Древнейшая природная лаборатория и гигантское хранилище пресной воды. Чем уникально озеро Байкал

Считанные дни остаются до Байкальского международного экологического конгресса, который пройдет в Иркутске под эгидой ЮНЕСКО и будет посвящен 30-летию включения уникального озера в список Всемирного природного наследия. В преддверии форума директор Научно-исследовательского института биологии озера Байкал ИГУ, доктор биологических наук Максим Тимофеев рассказал "РГ", почему пресноводное озеро-море представляет ценность для всего мира.

Самый-самый

- Байкал - не просто самое глубокое озеро на Земле (максимальная глубина - 1 642 метра). Это природный феномен, который поражает воображение. Ему около 30 миллионов лет - это одно из древнейших озер на нашей планете. Многие ошибочно называют Байкал самым древним озером на планете, но это не так, он на втором месте. А самое древнее - озеро Зайсан в Казахстане. Оно вдвое старше Байкала, при этом совсем небольшое, но благодаря особенностям геологического строения, существует уже 70 миллионов лет.

Жизненный цикл большинства озер составляет максимум 10-30 тысяч лет. И у всех примерно одна и та же судьба: они начинают накапливать осадки и постепенно ими заполняются. Но Байкал относится к озерам рифтового происхождения. По сути - это трещина в земной коре, которая, по мнению некоторых ученых, в будущем станет океаном! Это живая трещина, которая находится в фазе роста, Байкал растет. Его берега постоянно расходятся. По разным оценкам - до двух сантиметров в год. С каждым годом, с каждым веком, с каждым тысячелетием трещина становится все глубже и глубже. И осадки просто не успевают ее заполнить.

Летопись континента

Толщина донных отложений в Байкале по разным оценкам достигает шести километров. Для ученых эти осадки представляют огромный интерес, поскольку в них записана информация о климате планеты, накопленная за миллионы лет.

В 1990-х - начале 2000-х ученые из России, США и Японии бурили глубокие скважины на дне озера и доставали керны с образцами байкальских осадков (проект назывался "Байкал-бурение" (Baikal Drilling Project, BDP, - прим. ред.). Эти бесценные материалы исследуются до сих пор. Изучая химический состав кернов и створок диатомовых водорослей, которые были в них найдены, ученые смогли практически поминутно (по геологическим меркам) реконструировать изменения климата в Центральной Азии за последние миллионы лет.

Диатомовые водоросли - основа всей экосистемы любого водоема, океанического и неокеанического. Каждому этапу развития Байкала соответствуют разные виды этих водорослей, а их кремнеземные скелеты прекрасно сохраняются в осадках, по которым можно "читать" историю озера. Благодаря этому мы знаем, что на Байкале были как периоды массового роста этих водорослей, и, соответственно, бурного развития фауны, так и их массовой гибели, связанной с оледенениями, когда часть притоков перемерзала. В эти времена, по предположениям ученых, могло вымирать до 90 процентов живых организмов. А примерно 18 миллионов лет назад Байкал был тропическим раем. Это установили благодаря уникальным палеонтологическим находкам. Примерно 10 лет назад в Тагайской бухте обнаружили кости древних попугайчиков, ближайшие родственники которых сейчас обитают в Экваториальной Африке и Юго-Восточной Азии. А это значит, что и в Сибири тропические виды чувствовали себя очень вольготно. В разное время здесь жили не только попугаи, но и змееголовые рыбы, которые сейчас обитают в субтропиках, жили предки слонов. Не мамонты, а именно предки нынешних слонов, которые живут в Индии и Африке. Росли даже пальмы, их следы нашли в палеоосадках.

Секрет чистоты

В Байкале содержится пятая часть мировых запасов пресной воды, в цифровом выражении это 23,6 триллиона тонн. Абсолютно фантастические цифры! До недавнего времени Байкал считался эталоном чистоты. Однако в последние годы исследования показывают, что хотя вода Байкала и остается в основной массе эталонного питьевого качества, особенно в толще воды и на глубине, в популярных местах отдыха и вблизи населенных пунктов ее качество ухудшилось. Это связано с тем, что в прибрежной зоне из-за климатических изменений и роста антропогенной нагрузки снижается эффективность работы естественной системы самоочистки, сформированной за миллионы лет существования Байкала. И это еще одна уникальная особенность озера-моря.

В Байкале есть физическая, химическая и биологическая системы самоочистки. Минерализация у байкальской воды очень низкая. Все, что попадает в озеро, просто-напросто растворяется, потому что вода фактически дистиллированная. Кроме того, в Байкале очень много кислорода. Вся органика, которая попадает в воду, максимально быстро окисляется и выпадает на дно. Не менее важную роль играет и знаменитая биологическая очистка. Все, что есть в Байкале, отфильтровывается донными организмами, фильтраторами, которые находятся в толще воды, либо съедается глубоководными падальщиками. То есть все, что попадает в озеро, растворяется, окисляется или съедается. Именно благодаря этому в Байкале такая чистая, прозрачная и уникально качественная вода.

"Следы инопланетян"

Физическая очистка связана с гидродинамикой - перемещением потоков воды. Байкал по многим характеристикам близок к океанам, а не к обычным материковым водам. В нем есть система постоянных течений, которая формируется за счет того, что в озеро впадает множество рек и вытекает одна крупная река. Еще есть постоянные циркулярные (кольцевые) течения, которые формируются в каждой котловине. Они постоянно перемешивают воду. Но самое интересное связано с температурой. Масштаб озера невероятен, и потому на Байкале в определенные периоды, обычно весной и осенью, могут проходить одновременно два сезона. То есть на севере еще зима, а на юге уже весна. Соответственно, поверхностная температура воды на севере еще 0° C, а на юге уже прогревается выше 1°C. Более холодная и тяжелая вода затекает под более легкую и теплую. Это тоже приводит к перемешиванию.

Байкальская вода все время движется. И эти масштабные движения видны даже из космоса. На льду Байкала зимой и весной появляются огромные круги диаметром от одного до семи километров. Они хорошо видны именно из космоса. Поэтому многие любители паранормального сразу усмотрели в этом знаки, оставленные инопланетянами. Однако ученые установили, что эти кольцевые образования связаны с тем, что на Байкале образуются циркулярные течения, именно они "рисуют" огромные круги на льду.

Жизнь на глубине 1 642 метров

Еще один абсолютно фантастический факт - на Байкале происходит не только горизонтальное, но и вертикальное перемешивание воды весной и осенью из-за разницы температур. И это делает байкальскую воду абсолютно одинаковой по своим свойствам по всей глубине. Благодаря этому кислород проникает даже в самую глубоководную часть озера. Обычно в природе кислородом насыщены только верхние слои водоемов, где идет фотосинтез растений, к тому же кислород проникает из воздуха. Но на Байкале даже на глубине 1 642 метра насыщение кислородом приближается к 70 - 80 процентов за счет вертикального перемешивания воды.

Это абсолютно уникальная ситуация. Нигде более, ни в одном континентальном водоеме на планете с подобными глубинами нет такой картины. А это делает возможным проникновение жизни от поверхности до максимальной глубины. Во всех остальных древних озерах планеты, кроме Байкала, везде глубинные зоны заполнены сероводородом, по сути, дно "мертвое", там живут только анаэробные микроорганизмы. На Байкале оно насыщено кислородом и жизнью. И благодаря этому у нас огромное количество видов, в том числе уникальных, которых нет больше нигде на Земле.

Больше нигде

Около 80 процентов байкальской фауны - эндемичные виды, которые не встречаются больше нигде на Земле. По этому параметру Байкал - рекордсмен. Изоляция озера и его древняя история создали уникальную эволюционную лабораторию. Самый известный эндемик и единственное млекопитающее озера - байкальская нерпа. Это пресноводный тюлень, который находится на вершине пищевой цепи Байкала.

Эпишура - крошечный планктонный рачок размером около 1,5 миллиметра, составляющий до 70 процентов всей биомассы зоопланктона в озере. Голомянка - прозрачная рыба без чешуи и плавательного пузыря, тело которой на 35 процентов состоит из жира. Она обитает на большой глубине и является живородящей, составляя 3/4 биомассы всех рыб Байкала. Байкальский омуль - рыба рода сигов, проникшая в Байкал из Северного Ледовитого океана около 20 тысяч лет назад. Байкальские губки - уникальные эндемичные организмы, представляющие консорциум - сложное сообщество разных видов от собственно губок, до микроводорослей, придающих им зеленый цвет, и разных крупных червячков и рачков, обитающих на поверхности и внутри губок. В основном губки живут в прибрежной зоне, куда проникает свет, но отдельные уникальные бесцветные виды могут встречаться и на глубинах до полутора километров.

Байкал скрывает не одну тайну, а целую историю Земли - записанную в километрах донных осадков, в движении воды, в геномах организмов и в судьбах видов, переживших ледниковые эпохи. Это одновременно древнейшая природная лаборатория, гигантское хранилище пресной воды и живая, постоянно меняющаяся экосистема, где жизнь смогла освоить даже глубины, недоступные большинству континентальных водоемов.

Но уникальность Байкала не делает его неуязвимым. Его способность очищать воду, поддерживать кислородный режим и сохранять удивительное биоразнообразие формировалась миллионы лет - и не может бесконечно компенсировать последствия загрязнения, чрезмерной антропогенной нагрузки и климатических изменений. Особенно чувствительна прибрежная зона, где человек встречается с озером наиболее близко.

Сохранить Байкал - значит уберечь архив климатической истории планеты, источник знаний о жизни и эволюции, колоссальный резервуар пресной воды и дом для тысяч организмов, которых больше нет нигде в мире. И, пожалуй, главный секрет Байкала заключается в том, что его будущее зависит уже не только от геологии, течений и миллионов лет эволюции, но и от того, насколько бережно люди смогут относиться к этому живому озеру-морю сегодня.

Ключевой вопрос

Какие ожидания у вас от предстоящего Байкальского экологического конгресса?

- Он важен, прежде всего, как площадка, где наука, государство и бизнес могут перейти от разрозненных инициатив к совместным, измеримым решениям по сохранению озера. Наука должна честно показывать происходящие изменения и предлагать технологии, государство - формировать понятные и работающие правила, а бизнес - брать на себя ответственность за внедрение экологичных практик и инвестиции в будущее территории.