У вас отпуск, а вы еще не решили, где его провести? Кто-то мечтает поехать на Байкал, кто-то там живет, а кто-то имеет счастье изучать его всю жизнь. И все равно «священное море» не устает задавать новые загадки. Как оно появилось, почему его флора и фауна уникальны, кто живет на его дне, и сколько видов есть у байкальского льда? Спросим у исследователя Байкала Валентина Дрюккера.
Валентин Валерьянович Дрюккер
ПРОФЕССОР, ДОКТОР БИОЛОГИЧЕСКИХ НАУК, главный научный сотрудник лабаратории водной микробиологии Лимнологического института СО РАН, академик Российской экологической академии, заслуженный работник науки и высшей школы Иркутской области, автор множества монографий и научных трудов, поэт.
– Валентин Валерьянович, некоторые до сих пор считают вопрос о возрасте Байкала спорным. Как такое большое озеро могло сохраняться миллионы лет и не заболотиться?
– Официальная наука не считает этот вопрос спорным. Озеро Байкал тем и уникально, что оно – самое древнее в мире и не заболотится никогда. Благодаря проектам «Байкал-бурение», которые проводились международными организациями с 1995 года, установлено, что в нем 6–8 км осадка. Но, учитывая возраст озера, это очень немного. То есть осадочных веществ в воду поступает крайне мало, поэтому Байкал никогда не придет к заболачиванию.
Однако некоторые показатели могут измениться в прибрежной части. В последние годы в прибрежных районах озера – там, где останавливается много туристов или находятся крупные транспортные узлы (район Листвянки, северный и восточный Байкал), массово разрослась водоросль спирогира. Раньше она, конечно, тоже встречалась, но ее было мало. Сегодня же в Байкал постоянно сбрасываются неочищенные хозяйственно-бытовые сточные воды, в которых много фосфора (результат употребления стиральных порошков и компонентов, которые используются при бытовой чистке машин). А фосфор – основное питание спирогиры, поэтому она так расплодилась. Особенность этой водоросли в том, что она очень быстро размножается, а когда ее много – она загрязняет воду. К счастью, спирогира может жить только у берега, где температура воды выше, чем на глубине. Тем не менее, это проблема, и серьезная. По какой-то причине, кстати, – а, возможно, и по этой же – в последнее время в озере гибнут знаменитые байкальские губки (лучшие «фильтры» воды. – Ред.). Мы работаем с этими проблемами и уже внесли предложение в правительство запретить в нашем регионе продажу стиральных порошков, содержащих фосфор.
– Впадина этого озера – звено Байкальской рифтовой зоны: она включает в себя систему горных хребтов и межгорных впадин, которые простираются с юго-запада на северо-восток. Изначально эта территория была равнинной. А потом, 25–30 млн лет назад, начали смещаться Индийская и Сибирская тектонические плиты, земная кора в этом месте стала растягиваться, и начала образовываться глубокая впадина. Сначала сформировались три небольших озера 50–150 м глубиной, которые потом соединились в один водоем. Сейчас от них остались три байкальские котловины: южная и средняя (в районе острова Ольхон, мыса Ижемей) – самые глубокие, как раз на них приходится максимальная глубина озера, а впадина поменьше – северная, в ней 900 м.
Интересно, что тектоническое напряжение между плитами настолько сильное, что его влияние мы ощущаем постоянно: в Прибайкалье буквально каждый день происходят микроземлетрясения. А в позапрошлом веке из-за того же тектонического напряжения некоторые земли ушли под воду. Например, на месте залива Провал когда-то была бурятская деревня. Она утонула за считанные часы, людей эвакуировать успели, а вот животных уже не спасли.
Около 30 млн лет назад началась и вулканическая деятельность, из-за которой вокруг Байкала появились высокие горы. Достоверно обнаружено несколько потухших вулканов вокруг озера. В начале формирования рифтового этапа (70–27 млн лет назад) Прибайкалье представляло собой денудационное плато (равнина, созданная под воздействием внешних процессов, в частности, выветривания. – Авт.) с очень незначительным вертикальным расчленением, равнинным и равнинно-холмистым рельефом. Климат был жаркий и влажный (среднегодовые плюсовые температуры – 15–20 °С), широко распространились хвойно-широколиственные леса – тоже субтропического и тропического типа. А современные флора и фауна вокруг озера сформировались за последние 3,5–5 млн лет. Тогда же образовались и прибрежные горы Байкала.
– Какие загадки остаются у озера, что еще не открыто?
– Много загадок! Вот, например, Байкал – единственное пресное озеро в мире, в котором обнаружили газовые гидраты (в конце 1980-х годов) – это нечто вроде твердого льда, состоящего из метана. Откуда они там взялись, неизвестно. В морях и океанах метан тоже есть, но на больших глубинах, и так просто его не достать. А это источник топлива и энергии, и технологию его добычи сейчас как раз пытаются наладить. За последнее время выделение метана из озера Байкал увеличилось в полтора раза. Почему – опять же, никто не знает. Но, конечно, добывать газовые гидраты в Байкале категорически нельзя: это нарушит сложившийся экологический баланс в экосистеме, и мы потеряем уникальный резервуар пресной воды высокого качества.
Еще одна загадка связана с биологией. В конце прошлого века в морях и океанах Земли было обнаружено постоянное присутствие бактериофагов – разрушителей бактерий. Именно эти живые организмы составляют основное «население» всех водных объектов вообще. При том что размеры их измеряются нанометром, то есть они чуть больше молекулы.
И мне, вместе с сотрудниками, в 2002 году удалось открыть этих же автохтонных (постоянно живущих в водной системе) бактериофагов в Байкале. Но тут важно не только само их присутствие в озере, а то, что мы уже обнаружили в Байкале девять из десяти известных ДНК-содержащих семейств бактериофагов. Кроме того, найдены и несколько неизвестных для науки морфологических типов.
Да и сами бактериофаги являются загадкой. Они высокоспецифичны: каждый бактериофаг разрушает только свой вид бактерий и больше никакие. Но как они выживают в отсутствии «еды» – неизвестно. Зато этот феномен лизиса («растворения». – Ред.) бактериофагом своего хозяина уже, по сути, привел к разработке фаготерапии. Это когда с болезнетворными бактериями нам помогут справиться не антибиотики, а фаги, которые к тому же не нарушают нормальную микрофлору больного организма.
Сегодня молекулярно-генетическими методами нам даже удалось расшифровать полный геном одного из видов байкальских бактериофагов (исследование опубликовано в американском журнале Микробиологического общества Genome Announcements). Выяснилось, что этого микроорганизма нет в международной классификации бактерий. Таким образом, мы открыли новое трофическое звено в Байкале, которое непосредственно влияет на качество воды.
Помимо того, к загадкам Байкала относится быстрое развитие спирогиры в прибрежных акваториях, о котором я уже говорил, а также причины гибели губок (что происходит, кстати, и в других водоемах мира), изменение соотношения видового состава фитопланктона и зоопланктона (байкальских и космополитных) и появление в озере токсичных цианобактерий.
– Байкальские флора и фауна уникальны сами по себе, но если говорить о более крупных видах – есть ли среди них такие, что поразили воображение ученых?
– Когда работали «Миры», мы опускались на дно Байкала и нашли там несколько видов придонных растений и животных, которые вообще нигде еще не описаны (хотя изучаются) и не попадают ни под какие классификации – мы просто не знаем, кто это и к каким видам живых существ относятся. Описать их сложно – они различного размера и, можно сказать, не имеют окраски (потому что живут на большой глубине, куда не попадает свет). Подробнее описать не могу, так как результаты этих исследований пока не опубликованы.
– Почему вообще на Байкале столько уникальных животных и растений?
– Помимо прочих, у озера есть еще одна особенность – очень высокая насыщенность кислородом всех слоев воды, от поверхностного до почти придонного (а водная толща составляет, по самым последним и точным оценкам, до 1642 м). Из-за этого качество воды в Байкале остается самым высоким в мире. Это и приводит к тому, что здесь формируются уникальные виды флоры и фауны (из 4–5 тыс. видов животных и растений почти 80 % – эндемики, то есть живут только здесь). Ведь взять даже Черное море – до глубины 200 м вода в нем насыщена кислородом, а ниже начинается сероводородная зона: там почти никто не живет, кроме сульфатредуцирующих и других микроорганизмов. У нас все по-другому, поэтому жизнь здесь бьет ключом.
– Известно, что у байкальского льда несколько видов. Чем они отличаются друг от друга, и зачем их вообще различать?
– Смысла в этом никакого нет, а различают его не ученые, а местные жители. Но байкальский лед действительно крайне разнообразен. Во-первых, он очень прозрачен – до 2–3 м в глубину (причина тому – чистая вода и ветры, которые постоянно сметают с него нападавший снег). Во-вторых, Байкал накапливает много тепла за лето и благодаря своей глубине и объемам остывает медленно, поэтому замерзает только в январе (речь идет о южной части озера). Поэтому здесь своеобразный микроклимат, в котором формируются различные виды льда. Есть, например, блинчатый лед – это когда по воде плывут круглые «лепешки», есть лед в виде мелких шариков и многие другие. Все они формируются под воздействием множества факторов и существуют недолго.
Еще одна особенность байкальского льда – это так называемые становые щели, которые, к сожалению, приводят ко множеству трагедий каждый год. Поскольку ширина Байкала очень велика – от 30 до 80 км, лед сначала замерзает, а через некоторое время начинает лопаться (из-за слишком большого давления на ледовую корку). Треск при этом стоит такой, что кажется, будто кто-то стреляет из артиллерийских орудий.
Метаморфозы, происходящие с байкальским льдом, порой вообще удивительны. Например, со спутников на нем были обнаружены некие круговые образования – в основном в южной части Байкала. И они появляются каждый год. Люди не знали, что и думать, – кто-то даже предположил, что тут приземлялась летающая тарелка. И три года назад выяснилось, что эти круги – результат выхода метана, о котором мы уже говорили. Усиленный выход газа сопровождается вот такими круговыми следами.
– С 2008 по 2010 год на Байкале работали экспедиции «Миров». А что там происходит сегодня – есть ли какие-то интересные проекты или исследования?
– Основные исследования Байкала сегодня направлены на сохранение его экологического баланса. Поскольку 2017-й – год экологии, по указу президента учеными создана эколого-экономическая программа развития Байкальского региона «Байкал – великое озеро великой страны». Она нацелена на защиту озера в экологическом смысле и создание комфортных условий для местного населения. В свое время был принят законопроект, который запрещает что-либо строить и производить в прибрежной зоне Байкала, но сейчас выясняется, что к этому все же нужно подходить с умом.
Что касается науки, то, например, наша лаборатория микробиологии сейчас изучает бактерии, которые живут в организме различных водных обитателей Байкала. Это, кстати, совершенно новое направление – не только у нас, но и за рубежом. Благо, аппаратура позволяет заниматься подобными исследованиями – в этом смысле наш институт оснащен очень хорошо. Так что будем надеяться на новые удивительные открытия.
Это новость от журнала ММ «Машины и механизмы». Не знаете такого? Приглашаем прямо сейчас познакомиться с этим удивительным журналом.
