ПОЖИРАТЕЛИ ЛЬДА. РОГАТЫЕ ЧУЖИЕ

Текст и фото Сергей Волков

ГАЗОГИДРАТЫ НА ДНЕ И КРУГИ НА ЛЬДУ

Наблюдение круговых структур или кругового движения в природе может иметь другую природу и больший масштаб, например, тёмные кольца на льду Байкала диаметром до десятка километров, видимые с орбиты Земли. Не все из подобных явлений имеют точное научное объяснение. Остаётся непонятным природа муравьиной карусели – зачем насекомые начинают внезапно идти по кругу до полного истощения? Это явление называют муравьиный круг или муравьеворот. Попадая в него, насекомые маршируют несколько дней до полного истощения и смерти. Ученые до сих пор не имеют точного объяснения природному явлению, почему насекомые меняет направление движения, перестраиваясь с прямого пути в замкнутый круг. Также остаётся не до конца понятным механизм образования гигантских колец на весеннем льду Байкала и озера Хубсугул.

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 таинственное идеально круглое черное пятно, будто его нарисовали циркулем, были отчётливо видны границы 4-километрового черного круга на белом весеннем льду в 2 км от берега напротив мыса Крестовского. Загадочное новообразование на льду озера сразу привлекло внимание ученых. В район мыса Крестовского незамедлительно по льду прибыли лимнологи на СВП «Хивус», а позже, когда лёд растаял, туда был направлен флагман научного флота, судно «Верещагин» для взятия проб воды и комплексного исследования обнаруженной аномалии. Местным жителям были разосланы письма с просьбой, помочь ученым, и ответить на вопрос: не наблюдалось ли чего-нибудь необычного, например, массового выброса голомянки на пляж Байкала. Такое уже случалось в истории Байкала, когда метровые валы мертвой голомянки были выброшены по неизвестной причине на галечные пляжи озера. Вопрос лимнологов и присланные фотографии сильно озадачили местных рыбаков, в вечерних застольях они стали часто возвращаться к этой теме, и уже скоро зафиксировали первый рассказ двух женщин туристок. Из рассказа женщин явствовало, что они в ясный солнечный день наблюдали напротив мыса Крестовский над весенним льдом озера необычный мираж: серый параллелепипед, напоминающий огромное четырехпалубное судно, появилось на их глазах из ниоткуда и стало стремительно идти на берег, так что перепуганные туристы прибежали с пляжа на фермерское хозяйство, где проживали. Под каким флагом плыло надо льдом судно и куда оно, потом также внезапно исчезло, эта история умалчивает, но что было неоспоримым фактом, так это то, что над этим черным пятном, где раньше никогда не было рыбалки, ежегодно становилось все больше и больше рыбы. Сейчас здесь рыбы столько, что хватает на пять рыболовецких бригад. Эта информация о «черной воронке», из которой рождаются миражи, меня сильно заинтриговала. Практически аналогичные свидетельские показания мне уже доводилось слышать ранее от работников на метеостанции Узуры в северной части острова Ольхон, которые рассказывали о наблюдении над протаявшем весенним льдом Байкала в апреле, когда на лёд уже нельзя выезжать на большегрузах, мираж в виде большого парящего серого массивного параллелепипеда неизвестной природы. Аналогии наблюдений в этих двух рассказах могли быть связаны с объёмным выбросом метана со дна озера через протаявший весенний лёд, а изменение плотности воздуха надо льдом приводило к появлению массивного парящего серого миража. Но пока это было лишь умозрительной догадкой.

В самом деле, первой версией учёных о природе загадочных черных кругов на льду Байкала вблизи мыса Крестовский стала гипотеза, что они – следствие, достаточно малоизученного явления выброса подводного грязевого вулкана, которое и было зафиксировано на спутниковых фотографиях. Механизм действия грязевого вулкана 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. Самое любопытное, что этот грязевый подводный вулкан напротив мыса Крестовский продолжает периодически извергаться. Его извержения были зафиксированы в апреле 2003 г. и третий раз снова в апреле 2005 г. Необычность этого грязевого вулкана – в его местонахождении на большой глубине около 1000 – 1100 м, и как будет вести себя дальше ученым неизвестно. Как раз над ним ежегодно по льду прокладывается зимник с мыса Крестовского на мыс Сухинский, если извержение произойдет, когда переправа функционирует, вполне вероятно, что восходящие газы ослабят лед и образуют многочисленные пропарины, опасные для автомашин. Вот так получилась первая версия истории с «черной воронкой» и загадочными кольцами на льду Байкала в 1999 г., получившая позже научное обоснование. По одной из гипотез, основанной на данных натурных наблюдений в апреле–мае 2009 г. со льда в районе кольца вблизи южной оконечности озера Байкал и численном моделировании, локальный подъём глубинных вод после выброса газа из точечного источника приводит под воздействием силы Кориолиса к образованию куполообразной структуры. Всего на Байкале под водой зафиксировано по данным Атласа Байкала – 21 местонахождение газогидратов, из которых обозначены как грязевые вулканы – 15. Поток метана в наиболее мощных факелах из донных отложений оценивается от 14 до 216 т в год. С помощью специальной эхолотной съемки были зафиксированы мощные факелы выходящих газов высотой до 900 мсо дна Байкала.

Уже более 250 лет исследователи отмечают по всему периметру побережья озера многочисленные проявления природных газов и нефти. 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. 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.

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 отличающее 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, получившие также название «горючий снег», в будущем смогут заменить нефть и стать принципиально новым главным энергетическим источником для человечества. Считается, что запасы газовых гидратов могут намного превышать запасы природного газа в свободном состоянии. По последним оценкам, в залежах природных гидратов в мировом океане сосредоточено от 10 трлн до 1000 трлн кубометров метана, что превышают запасы нефти, угля и природного газа, вместе взятых. Кроме Байкала огромные скопления газогидратов находятся на побережье Атлантического океана и в Тихом океане. В России обширные залежи газогидратов обнаружены в Охотском море, на арктическом шельфе, в Черном море.

Исследования таинственных тёмных колец на льду Байкала, диаметром 5–7 км и шириной около 1 км, продолжались. Выяснилось, что кольца возникают достаточно непредсказуемо в разных местах озера, даже в его мелководных частях, где нет глубинных залежей газогидратов и действующих грязевых вулканов. Они слишком большие, чтобы увидеть их, стоя на льду или с высокого берега. Зато их можно рассмотреть с высоты – с самолёта или со спутника. По результатам наблюдений из космоса стало известно, что кольца проявлялись в 2003, 2005, 2008 и 2009 году и так далее. В период 1974–2014 гг. было обнаружено 45 колец на озере Байкал, а также, впервые, четыре кольца на соседнем озере Хубсугул (Монголия). Наблюдения гигантских ледовых колец на озере Байкал вызвали большой научный и общественный интерес. Однако, до сих пор нет чёткого понимания причины их происхождения. И только в 2017 г. научное сообщество приблизилось к объяснению этого феномена.

В научной статье  коллектива учёных, опубликованной в 2017 г. по итогам международной исследовательской программы «ERA.Net RUS plus» озера Байкал под руководством российского учёного гидролога А. Кураева (Университет Тулузы во Франции) говорится: «Результаты наших гидрологических исследований подо льдом в районе колец на озере Байкал в 2012–2014 годах и на озере Хубсугул в 2015 году показывают наличие (до и во время проявления ледовых колец) относительно тёплых вихрей в виде двояковыпуклых линз, расположенных точно под кольцами. Мы полагаем, что эти вихри являются причиной формирования ледовых колец в этих озерах. Мы проводим переоценку существующих гипотез формирования ледовых колец и обсуждаем возможные механизмы образования вихрей. Мы обнаружили очень интересные вещи – наверху температура и глубина вдоль основного разреза электропроводности и плотности были одни, а внизу – другие. И вот это аномальное распределение температур – то, что в океанологии было давно известно, – это и есть двояковыпуклые вихри. Кроме того, выяснилось, что эти вихри существуют до и во время появления колец – как юла, раскрученная в водной толще, которая может существовать достаточно долго. У вихрей достаточно большая скорость по периферии. Подмывает ледяной покров водоворот – кольцевое течение, вода в котором циркулирует по часовой стрелке. По краям кольца – там, где скорость течения выше, вода примерно на два градуса теплее, чем внутри – в центральной части структуры. Обнаруженные нами кольца – как на малых глубинах, так и в районах, где нет известных выходов газа, – показывают, что гипотезы, связанные с выходом метана, не могут объяснить их появление».

Пока учёные продолжают дискуссии о причинах возникновения колец на льду Байкала, мне хотелось бы найти ответы на более простые вопросы о других наблюдаемых ледовых диковинах, зафиксированных нами во время походов по льду озера – это спиралевидные нити «пожирателей льда», так мы их условно назвали. Представляют собой молочный лёд с ветвистой дендритной структурой внутри, напоминающий отростки нейрона. К сожалению, у меня нет знакомых среди учёных-гидрологов, которые могли бы объяснить их природу и дать им правильную научную терминологию. Не удалось найти их описание и в литературе о льде. Нельзя сказать, что это типичная для льда Байкала структура. За всё время путешествий по льду озера, подобные непонятные мне ветвистые образования внутри льда я встречал только трижды. Один раз в бухте Песчаная, ещё около мыса Крестовский, причём оба раза вблизи берега, где есть близко песчаный пляж, и совсем недавно, на середине пролива Малое Море, где небольшая глубина. Объединяет все эти ветвистые структуры внутри льда их системное расположение цепочкой по закрученной округлой кривой, а не хаотично, что сильно удивляет, или прямой линии от маленького по размерам «нейрона» к большой ветвистой структуре, и общая для всех особенность – нахождение внутри молочного льда. До сих пор не могу найти объяснение, как и почему эта ветвистая структура, внешне похожая на нейрон, образуется внутри льда, как называется и почему закручена в спираль? Часто ли она встречается на льду Байкала мне также неизвестно.