ВСПОМИНАЯ УЧИТЕЛЯ И ДРУГА

                  (от эксперимента к модели открытых морских экосистем)

 

                                    д.х.н. А.В.Леонов (Институт океанологии РАН)

 

            Мои воспоминания о Тамерлане Афиятовиче Айзатуллине - это искренние эмоциональ-ные впечатления студенческих лет, которые сохранились и в более поздние годы и которые полны глубокой любви, уважения и преданности этому великому Ученому, моему Учителю и Другу. Отмечу, что одному человеку не под силу оценить все стороны научного творчества Т.А.Айзатуллина – столь оно многогранно и разносторонне. Трудно даже перечислить все то, что ему удалось сделать для отечественной естественной и гуманитарной науки, так как направленность его работ необычайно широка (химия, биология, биохимия, гидробиология, биофизика, океанология, биогидрохимия, география, гидродинамика, седиментология, история, социология). В своих записках (во многом автобиографичных) я старался вспомнить отдельные факты и некоторые эпизоды нашего общения и сотрудничества, чтобы раскрыть образ этого необычайно одаренного Человека и воссоздать картину развития совместных исследований (по ним нами опубликовано 27 научных работ) с момента нашей первой встречи.

 Мне здорово повезло, что я встретился с Томом, когда мне еще не было 20 лет, так как эта первая встреча предопределила все дальнейшее развитие моей жизни и положила начало моей будущей научной деятельности. Она произошла в июне 1963 г., когда после окончания 3-го курса наша группы студентов-океанологов Географического факультета МГУ прибыла в Мурманск для прохождения практики вместе со студентами разных ВУЗов на НИС “Батайск”. Том Айзатулин был самым молодым из преподавательского состава НИС “Батайск” (он в 1961 г. окончил Химический факультет МГУ и распределился в Мурманск  и стал руководителем гидрохимического отряда на этом судне). Для меня это была встреча с Учителем и Другом на всю жизнь.

Студенты (а их как правило на лето приезжало ~300) из разных ВУЗов осваивали на НИС “Батайск” навыки практической работы в судовых условиях, познавали романтику и трудности экспедиционной морской жизни. В 1963 г. нам предстояло сделать два рейса на НИС “Батайск”. В первом рейсе мы в течение 30 суток обучались проведению в разных отрядах экспедиционных океанографических наблюдений и кораблевождению в Баренцевом, Белом и Карском морях. Завершался этот рейс заходом в Архангельск и отдыхом там в течение 3-4 суток. Во втором рейсе студенты разных ВУЗов закреплялись по отдельным отрядам и  участвовали в выполнении серии океанографических наблюдений по гидрологии, гидрохимии, биологии, геологии, метеорологии по маршруту Архангельск-Ленинград в Белом и Баренцевом морях, в северной Атлантике, а также в Северном и Балтийском морях.

Практика на НИС “Батайск” была настоящим первым испытанием будущих океанологов, так как общая продолжительность практики в судовых условиях составляла ~70 суток, а второй рейс вокруг Скандинавского полуострова был “без берега” (заходы в зарубежные порты требовали специального оформления, а при таком большом количестве студентов-практикантов это сделать было не так просто). Еще одна особенность этой практики: некоторые студенты зачислялись в штат команды “Батайска”, который изначально был недоукомплектован. На нашу группу выпала одна оплачиваемая ставка пекаря (на двух студентов). Вопрос, кого делегировать в пекари, решился в группе жребием, и в результате одно место досталось мне, а другое - Володе Комчатову. Студенты также поочередно участвовали в палубных работах на судне и помогали кочегарам в их тяжелом труде у топок котлов. Зачисление в штат команды позволило нам уже после завершения практики поучаствовать в переходе из Ленинграда в Таллин (туда “Батайск” шел на ремонт) и около месяца продолжить работать на судне матросами во время стоянки в Таллине, а мне также поработать и в гидрохимической лаборатории. Мы вернулись в Москву к началу учебного года (в октябре) довольные, полные впечатлений и творческих планов на будущее.

Переход из Ленинграда в Таллин запомнился тем, что на борт “Батайска” села киносъемочная группа (по-моему из студии Леннаучфильм), чтобы снять фильм об этом судне.  Все оставшиеся на судне студенты-практиканты были задействованы в съемках фильма. Я участвовал в съемках небольшого эпизода (в лаборатории глубоководных промеров измеряется по эхолоту глубина места и затем эта глубина по телефону сообщается вахтенному штурману в рубку корабля). Насколько я помню, был также отснят большой материал по работе всех научных отрядов, включая гидрохимический. Было бы неплохо сейчас посмотреть этот фильм.

Хотя до “Батайска” у меня уже был некоторый опыт работы в гидрохимическом отряде (в морских экспедициях - на Черном море после 2-го курса и в краткой зимней на Каспии), тогда вопрос, хочу ли я серьезно в будущем заниматься гидрохимией, оставался еще не решенным. Первое же общение с Томом все расставило на свои места. У него был необыкновенный дар Учителя, который очень удачно сочетался с талантом прекрасного рассказчика. Он знал много интереснейших фактов об исторических событиях, о науке, из жизни некоторых выдающихся личностей. Его рассказы как правило были наполнены искрометным юмором, всегда были занимательны и поучительны.  Он находил такую форму преподавания и обучения, так интересно проводил занятия по химии, что уже через несколько минут общения слушатели как правило увлекались его наукой.

Лекции Тома и просто его рассказы о достаточно сложных химических процессах, их способах исследования и анализа давались на таком доступном и ясном для понимания уровне, что заинтересовывали даже мало подготовленных в химическом плане студентов. Если же пос-ле первых его лекций и возникали какие-то трудности в восприятии материала, то они исчезали после нескольких его занятий. В его лекциях всегда чувствовалась интеллектуальная сила мыш-ления, глубина познания, новизна восприятия материала, что в целом рождало необыкновенный интерес к той области знания, о которой он вел речь. Его рассказы всегда были насыщены ин-формацией и настолько интересны, что держали слушателей в состоянии творческой актив-ности и эмоционального подъема. Они вызывали непосредственный интерес к науке, заставля-ли по новому взглянуть на проблемы, о которых казалось бы все уже известно. Том в своих лек-циях исключительно тонко сочетал теорию с практикой в области химии моря. Его творческая позиция, опыт и жизненные сюжеты из морских экспедиций, огромная эрудиция, любовь к экс-перименту и стремление обобщить (формализовать) собранную информацию, страстная увле-ченность спортом и поэтический дар придавали его лекциям и общению с молодежью особую привлекательность и шарм, всегда с любовью воспринимаемые студентами. Обстановка в отряде была самая доброжелательная, было много юмора, всяких розыгрышей, и в то же время было серьезное отношение к самому процессу обучения новому, что мы узнавали от Тома.

За время студенческой практики на НИС “Батайск” Том в гидрохимическом отряде обучал студентов основам гидрохимии и методам стандартных аналитических определений. В гидрохимической лаборатории им проводилась большая научная работа, как химика-аналитика и как экспериментатора. Выполняя стандартные гидрохимические определения (соленость, кислород, рН, соединения биогенных элементов), он разрабатывал и испытывал новые методики гидрохимических определений (в частности, мне запомнились его эксперименты с применением бумажной хроматографии). У него всегда было стремление формализовать найденные зависимости, получить эмпирические связи между отдельными гидрохимическими параметрами, исследовать кинетические особенности условий трансформации вещества в водной среде. Одной из основных сторон творческого процесса обучения студентов Том считал лабораторные и натурные эксперименты. Круг его интересов не ограничивался гидрохимией, но нам студентам общение с Томом тогда открыло новую науку в океанологии - химию моря.

На “Батайске” Том меня заинтересовал экспериментальной работой и привлек к актив-ному исследованию кинетических особенностей биохимического потребления кислорода (БПК) в морской воде. Тест на БПК до начала 60-х годов ХХ в. использовался довольно часто для ха-рактеристики степени окисления имеющегося в воде лабильного органического вещества, но кинетические особенности развития БПК, как процесса, в природных водах никем не были изу-чены. Несколько лекций Тома о перспективах и способах изучения кинетики БПК, а также о практическом использовании кинетических характеристик этого процесса в понимании разви-тия химико-биологических процессов в водной среде определили мое научное направление на много лет вперед. На “Батайске” под руководством Тома были поставлены первые наши экспе-рименты по выявлению особенностей процесса БПК в морских водах (с разных глубин, из раз-ных географических зон), по влиянию отдельных факторов (температура, соленость, добавки различных веществ) на кинетику БПК в морских водах. По этим данным позже были подготов-лены наши первые обобщающие статьи об особенностях кинетики БПК в морской воде.

Меня исследование процесса БПК очень увлекло. Сначала по проблеме эксперименталь-ного изучения БПК мною была защищена курсовая работа (после 4 курса), а затем и дипломная работа, в которой расчетными методами было оценено распределение БПК в Тихом океане. Начав после окончания МГУ свою научную деятельность в АтлантНИРО (Калининград), я продолжил экспериментальную работу по кинетике БПК и поддерживал связь с Томом, который по сути стал моим научным руководителем. У меня сохранилось несколько писем от Тома, в которых он дает мне свои рекомендации, как лучше организовать, обобщить и подготовить материал к публикации. Привожу выдержки его письма от 03.02.1967 г. ко мне:

“Саня! Меня долго не было в Мурманске, и я с опозданием получил твои письма. По при-езду в Мурманск меня закидали делами, и я только недавно выкроил вечер на твои данные. Мое мнение: Данные очень и очень интересные. И тем более они нуждаются в хорошей обработке и хорошем представлении в статье. Иначе они могут пройти незамеченными, и это будет очень обидно. Твой материал должен быть представлен в двух статьях, помещенных – жела-тельно - в одном журнале. Иначе трудно будет логично увязать интересный материал. Большее количество статей не помешает и для защиты диссертации. Одна статья у тебя уже вот-вот выйдет. Вторую ты вот-вот сдашь (которую ты показывал мне в Москве). Кстати, ты обещал мне ее прислать перед сдачей в редакцию в готовом виде.Возможно, я что-либо в ней увижу, требующее корректировки или переделки, хотя мне она показалась впол-не готовой. Важно, чтобы обе статьи вышли к защите, если ты на такое нацелился. Если не нацелился, то нацелься. Ты такую возможнотсь имеешь: географических наук можешь сде-лать в середине будующего года. Надо успевать сдавать экзамены. Ко времени защиты оста-льные статьи могут находиться еще в печати. Пусть это и будут эти две статьи. Весной я сдам одну статью по БПК по литературным данным, использую в ней выводы или часть ре-зультатов из этих четырех твоих работ и включю тебя в авторство. Пяти статей хватает за глаза. За лето надо набрать еще материалу, осенью обработать и зимой сдать в публика-цию. Все это можно делать не спеша - перестраховка есть. Причем, мне кажется, что тебе не следует замыкаться БПК, как таковым. Лучше было бы обращать внимание на окисление вообще, на поведение и судьбу самого кислорода, то есть включить и фотосинтез. Но это смотри. Во всяком случае микробиологию при рассмотрении БПК нельзя не учитывать. .....

Теперь конкретно по твоему материалу. Пишу о просто БПК (над бензолом думать не успел).. Вопросы:

1.   В каком месте взяты пробы (ст. 15)? Далеко ли от Африки? Это важно знать для того, чтобы выяснить причину именно такой кинетики БПК на глубине 700 м.

2.   Является ли минимум на глубине 700 м слоем (периферией) кислородного минимума? Это ты мог бы выяснить, взглянув на карту распределения кислорода на этом разрезе. Такие карты вероятно сделаны и есть. Этот разрез следует представить в статье в виде рис.1. Поскольку ты смотришь БПК по глубинам, ты должен учитывать всю гидрохимическую ха-рактеристику тех различных (или это одна?) водных масс (ст.15), из которых и отобраны пробы. Если в этом районе на глубине ~700 м тянется слой с еще меньшим количеством О₂, чем на ст.15 (<400 мкг-ат О₂/л), то это скорее всего слой О₂-минимума. Хорошо бы просмот-реть распределение биогенных элементов, особенно фосфатов на разрезе и на этой станции.

3.   Почему на глубине 2500 м “пузырь”, а не просто повышение О₂ с глубиной? Вообще выделить водные массы надо, чтобы знать, с чем имеем дело.

4.   Как далеко нижний горизонт от дна? Глубина станции?

Замечания и предложения:

1.   Данные представить в виде рисунка (дана его структура). Это очень наглядно и гидрохимику и нормальному химику и хорошо отражает взаимосвязь.

2.   На рисунке интригует и требует обдумывания особенность БПК в верхнем слое (то есть фотическом слое, слое скачка, слое с максимумом планктона, запасов окисляющейся компоненты и микроорганизмов): как постепенно со временем сглаживается максимум О₂, вызванный фотосинтезом. Он, конечно, приходится на верхние 50 м? Или это тоже разнородные водные массы? Это тоже надо обязательно установить по графикам разреза.

3.   Кинетика БПК в пробах из слоя О₂-минимума. Скорость БПК здесь минимальна. В 1963 г. у нас получилось противоположное. Поэтому мне интересно, где взята станция? Воп-рос о БПК в слое О₂-минимума по сравнению с выше- и нижележащими слоями очень важен.

4.   Изменение скорости БПК (средней) во времени в пробах из глубинного слоя и из верхнего (рисунок приведен в письме). В верхнем слое опять кривая автокаталитического характера. Этот рисунок можно сделать третьим.

5.   В таблице изменения скоростей (приведена) удивляет, как сдвигается минимум скорости (взят в прямоугольник). Прямо как таблица футбольного первенства. Есть ли какой-либо смысл в этом перемещении во времени минимума скорости БПК от поверхностного слоя к глубинному? Подумай. Напиши, если есть идеи. Предположение я имею, но сомнительное. Таблицу имеет смысл ввести в статью.

            Как видишь материала очень много. Можно подумать о его обработке в другом плане. Пиши соображения и ответы на вопросы. Текстовая часть пусть пока не форсируется. Это может навредить статье. Направит голову не в ту степь.

            По бензолу: в предварительном порядке имею такое замечание. В случае добавок сводить в один график данные по разным морям, видимо, нельзя, тем более, когда показатель - влияние стенки. Дело в том, что по-видимому на разные воды добавки действуют по-разному. Вопрос: с какой глубины пробы? Это важно. Предложение на будущее - посмотреть влияние  добавок на воду из фото-слоя и О₂-минимума. Там много интересного. График БПК = f (конц-ия C₆H₆) - интересен сказать мало - он поражает, если ты не напутал. Повтори его и сообщи условия - с каких глубин, время инкубации и т.д. Пиши. Том.”

Хочу сказать об очень бережном отношении Тома к своим ученикам, которое можно сравнить только с отношением родного отца к своим детям. Такое теплое, искреннее отношение я, например, ощущал на себе в течение всех лет нашей совместной работы. Ему удалось вло-жить в своих учеников глубокое стремление познавать тайны химии океана, направленность ес-тественных процессов трансформации вещества в морской среде. Помогая своим молодым кол-легам готовить работы, он никогда не претендовал на соавторство, а наоборот старался сделать так, чтобы молодой сотрудник проявил свою индивидуальность и самостоятельность. Советы Тома всегда были неоценимой помощью молодым ученым в текущей работе и на перспективу.

            Наши совместные исследования кинетики процесса БПК продолжались несколько лет. Они были обобщены в нескольких совместных публикациях, по этим данным были подготови-ли ряд докладов на традиционные в те годы конференции по химии моря. Выступления Тома на конференциях всегда было запоминающимся. Обладая незаурядной эрудицией, он быстро схва-тывал суть докладов, активно включался в дискуссии, квалифицированно оценивал достоинства и недостатки отдельных докладов, давал полезнейшие советы авторам по совершенствованию сделанного. Я был свидетелем того, что на конференциях докладчики часто предпочитали де-лать свои выступления в присутствии Тома, зная о его способности в дискуссиях давать полез-ные рекомендации. Отмечу, что личные взаимоотношения не сказывались на объективности Тома в оценках результатов выполненных исследований. Его же собственные выступления по-ражали аудиторию глубиной осмысления проблемы, увлекательностью изложения материала, ясностью и широтой мышления. Как правило,  выступления Тома воспринимались аудиторией с огромным интересом и с большим вниманием, где бы он ни выступал и по какой бы проблеме ни делал доклад.

            В 1969 г. Том вернулся из Мурманска в Москву, стал работать в ВИНИТИ и поступил в заочную аспирантуру Института океанологии (руководители В.Н.Иваненков и Б.А.Скопинцев). Его научная работа связывалась с исследованием кинетики процессов деструкции органическо-го вещества, потребления кислорода и регенерации соединений N и P в морской воде. Я вернул-ся из Калининграда в Москву в 1971 г., поступив в очную аспирантуру Государственного Океанографического института (руководитель А.И.Симонов), чтобы обобщить полученные экспериментальные и собранные из литературы данные по БПК в природных и сточных водах.

Пожалуй период 1972-77 гг. – самый активный этап нашей совместной научной работы,  и он был связан с теоретическим обобщением накопленной информации и материалов по БПК, а также экспериментальных данных по трансформации соединений биогенных элементов (N, P, S) в природных водах.

Том по природе был прирожденным естествоиспытателем, стремящимся познать тайны морской природы. Это качество проходит основным стержнем через все его научное творчест-во. Выводы его исследований основывались на глубоком изучении и анализе наблюдений за хи-мической стороной явлений - отдельных реакций и процессов. Выявленные им особенности он пытался облечь и формализовать, выявить причинно-следственные связи для объяснения и прогнозирования, количественной оценки, для увязки с наблюдениями и отдельными воздейст-вующими факторами. У Тома был заложен в основе его научного творчества системный под-ход, он увязывал исследуемые им процессы трансформации вещества с физическими и особен-но с биологическими процессами, неустанно искал возможности формализации их взаимосвя-занности и взаимозависимости. Он стремился при исследовании химических яв-лений в морс-кой среде ответить не только на вопросы “что?” и “как?”, но и получить ответ на вопрос “поче-му именно так?” В соответствии с этим всегда строился план тех или иных исследований.

Так как процессы БПК и трансформации соединений биогенных элементов в воде взаимосвязаны, мы решили разработать серию математических моделей, с помощью которых можно направленно изучать особенности этих процессов и объяснить всю их совокупность, получаемую при экспериментальном изучении трансформации химических веществ в природных водах. Мы собрали большую сводку литературной информации по экспериментальному изучению не только БПК, но и соединений биогенных элементов (N, P, S) в разных природных водах (морских и пресных), которые в будущем мы стали использовать для анализа развития процессов с помощью математических моделей.

Ориентация на математическое моделирование заставила меня в 1972 г. достаточно опе-ративно освоить методы программирования для реализации разрабатываемых моделей на вы-числительных машинах. Тогда я впервые узнал, какой гигантский труд Тому предшествовал на-шим совместным работам по созданию математических моделей. Работы по математическому моделированию выполнялись на стыке ряда дисциплин (математики, гидрохимии, гидро-биологии, биохимии, гидродинамики, биофизики, седиментологии). Том познакомил меня со своими черновыми материалами и набросками отдельных фрагментов моделей. Это была огромная подготовительная работа с массой расчетов  вручную и с помощью логарифмической линейки. По этим расчетам были вычерчены многочисленные графики, показывающие особенности динамики отдельных  химических и биологических компонентов в водной среде.

С разработкой моделей и их реализацией на вычислительных машинах  для нас начался новый этап изучения процессов БПК, трансформации органического вещества и соединений биогенных элементов в природных водах. Вся собранная информации об экспериментальном изучении этих процессов была сначала формализована в математической модели БПК-системы, которая объясняла особенности окисления и трансформации органического вещества под дейс-твием бактерий в условиях эксперимента, когда исследуемая вода заключается в склянки и спустя определенные сроки экспозиции (2, 5, 10 и более суток) в ней аналитически определяют концентрации химических и биологических компонентов. Имеющиеся в воде органическое ве-щество и бактерии в замкнутой системе (в склянке) частично сорбируются на стенках склянки, а другая их часть остается в растворе. При окислении компонентов органического вещества рас-ходуется кислород. В разных водах,  содержащих разные по составу и количеству органические компоненты и микрофлору, развитие окислительных процессов отличается и характеризуется своей кинетикой изменения концентраций химических и биологических компонентов. Соответственно в экспериментах получают разные типы кривых БПК (при систематизации данных по БПК выделено 12 типов кинетических кривых, причем большая их часть включает несколько стадий активного потребления кислорода).

На разработанной модели БПК-системы была проведена широкая серия численных экс-периментов и воспроизведен весь спектр возможного развития процесса трансформации орга-нического вещества в водной среде, была получена серия кинетических кривых изменения кон-центраций органического вещества, биомассы бактерий и БПК, которые в деталях объясняли специфику окислительных биохимических процессов в водной среде в замкнутой системе.

В последующем было разработано три версии модели трансформации соединений азота. Эти модели были ориентированы также на анализ экспериментальных данных, в которых оце-нивалась изменчивость концентраций соединений азота (аммония, нитритов, нитратов, раство-ренного и взвешенного органического азота) в разных водах: пресной (озерной и речной), морской и сточной. В эти модели были включены все фракции азота и три группы бактерий (гетеротрофы, Nitrosomonas и Nitrobacter), участвующие в трансформации соответственного органического азота, аммония и нитритов. Особенность этого цикла работ связана с тем, что в итоге удалось формализовать взаимосвязь основных функций бактерий (потребления субстратов, выделения метаболических продуктов и отмирания), что в будущем позволило значительно упростить работу по идентификации коэффициентов модели, воспроизводящей развитие процессов трансформации биогенных веществ открытой водной экосистеме.

Выполненные расчеты на азотных моделях позволили в деталях воспроизвести динами-ку последовательной трансформации соединений азота в водной среде. С помощью моделей особенности трансформации соединений азота в разных водах были дополнены оцененными данными моделирования по динамике биомасс бактерий и их окислительной активности. Были также получены расчетные данные по кинетике БПК, раскрывающие особенности этого процес-са (моно- и мультистадийного) в связи с характером изменения концентраций форм азота в исследуемых водах.

Следующая разработанная модель рассматривала последовательную трансформацию соединений фосфора, растворенного органического углерода, кислорода, а также биомасс бак-терий и зоопланктона. Эта экологическая модель была проверена на серии экспериментальных данных Уатта и Хейса, которые исследовали в течение 40 суток при разных температурах (10^о, 15^о, 18^о и 20^оС) и исходных концентрациях соединений фосфора динамику концентраций сум-марного фосфора и его отдельных форм (растворенных фосфатов, органического и взвешенного фосфора, а также численности гетеротрофных бактерий) в морской воде. С помощью этой мо-дели были идентифицированы температурные зависимости значений коэффициентов модели, что позволило в будущем адаптировать эту модель для воспроизведения условий трансформа-ции соединений фосфора в открытых системах (сначала озерных экосистем и экосистем водохранилищ, а затем и морских экосистем).

В фосфорной модели впервые была осуществлена формализация зависимости процессов выделения продуктов обмена и отмирания микроорганизмов от функции потребления ими раз-ных биогенных веществ как взаимозаменяемых (по одному биогенному элементу), так и не взаимозаменяемых (по разным биогенным элементам). Использованная форма уравнений для описания в данной модели важнейших биологических функций служит примером форма-лизации сложных процессов внутреннего регулирования (саморегулирования) активности микроорганизмов в экосистемах. Учет подобного механизма внутреннего регулирования активности гидробионтов делает модель достаточно устойчивой и позволяет без значительной корректировки параметров изучать водные экосистемы, существенно отличающиеся по условиям среды (по температуре, освещенности, водному режиму, прозрачности).

В научном творчестве Т.А.Айзатуллина особое место занимают исследования условий функционирования экосистемы Черного моря. В период 1972-75 гг. Том активно участвует в редподготовке готовящейся к изданию книги Б.А.Скопинцева “Формирование современного химического состава вод Черного моря”, и именно с этого момента начинает углубленно зани-маться проблемами формирования анаэробных зон в Мировом океане. В 1975 г. нами была раз-работана модель химической окислительной трансформации в морской воде соединений серы (сероводорода, свободной серы, полисульфидов, сульфитов, тиосульфатов, сульфатов) при вза-имодействии с растворенным в воде кислородом. Идентификация коэффициентов этой модели была проведена по экспериментальным данным Кляйна и Ричардса, исследовавшим в течение 85 часов динамику указанных форм S в морской воде при 9.8^оС. С помощью модели эта серия экспериментов была воспроизведена в деталях, а также была оценена кинетика потребления  О₂ на отдельных стадиях окисления форм серы и соответственно общее потребление О₂ в водной среде.

С 1977 по 1982 гг. в наших совместных исследованиях с Томом был перерыв в связи с моим отъездом в Вену для работы в Международном институте прикладного системного анализа, куда меня пригласил О.Ф.Васильев (тогда чл.-корр. АН СССР, содиректор этого института и руководитель проекта “Ресурсы и окружающая среда”). Для меня начался новый этап работ по математическому моделированию, связанный с разработкой моделей для открытых систем - для изучения проблем качества воды и, в частности, проблем евтрофирования (“цветения”) водоемов.

О своей работе в Вене, о задачах и сделанных мною нескольких версиях модели фосфор-ной системы, которая затем была применена для изучения условий евтрофирования оз.Балатон (Венгрия), я Тома информировал. В последней версии модели был учтен наш опыт разработки

 экологических моделей, в нее был введен большой набор факторов среды обитания, влияющих на качество воды в озерах, в частности, изменений в течение года освещенности, температуры воды, речного стока и концентраций соединений Р в главных притоках озера. Коэффициенты модели были идентифицированы на проведенных в 1977 г. (близкий в среднему по водности год) на водоеме наблюдениях. Была показана в целом хорошая возможность описания моделью непрерывной внутригодовой изменчивости концентраций соединений Р за четыре года (1976-1979 гг.). С помощью модели был получен большой спектр экологической информации, раск-рывающий особенности поведения экосистемы в отдельных частях озера, оценена не только ди-намика форм Р, но внутренние его потоки  и построены  балансы элемента для разных лет.

После возвращения из Вены в Москву модель фосфорной системы  была применена для изучения условий трансформации соединений Р в ряде отечественных водоемов (водохранилищах Иваньковское, Можайское, Учинское, Южно-Уральское, некоторых озерах). В 1986 г. адекватность модели фосфорной системы была проверена на детальных наблюдениях на финских водоемах. Том очень высоко оценил результаты этой работы и привел их в 1987 г. в статье в ЖХО о достижениях отечественной науки за последние годы.

Том был в курсе зарубежных и отечественных исследований по разработкам и созданию моделей открытых водных систем. В 1977 г. им были подготовлены для сборника “Итоги науки и техники” обстоятельные обзоры работ по моделированию трансформации органических заг-рязнений и самоочищения водотоков и водоемов (соавтор Ю.М.Лебедев), а также по моделям трансформации соединений биофильных элементов (C, O, N, H, S) в водных экосистемах (соав-тор А.В.Леонов). В 1980 г. в этой же серии выходит наиболее значительный обзор работ по ма-тематическому моделированию экосистем континентальных водотоков и водоемов с их систе-матизацией и анализом возможностей (соавтор И.П.Шамардина).  

В 1982 г. наши совместные работы возобновились. Разработанная нами в 1975 г. модель окислительной трансформации соединений серы была применена в широкой серии работ, предпринятых в связи с изучением вопроса подъема верхней границы сероводородной зоны в Черном море и влияния ряда факторов среды обитания на ее положение по вертикали в этом море. Основная цель этих работ была связана с формализацией существующих теоретических представлений об условиях формирования анаэробной зоны и имитацией с помощью математического моделирования ретроспективной картины ее развития и эволюции. Решение этого вопроса позволяет на качественно новом уровне рассматривать многие дискуссионные проблемы (временной масштаб формирования анаэробной зоны в Черном море; выраженность и значимость основных гидрологических и гидрохимических процессов при образовании анаэробной зоны; основные потоки реагентов и их баланс), а также прогнозировать кратко- и долгосрочную динамику верхней границы анаэробной зоны при меняющихся естественных условиях среды и сложившихся антропогенных воздействиях.

В частности, эта модель была применена для:

            - изучения механизма окисления форм серы с сероводорода в морской воде; моделирования тонкой химической структуры и распределения форм серы и кислорода в слое их сосуществования (С-слой);

            - решения обратной задачи и расчета по вертикальному распределению реагентов (кислорода и сероводорода) скоростей реакций и массопереноса, а также изменчивости концентраций веществ в С-слое в мелководной части морской экосистемы;

            - формализации зависимости скорости окисления сероводорода от соотношения кислород:сероводород для корректного расчета динамики С-слоя и положения верхней границы анаэробной зоны;

            - выявления воздействия основных факторов (интенсивность потребления кислорода, мощность источников сероводорода и вертикального обмена) на динамику верхней границы анаэробной зоны и исследования возможности ее выхода на поверхность;

            - анализа социально-экологических аспектов проблемы динамики сероводородной зоны в Черном море; 

            - анализа факторов, определяющих положение С-слоя по вертикали на мелководных участках моря.

Эта серия работ была продолжена в 1998 г. для изучения ретроспективных условий формирования анаэробной зоны в Черном море, начиная с момента образования Нижнебосфорского течения (~9-11 тыс лет назад). Результаты этого исследования приведены в нашей последней совместной работе, которая была закончена незадолго до кончины Тома и которая предложена для данного сборника.

Завершая свои воспоминания о Т.А.Айзатуллине хочу сказать, что все, кому  выпало счастье общаться с Томом, могли убедиться в его исключительной доступности: к нему мог обратиться и студент, и ученый с мировым именем. Контакта с ним искали все, так как общение с Томом обогащало людей, давало необыкновенный заряд на творчество,  помогало преодолевать сложившиеся проблемы и временные трудности. У Тома была неординарная способность щедро делиться своими познаниями, он давал такие советы, которые были полны научными предвиденьями, глубокой осмысленностью, знаниями природы явлений и подходов  к их изучению.

Хочется остановиться на некоторых присущих Тому чертах, его индивидуальной способности к труду и отношению к работе. Еще на “Батайске” я заметил, что он особенно любил трудиться по ночам. Его работоспособность в ночные часы просто поражала. Спать ложился, как правило, поздно и соответственно вставал тоже поздно. В научной работе времени не замечал, часто (даже можно сказать обычно) на час-два опаздывал на назначенные встречи, живя и творя как бы вне времени.

В принципе Том был человеком открытым, всегда делился с друзьями проблемами, сомнениями или радостями. Однако в беседах с ним всегда возникало ощущение и чувство, что существовали темы, которые не предназначены для обсуждения. В этом отношении у Тома была особая избирательность и свое понимание того, с кем и в какой ситуации можно обсуждать те проблемы и вопросы, которые на данный момент были для него особенно важны. Он в этом плане всегда старался не озаботить своего собеседника лишними проблемами, а если такое происходило, то это была ситуация исключительная и  предназначалась только для близких ему людей и верных друзей.

Т.А.Айзатуллиным выполнены значительные исследования в области химии моря и биогидрохимии природных вод, методологии математического моделирования совместной биологической и химической трансформации органических и биогенных веществ. Он впервые в отечественной практике обратил внимание на детальную формализацию, рассмотрение циклов и механизмов превращений соединений биогенных элементов (C, N, P, S, Si) при анализе закономерностей динамики биомасс гидробионтов и концентраций биогенных веществ в морской среде, а также предложил химико-кинетический аппарат формализации сложных биохимических, химических и физико-химических процессов для разработки комплексных математических моделей биотрансформации вещества в морской среде. Фундаментальные работы Т.А.Айзатуллина по химико-кинетической формализации процессов регенерации минеральных компонентов биогенных веществ и процессов трансформации органических и неорганических метаболитов, как важного звена целостной химико-экологической системы, охватывают фактически весь спектр проблемных вопросов биогидрохимии, изучающей химико-экологические, биохимические и трофодинамические связи для понимания особенностей развития процессов трансформации, перераспределения и соотношения биогенных веществ в морской среде.

Все, кому выпало счастье общаться с Томом,  могли убедиться, что он был человеком чистейшей душевной теплоты и красоты, огромного таланта, беззаветно и искренне преданный науке. Им многое сделано для развития научного направления, которое в океанологии мы те-перь в целом называем “химия моря”, в формирование школы отечественных химиков-океано-логов для продолжения и совершенствования исследований в этой области. Его научно-педаго-гическая деятельность началась на НИС “Батайск”, впоследствии он был научным руководи-телем и консультантом в работе аспирантов и молодынх ученых, помогал студентам в подготовке курсовых и дип-ломных работ. Отмечу, что работать с Томом было легко и интерес-но, так как его отличала романтика и увлеченность научным творчеством. В основе его научной школы была честность, принципиальность и требовательность, на них он воспитывал в своих учениках качества будущих ученых – специалистов морской науки.

Заложенные Томом идеи в настоящее время реализуются его учениками на практике и будут всегда помогать добиваться успехов в деле познания тайн морской природы. Построен-ные на основе его химико-кинетического подхода и идей изучения механизмов трансформации вещества математические модели сначала рассматривали переходные процессы и предназна-чались для исследования динамики концентраций растворенного кислорода и окисления орга-нического вещества, а также совместных и раздельных циклов биогенных элементов (C, N, P, S, O) в замкнутых системах. В более поздних разработках в моделях рассматривались совместные циклы  биогенных элементов (в разных сочетаниях – C, N, P, Si, S, O) в морской воде. Условия функционирования морских экосистем воспроизводятся в таких моделях нелинейными диффе-ренциальными уравнениями. В зависимости от целей моделирования число таких уравнений может меняться от нескольких уравнений, воспроизводящих качественное обобщенное описа-ние динамики сообществ (как правило, фито- и зоопланктона) и соединений важнейших био-генных элементов (N и P), до нескольких десятков уравнений, описывающих изменение кон-центраций органических и неорганических соединений биогенных элементов (С, N, P, Si, S, O) и биомасс важнейших микроорганизмов-трансформаторов вещества (бактерии, несколько функциональных групп фито- и зоопланктона). С помощью этих моделей были исследованы пространственно-временные циклические изменения концентраций основных органических и неорганических соединений биогенных элементов, их распределение по вертикали и горизон-тали, оценены внутренние и внешние потоки веществ, балансы и соотношения биогенных элементов и их соединений, выявлена сбалансированность продукционно-деструкционных процессов и рассчитан биопотенциал водной среды в экосистемах Охотского и Каспийского морей. Разработанные модели, включающие в разных комбинациях совместные циклы S, N, Mn и O, позволили   провести количественные исследования сложных химических и химико-биоло-гических процессов трансформации вещества и объяснить закономерности распределения биогенных веществ на границе аэробной и анаэробной зон в экосистеме Черного моря.

В заключении скажу, что утрата Тамерлана Афиятовича Айзатуллина - этого необыкновенно одаренного Человека, великого Ученого и  Учителя,   невосполнима для всех, кто его знал. Меня с ним связывает крепкая дружба со студенческих лет и много лет совместной научной деятельности. Светлую память о Томе  я сохраню на всю оставшуюся жизнь.