Fińska Dolina Krzemowa jest ukryta wśród lasów. Dzięki niej działa twoja elektronika

Spis treści:

1. Nauka, głupcze!
2. „Bez nas nie byłoby niczego”
3. Joensuu – młode miasto wśród lasów
4. Jak uratować lasy i zbawić świat?
5. Czy fotonika zatrzyma niekorzystne zmiany klimatu?

Z okna lądującego samolotu widzę, oprócz niekończących się połaci drzew, liczne jeziora. Teraz pokryte są lodem i śniegiem. Obszar przywodzi na myśl trochę Alaskę. I słusznie, bo znajduje się mniej więcej na tej samej szerokości geograficznej, co najliczniejsze miasto najbardziej wysuniętego na północ stanu USA – Anchorage.

Mikroskopijne lotnisko obsługuje miasto Joensuu we wschodniej części Finlandii – jest to stolica regionu Północnej Karelii. Jak to się stało, że tak odosobnione miejsce na mapie świata stało się kluczowym ośrodkiem zaawansowanych technologii?

Nauka, głupcze!

Gdy nie ma się wielu środków finansowych, należy skupić się na konkretnej rzeczy i wytrwale ją realizować. To najlepszy przepis na prowadzenie działalności naukowej, którą można przekuć w sukces. W przypadku nauki są to na przykład wdrożenia. Pod koniec lat 60. XX wieku Finlandia postawiła na badania w zakresie fotoniki. Pod tym bardzo pojemnym terminem kryją się wszelkie zagadnienia związane ze światłem. Wśród urządzeń „fotonicznych” są na przykład sensory, soczewki czy ekrany urządzeń.

Jednym z kluczowych ośrodków rozwijających technologie fotoniczne jest właśnie Uniwersytet Wschodniej Finlandii w Joensuu. Finlandia nie szczędzi środków na badania i rozwój. W 2021 roku przeznaczono na ten cel blisko 3% produktu krajowego brutto, dla porównania Polska – dwa razy mniej.

„Bez nas nie byłoby niczego”

W Joensuu spotykam Juhę Purmonena z konsorcjum Photonics Joensuu. Ekspert wyjaśnia mi, że sukces w dziedzinie fotoniki w tym odległym mieście przyszedł dopiero po kilku dekadach badań. – To co tutaj robimy, jest bardzo ważne, ale niewielu ludzi o tym wie – zaznacza. Bo okazuje się, że wiele komponentów opracowywanych tutaj trafia do urządzeń mobilnych, stosowanych jest w przemyśle czy w technologiach związanych z komunikacją.

Fotonicy wykształceni w Joensuu trafiają do pracy do światowych gigantów technologicznych w USA, w tym do takich marek jak Apple czy Microsoft. – Bez nas nie byłoby niczego – żartuje Purmonen. I faktycznie, w Joensuu mam też okazję spotkać dr. Seshę Manugoriego z firmy Dispelix, która pracuja nad unowocześnieniem maleńkich projektorów montowanych na okularach. Według niego taka rozszerzona rzeczywistość to przyszłość. Mówi o tym z przekonaniem i z błyskiem w oku.

Joensuu – młode miasto wśród lasów

Blisko 90% powierzchni Północnej Karelii stanowią lasy. Wśród nich znajduje się tętniący życiem ośrodek naukowy w Joensuu. Studentów jest tu ponad 20 tysięcy, a cała populacja wynosi 79 tysięcy mieszkańców. Gdy wchodzę do jednego z wydziałów, by ukryć się przed dotkliwie zimnym wiatrem, dostrzegam żaków w grubych wełnianych skarpetach siedzących na pufach. Kilka osób gra w karty, ktoś pracuje przy laptopie. Domowa i przytulna atmosfera panuje wszędzie w całym kampusie.

Wiedzę z zakresu fotoniki w Joensuu zdobywają głównie studenci zagraniczni, wielu pochodzi z krajów azjatyckich. A kadra naukowa? To w zasadzie tylko lokalni eksperci – po ponad 50 latach badań nad tą dziedziną Joensuu stało się potęgą. Tutaj można poznać tajniki fotoniki.

Jednak pojawiają się tu również eksperci z innych krajów. Profesorem wizytującym jest tu na przykład Łukasz Rudnicki z Uniwersytetu Gdańskiego, który zajmuje się optyką kwantową. – Ośrodek naukowy w Joensuu to bardzo przyjazne miejsce pracy, a Finowie to bardzo fajni ludzie. Przyroda wokoło też zachwyca – przekazał mi naukowiec. Przyznał, że pogoda co prawda nie rozpieszcza, ale wartą odnotowania zaletą jest to, że zimą, jak już jest dzień, to świeci słońce, które odbija się w śniegu. Szarych i pochmurnych dni jest niewiele.

Jak uratować lasy i zbawić świat?

Znajduję się na najwyższym szczycie południowej Finlandii, Ukko-Koli, który osiąga 347 m n.p.m. Spoglądam na srebrzyste 12-metrowe cygaro sunące z gracją nad morzem drzew. To nie UFO, ale wynalazek lokalnej firmy Kelluu. Produkuje niewielkie statki powietrzne przypominające dawne sterowce, tyle że te mają srebrzystą powłokę i wypełnione są rodzajem wodoru, który jest bezpieczny w eksploatacji.

W tym konkretnym przypadku statek pobiera informacje na temat lasu za pośrednictwem różnych sensorów, na przykład kamery RGB i czujników wielospektralnych (rejestrują nie tylko to, co widzi oko ludzkie, ale też w zakresie mikrofal czy bliskiej podczerwieni). Można też zamontować LiDAR. Są to technologie związane ze światłem, a zatem fotoniczne.

– W ten sposób możemy przygotować modele prezentujące każde pojedyncze drzewo. Takiej rozdzielczości nie zapewniają zobrazowania satelitarne czy wykonane z pokładu samolotu – zapewnia Jiri Jormakka z firmy Kelluu, którego spotykam w Joensuu. Podkreśla, że te „sterowce” są ekologiczne i każdy z nich może latać nawet do 12 godzin.

Tę technologię można stosować do różnych rzeczy, ale monitoring lasów jest dla Finlandii kluczowy. To lasy są dla tego kraju jednym z kluczowych źródeł przychodu, dlatego tak ważne jest odpowiednie nimi gospodarowanie. Aby to było możliwe, należy wiedzieć o nich nich wszystko.

„Sterowce” są w stanie na przykład pomóc w zlokalizowaniu miejsca, gdzie żerują szkodniki na drzewach. Następnie można je punktowo usunąć. Mogą też wskazać miejsca o największym zagrożeniu pożarowym, nie wspominając o czymś tak banalnym jak stworzenie pełnego spisu według gatunków. Do 2027 roku firma chce zeskanować każde drzewo w Finlandii i kontynuować stały monitoring lasów.

Czy fotonika zatrzyma niekorzystne zmiany klimatu?

– Nie wycinamy drzew dla zabawy w Finlandii, Europie czy w innych miejscach na świecie. Dzieje się to zawsze z jakiegoś powodu. A najważniejszy jest taki, że potrzebujemy odnawialnych źródeł materiałów (ang. renewable raw materials) – mówi dr Lauri Sikanen z Natural Resources Institute Finland w Joensuu.

Dochody z lasów czerpie w Finlandii wiele osób, bo 60% z nich jest w rękach prywatnych. Ważnym zadaniem jest, by zrównoważyć chęć zysku (poprzez wycinkę drzew) i potrzebę ich zachowania, co jest kluczowe dla powstrzymania zmian klimatycznych.

Od 2021 roku fińskie lasy stały się źródłem dwutlenku węgla – wcześniej go pochłaniały, co było korzystne dla klimatu. Jako przyczyny wskazuje się między innymi zwiększoną wycinkę drzew i spadek całkowitego przyrostu biomasy drzew oraz ocieplenie klimatu przyspieszające rozkład, co skutkuje mniejszą ilością nowej ściółki leśnej. Emiterem CO₂ są w tej chwili oczywiście nie drzewa, ale gleba, na której rosną.

Co zrobić, by lasy zaczęły pochłaniać dwutlenek węgla? Niektórzy sądzą, że wcale nie wystarczy ich nie wycinać i pozostawić sobie, by „zdziczały”. Pytam dr. Sikanena o rozwiązania. Wskazuje między innymi na potrzebę zachowania wysokiej wilgotności w lasach i utrzymania torfowisk oraz terenów podmokłych. Takie obszary są świetnymi „narzędziami” do walki ze zmianami klimatu, bo wychwytują dwutlenek węgla z atmosfery.

Czy dane zbierane z pomocą zaawansowanych narzędzi, również takich rozwijanych w Joensuu, przyniosą odpowiedź, w jaki sposób należy zarządzać lasami, by wspierały one walkę o klimat? Być może technologie fotoniczne odegrają w niej pozytywną rolę, o ile zebrane dzięki nim dane zostaną odpowiednio zinterpretowane i kolejno – wdrożone słuszne działania. I to nie tylko w Finlandii.

Źródło: National Geographic Polska