Kolapsy vulkánů vedou k obrovským sesuvům hornin. Kde tyto sesuvy můžeme zkoumat? Mohou se obrovské kolosy znovu pohnout a ohrozit obyvatele v příslušných oblastech? Nejen na to, jak probíhá monitoring obřího sesuvu na jednom z Kanárských ostrovů, se zaměřil juniorský projekt GA ČR řešený Janem Blahůtem z Ústavu struktury a mechaniky hornin Akademie věd.
V roce 2016 se Janu Blahůtovi s týmem naskytla jedinečná příležitost zahájit monitoring na nejmenším z Kanárských ostrovů, na El Hierru. V odlučné oblasti, tj. v oblasti, ze které se sesuly uvolněné horniny, v současnosti uklidněného obřího sesuvu San Andrés umístili velice přesné 3D dilatometry, které měří pohyb.
Na tato měření navázal juniorský projekt financovaný Grantovou agenturou České republiky Dynamika megasesuvu na El Hierru analyzovaná pomocí „big data“ za účelem predikce budoucího chování megasesuvů i na dalších vulkanických ostrovech.
Geologická mapa ostrova El Hierro s umístěním obřího sesuvu San Andrés (SAL) a fotografií odlučné plochy
„V projektu jsme se podrobněji zaměřili na vývoj a chování tohoto obřího sesuvu. Přímo na místě jsme zjistili, že sesuv byl v minulosti aktivní nejméně dvakrát. Před asi 550 tisíci lety došlo nejprve k většímu pohybu, při kterém se formovaly hlavní morfologické tvary sesuvu. Před asi 183 až 52 tisíci lety pak došlo k menšímu pohybu v řádu desítek až stovek metrů, ze kterého se zachovaly zbytky křemičité vrstvy. Ta vznikla zahřátím a třením hornin na odlučné ploše,“ uvádí doktor Jan Blahůt.
„Křemičité vrstvy vznikají zejména na zlomech v seismicky aktivních oblastech, ale nám se podařilo je poprvé identifikovat ve vulkanickém prostředí“, upřesňuje zjištění projektu.
Výzkum probíhal s využitím strukturní a mikrostrukturní analýzy, datování kosmogenních izotopů a samozřejmě také díky mapování přímo na místě.
Mikrofotografie vzorku hornin z odlučné plochy sesuvu San Andrés, pomocí kterých byly identifikovány historické akcelerace
Kolaps vulkánu můžeme zažít během našeho života
Kolapsy vulkánů jsou v průběhu geologického času poměrně časté, ale v lidském časovém měřítku k velkým kolapsům dochází jen několikrát za století. Doposud máme informace asi o 180 obřích sesuvech, které dosahují velikosti až desítek tisíc km2 a objemu až několika tisíců km3. Nejdelší z nich jsou i několik stovek kilometrů dlouhé a končí v kilometrových mořských hlubinách. „To navíc dělá výzkum obtížnější, protože o mořských hlubinách toho víme neporovnatelně méně než třeba o povrchu Marsu nebo Měsíce. V současnosti je zmapováno jen asi 20 procent povrchu dna, a to navíc většinou v mělkých pobřežních oblastech,“ upřesňuje Jan Blahůt.
Kontrola přesného 3D monitorovacího přístroje
V současné době vykazuje obří sesuv na El Hierru pomalé ploužení v řádu do 1 milimetru za rok. Díky přesné analýze dat o tomto pohybu a jejímu porovnání se seismickou činností a srážkami byli vědci schopni identifikovat několik různých módů chování sesuvu v závislosti na endogenních (zemětřesení) a exogenních (srážky) impulsech. Při analýze byl využit inovativní přístup k určení stavů napětí a byly identifikovány pulsy, které vedly ke čtyřem módům chování sesuvu. Navíc se odborníkům z Ústavu struktury a mechaniky hornin Akademie věd podařilo pomocí inovativní automatizované analýzy časových řad z 3D dilatometrických měření odvodit výrazné změny v pohybu sesuvu.
Odlučná plocha obřího sesuvu
Silné zemětřesení může sesuvy znovu rozpohybovat
Aby vědci zjistili, kdy se může tento sesuv znovu dát do pohybu, provedli stabilitní analýzy, které ukázaly, že sesuv je v současné situaci stabilní, ale k jeho destabilizaci by stačilo zemětřesení o intenzitě VII a vyšší. To se v historické době, tedy v posledních 500 až 600 letech, na Kanárských ostrovech nevyskytovalo. V minulosti se takto silná zemětřesení ale na souostroví vyskytla. Na analýzu stability navázal i výzkum možné vlny tsunami, která by z takové akcelerace mohla vzniknout. „Přestože jsme se drželi konzervativního postupu a modelovali jsme pouze menší blok o velikosti asi 6 km3, případná vlna, která by vznikla, by byla znát i na pobřeží jihozápadní Evropy a v severozápadní Africe. Přímo na Kanárských ostrovech by vlny dosáhly velikosti až 80 metrů, což odpovídá historickým údajům z jiných kolapsů vulkánů,“ říká Jan Blahůt.
Model šíření vln v Atlantickém oceánu u pobřeží Španělska, Portugalska a Maroka, vzniklých z možného kolapsu sesuvu San Andrés. T0 až T24 vyjadřuje čas v hodinách, velikost modelovaných vln pak barevná škála.
Vědcům se podařilo proniknout do minulosti, přítomnosti a snad i budoucnosti chování jednoho obřího sesuvu. Přesto zbývá ke zkoumání ještě mnoho neznámých. Poznatky je také možné porovnat i s jinými lokalitami na Zemi.
Vznik a rozpad superkontinentů na naší planetě se opakují. V jaké fázi se právě nacházíme? Je grantový systém v České republice nastavený dobře a jsme dostatečně kompetitivní na mezinárodním vědeckém poli? S profesorem Karlem Schulmannem jsme se bavili o geologii, cestování, podmínkách pro vědeckou práci v zahraničí i vědci Františku Běhounkovi.
Jak jste se dostal ke geologii, mohl byste zmínit základní milníky ve Vaší kariéře?
Už jako dítě jsem sbíral zkameněliny. Geologii jsem vystudoval na Karlově univerzitě, i když to nebyla má první volba oboru. Zajímaly mě historie a právo. Po studiích jsem pracoval v České geologické službě. Díky následnému angažmá na Karlově univerzitě, kde jsem působil jako profesor a ředitel Ústavu petrologie a strukturní geologie, jsem začal navazovat spolupráci se zahraničními pracovišti. Od mala tíhnu k frankofonnímu prostředí. Díky spolupráci s francouzskými kolegy jsem v roce 1995 získal angažmá na univerzitě ve Štrasburku, o sedm let později jsem tam působil jako profesor již naplno.
Přibližte nám vznik Centra pro výzkum litosféry, ve kterém působíte.
V roce 2012 jsem získal návratový grant MŠMT v rámci iniciačního programu „Návrat“ určeného pro vědce působící v zahraničí. Díky tomu jsme při České geologické službě začali budovat specializované vědecké pracoviště Centrum pro výzkum litosféry. Centrum sídlí v Praze a ve většině v něm dnes působí mladí zahraniční odborníci. Mezinárodní spolupráci dále rozvíjíme. Osobně stále přednáším na štrasburské univerzitě a spolupracuji s dalšími zahraničními pracovišti, v prvé řadě v Hong Kongu a dále pak ve Spojených státech, Austrálii, Španělsku, Švýcarsku, Velké Británii, Číně a Mongolsku. V Čechách nejvíce spolupracujeme s Karlovou univerzitou a Akademií věd.
Na video představující činnost a projekty Centra se můžete podívat zde.
Prolíná se činnost České geologické služby a Centra pro výzkum litosféry do každodenního života? Má nějaké aplikované výsledky?
Česká geologická služba poskytuje expertní podporu státní správě a informační služby veřejnosti, je velmi pokroková, co se technického vybavení i nových trendů týká. Její profil je široký. Odborníci se zabývají například hydrogeologií, stabilitou svahů, nerostnými surovinami, krajinným prostředím nebo třeba ukládáním radioaktivních odpadů. Instituce se stala stabilním poradním orgánem vlády ČR.
Informace o České geologické službě můžete zhlédnout také na tomto videu.
Těší mě, že vedení České geologické služby podporuje ale i základní výzkum. Výzkumná činnost Centra pro výzkum litosféry probíhá převážně v zahraničí – hlavně v Asii a dnes už také v severní Africe. Zde se věnujeme také environmentálním a rozvojovým projektům s přesahem do školicí a vzdělávací činnosti.
Konkrétní průnik činnosti našeho Centra s aplikovanou vědou existuje zejména v oblasti zkoumání nerostných surovin. Jedná se o zkoumání procesů vedoucích ke vzniku, zániku či recyklaci ložiskových akumulací ve vazbě na vznik a rozpad superkontinentů, které pak v praxi umožní jejich efektivnější vyhledávání a průzkum. V ohnisku zájmu ložiskových geologů jsou zejména zlato a měď, dále pak tzv. vzácné zeminy, které představují stále velmi málo pochopenou oblast spojenou s růstem zemské kůry, a přitom jsou zásadními prvky pro současný technologický rozvoj včetně elektromobility a dekarbonizace.
Pokud jde o vzdělávání, do Centra přicházejí na dlouhodobější pobyty doktorandi i magisterští studenti ze zahraničních univerzit a podílejí se na vzniku společných publikací. Naopak naši pracovníci mají možnosti využívat laboratorní metody, které sami nemáme, na zahraničních univerzitách. Jde o oboustranně velmi výhodnou spolupráci.
Mezinárodní konference k 60. jubileu prof. Schulmanna na zámku Třešť u Jihlavy, 2018
Centrum pro výzkum litosféry rozvíjíte i díky projektům Grantové agentury České republiky. Nedávno jste dokončil standardní projekt GA ČR, který byl hodnocen jako vynikající. A v současné době řešíte projekt EXPRO. Co konkrétně zkoumáte?
Sledujeme růst superkontinentů a jejich interakci se světovými oceány ve dvou regionech – ve střední Asii a na území mezi Evropou a severní Afrikou. Tyto dvě oblasti jsou totiž zcela odlišné, co se jejich vzniku týká. Ve zmíněném excelentně řešeném projektu Kontrastní mechanizmy růstu superkontinentu Pangea: nový pohled na tvorbu kontinentální kůry jsme zkoumali především asijský region. Výzkumy probíhaly převážně v Mongolsku, na jihu Ruské federace a v severní Číně.
Jak často vlastně dochází ke vzniku a rozpadu superkontinentů?
Přibližně každých cca 750 milionů let se na naší planetě shluknou všechny kontinentální bloky a tím vznikne jeden superkontinent obklopený světovým oceánem. Nejmladší superkontinent se jmenuje Pangea. My se aktuálně nacházíme v průběhu jeho rozpadu před tím, než se pravděpodobně znovu spojí. Mechanismy procesu rozpadu a aglomerace nejsou přesně známy, nevíme, proč se tak děje. Můžeme ale říci, že v historii naší planety existovaly čtyři hlavní superkontinenty. První se jmenoval Sklavie. O něm toho víme nejméně. Před asi 15 lety byl objeven a popsán druhý superkontinent Columbie. Třetím byla Rodinie a čtvrtým již zmíněná Pangea.
Kontinentální změny jsou spojené s explozí i zánikem života na Zemi. Můžete nám k tomu říct více?
Superkontinentální cykly jsou spojené se změnami chemického složení oceánů a výraznými klimatickými změnami. Například vznik velikého kontinentu zvaného Gondwana, který zahrnoval území dnešní Jižní Ameriky, Afriky, Arábie, Indie, Austrálie a Antarktidy, a byl intermezzem mezi vznikem Rodinie a Pangey, vedl k explozi života. A co bylo jejím pravděpodobným důvodem? Při kolizi velkých geologických megabloků vzniklo pohoří o délce asi 14 tisíc kilometrů s odhadovanou topografií dosahující himalájských výšek. Druhotným produktem byla extenzivní eroze pohoří vedoucí k obrovské akumulaci kontinentálních sedimentů. Například celou Antarktidu a Austrálii pokryly až dva kilometry tohoto přírodního materiálu, který byl dále odnášen do oceánů, což změnilo jejich chemismus a kromě jiného navýšilo množství vápníku a některých izotopů nutných pro život. Mořští živočichové měli najednou dostatek materiálu pro tvorbu ochranných schránek. Superkolize navíc vznikla v relativně teplém oceánu, i to bylo pro explozi života příznivé.
Vznik Pangey naopak souvisí s největším známým vymřením života na planetě vůbec. V té době, asi před 250 miliony let, pravděpodobně zmizelo až 90 procent veškeré, zejména oceánské, světové biomasy. Rozsáhlá a dlouhodobá sopečná aktivita spojená s aglomerací Pangey pravděpodobně způsobila nejprve dlouhotrvající vulkanickou zimu, následovanou změnou složení atmosféry s extrémním nárůstem obsahu oxidu uhličitého a metanu ve vzduchu. To vedlo k výraznému skleníkovému efektu a globálnímu zvýšení teploty až o 10°C společně se silným odpařováním vody a zvýšením salinity oceánů.
Aktuálně se nacházíme asi v polovině cyklu, kdy začínáme pozorovat znaky odpovídající budoucímu sjednocování superkontinentů. K tomu by mohlo dojít asi za dalších 300 milionů let.
Mongolská Gobi – obvyklé napajedlo velbloudů
V jakém období byla formována fauna a flora tak, jak je známe dnes?
Během rozpadu Pangey v průběhu druhohor, tj. před cca 200 miliony let. Rozpadem se vytvořily bloky, které se od sebe na jižní polokouli začaly velmi rychle oddalovat. Afrika, Jižní Amerika, Antarktida a Indie původně byly součástí jednoho celku zvaného Gondwana. Jeho rozdělení vedlo k obrovské diferenciaci života. Konkrétně můžeme pozorovat třeba rozdíly mezi zvířaty na severní a jižní polokouli. Přitom totožné zkameněliny např. Lystrosaura – býložravého ještěra žijícího před cca 250 miliony let – byly nalezeny jak v Antarktidě, tak v Indii a Číně. Tedy v zemích dnes vzdálených přes deset tisíc kilometrů.
Vysoce výběrový projekt EXPRO, který právě realizujete, se zabývá interakcemi mezi mladými a starými oceánskými systémy. Předmět zkoumání je vědecky zcela unikátní. Proč?
Projekt EXPRO Hlavní mechanismy periferálního kontinentálního růstu během superkontinentálního cyklu aktuálně běží druhým rokem. Zabýváme se aglomerací superkontinentu Pangea, tedy uzavíráním takzvaných „vnitřních“ oceánských domén obklopených kontinenty a jejich následnými kolizemi. Celkově ale platí, že světový „periferní“ Tichý oceán byl a je v dlouhodobém, stamiliony let trvajícím, kontaktu s kontinenty a proto je tato interakce zkoumána nejčastěji. V současné době, kdy pozorujeme největší rozepnutí kontinentálních mas, je však patrné množství kontaktů mezi starou litosférou Tichého oceánu a mladší litosférou „vnitřních“ nově vznikajících oceánů. Zde probíhá spousta dějů, které však zatím neumíme popsat. Z tohoto pohledu je zásadní region střední Asie. Je to jediné místo na planetě, o kterém víme určitě, že zde v minulosti procesy mezi „periferním“ oceánem a „vnitřními“ oceány probíhaly. Geologický archiv zejména Mongolska, Kazachstánu a severní Číny má tak bezprecedentní význam pro pochopení vzniku největšího pohoří na Zemi. Vzniklo zvětšením objemu hornin oceánského původu. Toto pohoří dosahovalo až 20 tisíc kilometrů délky, tvořilo se stovky milionů let a nazýváme jej Středoasijský orogenní pás.
Geologická exkurze v rámci mezinárodní konference POCEEL v létě roku 1999
Jaké nové poznatky může Váš projekt EXPRO přinést?
Zatím není jasné, co se děje mezi oceánskými deskami, třeba mezi Indickým a Tichým oceánem na jedné straně a Atlantikem a Tichým oceánem na straně druhé. A přesně v tom tkví inovativnost našeho výzkumu. Přišli jsme na to, že za příznivých okolností mohlo dojít k nahrazení litosféry vnitřních oceánů Tichým oceánem a „uzamčením“ jeho obrovské části uvnitř superkontinentu Pangea. V této době došlo k bezprecedentnímu nárůstu kontinentální masy ve světovém měřítku a to během velice krátké doby. Například 30 milionů let v našem pojetí je velice krátká doba. A za tuto dobu došlo k nárůstu asijského kontinentu o 30 procent.
Tato období dramatických změn bez současného zničení života otevírají mnohé otázky. Zajímá nás například, jakým způsobem se během amalgamace kůra kontinentálních bloků mění, jak se původně oceánská kůra transformuje na zralou kontinentální kůru a jakým způsobem reaguje s okolní oceánskou litosférou.
Máte zkušenosti s grantovými agenturami podporujícími základní výzkum napříč světem. Jak si podle Vás stojíme v České republice?
Velké zkušenosti mám s francouzskými grantovými agenturami ANR, INSU, Campus France a do určité míry i agenturami v Hong Kongu a Číně. Grantový systém České republiky bych srovnal právě s Hong Kongem, kde jsou podmínky velmi dobře nastavené. Získat grant ve Francii je neobyčejně obtížné zejména díky výzkumným prioritám, a to říkám i přes to, že jsem v minulosti dva projekty realizoval. Český grantový systém vnímám jako mimořádně otevřený, dávající šanci všem odvětvím výzkumu. Myslím si, že vědci s dobrými nápady v jakémkoli oboru i věku zde mají šanci projekt získat, a to opakovaně.
Český vědecký systém – i díky dlouhé socialistické periodě – však ještě není zcela zralý. Rezervy máme v mezinárodní kompetitivnosti. Ta podle mého názoru ještě nedosahuje úrovně vyspělých západních zemí. Třeba Francie se pyšní obrovskou tradicí, co se budování vědeckého stavu týká. Například na univerzitě, kde učím, působí pět laureátů Nobelovy ceny. Postavení vědců ve společnosti je zde úplně jiné, prestižní a také výrazně lépe finančně hodnocené. České vědecké prostředí je stále velmi uzavřené a je zde zakořeněn tzv. inbreeding.
Situace se ale neustále zlepšuje, vědci častěji vyjíždějí do zahraničí, progres je jasný. A na to má, myslím, velký vliv také GA ČR. Důležitá je podle mě podpora mladých vědců, vysoce prestižní jsou třeba nové projekty JUNIOR STAR. EXPRO projekty zase mohou přinést skutečně nějaké rozhodující výzkumné výsledky. Navíc díky nim vzroste šance uspět v grantové soutěži Evropské výzkumné rady.
Za sebe i tým mohu říci, že jsme spokojeni i s komunikací agentury, hodnocením a administrací projektů.
V roce 2018 jste převzal Cenu Františka Běhounka, kterou uděluje ministr školství špičkovým vědcům, studentům a pedagogům. Jaký dojem ve Vás ocenění zanechalo?
O Františku Běhounkovi jsem si hodně nastudoval. Byla to velice zvláštní osobnost. Stal se jedním z prvních doktorandů Marie Curie. Tato vědkyně byla prý velmi nepřístupná, těžko se s ní vycházelo a František Běhounek byl údajně podobný. Byl ale také velmi houževnatý, účastnil se třeba výpravy na Severní pól s Amundsenem nebo tragického letu vzducholodí „Italia“ s Nobilem. Prokazoval neuvěřitelnou vytrvalost. Zároveň byl velký romantik, psal třeba knihy pro děti. Můžeme říci, že byl Panevropan. Pracoval v Norsku, ve Francii a soustavně propagoval tehdy československou vědu ve světě. Zde se, myslím, potkáváme. Osobně jsem se věnoval mnoha evropským projektům, letním školám v rámci evropských programů TEMPUS, Marie Curie ale i řadě bilaterálních projektů mezi Francií, Hong Kongem, Čínou, Alžírskem, Marokem. Mezinárodní spolupráci vnímám jako zásadní. Asi polovina mých studentů dnes pracuje v zahraničí v akademické sféře i průmyslu, což mě těší, a ocenění si samozřejmě velmi vážím.
Udělení Ceny Františka Běhounka, Senát PČR, 2018
Hodně působíte v zahraničí, Vaše výzkumy probíhají po celém světě. Které země Vám nejvíce přirostly k srdci?
Kromě Francie a Hong Kongu mám velmi oblíbené Mongolsko, kam se každoročně vracím. Rád jezdím také do Maroka. Nádherná geologie je k vidění v čínských pohořích. Čína je fascinující také svou komplikovanou historií.
Zůstaňme v domovině. Jaké lokality zde vnímáte z geologického hlediska jako zajímavé a atraktivní?
V Praze určitě zaujme třeba Barrandova skála. Z osobních důvodů miluji Vranovskou skálu ve Vranově nad Dyjí, kde jsem svoji profesní kariéru začal. Zajímavé lokality jsou v Krušných horách – hora Meluzina, skála Sfinx; nepočítaně jich je v Jeseníkách nebo na Kralickém Sněžníku, a to na české i polské straně. Krásných míst zde máme plno. Věnuji se také exkurzím, rád každoročně provádím naší zemí francouzské studenty.
Prof. RNDr. Karel Schulmann, CSc.
Profesor Karel Schulmann je vůdčím mezinárodním odborníkem v oblasti geodynamiky orogenních procesů a tvorby kontinentů. Od roku 2012 je vedoucím Centra pro výzkum litosféry při České geologické službě. Centrum je tvořeno špičkovými českými pracovníky, kteří přišli s prof. Schulmannem ze zahraničí, ale také mladými pracovníky z Velké Británie, Francie, Španělska, Číny, Mongolska i tuzemska. Pracoviště má zásadní vědecký přínos pro rozvoj poznání zemské kůry a pro renomé České geologické služby doma i v zahraničí. Každoročně dosahuje excelentních vědeckých výsledků a jeho publikace jsou mezinárodní komunitou vysoce oceňovány.
Autorka: Mgr. Renata Třísková
Na úvodním obrázku: Mongolsko-česká expedice v jižním Altaji.
Grantová agentura České republiky (GA ČR) je jediná instituce v ČR, která poskytuje z veřejných prostředků účelovou podporu výhradně na projekty základního výzkumu. V rámci vyhlášených výzev podporuje vědecké projekty jak erudovaných vědců a týmů, tak mladých a začínajících badatelů. Každý rok financuje stovky nových výzkumných projektů, a to na základě několikastupňového transparentního výběrového procesu. Jaké výzvy budou vypsány v roce 2021?
Výzvy na podání návrhů standardních projektů, projektů JUNIOR STAR a POSTDOC INDIVIDUAL FELLOWSHIP budou vypsány během února. V letošním roce na rozdíl od předchozích let nebude vypsána výzva EXPRO, která se zaměřuje na zkušené vědce. Její opětovné vypsání se plánuje na příští rok. Od příštího roku bude vypisována již jen v sudých letech.
Standardní projekty
Standardní projekty tvoří základ účelové podpory základního výzkumu v České republice – každý rok jich GA ČR financuje několik stovek, a to již od svého vzniku v roce 1993. Prostřednictvím nich se podporuje nejlepší základní výzkum ve všech oblastech. Návrhy projektů s délkou řešení 3 roky mohou podávat všichni badatelé a jejich týmy bez ohledu na jejich senioritu. Projekty jsou hodnoceny na základě několikstupňového výběrového procesu.
JUNIOR STAR
Výzva JUNIOR STAR byla poprvé vypsána v předchozím roce a zaznamenala obrovský zájem. Granty JUNIOR STAR jsou určeny pro excelentní začínající vědce (do 8 let od získání titulu Ph.D.) ze všech oblastí základního výzkumu, kteří již publikovali v prestižních mezinárodních časopisech a mají za sebou významnou zahraniční zkušenost. Díky pětiletému projektu s možností čerpat až 25 milionů Kč získají možnost se vědecky osamostatnit a případně založit i vlastní výzkumnou skupinu, která může do české vědy přinést nová výzkumná témata. Návrhy projektů hodnotí výhradně zahraniční hodnotitelé.
POSTDOC INDIVIDUAL FELLOWSHIP
Nejnovějším druhem výzvy, kterou GA ČR letos vypíše poprvé, je POSTDOC INDVIDUAL FELLOWSHIP (PIF). Tento druh grantů je zaměřen na badatele, kteří dokončili doktorské studium v posledních čtyřech letech. Využít ho půjde dvěma způsoby – buď jako výjezdový grant, který českým vědcům umožní bádat na jakémkoli výzkumném pracovišti na světě s podmínkou jednoho dalšího roku stráveného na pracovišti v České republice, nebo jako příjezdový grant, díky kterému bude zahraniční vědec moci dva roky bádat na českém pracovišti.
S ohledem na zachování stability grantového prostředí i snížení administrativní náročnosti plánuje GA ČR ve znovuvypisovaných výzvách změny jen v drobném rozsahu – můžete se podívat na zadávací dokumentace z minulých let.
Mezinárodní projekty
Projekty, které řeší vědci a jejich týmy spolu s badateli z partnerského státu, jsou samostatným typem grantů. V roce 2021 bude možné podávat společné projekty s vědci z následujících států:
Bilaterální spolupráce
- Tchaj-wan – Ministry of Science and Technology (MOST)
- Jižní Korea – National Research Foundation of Korea (NRF)
- Rusko – Russian Foundation for Basic Research (RFBR)
- São Paulo, Brazílie – São Paulo Research Foundation (FAPESP)
Lead Agency spolupráce
- Rakousko – Austrian Science Fund (FWF) – kontinuální výzva
- Německo – German Research Foundation (DFG)
- Polsko – National Science Centre (NCN)
- Slovinsko – Slovenian Research Agency (ARRS) – vypsaná výzva
- Švýcarsko – Swiss National Science Foundation (SNSF)
Podané projekty jsou podle dohody, kterou má GA ČR dojednanou s danou agenturou, hodnoceny buď na základě bilaterálních dohod (tj. projekt hodnotí a musí doporučit obě zapojené agentury), nebo způsobem Lead Agency (tyto projekty hodnotí pouze jedna agentura a druhá doporučení přejímá). Výzvy Lead Agency jsou vypisovány v průběhu celého roku, výzvy na základě bilaterální spolupráce budou vypsány v únoru. Je možné, že v průběhu roku budou oznámeny i další spolupráce, na jejichž navázání GA ČR v současné době pracuje.
Aby Vám žádná výzva neutekla, doporučujeme sledovat seznam všech aktuálně vyhlášených výzev nebo se přihlásit k odběru novinek (v dolní části hlavní stránky).
Jedny z nejvzácnějších kovových prvků v zemské kůře jsou platinové kovy. Široké uplatnění těchto kovů a jejich sloučenin zejména v chemii katalyticky řízených reakcí přispělo v posledních letech k výraznému snížení jejich zásoby v přírodních zdrojích. Tento fakt, ale i vysoká cena a toxicita platinových kovů přiměla tým profesora Aleše Růžičky k bádání, zda by bylo možné tyto kovy něčím nahradit.
„Jde o dlouhodobý program naší skupiny, kdy se snažíme nahradit koordinační sloučeniny zejména platinových kovů, široce používané v homogenní katalýze pro přípravy a výroby minimálně dvaceti z padesáti komerčně nejúspěšnějších chemikálií, koordinačními sloučeninami kovů hlavních skupin. Důvodem našeho snažení o tuto náhradu je, že při současné spotřebě těchto kovů a jejich zastoupení v zemské kůře budou během několika dalších desetiletí vyčerpány,“ vysvětlil prof. Ing. Aleš Růžička, Ph.D., z Fakulty chemicko-technologické Univerzity Pardubice.
Nejdůležitějším faktorem bylo naučit kovy hlavních skupin, aby se chovaly jako kovy přechodné, a bylo je tak možné použít jako katalyzátory pro chemické transformace. Takovéto aplikace kovů hlavních skupin nejsou známé a ještě před zhruba dvaceti roky se nikdo nepokoušel ani o základní reaktivitu, natož aplikace v katalýze nebo optoelektronice.
„Tušili jsme, že hlavními faktory pro toto použití jsou elektronické a sterické vlastnosti okolí atomu kovu (ligandy) a jeho oxidační stav. Proto bylo pro nás nejdůležitější vyvinout takové organické ligandy, kterými by bylo možné efektivně dekorovat, odstínit a stabilizovat kovy hlavních skupin jako např. hliník, hořčík, cín, antimon, bizmut a další v nižších oxidačních stavech, než je obvyklé v jejich klasické chemii,“ uvádí profesor Růžička.
Těchto ligandů připravili řešitelé velké množství, zapojili je do koordinačních sfér zmíněných kovů, produkty redukovali a reagovali s různými organickými substráty. „Celý projekt je protkán neskutečným množstvím vedlejších a slepých uliček, které ovšem zároveň otevírají nové směry a poskytly nečekané informace o chování nejen ligandů a kovů hlavních skupin, ale i kovů přechodných,“ uvádí Aleš Růžička.
Levné a netoxické sloučeniny kovů hlavních skupin v nižších oxidačních stavech jsou schopné stejné nebo podobné reaktivity jako koordinační sloučeniny přechodných kovů. Může docházet k dosud nepopsaným aktivacím malých molekul a reakcím nenasycených systémů.
Jeho tým při zkoumání nejvíce překvapila obrovská variabilita chování a reaktivity cílových sloučenin v závislosti na použitých rozpouštědlech, substituci ligandů a kovů, a jejich aktivita v mnoha zajímavých procesech včetně aktivace malých molekul a násobných vazeb.
„Ovšem paradoxně největším neplánovaným překvapením a popřením dosavadně používaných paradigmat jsou výsledky dosažené v chemii zlatných sloučenin, které jsme v kombinaci s našimi ligandy používali pouze jako srovnávací. V této sadě sloučenin se nám podařilo ve spolupráci s kolegy z Ústavu organické chemie a biochemie AV ČR a Přírodovědecké fakulty Univerzity Karlovy odhalit a změřit disociační energii (sílu) netradiční vazby mezi dvěma atomy zlata, a navíc i popsat vodíkovou vazbu z N-H skupiny na pozitivně nabitý atom zlata, což je dle definic tohoto typu vazeb ´zakázáno´,“ říká profesor Aleš Růžička, jehož tým výsledky tříletého zkoumání využívá i pro další práci.
Těsně před ukončením projektu došlo na základě výsledků prezentovaných na konferencích a v publikacích k okamžitému navázání spolupráce s kolegy z Technické Univerzity v Berlíně. „V současné době již máme tři společné publikace o stabilizaci tak obskurních nekovových center jako Si(0), Si(I)+ a N(I)+ a reaktivitě oxidu uhelnatého, vydané v prestižních chemických časopisech jako Angewandte Chemie – International Edition, Journal of the American Chemical Society a Chemical Communications.“
Prof. Ing. Aleš Růžička, Ph.D., se narodil v roce 1974, vystudoval inženýrský, a poté i doktorský program Anorganická a bioanorganická chemie na VŠChT a na Univerzitě Pardubice, oba pod vedením prof. Jaroslava Holečka. Postdoktorskou stáž v rámci Royal Society/NATO fellowship strávil u prof. Michaela F. Lapperta na Sussex University v Brightonu v roce 2003. V dalších letech vykonal krátkodobé pobyty a přednášel na zahraničních univerzitách (Dijon, Zaragoza, Brusel, Saitama, Zürich, Chemnitz, Graz a KIT Karlsruhe). V rámci svých pedagogických povinností vede kurzy přednášek o aspektech organokovové chemie, pokročilé anorganické chemie, NMR spektroskopie a krystalografie. Podílí se na pořádání řady mezinárodních konferencí, mimo jiných je členem Vědecké rady AV ČR a Učené společnosti ČR.
