Добавете ни в Snapchat!

математика

Продължавайки през Амазонка, Валерий Иванов е с горско лице: смачкана, синеока усмивка, която поставя границата между предоволен и преуморен. Мухи с размер на палеца и кобалтовосини пеперуди се плъзгат, докато мъгляви оранжеви слънчеви лъчи проникват през кадифена смачкана зеленина. Но Иванов е съсредоточен върху горското дъно, върху това, което не прилича на нищо особено.

Той изследва постелята на листата - разлагащата се кафява маса, която килими горското дъно. Това не е забележително и лесно се игнорира. Но това е част от уравнението, което определя как тропическите гори управляват влагата. За моделар като Иванов това е важно.

Асистент в катедрата по гражданско и екологично инженерство, Иванов е самотен инженер в екип от около дузина учени - най-вече еколози, които прекарват седмици в тази изследователска гора от 50 акра, притисната между магистрала 163 в Бразилия и река Тапайос, на около 60 мили от малкия пристанищен град Сантарем. Той е тук, както винаги, за да преследва данни.

„Разхождам се през гората и виждам уравнения, виждам математиката“, обяснява той. „Дървото е тръба, която премества водата от почвата към атмосферата. Той има клапан в края и всяко дърво използва този клапан по различен начин. Честно казано, някои от тях правят неща, които нямат смисъл за нас. И трябва да ги разберем. "

За Иванов и много от другите изследователи тук загадката започна в началото на 2000-те, когато масивна суша удари басейна на Амазонка. Изследователите очакваха покривът на гората да се затвори. Но те откриха, че обратното - докато някои видове се отдръпват, за да пестят вода, други всъщност стават по-зелени, фотосинтезиращи през най-сухите дни. Оттогава екипът работи за разкриване на тайните на гората.

„В миналото изследователите гледаха на растителността като на хора с различен цвят на кожата; те може да изглеждат различно, но в основата си са еднакви отдолу “, каза Иванов. „Както се оказва, различните видове функционират много различно и ние искаме да се отдалечим от класифицирането на растенията според външния им вид и към класифицирането им според това как функционират. Защото след като разберете как функционират, можете да предскажете как ще се държат при промяна на климата. "

Когато е в гората, Иванов прекарва дните си, изкачвайки се високо в навеса, на горското дъно и в почвени ями, изкопани дълбоко под земята. Той се бори с топлина, влага, дъжд, мравки, мълнии, змии, чиггери и умора, за да поддържа инструментите да работят. През нощта той се събира с екипа от еколози под оголени крушки в екранираната чау-зала на лагера, за да преглежда данните, да разменя истории и да се опитва да не сърби хапки. Това не е традиционното местообитание на модела на данни - обикновено те прекарват времето си пред компютърни екрани, усъвършенствайки уравнения.

Иванов вярва, че е време това да се промени. И в Бразилия и другаде той се е поставил начело на тази промяна, пътувайки до краищата на земята, за да намери по-добри начини да се ожени за прецизността на инженерството с капризите на природата. Изследователският лагер в Бразилия е по-луксозният от двата му аванпоста; той също пътува до Сибир, за да наблюдава топенето на вечната замръзналост, където живее на палатка и оцелява най-вече на консервирани спагети.

„Когато дойдете на полето за първи път, виждате неща, които никога не бихте помислили да седнете в офис“, каза Иванов. „Трябва да разгледаме системите по-задълбочено и да се опитаме да внесем в модела богатството на биологичните взаимодействия.“

Всъщност бъдещето на планетата може да зависи от изграждането на по-задълбочено разбиране за това как работят места като Амазонка. През следващите десетилетия изменението на климата ще породи дъждовна гора на Амазонка, която е по-гореща и по-суха, отколкото във всеки предишен момент от човешката история. Разбирането на математиката зад гората може да помогне на моделисти като Иванов да предскажат как тя ще се промени, когато променливите се променят поради климатичните промени. И тези промени имат последици далеч отвъд самата гора.

„Науката за Амазонка е особена, защото не засяга само бразилци или южноамериканци. Наистина се отнася до всички нас ”, каза Иванов. „Промените в този регион например могат да променят моделите на валежи в Северна Америка. Атмосферата ще се промени, времето и климатът ще бъдат засегнати. Така че наистина трябва да разберем съдбата на тези гори в лицето на прогнозираното нарастване на сушите в този регион. "

Наблизо кандидатът за докторска степен по гражданско и екологично инженерство на U-M Елизабет Ейджи ремонтира мрежа от сензори за соков поток, които измерват момент за момент колко вода тече през дърветата на гората. Носейки тежки черни клинове, защитени от змия, и безжична отвертка, пристегната до бедрото й, тя плува с червено лице през жегата, подбирайки си пътя през горския живот.

Майка на две деца и студентка от първо поколение, Agee споделя визията на Иванов за смесване на инженерството с екологията. Тя дойде в U-M преди три години, за да работи с Иванов; това е четвъртото ѝ пътуване до Амазонка и вероятно последното ѝ като кандидат за докторска степен в U-M.

Това е живот, който дори преди няколко години никога не би си представила за себе си. Майка и студентка от първо поколение в колежа, Ейджи извървя дълъг път през бакалавърската си кариера, завършвайки физическата си степен в продължение на няколко години, като същевременно издържаше себе си и сина си с поредица от търговски дейности. Продължаването на образованието й след бакалавърска степен не беше в списъка й с възможности.

„Преди пет години си помислих:„ Ако можех просто да завърша образованието си и да си намеря работа, щеше да е невероятно. “Щях да живея в Индианаполис и да отгледам семейството си и щеше да се оправи. Но сега бях тук, бях в тропическите гори на Амазонка и направих наистина вълнуващи изследвания. Ако мога да продължа да правя това, да върша работа, която оказва влияние върху света, ще се радвам много. "

След като завършва, Agee планира да отиде да работи в Националната лаборатория на Oak Ridge, където може да продължи да прави променящи се в света хидрологични изследвания, като същевременно остане близо до корените си в Индиана. И Иванов ще остане без партньора, който го е придружавал при пътувания в Амазонка през последните три години.

„Извършването на университетски изследвания е нещо като управление на вечен стартъп“, каза Иванов. „Нещата винаги се променят, работното натоварване се разпределя неравномерно и има предизвикателства, които са уникални за вашия„ бизнес “, които са трудни или дори невъзможни за посрещане.“

Но постоянните предизвикателства идват с територията, особено на място като това. И през годините Иванов установи, че гората го е научила както на себе си, така и на хидрологията.

„Това не е в тежест, не е задължение, а е привилегия да работя тук“, каза той. „Тук съм с мисия, дадена ми от обществото, в което живея, и съм много сериозен по този въпрос. Загубата на сън и изпотяването и отслабването са малки неща в сравнение с това, което научаваме и правим. "