale ale acestor stele scoate în evidenţă diferenţe importante faţă de predicţiile rezultate din modelul sintetic a populaţiei stelare din galaxie. Împrejurarea că printre numeroşii coautori ai studiului menţionat apare şi numele lui Dumitru Pricopi, cercetător la Institutul Astronomic al Academiei Române nu poate decât să ne bucure. Aceasta cu atât mai mult cu cât astronomul român este coautor şi a altor două studii recente cu temă apropiată de cea a articolului publicat în Science: Predicting the detectability of oscillations in solar-type starrs observed by Kepler [2] şi Kepler observations of variability in B-type stars [3].

Înţelegerea stelelor este de o importanţă centrală în astrofizică. Incertitudinile din domeniu generează dificultăţi în evaluarea exactă a vârstei stelare şi în stabilirea evoluţiei galaxiei. Metoda principală de detectare a planetelor folosită în programul Kepler este aşa numita metodă tranzit, care se bazează pe faptul că atunci când este în perioada de tranzit, adică se interpune între stea  şi observator, planeta determină o scadere a intensităţii luminoase percepută de acesta din urmă. Prin urmare, o imagine adecvată despre proprietăţile stelei în cauză este indispensabilă pentru a da un răspuns la întrebarea dacă o planetă este sau nu locuibilă. Numeroşi parametri, ca de exemplu distanţa la care trebuie să se găsească o astfel de planetă de steaua în jurul căreia gravitează, mărimea respectivei planete sau estimarea dinamicii sistemului stelar depind şi ei de astrofizica stelară şi nu pot fi stabiliţi cu exactitate în lipsa unor date amănunţite despre steaua centrală a sistemului.

În mod obişnuit seismele sunt asociate cu nesiguranţă, primejdie, distrugeri şi pagube.  În contrast, pentru oamenii de ştiinţă asteroseismologia, adică studiul oscilaţiilor naturale ale stelelor, este o parte importantă şi apreciată a astrofizicii,  întrucât ea oferă o metodă prin care se pot obţine ​​informaţii greu de determinat  în alte moduri, ca de exemplu cele referitoare la masă, vârstă, rază etc.; mai mult, acesta este singurul mod în care pot fi investigate structura internă şi dinamica stelară. Seismologia solară şi-a adus aportul din plin la obţinerea unei imagini detaliate despre steaua centrală a sistemului nostru, aşadar este de sperat că aceeaşi metodă se va dovedi eficace şi în studiul altor stele despre care dispunem de date în urma programului  iniţiat şi susţinut de NASA.

Rezultatele observaţiilor sistematice întreprinse de cercetatorii cuprinşi în programul Kepler nu s-au lăsat aşteptate. Dacă înainte de debutul acestui program au fost detectate oscilaţiile a aproximativ 25 de stele de tipul Soarelui,  numărul a crescut astăzi la aproximativ 500, ceea ce înseamnă suficient de mult pentru a  putea aplica metode statistice de investigaţie. Comparaţia dintre distribuţia datelor înregistrate experimental şi aceea prezisă de aşa numitul model sintetic al populaţiei stelare indică diferenţe importante, în special în ceea ce priveşte masa stelelor observate. Populaţia sintetică a fost calculată prin modelarea formării şi a evoluţiei stelelor, calcul care se bazează pe anumite descrieri ale istoriei stelare, ale densităţii stelelor, ale ritmului în care galaxia se îmbogăţeşte chimic în urma evoluţiei stelare etc. În urma analizei seismice a Soarelui se ştia că estimarea luminozităţii şi a temperaturii unei stele nu conduce cu necesitate la alegerea modelului adecvat pentru structura internă. Alături de această observaţie, diferenţele dintre datele experimentale şi modelul sintetic impun concluzia unor modificări a principiilor fizice pe care le reclamă astrofizica.

Pe agenda viitoare a astronomilor este trecut un alt program amplu de observaţii spectroscopice care vor veni să se alăture celor înregistrate de Kepler. Aşteptările relative la aceste observaţii sunt de asemenea majore. Constrângerile din ce în ce mai severe, rezultate din ambele seturi de observaţii, vor conduce la determinarea cu o acuitate din ce în ce mai sporită a planetelor locuibile. De asemenea se vor extinde posibilităţile de a testa efectele diferitelor principii fizice adecvate studiului evoluţiei sistemelor solare asemănătoare celui solar. Aceste fapte, precum şi altele asemănătoare, îndreptăţesc pe autorii studiului din Science să considere că ne aflăm la începutul unei ere de excepţie a fizicii stelare. Nu putem decât spera că cercetarea ştiinţifică din România îşi va aduce aportul la această nouă eră.

1.      W.J. Chaplin & al., Ensemble asteroseismology of solar type-stars with the NASA Kepler Mission, Science, 332, 213–216 (8 April 2011).

2.      W.J. Chaplin & al.,  Predicting the detectability of oscillations in solar-type starrs observed by Kepler, The Astrophysical Journal, 732 54, (2011).

3.      L. A. Balona & al. Kepler observations of variability in B-type stars , Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 413, 2403-2420 (2011).

Publicat în Fără categorie | Comentaţi

Cât de departe suntem de modela artificial mintea umană?

De la invenţia „creierului pozitronic”, tehnologie fantastică imaginată de Isaac Asimov, o mulţime de roboţi humanoizi, greu de deosebit de oamenii reali, populează romanele şi filmele ştiinţifico-fantastice. Dar oare în realitate, cât de aproape sunt oamenii de ştiinţă de crearea unei inteligenţe artificiale comparabile cu mintea umană? Din anumite puncte de vedere, este clar că posibilităţile unui calculator depăşeşc cu mult pe cele ale omului: rapiditate, capacitate de stocare a informaţiei, putere de calcul. Pe de altă parte,  există facultăţi ale minţii umane care par a fi interzise calculatoarelor: intuiţia, creaţia etc. Chiar modelarea unor comportamente simple de tipul stimul-răspuns aflate la îndemâna oricărui copil de câteva luni presupune dezvoltarea unor algoritmi extrem de complecşi. O privire asupra muncii unor specialişti în inteligenţă artificială şi bioinformatică ne-ar putea furniza un răspuns mai apropiat de adevăr la întrebarea privind posibilitatea unui computer asemănător minţii umane.

Bioinformatica este un domeniu interdisciplinar în care biologia, informatica şi tehnologia informaţiei conlucrează în vederea obţinerii unei înţelegeri adânci şi exacte a fenomenelor biologice, în special a celor referitoare la funcţionarea mecanismelor genetice. Această înţelegere integratoare are menirea de a conduce către o perspectivă globală asupra vieţii de unde s-ar putea discerne principii unificatoare ale biologiei. Nu fără motiv se consideră că biologia ultimelor decenii a evoluat de la stadiul unei ştiinţe  bazată pe experimentul de laborator către cel al unei ştiinţe a informaţiei. Într-adevăr, pentru a cuprinde în mod adecvat complexitatea combinaţiilor posibile ale obiectelor studiate, ca de exemplu lanţuri de aminoacizi sau sinapse neuronale, este indispensabilă elaborarea unor algoritimi şi a unor formule matematice care să gestioneze relaţiile dintre membrii unor baze de date uriaşe. În acest punct cercetările de inteligenţă artificială vin în ajutorul biologiei, de exemplu prin modele de gestionare a bazelor de date capabile de autoinstrucţie. Relaţia nu este univocă, biologia constituind şi ea sursă de inspiraţie pentru informatică, ca de exemplu la elaborarea algoritmilor evolutivi, a sistemelor imune artificiale,   a modelelor de creştere şi dezvoltare naturală etc.

Articolul intitulat Real-time classification of datasets with hardware  embedding neuromorphic neural networks [1], aparţinând cercetătorului Laszlo Bako de la Universitatea Sapientia din Târgu-Mureş, porneşte de la un model conceptual pe care îl şi îmbunătăţeşte,  model capabil să proceseze aglomerări (clusters) de date provenite din lumea exterioară şi în acelaşi timp să înveţe în timp real din această procesare pentru a răspunde mai bine viitoarelor  provocări. Modelul denumit reţea neuronală artificială cu pulsuri (artificial spiking neural network) îşi propune să înţeleagă şi să imite procesele care se petrec în reţelele dense de neuroni interconectaţi care constituie centrul sistemului nervos al creaturilor vii. Articolul oferă de asemenea detalii amănunţite privind implementarea modelului conceptual precum şi aplicaţii care demonstrează capacitatea lui de a rezolva probleme complexe de clasificare a datelor reale.  Reţele neuronale artificiale (artificial neural networks) au mai fost studiate de diferiţi cercetători din domeniu. Diferenţa specifică a modelului neuronal cu pulsuri constă în aceea că – asemănător a ceea ce se petrece în realitate – informaţia nu este transmisă ca un flux continuu ci ca un impuls. Se ştie că neuronul viu posedă un ​anumit potenţial ​​electric, prin care se înţelege diferenţa de energie dintre interiorul celulei şi mediu. Excitarea neuronului se produce numai dacă acest potenţial depăşeşte o anumită valoare limită. Odată excitat, neuronul transmite un impuls electric către neuronii cu care este conectat prin sinapse. În funcţie de sinapsă, potenţialul neuronului receptor va creşte sau va scădea odată cu primirea impulsului, după care procesul se repetă. Desigur creierul este o reţea extrem de complexă, existând întotdeauna mai mulţi neuroni pre- şi mai mulţi post-sinaptici. Reţeaua neuronală artificială cu pulsuri imită acest comportament, ceea ce presupune o structură specifică a neuronului artificial.  Diferenţa structurală faţă de reţelele în care informaţia este văzută ca un flux continuu conduce la necesitatea de a dezvolta şi implementa noi reguli de învăţare, reguli a căror sursă de inspiraţie este de asemenea lumea vie.

Contribuţia principală a articolului scris de cercetătorul din Târgu-Mureş constă într-un algoritm de învăţare nou capabil de se adapta în timp real, ale cărui performanţe în rezolvarea problemelor de clasificare a datelor se dovedesc superioare algoritmilor cunoscuţi anterior. Algoritmul se dovedeşte eficient şi din perspectiva vitezei de rulare precum şi a utilizării resurselor hardware. Conceptual, algoritmul se bazează pe introducerea unei noi reguli de învăţare, un hibrid care îmbină performanţele a două reguli preexistente, având moduri diferite de funcţionare. Algoritmul este divizat în trei module, unul care gestionează activitatea sinapselor, al doilea cea a neuronilor, iar al treilea un modul de comandă care este responsabil de execuţia pas cu pas a procesului de învăţare. Două probleme de clasificare ilustrează superioritatea noului algoritm faţă de cele preexistente: prima este un test clasic în domeniu care îşi propune clasificarea colecţiei de date Fisher IRIS, referitoare la florile de iris; a doua se referă la clasificarea cancerului de sân conform colecţiei de date Wisconsin Breast Cancer. În ambele cazuri, clasificarea obţinută în urma aplicării noului algoritm a avut o rată mai mică de eroare decât în cazul celor precedente. Mai mult, regula de învăţare hibridă a permis autoinstrucţia în urma unui număr mai redus de cazuri analizate.

Cu obiectivitatea omului de ştiinţă, d-l Bako recunoaşte că, deşi a conceput un algoritm foarte eficient în rezolvarea problemei clasificării, este dificil de a evalua performanţele modelului folosit în rezolvarea unor probleme mai complexe. Pe de altă parte, el consideră că nu există un model mai bun decât cel natural, aşadar cercetătorul va încerca întotdeauna să-l urmeze, dar nu va reuşi niciodată să-l depăşească. Luând în considerare această poziţie a autorului, precum şi  complexitatea modelului şi a algoritmilor folosiţi în articolul la care ne-am referit pentru rezolvarea unei probleme relativ simple, putem aprecia, cu şanse de a nu ne depărta prea tare de adevăr, că modelarea artificială a minţii umane este încă un deziderat de care ne aflăm foarte departe. Este însă speculativă posibilitatea existenţei acestei modelări şi a refacerii artificiale a ceea ce Lucian Blaga numeşte „saltul ontologic” care s-a produs cândva de-a lungul evoluţiei de la animal la om.

1.      L. Bako, Real-time classification of datasets with hardware embedding neuromorphic neural networks, Briefings in Bioinformatics, 3 (2010), 348-363.

Publicat în Fără categorie | Comentaţi

Descoperirea unor creşteri rapide a nivelului oceanelor

1) Domnule Onac, într-o perioadă în care se vorbește despre nivelul oceanelor în contextul încălzirii globale, aţi publicat pe 11 Februarie în revista Science un articol despre nivelul oceanelor de acum 80 de mii de ani. Puteți descrie pe scurt modul cum decurge o astfel de măsurătoare?

Termenul mai exact ar fi cel de reconstrucție al nivelului mării. Astfel de reconstrucții se pot face fie pe seama unor evidențe geomorfologice cum ar fi terase sau nișe de abraziune marină, fie studiind recifi de corali fosili, sedimente ­marine de adâncime sau anumite depozite din peșterile formate în zona litorală. Acestea din urmă au făcut obiectului studiului nostru, care a pus în evidență existența pe pereții peșterilor și pe stalactitele preexistente a unor depuneri minerale bulboase (a se vedea fotografia). Aceste formațiuni cu morfologie particulară s-au putut forma doar atunci când nivelul mării a staționat la respectivul nivel o perioadă de timp suficient de lungă, care să permită acumularea materialului mineral în jurul stalactitelor. Astfel de orizonturi cu formațiuni bulboase au fost identificate la 1 și 3 metri deasupra nivelului actual al mării, precum și la adâncimi de -15 și -22 m. Orizontul situat la +3 m reprezintă poziția nivelului mării din timpul ultimului interglaciar (perioada cea mai caldă a ultimilor 150.000 de ani, când calotele glaciare s-au topit aproape în totalitate și nivelul mărilor și oceanelor a fost undeva cu 3 până la 6 m mai ridicat decât în prezent. Orizonturile descoperite de scafandri în peșterile studiate de noi la -15, respectiv -22 m, reprezintă poziția nivelului mării corespunzătoare unor perioade glaciare. Relația dintre nivelul oceanelor și perioadele glaciare sau interglaciare este una de proporționalitate: în perioadele când calotele glaciare erau extinse exista mai puțină apă în oceanul planetar (aceasta era prinsă în gheață), în timp ce reducerea volumului gheții ca urmare a topirilor din perioadele calde au condus la creșterea nivelului mărilor și oceanelor.

1. Formațiuni bulboase aflate la nivelul actual al mării în peșterile din Mallorca. © Bogdan P. Onac (foto Onac)

Întrucât ultima perioadă caldă (cea de acum ca. 127.000 până la 115.000 de ani în urmă) este relativ bine studiată, ne-am concentrat atenția asupra orizontului situat la 1 m deasupra actualului nivel al mării. Datarea radioactivă uraniu/thoriu (U/Th) a depunerilor minerale a permis determinarea cu precizie a vârstelor formațiunilor bulboase, care s-au format cu cca. 81.000 de ani în urmă. Deoarece insula Mallorca este stabilă din punct de vedere tectonic (nu se scufundă și nici nu se ridică), semnificația orizontului situat la 1 m deasupra actualului nivel al mării este acela că acum 81.000 de ani, nivelul din Marea Mediterană era cu 1 m mai sus, ceea ce înseamnă că o bună parte din ghețarii formați după ultima perioadă caldă s-au topit.

Ca o paranteză, pentru a înțelege și mai bine semnificația studiului nostru: majoritatea reconstituirilor se fac pe baza recifilor de corali fosili, formațiuni răspândite pe întreg globul. Această metodă prezintă numeroase incertitudini și ridică semne de întrebare, adeseori majore, cu privire la 1) adâncimea la care colonia de corali a trăit (fiecare specie de corali tolerează anumite adâncimi ale apei), 2) proveniența probelor analizate (sunt in-situ sau transportate de la locul în care s-a format reciful), 3) acuratețea cu care recifii surprind schimbările rapide ale nivelul mării și 4) erorile de datare U/Th a coralilor diagenizați. În plus, o parte din recifii studiați anterior sunt localizați în regiuni tectonice active (suferă mișcări de ridicare), pentru care cercetătorii consideră că rata de ridicare a rămas constantă în timp (puțin probabil în realitate). Toate aceste incertitudini pot fi evitate folosind speleotemele (de ex., stalactite) bulboase descrise în lucrarea noastră, care pot înregistra cu o precizie de ordinul centimetrilor pozițiile din trecut ale nivelului oceanului planetar.

2. Detaliu speleoteme bulboase. © Toni Merino (foto: Merino)

2) De ce ați ales regiunea Mallorca? Există și alte zone din lume în care s-ar putea face acest tip de măsurători?

Am ales Mallorca deoarece pe această insulă există numeroase peșteri litorale, toate conținând dovezi abundente ale schimbărilor frecvente suferite de nivelul mării în trecut. În plus, așa cum menționam mai sus, Mallorca este o insulă stabilă tectonic, fapt care dă greutate rezultatelor prezentate.

Astfel de formațiuni (sau asemănătoare) au mai fost identificate și studiate în insulele Bermude, în peșteri scufundate de pe coastele Croației, Italiei și din Bahamas.

3) Demonstrează studiul dvs. că periodicitatea glaciaţiunilor, considerată până acum de 100 de mii de ani, s-ar putea să fie greșită?

Contrar studiilor anterioare, lucrarea noastră ridică un semn de întrebare (nu neagă complet) în ceea ce privește succesiunea ciclurilor glaciare la fiecare 100.000 de ani în emisfera nordică. Faptul că acum 81.000 de ani, la scurt timp (2.000 de ani) după ce s-a înregistrat maximul insolației termice la latitudinea de 65º N, nivelul mării era cu 1 m peste cel actual, arată că în această emisferă ciclurile glaciare s-au succedat la mai puțin de 100.000 de ani, urmând îndeaproape fluctuațiile termice cauzate de schimbarea parametrilor orbitali ai Pământului. Cu toate acestea, trebuie reţinut faptul că nu se poate pune un semn de egalitate între ciclurile glaciare şi insolaţie sau conţinutul de bioxid de carbon. Acţiunea independentă a nici unuia dintre aceşti factori nu determină schimbări climatice atât de drastice. Suprapunerea mai multor factori (unii deja amintiţi, alţii încă necunoscuţi) poate fi, în schimb, responsabilă de fluctuaţii climatice majore. Revenind la ciclul de 100.000 de ani, se pare că acesta se regăseşte în înregistrările de bioxid de carbon și metan din carotele extrase din Antarctica.

4) De ce este de o importanță actuală un astfel de studiu?

Lucrarea noastră a fost percepută că un semnal de alarmă pentru că aduce dovezi clare că nivelul oceanului planetar poate înregistra creșteri (acestea sunt cele care interesează) sau căderi de până la 1 m în doar 50 de ani în condițiile în care impactul antropic era inexistent acum 81.000 de ani. Acest fapt este extrem de important pentru că o treime din populația globului trăiește la mai puțin de 100 de km de țărm.

3. Profesor Bogdan P. Onac

5) În calitatea de profesor al Universității Babeș Bolyai aș dori să va întreb în ce măsură un astfel de studiu ar putea fi făcut integral în România. Care sunt marile lipsuri ale educației și cercetării geologice românești ?

Offf. Cu tristețe trebuie constatat că baza analitică în Universitatea Babeș-Bolyai, ca de altfel în toate celelalte instituţii din România este extrem de săracă. Granturile au fost și rămân prea mici și ne este imposibil să achiziționăm instrumente de ultimă generație cu care am putea face față concurenței științifice din vest. În plus, granturile de cercetare sunt evaluate în mare parte de specialiști de conjunctură, în familie”, iar monitorizarea strictă şi reală a felului în care fondurile sunt gestionate, dar mai ales ce produse științifice rezultă de pe urma lor este deficitară. Altfel nu pot să îmi explic granturi de multe sute de mii de lei care nu produc nici o lucrare ISI! O evaluare reală a propunerilor de grant, care sa includă mai ales specialişti străini (daca tot ni se solicită să predăm documentatia şi în engleză) şi apoi o monitorizare fără tratamente preferenţiale pentru unii, ar putea ajuta la direcţionarea banilor către directorii de proiecte cu rezultate de excepţie confirmate. Altfel, totul este o amăgire amară care nu poate duce la ştiinţă de calitate.

Răspunsul așadar este NU, nu am fi putut face de la cap la coadă un astfel de studiu în România zilelor noastre. Și este păcat, căci va veni și vremea (sper) când vom avea acces in universitățile din România la instrumente moderne, dar nu o să mai fie cine să le folosească!

Interviu realizat pentru Cercetarea Românească de Lucian Ancu.

Referință articol științific: J.A. Dorale, B.P. Onac, et al. Sea-level highstand 81,000 years ago in Mallorca, Science 327, 860–863 (2010).

Publicat în Fără categorie | Comentariile nu sunt acceptate.