Меню

Подводное исследование озера байкал

ГЛУБОКОВОДНЫЕ ОБИТАЕМЫЕ АППАРАТЫ В НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЯХ БАЙКАЛА

Институт океанологии им. П. П. Ширшова Российской академии наук (ИО РАН), г. Москва,

В статье приводится краткое изложение основных научных результатов, полученных при проведении исследований озера Байкал с применением глубоководных обитаемых аппаратов (ГОА) “Мир-1” и “Мир-2” в период 2008-10 гг. В течение трех летних циклов экспедиции аппараты “Мир” совершили 178 погружений, большая часть которых выполнена в средней и южной частях озера. Были сделаны важные открытия в местах разгрузки углеводородов: впервые найдены обширные районы дна, сложенные твердыми газогидратами в виде монолитов, обнаружены битумные холмы с сочениями нефти и т. д. В процессе погружений получен большой объем уникального видеоматериала, фотографий, измерений, произведен отбор геологических и биологических образцов.

Ключевые слова: Байкал, глубоководные обитаемые аппараты, погружения, открытия, геологические образцы, биологические образцы.

DEEP MANNED SUBMERSIBLES IN SCIENTIFIC RESEARCH OF BAIKAL LAKE Sagalevich A. M.

P. P.Shirshov Institute of Oceanology Russian Academy of Science, Moscow, Russia

Main scientific results of 2008-10 expedition with the use of the “Mir-1” and “Mir-2” submersibles on lake Baikal are introduced briefly. During three summers the “Mir”s provided 178 dives, main part of which was done in middle and south parts of the lake. Important discoveries were done in the areas of the carbon-hydroxides discharge, like wide squares of the bottom with hard gas — hydrates hills of monolith type, like bitumen hills with oil bleeding etc. During the dives big volume of unique videotaping, stills, measurements are obtained, the collecting of geological and biological

samples is done.

Key words: Baikal, manned submersible, diving, discover, geological samples, biological samples.

Наблюдения человека под водой – это последнее и наиболее достоверное звено в большой цепи исследований, проводимых с борта судна с помощью различных технических средств. Эта концепция доказана многочисленными подводными работами, проводимыми водолазами на доступных глубинах и обитаемыми аппаратами, способными в настоящее время охватить весь диапазон океанических глубин. В настоящее время для проведения научных исследований океана применяются и подводные телеуправляемые аппараты, и роботы, однако их эффективность не столь высока как обитаемых. Погружаясь в миниатюрном, хорошо управляемом автономном аппарате, оборудованном современной аппаратурой, ученые проводят исследования in-situ, находясь в уникальной подводной лаборатории, проводя прямые визуальные наблюдения и непосредственно управляя экспериментом. При этом всегда присутствует эмоциональная составляющая, без которой практически невозможны новые научные открытия. Недаром наиболее выдающиеся открытия в океане сделаны с помощью глубоководных обитаемых аппаратов. Прежде всего, это открытие гидротермальных полей на дне океана в их многообразном проявлении, подтверждение концепции распространения на дне протяженных срединно- океанических хребтов и т. д.

Важна роль обитаемых аппаратов и в изучении озера Байкал.

В цепи регулярных исследований озера, проводившихся в течение десятилетий и позволивших собрать уникальный научный материал, изучение

Байкала с помощью обитаемых аппаратов занимает особое место. Первые

визуальные наблюдения глубинных районов озера Байкал проводились в 1977 году с помощью аппаратов “Пайсис VII” и “Пайсис XI” (рис. 1), в экспедиции, организованной Институтом океанологии им. П. П. Ширшова РАН и Лимнологическим Институтом СО РАН [1].

Исследования с применением “Пайсисов” были продолжены в международной экспедиции 1990-91 гг. В этой экспедиции погружения аппаратов производились практически по всей площади озера и позволили получить большой объем данных в различных областях науки.

Применение аппаратов “Пайсис” позволило ученым по новому взглянуть на природу Байкала, интерпретировать его развитие в плане теории литосферных плит, как мощный тектонический разлом посреди континента, постоянно находящийся в движении и медленно раздвигающийся в поперечном направлении. Применение аппаратов “Пайсис” позволило изучить обнажения пород основных разломов озера, провести палеолимнологические исследования с прямыми визуальными наблюдениями, прицельным отбором геологических и биологических образцов, видео — и фотосъемкой, гидрофизическими, гидрохимическими измерениями и т. д. Исследования проводились, в основном, в южной части озера.

Дальнейшее развитие исследования Байкала получили во время экспедиции

2008-10 гг. с применением ГОА нового поколения “Мир-1” и “Мир-2” (рис. 2). И

дело не в их большой глубине погружения (6000 м), а в том, что они благодаря своему хорошему техническому оснащению давали возможность проводить

научные исследования на качественно новом уровне, позволяющем обнаруживать

и изучать аномальные явления на дне с обеспечением точной навигационной привязки [5]. Кроме того, и ученые и пилоты аппаратов прошли уже большую

школу комплексных глубоководных исследований в океане, изучая аномальные явления на больших глубинах. В связи с этим основными направлениями

исследований были поиск областей разгрузки углеводородов на дне озера, сочений метана и возможных гидротермальных излияний, сопровождаемых поселениями бактериальных матов и животных, существующих за счет метанотрофии и хемосинтеза. В период экспедиций 2008-10 гг. было сделано 178 погружений ГОА “Мир”, главным образом, в средней и южной частях озера. Несколько погружений было сделано в северной части Байкала – бухте Фролиха в

Рисунок 2 – ГОА “Мир” на Байкале

В 2008 г. погружения “Миров” осуществлялись в средней и южной частях озера. Научные исследования проводились на 13 полигонах. Одним из важнейших наблюдений, проведенных с ГОА “Мир”, явилась локализация зон глубинных нефте — и газосодержащих флюидов на дне озера и определение интенсивности их разгрузки, а также изучение биологических сообществ, ассоциированных с донными отложениями в местах выхода углеводородов. Наиболее активные нефтепроявления наблюдались вблизи мыса Горевой Утес. В ходе погружений ГОА найдены локальные места разгрузки нефтесодержащих флюидов. Отобраны пробы для определения фоновых концентраций углеводородов, отобраны пробы планктона, ихтиопланктона и донных животных. Отобраны образцы донных отложений, исследован рельеф дня в зонах выхода углеводородов и в прилегающих (фоновых) областях.

Рисунок 3 – Карта районов погружений ГОА “Мир-1“ и “Мир-2” в экспедициях

Обнаружены холмы различной высоты и диаметра (до 1 м высотой и 3 м диаметром), сложенные корками темно-коричневого и черного цвета, а также стенка высотой около 1 м и длиной до 5 м, образованная холмами меньшего размера с тонкими коническими постройками типа потухших курильщиков. Найденные постройки были плотно населены амфиподами, планариями, моллюсками. Вблизи построек отмечены единичные особи голомянок.

На глубине 869 м обнаружена постройка типа гидротермальной трубки из битума, асфальтенов и парафинов темно-коричневого цвета. Размеры постройки: диаметр 2 м, высота

1.5 м. Из верхней части трубки каждые 24-28 секунд наблюдалось высачивание капель коричневой нефти размером 0.5-1 см, которые

быстро поднимались к поверхности озера. На этой же постройке было зафиксировано выделение пузырьков газа с периодичностью 20-30 секунд.

Сочение нефти (рис. 4) было обнаружено также из небольших битумных построек на глубине 899 и 906 м. Во время погружений проведены измерения температуры, в местах сочения нефти выполнена маркировка построек для последующих наблюдений за активностью разгрузки флюидов и оценки влияния этих процессов на экосистему озера.

Рисунок 4 – Битумная постройка с высачиванием нефтяных капель

Таким образом, поле с выходами нефти и газа представляет собой многочисленные конусные постройки различной высоты (0.5-0.7 м) и диаметра (1-

1.5 м), сложенные битумом и корками темно-коричневого и черного цвета. Кроме нефти из некоторых построек было заметно выделение пузырьков газа. При

нарушении целостности поверхности осадка манипулятором ГОА отмечались выбросы нефти и газа. Разгрузка газо — и нефтесодержащих флюидов наблюдалась также из многочисленных воронок в грунте диаметром 5-40 см, а также из-под

поверхности слоя ила при нарушении ее целостности прикосновениями лыж аппаратов “Мир”.

В районе высачивания газо — и нефтефлюидов у м. Горевой Утес проведены

исследования биологических сообществ, исследовано вертикальное распределение планктона и ихтиопланктона.

Вторым важнейшим фундаментальным открытием, сделанным во время погружений ГОА “Мир” в 2009 г., явилось обнаружение на дне озера большого

поля холмов, состоящих из твердых льдоподобных газогидратов, слегка припорошенных осадками [4]. Это открытие было сделано в районе грязевого вулкана Санкт-Петербург, который был обнаружен учеными ЛИН СО РАН в 2002 году. Однако в течение 7 лет никто не подозревал о существовании газогидратов в виде монолита. И это стало возможным благодаря применению аппаратов “Мир”, позволяющих ученым вести прямые детальные наблюдения на больших глубинах

Открытие холмов, сложенных монолитными газовыми гидратами на дне озера, выходит далеко за рамки исследования собственно озера Байкал. Газовые гидраты – кристаллические соединения метана с водой являются емким резервуаром энергетического сырья. В одном кубометре гидрата содержится до

162 кубометров метана. По современным оценкам ресурсы метана в природных газовых гидратах Мирового океана могут превышать ресурсы всех горючих

полезных ископаемых на суше.

Читайте также:  Озеро долгое архаринский район

Исследование поля газогидратных холмов было продолжено в 2010 г. Во время погружений был обозначен газогидратный район с постройками в виде холмов. Размеры его порядка 100 х 100 метров. Однако, более детальное изучение этого района показало, что под небольшим слоем осадка монолитные газогидраты залегают практически везде, в том числе и на относительно ровном дне у подножия газогидратных холмов. Обнаружено струйное высачивание метана из осадка, отобрана проба газа для анализа. Именно такие высачивания очевидно формируют на экране эхолота специфический газовый факел. В течение многочисленных погружений ГОА “Мир” отобраны пробы грунта, воды и бентосных животных. Во многих местах разгрузки глубинных флюидов встречаются пленочные бактериальные маты, непосредственно покрывающие газогидраты. Бактериальные маты в районе Санкт-Петербург были открыты в результате прямых визуальных наблюдений [3].

В районе поля Санкт-Петербург проведены геотермические исследования.

лишь небольшое превышение геотермического градиента над фоном, что не типично для активного грязевого вулкана. Это очень важная информация, которая позволяет сделать вывод о преимущественной роли фазового состояния метана, формирующего газогидраты. На полигоне получены данные о высоком потоке метана непосредственно из осадка в воду. С помощью измерительного комплекса, поставленного на дно на несколько дней, установлено, что поток кислорода в осадок незначителен.

В экспедициях 2008-09 гг. была разработана методика поиска газогидратов по аномалиям метана в воде с помощью датчика метана, установленного на ГОА “Мир”, которая позволила обнаружить первый газогидратный холм. В процессе

погружений проведен ряд экспериментов по формированию и разложению газогидратов из пойманных ловушкой пузырей метана по методике,

разработанной А. В. Егоровым (рис. 6). Впервые было отмечено формирование твердой газогидратной пены из пойманных пузырей.

Рисунок 6 – Сбор газа в ловушку на глубине 404 метра; в верхней части ловушки —

скопления отобранного газа

Исследования газогидратов производилось также в районе Большого Голоустного. Поле характеризуется исключительно мощным потоком метана из осадков, достигающем поверхности воды. Это поле, расположенное на глубине

420 метров, является самым мелководным газогидратным полем в мире. Удалось проследить за газовыми пузырями до самого дна, на котором обнаружена геологическая структура в виде каньона с вертикальными стенками, связанная, по- видимому, с интенсивным выбросом газа из осадка. Борта каньона сложены рыхлыми отложениями. Среди них встречен полупрозрачный горизонтальный

пропласток мощностью до 20 см и длинной до 5-6 метров, похожий на газогидрат. Здесь отобраны пробы газа, выходящего со дна (рис. 7). Отобраны также пробы

осадка и образцы бентосных организмов. Их анализ на изотопный состав, проведенный учеными ЛИНа, показал, что они существуют за счет метанотрофии так же как и в районе поля Санкт-Петербург.

Рисунок 7 – Выход метана в районе Большого Голоустного

Интересные исследования разгрузки газа были проведены в 2009-2010 гг. в районе Посольской банки, происходящие вблизи мощного осадочного образования Селенгинской авандельты. Посольская банка представляет собой потенциально нефтегазоносный район, что подтверждается ранее сделанными наблюдениями аномалий в виде содержания углеводородных газов как в воде, так и в осадках. Причем, все аномалии имеют общую черту – высокое содержание этана по отношению к метану. Во время работ на Посольской банке в 2009 году было обнаружено необычное проявление бактериальных матов в виде цветных пленок. Это первое обнаружение цветных бактериальных матов на Байкале. Анализы, проведенные биологами ЛИНа показали, что сообщества бактерий в отобранных аппаратами “Мир” образцах существуют как за счет метанотрофии, так и за счет хемосинтеза. Под слоем осадка был обнаружен газогидрат, небольшие фрагменты которого, отломанные манипулятором, мелькали перед иллюминатором, устремляясь вверх и обгоняя аппарат при его всплытии.

Довольно обширные поля бактериальных матов найдены при исследовании гидротермального поля в бухте Фролиха, расположенного на глубине около 400 м

(рис. 8). Здесь впервые удалось провести масштабные геотермические исследования. На одном из маршрутов ГОА “Мир” удалось выйти на

гидротермальное поле, размеры которого оказались существенно больше предполагавшегося. Установлено, что по направлению вверх по склону оно тянется более чем на 2 км. Внутри поля при измерениях получены высокие значения геотермического градиента. В среднем для полигона они достигают 2-

4°С/м, что приблизительно в сто раз превышает средние для Байкала значения.

Выявлена связь термической активности с плотностью поселений бентосных организмов. Бактериальные маты маркируют максимальный тепловой поток.

Характерными чертами гидротермального поля являются многочисленные и разнообразные поля губок и “полосы” из амфипод. Поселения бактериальных матов обнаружены в виде обширных белых пятен. По определениям изотопного

анализа, проведенного ЛИНом, бактерии существуют здесь как за счет хемосинтеза, так и за счет метанотрофии. В области максимальных значений теплового потока получены данные по обмену на границе вода – осадок. Здесь зафиксирован высокий поток метана из осадка в воду и кислорода из воды в осадок. С помощью специально изготовленных пробоотборников отобраны многочисленные пробы придонной воды, которые показали высокое содержание метана в придонном слое.

Рисунок 8 – Поле бактериальных матов на дне бухты Фролиха (глубина 409 м)

Результаты, полученные при исследовании районов разгрузок нефти и газа, депозитов твердых газогидратов на дне, гидротермальных проявлений на дне, характеризующихся эндемичной биологической активностью, подтверждает, что озеро Байкал представляет собой водоем, по ряду признаков близкий к океанической экосистеме. Эту концепцию подтверждают и данные, полученные при исследовании геологической структуры озера, которой характерны основные признаки океанических рифтовых зон. Во время погружений ГОА “Мир” в 2008-

2010 гг. проведены визуальные наблюдения, подтверждающие эти положения. Байкальская котловина образовалась в результате изгибовых деформаций земной коры, сопровождающихся разломами; при этом перемещения блоков по разломам имело основное рельефообразующее значение. Подтверждением этого процесса являются наличие ступенчатых террас по западному борту Байкальской котловины и развития разрывных разрушений сбросового типа в районе Ольхонских ворот, наиболее четко прослеживающихся в подводной глубоководной части острова (рис. 9).

Горизонтальные поверхности террас чередуются с обрывистыми стенками высотой до 160 м, образуя мощные ступени. На глубине около 1400 м дно выполаживается. В этой глубоководной части Байкальского рифта накапливается толща тонких илистых осадков.

Рисунок 9 – Горизонтальная поверхность террасы, заканчивающаяся сбросовым уступом

Коренные горные породы сверху покрыты пленкой трансформированных (гипергенных) образований. Горные породы в скальных обнажениях хрупкие, выветренные под воздействием биоты и пресной воды. Местами сохранились кварцевые жилы и прожилки, образующие причудливые формы.

Установлено, что на участке дна Среднего Байкала локально распространены глинистые образования, имеющие пористую структуру. Они образуют на склонах потоки типа корок мощностью от 3 см до 40 см (рис. 10).

Рисунок 10 – Пористые глины на восточном склоне озера

Во время погружений исследована зона контакта западного борта Байкальского рифта с днищем средней котловины в районе глубин 1450-1580 м. Наблюдения показали, что на этих глубинах дно имеет довольно ровный рельеф и покрыто мощным слоем мелкодисперсных илистых осадков.

Впервые в районе западного борта котловины проведены глубоководные

биологические наблюдения таксономического разнообразия и вертикального распределения эндемичных видов животных, определены диапазоны их обитания.

На двух полуразрезах Среднего Байкала в погружениях ГОА изучено распределение древнейших представителей Байкальской фауны – губок (рис. 11).

Визуальные наблюдения образцов губок, а также ассоциированных с ними субстратов, проведены в диапазоне глубин от 36-40 м до 1450-1580 м. Определены места скоплений губок и собрана коллекция нескольких видов для проведения морфологического и молекулярно-биологического анализов.

Таким образом, проведенные с помощью ГОА визуальные наблюдения, позволили получить новые данные о строении рифтообразующего Обручевского

разлома на западном склоне центральной части Байкальской впадины. Изучены морфологические признаки кинематики разломов. Последующий анализ

отобранных образцов позволит получить новые данные о возрасте последних подвижек и даст возможность достоверно оценить соотношение между горизонтальной и вертикальной компонентами подвижек.

В районе о-ва Ольхон – Обручевского, Северобайкальского и других крупных северо-восточных разломов раскрытие рифта происходило при

доминирующем значении сбросовых перемещений. На западном борту наблюдается довольно крутой склон, сложенный коренными породами с присутствием большого количества слабо окатанного валунного и галечного материала. Гребни склона покрыты железистыми корками. На обследованных

участках склона в диапазоне глубин 1313-1017 м крутизна склона изменяется от

40° до 15-20°. Дно микроканьонов покрыто пелитовым илом со следами сваливающегося вниз обломочного материала. На малых глубинах – около 570 м –

коренные породы склона пронизаны порами размером до 3 см, что возможно

является следами неравномерного выветривания пород.

Рисунок 11 – Древние представители Байкальской фауны – голубые губки

Террасы склона населены глубоководными эндемичными беспозвоночными, принадлежащими к разным группам – нескольким видам амфипод, нескольким видам губок, и ихтиопланктоном (несколько видов голомянок, коттоидные рыбы). Собрана обширная коллекция видов животных, ранее отсутствовавших в коллекциях, собранных при глубоководных тралениях.

Читайте также:  Охотничий домик в карелии снять домик у озера

В данной статье изложены лишь отдельные результаты исследований озера Байкал, основанные на визуальных наблюдениях из аппаратов “Мир”, которые дают возможность представить масштабность проведенных работ их многоплановость в плане постановки задач и их решения. Полученные результаты подтверждают уникальность примененных методов изучения подводного мира и,

прежде всего, исследований с применением глубоководных обитаемых аппаратов, которые позволяют получить такую высокодостоверную детальную картину

структуры озера, населяющих его биологических сообществ, районов разгрузки нефти и газа, гидротермальных излияний и др., какую не могут обеспечить никакие другие методы исследований. Как сказал великий Ж. И. Кусто: “Ни один робот, ни один инструмент не заменит человека под водой”. Исследования озера Байкал с помощью глубоководных обитаемых аппаратов “Мир” полностью

подтверждают это заключение.

Автор, который являлся начальником трехлетнего цикла экспедиций на озеро Байкал, выражает глубокую благодарность Фонду содействия сохранению озера Байкал, который финансировал эти работы, а также ученым ЛИН СО РАН директору академику М. А. Грачеву, Т. И. Земской, О. М. Хлыстову и др., ст. н.с. ИО РАН А. В.Егорову и сотруднику ФИ РАН Рожкову

А. Н. за активное участие в научных исследованиях и разработку и внедрение новых методов поиска и изучения газогидратов на дне озера.

Автор также выражает благодарность сотрудникам Лаборатории научной эксплуатации ГОА ИО РАН и Отдела технического обеспечения ГОА АО ИО РАН за обеспечение безопасности погружений.

Материал взят из: Научно-практический журнал “Вестник ИрГСХА” Выпуск 57

Источник



В Иркутске готовят программу новых глубоководных исследований Байкала

ИРКУТСК, 15 февраля. /ТАСС/. Ученые научных институтов РАН, расположенных в Иркутске, готовят программу новых глубоководных исследований Байкала, которая может стать обоснованием для достройки глубоководных обитаемых аппаратов «Рифт-1» и «Рифт-2», создаваемых с 1980-х годов на базе опытно-конструкторского бюро океанологической техники. Об этом в субботу сообщил ТАСС научный руководитель Иркутского научного центра Сибирского отделения РАН Игорь Бычков.

«Аппараты создавались под развитие глубоководных исследований, рассчитаны предварительно на глубину более 4 тыс. м, максимальная глубина Байкала — 1600 с небольшим метров, поэтому сегодня, как одно из направлений возможного использования аппаратов в случае принятия решении об их достройке — это изучение Байкала. Сейчас идет дискуссия по поводу того, нужно их достраивать или нет, и одно из обоснований достройки — то, что нужно проводить исследования на Байкале. Мы не просто ждем, мы пытаемся как-то влиять, чтобы все-таки завершилось строительство аппаратов, и, подготовив хорошую научную программу, дадим дополнительное обоснование для этого», — сказал Бычков.

Программу планируется направить в Российскую академию наук, а также в Министерство науки и высшего образования РФ. Бычков отметил, что необходимость в новых глубоководных исследованиях Байкала достаточно высокая, насчитывается около десяти направлений в изучении озера, где требуется применение глубоководных обитаемых аппаратов. Между тем сейчас в России нет активно эксплуатируемых подобных устройств.

Ведущий научный сотрудник Байкальского музея Иркутского научного центра СО РАН Владимир Фиалков рассказал ТАСС, что глубоководные исследования нужны для того, чтобы изучить дно озера, в частности, нефтяные проявления и поля газовых гидратов — замерзшего метана, а также обитающие в водоеме организмы, которые живут в слоях, куда не проникает солнечный свет.

«Погружения в Байкал на обитаемых аппаратах начались еще в 1977 году, тогда аппараты «Пайсис» погрузились около 70 раз. Потом в 1990-1991 годах было больше сотни погружений «Пайсисов», а в 2008-2010 годах уже были «Мир-1» и «Мир-2″, на них мы погружались около 200 раз, но это не значит, что для Байкала это много. Байкал огромный и очень разнообразный, мы еще недостаточно хорошо знаем его динамику и жизнь. Аппараты нужны, чтобы подробно все изучить — структуру поверхности дна, различные образования, жизнь на дне и в толще воды, это очень важный и передовой метод исследований, только с помощью таких аппаратов мы можем своими глазами увидеть объект изучения», — сказал Фиалков.

Он отметил, что в обитаемых аппаратах ученые могут находиться под водой до девяти часов подряд.

«Рифты»

Директор опытно-конструкторского бюро океанологической техники РАН Сергей Суконкин сообщил ТАСС, что глубоководные обитаемые аппараты «Рифт-1» и «Рифт-2» (которые сейчас стали называть «Байкал-1» и «Байкал-2» в связи с новыми планами по изучению озера), начали создавать в 1980-х годах для Академии наук. В связи с распадом СССР проект был заморожен.

«Вообще у них большая степень готовности, потому что это аппараты с титановыми обитаемой сферой и сферами для оборудования. Все это уже испытано, и требуется работ года на два, чтобы можно было создать нормальный аппарат. Оборудование было частично утеряно, частично устарело, но основа конструкции есть, она испытана, ей ничего не делается, поскольку она титановая», — сказал Суконкин.

Недостроенные аппараты хранятся на базе опытно-конструкторского бюро. По словам Суконкина, несколько раз находились потенциальные заказчики, которые интересовались аппаратами и могли бы профинансировать их достройку, однако в итоге намерения менялись.

В случае принятия решения о достройке глубоководных обитаемых аппаратов потребуется построить судно-носитель, а также создать лабораторию для их обслуживания. В какую сумму это оценивается, Сергей Суконкин не уточнил.

Байкал — самое глубокое озеро на планете, содержит около 20% мировых запасов пресной воды. Включен в Список всемирного природного наследия ЮНЕСКО. Расположен на границе Иркутской области и Республики Бурятия. Один из глубоководных обитаемых аппаратов «Пайсис», исследовавший Байкал в XX веке, сейчас является частью экспозиции Байкальского музея, расположенного на берегу озера в поселке Листвянка под Иркутском.

Источник

Подводные исследования и дистанционные наблюдения

Подводные исследования и дистанционные наблюдения

В этой главе вы познакомитесь со специальными методами исследований и наблюдений за природой Байкала в её естественном состоянии. К ним относятся подводные исследования при помощи аквалангов и глубоководных обитаемых аппаратов, а также дистанционные наблюдения.

Подводные исследования

Подводные исследования позволяют человеку наблюдать за живыми организмами в естественном состоянии — в таком виде, в котором они живут в природе, изучать геологическое строение склонов и дна Байкала, самому отбирать пробы донных осадков, растений и животных, обитающих на больших глубинах. На Байкале такие исследования проводят при участии аквалангистов, а также с использованием глубоководных аппаратов.

Аквалангист — это профессия. Аквалангистов обучают спускам под воду и приёмам выполнения различных подводных работ в аквалангах — аппаратах для дыхания под водой. Аквалангисты отбирают пробы воды, образцы животных, растений, горных пород, делают видео — и фотосъёмки. С их помощью учёные смогли увидеть строение и изучить растительный и животный мир подводных каньонов в районе города Байкальска, Селенгинского мелководья, пади Жилище, исследовать крутые подводные склоны Академического хребта, Ушканьих островов и многих других подводных участков Байкала.

При прокладке электрического кабеля по дну пролива Ольхонские ворота аквалангисты проводили очень важную работу, которую невозможно сделать другими способами.Они изучали особенности района прохождения кабеля под водой, закрепляли кабель на дне, фотографировали, снимали видеофильмы о влиянии подводного строительства на живой мир Байкала. Аквалангисты обнаружили, в частности, что байкальские бычки быстро освоили место прокладки кабеля и во время нереста стали прикреплять икру к нижней поверхности трубы, используя её вместо камней.

В соответствии с правилами безопасности, максимальная глубина погружения аквалангиста — 40 м. Поэтому для изучения больших глубин используются глубоководные обитаемые аппараты (ГОА). Аппараты оборудованы подводным компасом, гидрофоном, локатором для определения расстояния до подводных объектов. Снаружи к аппаратам прикреплены механизмы для отбора проб, фото — и видеокамеры. На борту ГОА располагаются пилот, управляющий аппаратом, и два исследователя, ведущие наблюдения.

Впервые глубоководные исследования на Байкале были проведены на аппаратах канадского производства «Пайсис» в 1977 году. Проводились исследования подводных склонов в Южной котловине Байкала в Лиственничном заливе и в бухте Большие Коты. Максимальная глубина погружения на «Пайсисе» составила 1410 м. В 1990—1991 гг. на глубоководном аппарате «Пайсис» изучали строение подводного Академического хребта. 28 июля 1991 года экипаж в составе В. Кузина, Д. Оводкова и В. Фиалкова на аппарате «Пайсис» впервые в истории достигли максимальной глубины озера — 1637 м.

В 2008 — 2010 гг. была выполнена большая программа изучения озера Байкал с помощью российских глубоководных обитаемых аппаратов «Мир». Были сделаны 178 погружений и немало научных открытий. Так, в районе мыса Горевой Утёс у Баргузинского залива были открыты природные проявления нефти.

Экипаж Пайсиса на максимальной глубине 28 июля 1991 г.

Слева-направо: Д. Оводков, В. Кузин, В. Фиалков

Экипаж Пайсиса на максимальной глубине

Аквалангист начинает погружение Аквалангист выполняет подводные съемки

На глубине около 900 м учёные обнаружили холмы из твёрдых нефтеподобных веществ — битумов. Высота холмов достигала 10 м, диаметр — десятки метров. Вершины некоторых сооружений заканчивались вертикальной трубкой — «капельницей». Каждые 30 сек из «капельницы» всплывала капля нефти. Удивительное открытие сделали биологи. Они обнаружили, что битумные сооружения покрыты крупными гаммару-сами, плоскими червями, моллюсками, губками. Оказалось, что в районах выхода нефти в большом количестве развиваются нефтеокисляющие бактерии, которые её разлагают и создают богатую питательную среду для более крупных организмов — большую «кормушку», куда и стремятся байкальские обитатели.

Читайте также:  Самарское озеро краснодарского края

Глубоководные обитаемые аппараты позволяют получить такие данные, которые невозможно добыть с помощью другого оборудования. Наблюдая через иллюминаторы ГОА за природой Байкала на самых больших глубинах, учёные делают фото — и видеосъёмку, захватывают манипуляторами, управляемыми изнутри аппарата, наиболее интересные образцы горных пород, растений, животных, складывают их в корзину для образцов и поднимают на поверхность. Так учёные открыли новые виды губок, червей, бактерий, рачков, которые обитают только на дне Байкала и никогда не появляются на поверхности озера. Изучение крупных водоёмов на глубоководных аппаратах — чрезвычайно увлекательное занятие, оно сродни полётам в космос недаром, имена исследователей космоса и подводного мира имеют сходное звучание — космонавты и гидронавты.

Естественные выходы нефти в Байкале на глубине 900 мГидронавты Беляев и Хлыстов

Дистанционные наблюдения

Схема передачи видеоматериала с Ушканьих островов в Байкальский музей

Для изучения животных в природных условиях используют метод дистанционных наблюдений. В настоящее время Байкальский музей внедряет этот метод для наблюдения за лежбищем нерпы на Ушканьих островах. Для этого на одном из островов, в месте наибольшего скопления нерп установлена видеокамера. Видеосъёмка лежбища нерпы через спутниковую связь передаётся на мониторы в Байкальский музей. Наблюдения за нерпой могут выполнять как. учёные, так и студенты, и школьники. В дальнейшем видеокамеры будут установлены в Байкало-Ленском заповеднике, и тогда посетители Байкальского музея смогут наблюдать за медведями, лосями, другими дикими зверями, не тревожа места их обитания.

— Схема передачи видеоматериала с Ушканьих островов в Байкальский музей

Подведём итоги

Подводные исследования — важнейшая часть изучения Байкала. Они позволяют наблюдать за живыми организмами под водой, изучать геологическое строение склонов и дна озера, отбирать пробы донных осадков, горных пород, растений и животных с больших глубин. Подводные исследования до глубин 40 м проводят аквалангисты. Для глубоководных исследований на Байкале используются глубоководные обитаемые аппараты (ГОА). Наиболее безопасным для живых организмов является метод дистанционных наблюдений. Байкальским музеем создана система дистанционного наблюдения за байкальской нерпой на Ушканьих островах. Теперь у гостей музея имеется возможность наблюдать за лежбищем байкальских тюленей, находясь в 350 км от него.

Путин в Байкальском музее на озере Байкал

Проверьте свои знания

1. В чём преимущество аквалангистов при изучении подводного мира, а в чём — исследователей на глубоководных обитаемых аппаратах?

2. Какие исследования на Байкале проводят аквалангисты?

3. Какие открытия на Байкале сделаны учёными с помощью глубоководных обитаемых аппаратов?

4. Какой метод изучения природы наиболее безопасен для неё? Почему?

Задание

Напишите сочинение о подводных исследованиях на Байкале.

Запишите в словарик

Аквалангист

Источник

МИРовые погружения. Заметки со дна Байкала

Осенью 2009 г. на оз. Байкал завершился второй сезон Международной научно-исследовательской экспедиции «МИРы на Байкале», программа которой была разработана учеными Российской академии наук. За три месяца работы было сделано около ста подводных погружений на уникальных глубоководных обитаемых аппаратах «МИР-1» и «МИР-2». В задачи экспедиции входили гидрогеологические и палеогеографические исследования; изучение морфологии дна озера, мест выхода подводных гидротерм и грязевых вулканов, а также мест скопления газогидратов и проявлений нефти; мониторинг современного состояния экосистемы озера, исследование животного и растительного мира; получение точных данных о тектонических процессах на дне озера

О «МИРах» и погружениях на дно Байкала не раз рассказывали по телевидению и в СМИ, уникальные подводные пейзажи украшали страницы журналов. Знаменитые певцы, писатели и политики, которым посчастливилось опуститься в толщи байкальских вод, волнуясь, рассказывали о своих впечатлениях. И мы им по-хорошему завидовали, ведь неизбывное любопытство и способность удивляться неизведанному есть в каждом человеке. И ученые, спускающиеся на дно Байкала с конкретными целями, переживают те же ощущения.

. Наше погружение было назначено на 12 июля. Волнительный момент – надеваем специальные костюмы, вооружаемся всем необходимым (камера, ручка, блокнот, диктофон) и как-то торжественно (хотя и в одних носках) спускаемся в аппарат. Чувствуется, что при погружениях четко соблюдается какой-то свой ритуал, и малейшее нарушение не приветствуется. Каждое погружение – это особая церемония, уже традиционная. И обязательно вся команда выходит проводить, пожать руку.

В аппарате немного тесновато, но уютно, тихо. Множество панелей с тумблерами, датчиками и другими приборами настраивают на рабочий лад. Мы располагаемся на мягких лежаках перед небольшими иллюминаторами. Нас трое: посредине – опытный улыбчивый пилот, Герой России Виктор Нищета, справа – геолог Олег Хлыстов.

Пилот задраивает люк. В окошечки иллюминатора видим проплывающую под нами палубу баржи «Метрополия», лица провожающих, команду в касках, сосредоточенно придерживающих канаты. Мягкий толчок – и горизонт скрывается в прозрачной, насыщенной светом и пузырьками воздуха зеленоватой воде. Некоторое время мы находимся на поверхности – набираем воду для балласта. Сразу начинаю записывать и снимать все, что вижу, главное – ничего не пропустить.

. Никакого особого физического ощущения во время спуска нет, воздух внутри аппарата обычный. Толща воды постепенно начинает темнеть, после 50 м за иллюминатором становится совсем темно – и пилот включает прожекторы. Их лучистый свет словно высвечивает словно волшебный новогодний фильм: разнокалиберные частички «лимнического снега» (падающих органических остатков) действительно напоминают хлопья снега. Испуганные прозрачные мальки и мелкие горбатенькие рачки, шустро шевеля лапками, стремительно уносятся вверх. Через 10 минут мы зависаем – нужно взять пробу воды. Пилот, ловко управляя «руками»-манипуляторами с помощью джойстиков, наполняет шприц и опускает его в корзину, прикрепленную снаружи аппарата.

. Погружение продолжается. Вот мы уже у подножия Академического хребта. Лунной поверхностью под нами простирается озерное дно, где норки животных кажутся маленькими кратерами, а витиеватые следы –загадочными письменами. Множество рачков самого замысловатого вида проплывают перед иллюминатором, напоминая космические кораблики. Рыбка голомянка, удивленная светом прожектора, парит как бабочка, распустив переливающиеся прозрачные «крылышки», а потом взмывает свечкой, по-змеиному извиваясь. Осторожные бычки замирают, прижавшись ко дну и распустив веером свои полупрозрачные плавнички.

. Мы снова остановились, чтобы взять пробы грунта, и нас сразу окутали клубы ила, которые, как в замедленном кино, не торопясь поднимаются со дна. Разбегаются в разные стороны испуганные рачки. Вновь заработали манипуляторы. Плавно пройдя вдоль склона, мы двинулись к вершине Академического хребта. Склоны, усыпанные галькой, напоминают, что когда-то, миллионы лет назад, здесь была суша.

Приятно удивляет обилие необычных глубоководных белых и голубых корковых губок. Нам удалось захватить манипулятором несколько камней с губками на радость собратьям-биологам.

. Время пролетает незаметно, и нам пора остановиться на обед. За время пребывания под водой в аппарате стало прохладней, и горячий чай не помешает. Во время обеденной стоянки местность вокруг аппарата пустеет – большинство местных обитателей попряталось от света, и лишь крупный рыжеватый, философски настроенный акантогамарус раздумчиво бродит в освещенном прожектором пространстве. Его не может отвлечь даже примчавшийся откуда-то более светлый собрат, попытавшийся затеять драку. Получив резкий отпор, он также быстро скрывается во мраке, как и появился.

. Двигаемся дальше по склону, останавливаясь для того, чтобы захватить камень или кусок древней породы. Чем ближе к вершине Академического хребта, тем меньше встречается живности, зато чаще попадаются мальки голомянки. На вершине, на глубине 237 м, встречаются только очень мелкие рачки.

. 20 ч вечера – нам пора всплывать. Дойдя до нужной точки и постояв минут десять для откачки балласта, отрываемся от грунта. Вновь за окошечком стремительно уносятся перламутровые рачки и частички «снега», вода светлеет. И вот мы уже на поверхности. Еще не успев подняться на палубу, мы уже скучаем по глубине: в душе растет страстное желание непременно побывать там еще!

Пилот старательно протирает скопившийся за время путешествия конденсат. Немного ожидания, и под нами вновь палуба «Метрополии», веселые лица встречающих. Открываем люк, на секунду закладывает уши. Вот мы и дома! Лимнологи уже наготове: сейчас начнется разбор проб – утомительное, но очень ответственное дело, ведь оно сможет еще немного приоткрыть дверцу в подводный мир самого глубокого и таинственного озера планеты.

К. б. н. А. Д. Фирсова, сотрудник Лимнологического института СО РАН

Источник

Adblock
detector