Сергей Волков - По Байкалу
Проект международной программы Global Change «Глобальные изменения природной среды и климата Центральной Азии на основе изучения осадков озера Байкал» предусматривает получение кернов донных осадков глубиной до 1 км. Донные осадки озера простираются на глубину до 7–7,5 км. Эти рыхлые отложения, образовавшиеся за 20–25 млн лет, сохранили специфическую информацию о природно-климатических условиях, в которых они накапливались. Расшифровка их поможет выяснить глобальные изменения климата на протяжении последних геологических эпох. А самое главное – понять, какие геологические процессы и изменения климата привели к появлению человека на Земле и как они отражались на жизни человеческой цивилизации. Уникальность байкальского осадочного разреза в том, что это единственное место в Северном полушарии, где можно получить долговременный, непрерывный континентальный разрез. Большая масса воды и большие глубины озера позволяют формирующимся в нем осадкам наиболее четко реагировать на глобальные изменения климата в прошлом.
Самое глубокое бурение на Байкале в районе Ушканьих островов, 1998 г.
Бурение производится с барж, вмерзших в байкальский лед, в зимние месяцы. Специалистами ГНТП «Недра» был создан комплекс «Байкал», осуществляющий экологически чистое бурение, что особенно важно для озера. Последний вариант комплекса, собранный в 1997 г. на основе 1000-тонной баржи, позволяет бурить скважины глубиной до 1000 м при глубине воды 900—1000 м. За период с 1993 г. по настоящее время пробурено пять скважин. Первое бурение произведено в январе – марте 1993 г. недалеко от устья р. Бугульдейки на Бугульдейско-Селенгинской перемычке при глубине воды 351 м, был получен керн донных осадков длиной 120 м. Возраст осадков на глубине бурения 6 м составил 30 тыс. лет, на глубине 27 м – 180 тыс. лет. В 1996 г. на Академическом хребте при глубине воды около 320 м пробурена скважина до 300 м. Самое глубокое бурение на Байкале (670 м) проходило зимой 1997/98 г. в районе подводного Академического хребта (Ушканьи острова) с вмороженной в лед платформы; в Южной котловине в 1997 г. – при глубине воды 1427 м глубина скважины 200 м; на Посольской банке в 1999 г. – при глубине воды 200 м глубина скважины 350 м.
В процессе проведенных по этой программе исследований получена непрерывная палеоклиматическая запись для Центральной Азии за последние 10 млн лет. Установлено, что в период глобальных оледенений исчезали диатомовые водоросли, озеро было бессточным, а река Селенга пересыхала. При этом Байкал не высыхал – его уровень опускался на 30–50 м от современной отметки и в течение длительного времени оставался постоянным. Изучение полученного керна донных осадков подтвердило существование глубоководного озера в течение последних 15 млн лет. В осуществлении проекта деятельное участие принимают ученые России, Японии и США.
Работы международного коллектива исследователей по проекту «Байкал-бурение» показали, что периодические похолодания, сопровождавшиеся горным оледенением, приводили к существенной перестройке (вплоть до исчезновения жизни) населения водной толщи и дна глубоководной части озера. Полностью вымирали планктонные водоросли и планктонные животные. Только в последние 780 тыс. лет таких периодов насчитывалось девять. Самым резким было похолодание в период 37–11 тыс. лет назад. В этот период жизнь в водной толще и на дне глубоководной части Байкала за пределами 20 м отсутствовала, не было ни рыбы, ни нерпы. Все имеющиеся данные указывают, что водная толща и дно озера за пределами глубин более 20 м были заселены растениями и животными в последние 10 тыс. лет.
Из дневника руководителя Координационного комитета международной программы «Байкал-бурение», директора Института геохимии СО РАН М. Кузьмина: «24–25 января 1998 года. Характер грунта не меняется. Постоянная смена терригенных глин и диатомовых. Можно только удивляться постоянству разреза, который говорит о длительном существовании озера в близком к современному состоянию. Для многих это было сюрпризом. Пять миллионов лет постоянный разрез, те же диатомовые, те же глины. Действительно, приходится только удивляться, как такое может быть в природе. Ведь еще в прошлом веке думали, что история Земли имеет продолжительность всего в несколько миллионов лет. Конечно, бурение в современных активных зонах, какой является Байкал, дает удивительные, интереснейшие результаты. Не случайно океаническое бурение совершило настоящий переворот в наших знаниях о планете Земля. Я считаю, мне ужасно повезло, что удалось побывать и поработать на дне океана на подводных обитаемых аппаратах, что являюсь очевидцем прорыва в глубь истории Земли. Ведь байкальская структура – это своего рода модель океана, познав ее историю, можно раскрыть раннюю историю таких океанов, как Атлантический, Индийский, Северный Ледовитый».
ГЛУБОКОВОДНЫЙ НЕЙТРИННЫЙ ТЕЛЕСКОП НА БАЙКАЛЕ
В Байкале на глубине в 1,3 км работает Байкальский нейтринный телескоп – одна из двух уникальных планетарных установок для регистрации самых легких из существующих стабильных элементарных частиц – нейтрино. Нейтрино не имеют электрического заряда и практически не взаимодействуют с веществом, к примеру, свободно проходят сквозь тело человека или земной шар. В 1960 г. советский физик – академик Моисей Марков предложил использовать в качестве детектора воду чистого природного водоема. Принцип работы телескопа основан на «отлавливании» электрически заряженных частиц. Нейтрино заряда не имеет, но если частица все-таки вступит в контакт с веществом воды (а это происходит в среднем один раз на миллион), то это «касание» рождает заряженные частицы мюоны, которые генерируют светящийся «след». Для того чтобы выявить нейтрино, нужен некий фильтр. Это земля, вода. Вода, прозрачная для нейтрино, задерживает большинство других частиц. Сегодня в мире два действующих нейтринных телескопа – антарктическая мюонная и нейтринная детекторная сетка Amanda, вмороженная на 1,5 км в антарктический лед (США плюс ряд европейских стран), и байкальский телескоп. На Байкале монтаж был сделан зимой прямо со льда. Несущий каркас установлен в 1992 г., а первый телескоп НТ200 начал работать в 1998-м. Он расположен в 3,6 км от берега на 106-м километре Кругобайкальской железной дороги. На глубине 1366 м лежат якоря с натянутыми к поплавкам тросами, на которых навешаны стеклянные сферы со сверхчувствительными приборами для регистрации света. По дну Байкала от приборов проложены четыре кабельные линии к берегу, где находится исследовательская база.
