Байкал – пятый океан
Всем со школьных лет известно, что в мире существуют четыре великих океана: Тихий, Атлантический, Индийский и Северный Ледовитый.
Но нередко озеро Байкал, по соседству с которым нам посчастливилось жить, называют океаном в миниатюре. Некоторые ученые полагают, что Байкал действительно станет новым океаном, но в будущем, примерно через 60 млн лет, когда Сибирская геологическая платформа (Сибирский кратон) и восточное побережье озера окончательно разойдутся друг от друга, и в образовавшийся пролив войдут океанические воды. Их коллеги возражают: с востока Байкал накрепко «заперт» Амурской плитой, и сплошной проем образоваться не может. Так кто же прав?
Миниатюрная модель океана
Мы этого пока точно не знаем. Но в любом случае, Байкал является настоящим водоемом океанического типа. Только со сравнительно небольшой площадью – 22,5 тыс. кв. м, и с пресной водой. Во всех остальных отношениях он может служить миниатюрной моделью океана. Наряду с учеными, в 1980-х годах это осознали в Министерстве обороны СССР. И снарядили на озеро специальную гидрографическую экспедицию для выполнения детальных промеров глубин по всей акватории. Так чем же Байкал так удивительно похож на океанические водоемы? Особенностей можно назвать немало. Среди них – строение самой котловины, которая делится подводными порогами на три части: северную, среднюю и южную. Как и в океанах, в Байкале имеются подводные хребты. Один из них хорошо просматривается на эхограммах – он отходит от северной макушки острова Ольхон и называется Академическим. Другой такой хребет почти полностью засыпан отложениями, выносимыми крупной рекой Селенгой. Выдает он себя, в частности, мелководной Посольской банкой к югу от дельты Селенги, а также «прощупывается» геоакустическими методами (например, сейсмоакустическим зондированием). Есть на Байкале и настоящий островной архипелаг – это Ушканьи острова, располагающиеся на границе северной и средней частей озера. По сути, это самые высокие вершины упомянутого Академического хребта, поднявшиеся над уровнем вод. Самый крупный остров – Большой – возвышается над уровнем Байкала на 216 м. На нем хорошо обнаруживаются остатки как минимум восьми террас (ступеней), на которых под слоем почвы залегает хорошо окатанная волнами озерная галька. Это убедительное свидетельство того, что на данных уровнях когда-то плескались волны древнего Байкала, и острова постепенно поднимались из воды. Впрочем, эти удивительные острова заслуживают отдельной статьи.
В Байкале на дне найдены образования, формирующиеся обычно в океанах. Только на гораздо большей глубине. Это железо-марганцевые конкреции, которые океанологами расцениваются как перспективные запасы железных и марганцевых руд. Это бурые и черные образования, напоминающие камни, но мягче их. Возникают они при осаждении и слипании частичек нерастворимых гидроксидов железа и марганца. Встречаются они, например, на том же Академическом хребте и растут в десяток раз быстрее, чем аналогичные океанические конкреции.
Гигантский аккумулятор тепла
Огромное по объему водное тело Байкала – это гигантский аккумулятор тепла. Поэтому наш сибирский резко континентальный климат над озером и вблизи него смягчается и становится больше похожим на морской. Зимой, особенно до ледостава (он обычно происходит в январе), на Байкале существенно теплее, чем в его окружении, например, в Иркутске. Разница температур достигает 5 градусов, а в отдельные дни даже 15. На восточном побережье выпадает больше осадков, чем на западном, а на хребте Хамар-Дабан – настолько много (до 2 тыс. мм в год), что почва там зимой вообще не промерзает под полутора- двухметровым слоем пушистого снега. Данное явление называется озерным микроклиматом, или лимноклиматом.
Очень похож на океанический и температурный режим самого озера. Дважды в год (в конце июня и в ноябре–декабре) наблюдается гомотермия – температура воды становится практически одинаковой (около 3–4 °C) по всей водной толще. В эти периоды происходят процессы интенсивного вертикального водообмена, которые приводят к насыщению растворенным кислородом всей водной толщи, до самых максимальных глубин. Это в свою очередь делает большие глубины озера обитаемыми. Летом, в отличие от мелководных (причем даже крупных по площади) озер, в Байкале прогревается только верхний слой водной массы, до глубины не более 250 м. Устанавливается прямая температурная стратификация, когда поверхностные воды прогреваются до 15 градусов и более, в заливах еще сильнее – до 25; с увеличением глубины температура понижается, и с 250 м круглогодично имеет температуру около 3,3–3,6 градусов. Недаром глубоководную зону Байкала называют абиссалью (абиссос – пучина). В океанах тоже имеется абиссаль, температура воды там также постоянна и составляет около 2 градусов.
Температурным режимом водных масс в значительной мере обусловлены и жестокие байкальские штормы. Их частота и сила постепенно возрастают от начала лета к началу зимы. В сентябре трехметровая волна на Байкале – обычное дело, а в октябре бывает в среднем 18 штормовых дней. Большую роль играют и местные ветры, дующие из долин рек, как из аэродинамических труб. Даже просто слетая с гор, они разгоняются до огромных скоростей и достигают ураганной силы – 40 м/с. Иногда осенние шторма бывают особенно жестокими, и Байкал вызывает своей яростью не приятные эмоции, а чувство страха. Я трижды в разные годы попадал на Байкале в «идеальный шторм», когда отдельные волны достигали высоты пяти и даже шести метров, и никому не пожелаю испытать такого «удовольствия» на борту небольшого судна!
Как благодаря направлению местных ветров, так и впадению в Байкал крупных рек, в нем формируется система горизонтальных течений. И она тоже во многом напоминает таковые в морских водоемах. В зависимости от погоды направления течений могут меняться, но генеральное движение водных масс осуществляется вдоль берегов против часовой стрелки. Внутри глобальной, общебайкальской циркуляции существуют более мелкие, локальные, имеющие такое же направление.
Подводный звуковой канал
Дно Байкала во многом напоминает океаническое. У самого берега располагается пологая мелководная платформа, выработанная волновым прибоем. Примерно на глубине 10–15 м (у западного берега) находится крутой перегиб, и поверхность дна круто обрывается вглубь. Начинается свал, аналогичный морскому континентальному склону. И, наконец, на глубинах свыше 1 тыс. м находится почти горизонтальная или имеющая пологий уклон равнина – ложе. Она заполнена илистыми отложениями и аналогична морским абиссальным равнинам, весьма бедным жизнью. Подводный склон неоднороден, он, как и в океанах, иссечен многочисленными каньонами – ущельями с крутыми бортами. Прежде всего, именно по этим каньонам вглубь транспортируются донные отложения – ил, песок, гравий; впоследствии они захораниваются на ложе и выводятся из круговорота веществ.
Мы уже упоминали, что Байкал в свое время неподдельно заинтересовал наше оборонное ведомство. И неудивительно: в озере открыт подводный звуковой канал, который известен и детально изучен в океанах. Не будем углубляться в физические подробности. Суть в том, что звуковые колебания распространяются в водной среде на определенной глубине по синусоиде, отражаясь от более верхних и от более нижних слоев воды. При этом они могут преодолевать расстояния в сотни и даже (в океанах) в тысячи километров. Нетрудно догадаться, какое значение может иметь это явление для военных.
Еще одна особенность, которая резко отличает Байкал от большинства озер мира и роднит скорее с океанами – это огромное и нигде больше не встречающееся биологическое разнообразие (организмы-эндемики). В его составе – поистине уникальная в своем роде пресноводная глубоководная фауна. На данный момент точную ревизию никто не проводил, но, скорее всего, число видов байкальских животных приближается к трем тысячам. Причем имеет важное значение тот факт, что основная доля названного разнообразия возникла в самом Байкале, то есть в водах озера идет (прямо у нас на глазах!) эндемичная эволюция животного и растительного мира.
Глубоководные оазисы жизни
И, наконец, не менее интересный факт, роднящий Байкал с Мировым океаном. В последней трети XX столетия одним из наиболее выдающихся биологических открытий было признано обнаружение глубоководных оазисов жизни, сконцентрированных возле термальных (горячих) источников. Термальные источники (как и вулканическая деятельность) обычно являются индикаторами наличия в данном месте рифтовой зоны. В ней земная кора молодая, тонкая, иссечена сквозными разломами до пояса верхней мантии Земли. Океанические скопления жизни возле горячих источников существуют не за счет энергии Солнца, а за счет энергии химических реакций, происходящих с веществами, выносимыми из земных недр горячим потоком. Исследователи с удивлением обнаружили, что в глубинах Байкала функционируют некие аналоги океанических термальных источников. Правда, судя по минеральному составу отложений и непосредственным измерениям, температура их пониже – не более 100°C. Но этого достаточно, чтобы возле таких выходов обитали своеобразные виды организмов, и жизнь также существовала за счет энергии химических реакций. Наиболее исследован (в том числе с помощью глубоководных аппаратов) рассеянный выход термальных вод напротив бухты Фролиха, на глубинах свыше 400 м (Фролихинский вент). Там и пока только там встречен особый вид рыб – широколобка термальная. Другой подобный источник известен на северном подводном склоне Большого Ушканьего острова (глубина примерно 470–600 м). А некоторые горячие источники изливаются прямо в прибрежной полосе Байкала, как, например, Котельниковский (северная часть озера) или Змеиный (в Чивыркуйском заливе). Зимой в этих местах сохраняются полыньи с открытой водой, а донные водоросли, в отличие от большинства районов озера, произрастают круглый год.
Завершая рассказ, отмечу, что даже те люди, которые не обладают специальными научными знаниями, но много бывали на Байкале, не станут понапрасну называть его озером. Они уважительно говорят примерно так: «Сегодня утром выходим в море».
