Байкал: что не так с дном самого глубокого озера
Байкал является самым глубоким озером на планете (1642 м) и самым большим по площади пресноводным озером на континенте (571 000 кв.км). Озеро образовалось из-за серии значительных разломов в земной коре, которые наполнились водой. Длина Байкала — 636 км, а наибольшая ширина составляет 79,4 км.
По поводу возраста Байкала до сих пор продолжаются научные споры. Версия, которая держалась долго, сообщает, что озеру 25-35 млн лет, однако сейчас ученые считают, что уникуму Восточной Сибири не более 150 тыс. лет. Из-за расхождений данных исследования не прекращаются.
Дно Байкала
Дно озера представляет собой место, где происходит раздвижение двух массивных участков земной коры. Западная часть – это массивная Евразийская плита, восточная – это Амурская микроплита, которая продолжает свое движение на юг, юго-восток, медленно раздвигая дальше дно озера.
Дно Байкала является очень неоднородным из-за того, что рифтовая зона озера появилась из серии мелких разломов. Озеро имеет как несколько небольших подводных хребтов, то есть мелководные участки, так и значительные глубоководные.
У протока реки Селенги имеется углубление дна, которое достигает 400 м и называется местными «пучиной». С этим углублением связана легенда о том, что в этом месте есть отверстие, которое соединяет озеро с Северным Полярным морем. Данная легенда появилась благодаря тому, что в районе впадины имеется водоворот, который хорошо просматривается в спокойные дни и создает впечатление, что вода действительно словно втягивается в отверстие. Однако данный водоворот появился всего лишь из-за двух течений, которые встречаются в этом месте, тем самым перемешивая поверхностные слои воды.
Донные отложения
Байкал имеет большое количество донных отложений, исследованиями которых ученые занимаются длительное время. Одни из первых результатов были получены при глубоководных погружениях на аппаратах «Пайсис» в 1977, 1990-1991 годах, а также во время реализации международного проекта по глубоководному бурению «Байкал-бурение» в 1989-1999 годах.
Учеными было установлено, что в Южной и Центральной котловинах озера толщина отложений составляет целых 7-8 км, к восточному берегу мощность отложений уменьшается до 2 км ( М.И. Кузьмин «Глубоководное бурение на Байкале – основные результаты»). В Северной котловине перепады наиболее существенны – от нескольких сотен метров до 3-4 км. То есть, если задуматься, то на месте этих отложений легко может поместиться самая высокая гора России – Эльбрус, а то и сам Эверест.
На формирование отложений Байкала оказывает влияние множество факторов: сейсмичность, рельеф, состав пород берегов и бассейна, процессы котловин, динамика вод, гидрохимия водоема, породообразующие организмы и др. Основными источниками материала для формирования отложений являются остатки отмерших растений и животных, продукты разрушения берегов, вещества, поступающие с речным стоком и атмосферными осадками и т.п. Данные отложения копятся уже десятки тысяч лет, создавая необычный и неоднородный слой на дне озера.
Сейсмическая активность на Байкале
Озеро Байкал расположено в сейсмически активной зоне, из-за чего ближайшие регионы, Иркутскую область и Республику Бурятия относят к субъектам первой степени опасности. Интенсивность толчков обычно не превышает 6 баллов, однако в 1959 году были зафиксированы толчки силой в 9 баллов. Сильно пострадал Иркутск и небольшие населенные пункты, которые находились недалеко от эпицентра. В 1862 году было землетрясение такой силы, что в его результате образовался залив Провал на восточном берегу Байкала.
Всего же в год на Байкале происходит несколько сотен землетрясений, но они имеют слабую силу, и большинство из них может быть обнаружено только высокочувствительным оборудованием. Тем не менее за 2020-2021 года было уже шесть серьезных землетрясений, толчки от которых доходили до Иркутска и Улан-Удэ – региональных центров. Данная ситуация нетипична. Как правило, одно сильное землетрясение происходит раз в 8-12 лет. Из-за этого на Байкале была прекращена работа программы по сейсмобезопасности, однако после последних событий ученые считают, что существует необходимость в ее возобновлении.
Вода Байкала
Воды озера Байкал составляют около 19 процентов мировых запасов пресной воды, всего это 23 615 куб.км. В Байкале воды больше, чем в пяти Великих озерах Северной Америки (Верхнее, Мичиган , Гурон, Эри, Онтарио ), и в 25 раз больше, чем в Ладожском озере. По средним подсчетам, если вдруг будет необходимость, то озеро сможет обеспечивать человечество пресной водой в течение 5 тысяч лет.
Байкал заполняется поверхностными водами, из-за этого его вода является пресной, поскольку реки не успевают насытиться солями и несут в озеро воду слабой минерализации, которая соответствует стандартам на самую высококачественную питьевую воду. С глубиной содержание минеральных соединений увеличивается, а органических снижается, благодаря этому вода с глубин озера считается очень полезной.
Пресной водой Байкал обеспечивают 336 больших и маленьких рек, а вытекает, что является крайне необычным фактом, всего одна река – Ангара, унося с собой байкальскую воду и встречаясь с Енисеем.
Вода Байкала отличается необыкновенной чистотой и прозрачностью, что позволяет увидеть сквозь ее толщу объекты на глубине до 40 метров. Одним из секретов чистоты озера является планктон, кишащий рачками эпишура, которые перерабатывают органические элементы, выступая своего рода дистиллятором воды.
Зимой вода озера покрывается толстым слоем льда, в некоторых местах становится доступна ледовая переправа. Для того, чтобы всему озеру покрыться льдом требуется примерно один месяц.
Источник
Что находится на дне Байкала — самого глубокого озера Земли?
Например, посредством лабораторного анализа пыльцы, находившейся в донных отложениях, учёные установили, какие виды растений покрывали берега озера более 10000 лет назад. Кроме того, здесь найдены окаменелые останки множества интереснейших существ — от губок и древних попугаев до небольших млекопитающих эпохи миоцена возрастом более 5 миллионов лет. Это говорит о том, что Байкал всегда был привлекательным местом для обитания живых существ.
Глубина — более 1600 метров, возраст — около 25 миллионов лет. Это мировые рекорды — что по одному, что по другому показателю. Что это значит для учёных? Всё правильно — огромный интерес к тому, что находится на дне этого водоёма. Если верить бурятам, которые живут в этом районе дольше любого другого народа, в озере Байкал обитает водяной дракон Лусуд-хан. Можно вспомнить и тех, кто утверждает, что на дне озера покоятся набитые золотом грузовые железнодорожные вагоны, утопленные здесь Колчаком во время Гражданской войны. Есть и такие, кто видел тут инопланетян, а также загадочные огни в глубине вод. Естественно, всё это требует хоть какого-то подтверждения.
Однако Байкалу хватает необычного, загадочного и крайне интересного в реальной, не воображаемой действительности. Озеро представляет собой так называемую рифтовую долину. Она сформировалась в результате расхождения двух тектонических плит — западносибирской и амурской. Этот геологический процесс продолжается и сегодня. Каждый год на берегах Байкала фиксируется около 2000 мини-землетрясений, и он расширяется на 2 сантиметра. Учёные не пришли к единому мнению относительно того, как и когда начались эти процессы, но в одном они уверены на 100% — произошло это очень давно.
Сегодня здесь также собралась невероятно интересная коллекция флоры и фауны. Большая часть обитающих здесь видов не встречается ни в одном другом месте на Земле. Часть этого удивительного биоразнообразия появилась благодаря гидротермальным источникам. Это те участки дна, где холодные воды озера встречаются с теплом разломов земной коры и довольно прилично нагреваются, попутно обогащаясь минералами. Байкал — это одно из немногих озёр мира, где происходят подобные процессы. Они гораздо более привычны для океанов.
Тёплая вода и минералы, окружающие эти источники, обеспечивают условия для жизни живых существ, никогда не видящих солнечного света. Учёные нашли на дне озера гигантский ковёр из бактерий, губок, моллюсков, рыбу и похожих на креветок ракообразных, которые называются амфиподами. Это, естественно, не драконы из местных легенд, но все они приспособились жить в полной темноте и под гигантским давлением, создаваемым тысячами метров воды.
Немаловажную роль в разнообразии жизненных форм Байкала играет и очень высокий уровень растворённого в воде кислорода, причём даже на самых больших глубинах. Его циркуляция, по крайней мере, частично, обеспечивается конвекцией — процессом, опускающим воду с поверхности на дно, а затем поднимающим её обратно. Конвекция может вызываться различными факторами и характеристиками — теми же гидротермальными источниками, ветрами, плотностью и минерализацией воды.
Высокий уровень кислорода способствует тому, что некоторые виды живых существ достигают здесь необычно крупных размеров. Так, например, многие из более чем 350 видов амфиподов, обитающих в Байкале, гораздо крупнее тех, что встречаются в других водоёмах. Крайне интересные живые существа встречаются не только в водных глубинах. На берегах озера обитают нерпы — единственные пресноводные представители семейства тюленей. По некоторым оценкам, их здесь около ста тысяч — очень милых и симпатичных, неизменно вызывающих восторг у всякого, кто их видит. Никто, кстати, до сих пор не может понять, как они сюда попали, ведь Байкал находится во многих сотнях километров от какого бы то ни было океана.
К сожалению, описанная нами благостная картина находится сегодня под угрозой. Ей, как и всей остальной планете, угрожают загрязнение и климатические изменения. За последние 70 лет вода в озере нагрелась более чем на 1.2 градуса. К 2100 году, как ожидается, верхний слой Байкала потеплеет ещё на 4.5 градуса. Это уже сейчас приводит к масштабному цветению водорослей на поверхности — при этом надо учитывать, что они крайне токсичны для рыбы и ракообразных.
Более раннее таяние льда может иметь катастрофические последствия для нерп, которым нужны значительные пространства весеннего льда, где они сначала спариваются, а затем рожают своих детёнышей. Кроме того, если Байкал нагреется слишком сильно, его воды могут лишиться того кислорода, который поддерживает жизнь амфиподов и других существ, обитающих в глубине озера. Байкал — это удивительное, потрясающе красивое, невероятное озеро, настоящий бриллиант, украшающий Землю. Но он перестанет им быть, если человечество и дальше будет делать то, что делает сегодня, если не свернёт с пути разрушения планеты, на которой живёт. Время изменить что-то у нас ещё есть, посмотрим, хватит ли ума.
Источник
Ученый рассказал, как работает уникальная подводная обсерватория на дне Байкала
Главная ее задача — изучение нейтрино
Новую эру в изучении звезд, черных дыр и иных галактик открыли российские ученые, запустив в работу уникальную подводную обсерваторию на озере Байкал. Глубоководный нейтринный телескоп «Байкал-ГВД», предназначенный для регистрации нейтринного излучения Вселенной, был введен в эксплуатацию в первых числах марта. Рассказать о нем, о тех задачах, которые он поможет решить ученым, мы попросили сотрудника Лаборатории ядерных проблем Объединенного института ядерных исследований Олега Смирнова.
Что будет изучать Байкал-ГВД
– Олег Юрьевич, какие нейтрино будет изучать телескоп?
— Мы знаем, что электрически нейтральные элементарные частицы нейтрино могут рождаться в ядерных реакциях на Солнце или в ядерный распадах под землей. Они практически не взаимодействуют с веществом и «прошивают» Землю насквозь. Но глубоководный телескоп на Байкале нацелен исключительно на изучение нейтрино сверхвысоких энергий, которые летят к нам из далекого космоса.
В свое время проект «Байкал» был пионерским, но пока он реализовывался, американцам удалось нас обогнать со своим телескопом «АйсКьюб» (IceCube) на Южном полюсе.
Справка «МК». IceCube был полностью развернут к 2010 году. Телескоп расположен глубоко в толще антарктического льда. На глубине от 1450 до 2450 м вморожены прочные «нити» с прикреплёнными оптическими детекторами (фотоумножителями). Каждая «нить» имеет 60 фотоумножителей. Оптическая система регистрирует нейтрино, движущиеся в направлении вверх (то есть из-под земли).
Американский телескоп уже выдал много открытий — зафиксировал внегалактические нейтрино, их источники, зарегистрировали нейтрино с гравитационными всплесками.
Ученым очень интересно получить как можно сигналов от одного и того же объекта. Кроме нейтрино это может быть видимый свет, радиочастотное излучение, гравитационная волна. Российский телескоп «Байкал» дополняет американский, потому что находится в другом полушарии. Они «просматривают» примерно одинаковый объем — около 1 кубического километра, но фиксируют потоки нейтрино, поступающие с разных полушарий неба. «Байкал» смотрит те, что вылетели из земли, «атаковав» ее с южного полушария, а IceCube, соответственно, изучает нейтрино, прилетевшие на Землю с северного полушария неба.
Зачем телескопу вода Байкала
— Почему необходимо помещать телескоп под воду?
— Во-первых, вода помогает спрятаться от фоновых событий, защищает от других космических частиц, летящих сверху. Во-вторых, в этой прозрачной среде возможна регистрация нейтрино по направленным вспышкам света (черенковского излучения). Они возникают как результат взаимодействия нейтрино со средой. В случае с американским телескопом, он фиксирует вспышки света во льду.
— Почему американцы используют лед, а не воду?
— У них нет такого уникального озера, как у нас. В более прозрачной воде можно лучше устанавливать направление — откуда пришел сигнал. Лед тоже подходит для таких исследований, но он менее прозрачный, чем вода, есть определенная погрешность за счет рассеяния света.
Справка «МК». Байкальский нейтринный телескоп установлен на расстоянии 3,5 километра от берега в южной котловине Байкала. Его выбрали за наличие участков более километра глубиной и уникально прозрачной воды.
Что представляет собой подводный телескоп
— Опишите, пожалуйста сам телескоп.
— Телескоп состоит из восьми отдельных «гирлянд», на которых закреплены 288 оптических детекторов — фотоумножителей, которые «смотрят» вниз, в направлении дна, поскольку нейтрино, как было сказано выше, летят именно оттуда. Все детекторы погружены в воду, находясь там на глубине от 0,75 до 1,3 тысячи метров.
— Сколько лет может прослужить «Байкал»?
— Это полноценная обсерватория, такие, как правило, служат долгие годы, наблюдая редкие астрономические события.
— Струны с «фотоловушками» не могут повредить озерные обитатели или незадачливые туристы?
— Струны прикреплены к якорю, который лежит на дне. За состоянием детекторов следят специальные датчики. Если какой-нибудь выйдет из строя, его можно заменить.
Справка «МК». Не так давно ученые установили, что у нейтрино все-таки имеется масса. Однако ее точное значение неизвестно. Оно достаточно малое, заведомо меньше 1 электронвольта ( примерно в миллион раз меньше массы электрона).
Источник
