XXI век представляет собой беспрецедентный вызов для общества, если оно хочет продолжать обеспечивать растущее население планеты энергией, водой и продовольствием, а также высококачественным жильем и медицинским обслуживанием.
Обезлесение и истощение водоносных горизонтов происходят нерациональными темпами, а использование ископаемого топлива ведет к беспрецедентному изменению климата. Ученые-геологи могут противостоять этим вызовам путем расширения партнерских связей с другими дисциплинами.
Конвергенция.
Интеграция инженерных, физических наук, вычислительных систем и наук о жизни в интересах здравоохранения, энергетики и окружающей среды, была успешно разработана для биомедицинских исследований. Настало время для того, чтобы геонауки приняли идею конвергенции, поскольку от этого зависит будущее человечества.
Представьте, что во время ежегодного визита к врачу ваш врач поставил вам диагноз ужасного, опасного для жизни заболевания, а затем отправил вас домой умирать. Возможно, вы будете очень разочарованы в этом враче и, возможно, во всем медицинском учреждении.
Фактически, причина, по которой национальные институты здравоохранения пользуются такой широкой, двухуровневой поддержкой своего бюджета, заключается не только в том, что сообщество биомедицинских исследований значительно продвинулось в диагностике заболеваний, но и в том, что они обеспечивают лечение этих заболеваний или, по крайней мере, дают надежду на более долгую, более продуктивную жизнь.
По аналогии с этим планета терпелива к ученым-геологам, и диагнозы многих болезней, угрожающих качеству жизни людей на Земле, в большинстве своем становятся все более тяжелыми.
Неудивительно, что многие устали от плохих новостей. Вместо этого необходимо рассмотреть совершенно иную ситуацию, если в дополнение к постановке диагнозов ученые-геологи также предложат практические, доступные по цене решения, которые общество с готовностью примет.
Конвергенция стартовала в начале 21 века с идеей о том, что сотрудничество между нанотехнологиями, биотехнологиями, информационными технологиями и когнитивными науками поможет улучшить человеческие показатели. Эта модель была принята и внедрена в биомедицинских науках с целью сделать медицинское обслуживание более доступным.
Ученые в области биомедицины разработали свои основные парадигмы, которые помогут им понять, как работают основные системы организма и инструменты для изучения этих систем. Но они должны были предложить более доступные решения для множества болезней, несмотря на растущие расходы на здравоохранение.
Работая с инженерами, физиками и специалистами по вычислениям, биомедицинские исследователи привнесли многодисциплинарное системное мышление и анализ для творческого решения сложных проблем.
Аналогичным образом, ученые-геологи располагают хорошими моделями для основных систем Земли и отличными инструментами для их исследования. Необходимы партнерские связи с сообществом ученых, занимающихся науками о жизни, для поиска комплексных решений в интересах живой планеты, использующих достижения биотехнологии, с инженерно-техническим сообществом для применения инновационных решений основных проблем, с экономистами для обеспечения доступности этих решений, а также с учеными в области социальных наук для понимания препятствий на пути принятия человеком новых направлений.
Конвергентные подходы к решению проблем выходят за рамки междисциплинарных исследований.
Специальное финансирование конвергентных исследований позволяет избежать двойной или тройной опасности, когда исследователи из различных областей должны обращаться в свои дисциплинарные группы за финансированием для сотрудничества.
В области геонаук были применены конвергентные подходы, особенно в борьбе со стихийными бедствиями. Например, значительное сокращение числа погибших от землетрясений в таких странах, как Япония, Чили и Соединенные Штаты Америки, является результатом конвергентного партнерства геологов, сейсмологов, инженеров-сейсмологов, архитекторов, социологов и государственных служащих. В результате этих партнерских связей были усовершенствованы карты сейсмоопасных районов, оценки интенсивности движения грунта, инженерно-технические проекты сейсмостойких сооружений и пересмотрены строительные нормы и правила в соответствии с этими проектами.
Многие другие темы в области геонаук выиграли бы от конвергентных подходов.
Рассмотрим, например, вопрос о здоровье окружающей среды. Ежегодно более десяти миллионов человек умирают от экологических факторов, и наиболее распространенными проблемами являются загрязнение воздуха, воды, почвы и химическое воздействие. Нынешние подходы к решению этих вопросов, как правило, являются дорогостоящими и деструктивными.
Во многих случаях ответственная сторона больше не в состоянии финансировать расходы, поэтому они ложатся на плечи налогоплательщика.
Обычно лучший и самый дешевый способ заключается в том, чтобы в первую очередь предотвратить загрязнение окружающей среды, что подразумевает участие инженеров, работающих с экономистами и учеными-экологами. Когда это невозможно, другие решения заключаются в том, чтобы ограничить воздействие на уязвимые группы населения или улучшить ответные меры общественного здравоохранения для тех, кто пострадал от этого.
Эти решения требуют сотрудничества токсикологов окружающей среды, микробиологов, гидрологов, специалистов в области общественного здравоохранения и психологов.
Есть все основания полагать, что инженеры готовы сотрудничать в решении вопросов геонаук. Некоторые из текущих тем имеют отношение к решениям, которые ищут ученые-геологи: доступ к чистой воде, управление азотным циклом, разработка методов секвестрации углерода и обеспечение доступности солнечной энергии.
Уже создан ряд учреждений, занимающихся сходными темами. Например, Институт Земли Колумбийского университета сочетает исследования в области физических и социальных наук с образованием в целях поиска практических решений для построения более устойчивого мира.
В состав института входят эксперты в области геонаук, права, здравоохранения, государственной политики и бизнеса. Институт, основанный совместно Массачусетским технологическим институтом и Гарвардским технологическим институтом для улучшения лечения заболеваний человека, уделяет повышенное внимание технологиям и сотрудничеству с инженерами.
Ученые-геологи должны быть открыты для партнерства как с социологами, так и с инженерами.
Если в этом вопросе начнет работать больше геологов, каковы могут быть результаты? По крайней мере, возникнут новые партнерские отношения между различными дисциплинами, и появятся новые карьерные возможности для студентов. Появится возможность найти новые отрасли, сгруппированные вокруг институтов конвергенции в геонауках.
Хочется верить, что геонауки будут все больше восприниматься неоценимым вкладом в повышение конкурентоспособности и устойчивости здоровья и качества жизни, и поэтому широко рассматриваться как часть решения, а не как часть проблемы.