«МИРЫ» НА БАЙКАЛЕ

Уже более 250 лет исследователи отмечают по всему периметру побережья озера многочисленные проявления природных газов и нефти. В старинных летописях сохранились свидетельства о том, что еще в XVIII в. местные жители находили на пляжах Байкала выброшенные волнами куски черного маслянистого вещества, которое сейчас называют гудроном, или битумом. Известно четыре места на озере, где нефтяная пленка регулярно появляется на поверхности воды. Два основных источника находятся неподалеку от мыса Горевой Утес в Баргузинском заливе и в районе реки Большой Зеленовской, неподалеку от устья Селенги. Эти два источника дают выбросы нефти в воду порядка шести тонн в год. Стоячий огонь, возникающий при воспламенении газов, вырвавшихся на поверхность, фиксировался во время землетрясений и в обычных условиях местными жителями как зимой, так и летом. Дети из деревень в дельте Селенги развлекаются в начале зимы, прокалывая пешней ледовые вздутия и поджигая вмороженный газ в байкальском льду. При большом газовом пузыре можно получить эффектный факел горения. Незамерзающие пропарины, постоянно образующиеся зимой, также следствие извержения газов со дна. На поверхность всплывают пузыри газа, покрытые нефтяной пленкой. Интенсивные выбросы газа со дна высотой свыше 600 м фиксируются эхолотом. До недавнего времени о природе этих явлений можно было только догадываться, а о том, что на дне Байкала могут оказаться огромные запасы газогидратов и действующие грязевые вулканы, не предполагал никто из ученых.

Видеосъемка с борта батискафа «Пайсис» в 1990 г. запечатлела дырчатые глины на глубине свыше 300 м

В 2008 г. завершен первый этап научной экспедиции глубоководных обитаемых аппаратов «Мир-1» и «Мир-2» на Байкале. В общей сложности было совершено 52 погружения. Ученые обнаружили нефтеносные породы, сейсмогенные грунты, а также новые микроорганизмы, нашли подтверждения существовавшим гипотезам о том, что раньше уровень воды в Байкале мог быть ниже на полкилометра. Интересным открытием для ученых стала голубая губка, которая, как оказалось, проживает на всех глубинах озера до 1,5 тыс. м. На небольших глубинах губка зеленого цвета, до глубины примерно 300 м – белого, а ниже, как выяснилось, – ярко– бирюзового. В ходе погружений была определена максимальная глубина 1590 м, при этом глубиномеры аппаратов были тарированы на морскую воду. После введения поправочного коэффициента расчетная фактическая глубина этого погружения составила 1623 м. «Мы опустились на максимальную глубину, прошли по дну 3,5 мили. Здесь очень ровная местность, нет никаких более глубоких впадин для погружений». Во время погружений обнаружено на дне озера три места, откуда выходит нефть. Со дна Байкала из тектонических трещин в его воды ежегодно поступает около 6 тонн нефти. Эта нефть поглощается микроорганизмами, живущими на Байкале, поэтому она не распространяется по озеру и локализуется. В этих районах со дна Байкала идет постоянный выброс газа, нефти и глубинных минерализованных вод. В результате на поверхность всплывают капли газа, покрытые нефтяной пленкой. Впервые удалось увидеть и сфотографировать на дне выход сочащейся нефти. Из битумного конуса, где оседают тяжелые фракции нефти, каждые 28 секунд наверх уплывает капелька нефти диаметром около 1 см. Все битумные постройки облеплены животными и напоминают кораллы. Каким образом нефтеокисляющие организмы, черви и рачки живут на нефтяных донных выходах – теперь одна из главных загадок Байкала. Ученых заинтересовала возможность выращивания в лабораторных условиях байкальских микроорганизмов и их последующее применение для ликвидации в разных местах мира последствий экологических катастроф, связанных с утечкой нефти.

На дне озера, в южной и средней котловине находятся конусы грязевых вулканов, получивших названия – Большой, К-2, Санкт-Петербург, Малый. Особо высокая интенсивность газообразования отмечается в дельтах крупных рек – Селенги, Баргузина и Верхней Ангары. По оценке ученых, только из газовых грифонов в прибрежной подводной части дельты Селенги ежегодно выделяется в атмосферу около 20 млн м3 горючего газа. Слой донных осадков до 7,5 км является мощной природной фабрикой для образования масштабных скоплений разнообразных по составу газов. Особенно распространен метановый тип газа. Миллионы лет реки приносят в Байкал органические вещества – остатки растений и животных. Они опускаются на дно, образуя слои илистых отложений. Со временем эта органика превращается в месторождения нефти и природного газа, где один из основных компонентов – метан.

Байкал стал первым местом в мире, где удалось при бурении получить образцы газовых гидратов в пресном водоеме. Разработка технологии промышленной добычи газогидрата на Байкале позволит впоследствии использовать ее во всем мире. В сентябре 2007 г. ученые со всего мира собрались в Листвянке, чтобы узнать о достижениях ученых Иркутского лимнологического института в области исследования газовых гидратов. Когда метан, поднимаясь из донных осадков, встречается с холодной водой, просочившейся сквозь трещины земной коры, он сразу остывает. При высоком давлении из воды и метана образуется вещество, похожее на ледовые соединения, – гидрат метана. Это соединение, внешне ничем не отличающееся от обычного льда, стабильно лишь при высоких давлениях и низких температурах, то есть на глубоководных участках или в земной коре. Если его потревожить – начинается выделение метана в водную толщу, с последующим извержением газов на поверхность. Поднятый на поверхность со дна Байкала метановый лед начинает таять и дымить. Добывать газогидраты пока не научились, хотя из кубометра такого льда можно получить примерно 164 кубометра метана. По мнению ученых, газогидраты в будущем смогут заменить нефть и стать новым главным энергетическим источником для человечества. Принципиально новый источник природного газа, получивший название «горючий снег», в будущем может изменить энергетическую картину мира. В случае технологического прорыва и возможности добывать газовые гидраты с морского дна для многих стран отпадет необходимость импорта газа из России. Считается, что запасы газогидратов могут намного превышать запасы природного газа в свободном состоянии. По последним оценкам, в залежах природных гидратов сосредоточено от 10 трлн до 1000 трлн кубометров метана, что превышает запасы нефти, угля и природного газа, вместе взятых. Кроме Байкала, огромные скопления газогидратов находятся на побережье Атлантического и в Тихом океанах.

В донных осадках в 1997 г. в процессе подводного бурения на Академическом хребте были впервые выявлены скопления газогидратов. Верхняя граница залегания их в этом месте от дна Байкала составила 84—100 м. Содержание газогидратов приблизительно 6 мг газа на 1 г осадка. Выделяющийся из байкальских гидратов газ – чистый метан. Его изотопный состав говорит о том, что он имеет биогенное происхождение, то есть образован бактериями. Метан растворяется в воде, значительная его часть перерабатывается разными видами микроорганизмов и бактериями. Организмы (археи), способные использовать в обмене веществ метан, не нуждаются в солнечном свете и кислороде для процессов окисления. Исследование метанотрофных бактерий – важное направление в науке для поиска внеземной жизни, основанной на иной биохимической основе.

Высказана гипотеза, что постоянное выделение метана со дна Байкала способствует непрерывному водообмену. Это предположение ученых подтвердилось после обнаружения метановых факелов на дне озера. С помощью специальной эхолотной съемки были зафиксированы мощные факелы выходящих газов высотой до 900 м. Они находятся на больших глубинах и пока мало изучены. Об их современной активной деятельности свидетельствуют космические снимки со спутника. На фотографиях видны концентрические следы на льду Байкала от восходящих при извержении газов. Ученым Лимнологического института удалось запечатлеть на камеры с экранов эхолотов и других геофизических приборов многочисленные факелы извержений метана, которые могут свидетельствовать о наличии подводных грязевых вулканов на дне озера.

Аномальное темное пятно на акватории озера впервые было обнаружено в 1999 г. со спутника. На цветных фотографиях с околоземной орбиты иркутские ученые-лимнологи увидели на апрельском льду Байкала четкие границы 4-километрового идеального круга, внезапно появившегося за одну неделю. Загадочный круглый след, видимый только из космоса, находился на байкальском льду в 2 км от берега напротив мыса Крестовского. Весной, когда лед растаял, в район мыса Крестовского был направлен флагман научного флота судно «Верещагин» для взятия проб воды и комплексного исследования обнаруженной аномалии. Кольцеобразное пятно на льду фиксируется только на протаявшем весеннем льду. По мнению ученых, это следствие достаточно малоизученного явления мощного выброса газов со дна озера, которое и зафиксировано на спутниковых фотографиях. Механизм действия извержения метана выглядит примерно следующим образом: в донных отложениях накапливается углерод, который со временем трансформируется в метан, затем образуется газовый гидрат в кристаллическом состоянии, который при нарушении стабильности высвобождается в газообразном виде и вырывается на поверхность. В результате выхода метана может погибнуть голомянка и, возможно, увеличивается кормовая база для промысловых рыб. Процесс этот крайне мало изучен, и наблюдать само подводное извержение еще никому не удавалось. Выделение газов происходит на большой глубине – около 1000–1100 м, на крутом подводном склоне, что затрудняет поиск и исследования. Извержения были зафиксированы весной 1999 г., в апреле 2003 г. и третий раз снова в апреле 2005 г.

Следы извержений газа зафиксированы также при глубоководных погружениях около Ушканьих островов, где обнаружены конусообразные углубления с круглыми входными отверстиями в желтой глине обрывов на глубине около 500 м. Некоторые отверстия настолько большие, что в них можно свободно заплыть человеку. Другая впечатляющая подводная гора находится в Южной котловине Байкала. Она имеет высоту относительно дна почти 1000 м, увенчана двумя вершинами с очень крутыми склонами, одна из которых не доходит до поверхности воды всего 34 м. Возможно, когда-то Посольская банка являлась островом, так как на карте Байкала 1806 г. в этой части озера имеется надпись «о. Столбовской», хотя в настоящее время здесь никаких островов не наблюдается. Глубинная подводная съемка в этом районе выявила «ноздреватые», «дырчатые», «пузырчатые» глины на глубине от 990 до 320 м. Размеры этих дыр и нор самые различные – от нескольких сантиметров до 2 м и более. На глубине 586 м в глинистом, сплошь пузырчатом обнажении встречена такого же происхождения пещера, в которую мог бы зайти человек.