Ослепительный лед, редкие животные и подводные тайны: 26 фактов о Байкале

Прозрачная чистейшая вода, нерпы и поражающая воображение текстура льда — далеко не все, чем впечатляет самое глубокое озеро в мире.

Под поверхностью Байкала скрываются необычные геологические структуры, дно хранит историю климата Земли, а среди местных обитателей есть животные, которых не встретишь больше нигде. Собрали 26 интересных фактов об озере в Восточной Сибири — от его размеров и загадочных ледовых колец до биоразнообразия на большой глубине.

Максимальная глубина Байкала составляет около 1 642 м. Это больше полутора километров по вертикали — примерно высота пяти Останкинских телебашен, поставленных друг на друга.

Озеро образовалось в глубокой впадине земной коры. Его дно настолько низко, что отдельные участки находится более чем на километр ниже уровня моря.

В озере находится примерно 23 000 км³ воды — это пример 20% мировых запасов незамерзшей поверхностной пресной воды, кроме ледников и подземных вод.

Для сравнения: объем Байкала сопоставим с суммарным объемом пяти Великих озер Северной Америки.

Байкал считают одним из древнейших озер Земли. По оценке Юнеско, его возраст составляет около 25 миллионов лет. В научных работах встречаются и другие данные — результаты зависят от того, какой этап формирования озера считают началом его истории.

За это время в Байкале развилась необычная экосистема. Длительная изоляция помогла появиться множеству видов, приспособленных именно к жизни в этом озере.

В озеро несут воду многочисленные реки и ручьи. Среди крупнейших притоков — Селенга, Баргузин и Верхняя Ангара. А вытекает из Байкала только одна река — Ангара, которая затем соединяется с Енисеем.

Исток Ангары находится у западного берега озера. Это место особенно интересно зимой: течение помогает воде у истока оставаться открытой, даже когда большая часть Байкала покрыта льдом.

Озеро лежит в Байкальской рифтовой зоне. Здесь земная кора постепенно расходится, а отдельные участки опускаются, образуя глубокую впадину. Этот процесс продолжается и сегодня.

Движение земной коры сопровождается землетрясениями. Поэтому Байкал — часть активной геологической системы, а Байкальская впадина — из крупнейших активных рифтов континентальной коры.

В глубоких озерах вода на дне иногда почти не перемешивается с поверхностной, из-за чего там может не хватать кислорода. У Байкала другая особенность: кислород обнаруживают даже в глубоководных слоях.

Это позволяет существовать организмам, приспособленным к жизни в холодной воде на огромной глубине. В глубинных водах исследователи находят и разнообразные микроорганизмы, в том числе группы, которые обычно ассоциируются с морскими экосистемами.

На зимних фото озера или даже вживую вы могли видеть длинные цепочки пузырьков, будто подвешенных внутри толщи воды. Это метан, который поднимается со дна и оказывается заперт в нарастающем льду.

Метан образуется в донных отложениях, в том числе при разложении органического вещества. Когда газ выходит из воды и попадает под лед, он создает необычные узоры.

Когда ледяные поля сдвигаются и давят друг на друга, лед ломается и поднимается над поверхностью. Так образуются торосы — неровные гряды из ледяных глыб. На Байкале они могут выглядеть как длинные стены, протянувшиеся по поверхности озера.

Несмотря на внешнюю красоту, трещины, разломы и нагромождения льда делают зимнее передвижение по озеру опасным. Даже если лед кажется сплошным, его толщина и прочность могут сильно различаться на соседних участках.

Озеро включили в Список всемирного наследия из-за его выдающейся природной ценности: глубины, возраста, уникальной экосистемы, разнообразия эндемичных видов, значения для науки. Статус Всемирного наследия подчеркивает, что Байкал важен не только для России: его природное наследие имеет всемирное значение.

Нефть обычно ассоциируется с месторождениями, скважинами и промышленной добычей, но на Байкале она местами сама просачивается из донных отложений. Ученые обнаружили участки, где углеводороды поднимаются со дна и попадают в воду. В отдельных районах озера естественные выходы нефти составляют примерно 2—4 тонны в год. При этом часть углеводородов перерабатывают микроорганизмы, обитающие в воде и донных осадках.

Из трещин на дне выходят газ и разжиженные донные отложения. В 2023 году исследователи изучили подводные видеозаписи и обнаружили признаки активных грязевых вулканов в нескольких бухтах северной части Байкала. На глубине 105—164 м ученые нашли участки деформированного дна, следы выбросов осадков и небольшие конусообразные структуры с кратерами. Эти образования связаны с тектоническими разломами, через которые газонасыщенные жидкости могут подниматься к поверхности.

Животных и растения, которые обитают только в определенном месте, называют эндемиками. В самом Байкале и в его окрестностях обитает 2 500 видов животных, и многие из них — именно эндемики:

• байкальская нерпа — единственный вид тюленей, который постоянно обитает в пресной воде и встречается только в Байкале;
• большая и малая голомянки — полупрозрачные глубоководные рыбы без чешуи и плавательного пузыря;
• белый и черный байкальские хариусы — рыбы, приспособленные к жизни в холодных водах Байкала и впадающих в него рек;
• глубоководные широколобки — группа рыб, многие представители которой живут у дна на больших глубинах;
• байкальская губка (Lubomirskia baikalensis) — пресноводное животное, которое образует ветвящиеся зеленые колонии, напоминающие подводные кусты;
• макрогектопус (Macrohectopus branickii) — необычный байкальский рачок-бокоплав, который, в отличие от большинства своих родственников, плавает в толще воды, а не только ползает по дну;
• байкальские улитки — в озере обитает множество эндемичных пресноводных моллюсков, в том числе представители рода Baicalia.

Многие из этих животных настолько непохожи на обитателей других озер, что Байкал называют природной лабораторией эволюции. Его длительная изоляция позволила организмам развиваться по собственным путям, а ученые до сих пор изучают разнообразие местной фауны.

Нерпа — один из символов Байкала. Она обитает озере и связанных с ним водотоках и считается эндемичной для этой системы.

Ученые до сих пор изучают происхождение нерпы и то, как ее предки оказались в глубине материка. Одна из причин интереса к животному — его необычная изоляция от морских родственников. Нерпы ныряют за рыбой, а зимой используют дыхательные отверстия во льду.

Это мелкая полупрозрачная рыба, которая живет в толще воды, в том числе на большой глубине. В отличие от большинства знакомых нам рыб, голомянки не откладывают икру привычным способом: они живородящие. Их тело содержит много жира, который помогает поддерживать плавучесть. Голомянки — важная часть пищевой цепи Байкала, в частности они служат пищей нерпе.

Среди байкальских обитателей есть бокоплавы — небольшие ракообразные, похожие на крошечных креветок, которые передвигаются боком. В озере обитает 300 видов таких животных, приспособленных к местным условиям.

Они выполняют важную работу в экосистеме: участвуют в пищевых цепях, поедают органические остатки и сами становятся пищей для рыб. Поэтому жизнь Байкала зависит не только от крупных животных, которых можно увидеть на фотографиях, но и от множества небольших организмов.

В Байкале живут близкородственные виды рачков-бокоплавов, которые внешне почти не отличаются друг от друга, но уже не могут производить жизнеспособное потомство. Ученые исследовали три вида из группы Eulimnogammarus verrucosus и выяснили, что между ними сформировалась репродуктивная изоляция — эволюционный барьер, который мешает скрещиванию разных видов.

В лабораторных экспериментах рачки преимущественно выбирали партнеров своего вида. Если же ученые сводили особей разных видов, спаривание иногда происходило, но развитие зародышей прекращалось на ранней стадии. Выходит, что рачки не разучились размножаться в целом, а скорее утратили возможность давать жизнеспособное потомство с некоторыми близкими родственниками.

Для биологов это пример того, как формируются новые виды. Со временем популяции накапливают различия, и в какой-то момент их представители перестают успешно скрещиваться друг с другом, даже если внешне остаются очень похожими. Байкал особенно интересен для изучения этого процесса: здесь обитает огромное разнообразие бокоплавов, которые эволюционировали в рамках одной экосистемы.

Пресноводные губки выглядят как разветвленные наросты или небольшие кусты. Некоторые байкальские виды образуют целые скопления на подводных камнях, поэтому их иногда описывают как подводные леса.

Губки — не растения, а многоклеточные животные. Они фильтруют воду, пропуская ее через свое тело и задерживая мелкие частицы. В Байкале есть целое семейство губок, эндемичных для озера, — лубомирскииды.

Несмотря на то что озеро и его биоразнообразие хорошо изучено, оно не перестает удивлять исследователей. Например, в научных работах описывают новые виды байкальских губок, а генетические исследования помогают отличать близкие виды, которые внешне могут выглядеть почти одинаково.

Это важно не только для составления каталогов. Если исследователи неверно определяют вид, они могут ошибиться и в выводах о его распространении, эволюции и состоянии экосистемы.

Байкальский музей СО РАН организовал проект «Байкал в режиме реального времени», благодаря которому можно наблюдать за природой озера дистанционно. Камеры позволяют следить за нерпами на Ушканьих островах, изменениями погоды и льда, а также за подводными обитателями. Одна из камер показывает жизнь на глубине около 200 м: к свету прожектора приплывают рыбы и ракообразные, а иногда в кадр попадают нерпы. Получается своего рода окно в подводный мир, который обычно недоступен наблюдателю.

Огромная масса воды медленно нагревается и остывает, поэтому озеро влияет на температуру воздуха у берегов. Весной вода может оставаться холодной, когда суша уже прогрелась, а осенью — сохранять тепло после похолодания на суше.

При этом климат по берегам Байкала неоднороден: на него влияют горы, ветер, особенности рельефа и то, насколько далеко место находится от воды. Поэтому погода на разных участках побережья может заметно различаться.

На дне бухты Фролиха на северо-востоке Байкала, примерно на глубине 400 м, обнаружили выходы подземных вод. Они немного теплее окружающей воды и отличаются от нее по химическому составу. Исследования показали, что вода просачивается через донные отложения и формирует особую среду для местных организмов.

Подводные гидротермальные выходы связаны с особенностями строения земной коры и тектоническими разломами. При этом их влияние на химический состав Байкала в целом невелико — изменения заметнее вблизи самого источника.

На спутниковых снимках Байкала можно увидеть темные кольца диаметром примерно 5—7 км. С земли их сложно заметить целиком: они настолько большие, что становятся очевидны только при наблюдении сверху — как круги на полях.

Исследования показали, что под такими кольцами могут вращаться теплые водные вихри. На их границе вода движется быстрее и сильнее подтачивает лед, поэтому он становится тоньше. Ученые продолжают изучать, как именно возникают сами вихри.

На дне озера постепенно накапливаются частицы минералов, органические остатки и другие вещества. Со временем они образуют слои осадков, в которых сохраняются следы изменений окружающей среды.

Ученые извлекают из дна длинные цилиндры таких отложений — керны — и исследуют их состав. По ним можно восстановить историю климата за сотни тысяч лет, а в некоторых исследованиях — проследить изменения на еще более длительных временных масштабах. 

Это диатомовые водоросли. Их клетки окружены прочной оболочкой из кремнезема — вещества, из которого состоит, например, обычный песок. Под микроскопом такие оболочки могут напоминать крошечные стеклянные коробочки с узорами.

Диатомовые водоросли участвуют в жизни озера и оставляют следы в донных отложениях. По ним исследователи в том числе изучают, как менялись условия в Байкале и климат региона в прошлом.

Газовые гидраты выглядят как лед, но устроены иначе: в их кристаллической структуре молекулы воды удерживают газ, чаще всего метан. Для образования таких соединений нужны определенные условия температуры и давления.

В донных отложениях Байкала обнаружили газовые гидраты — редкое явление для пресноводного озера. Исследователи также зафиксировали, что фрагменты гидратов могут подниматься со дна к поверхности и оставлять необычные следы во льду.

В 2022 году археологи обнаружили на острове Ольхон захоронение древней собаки. Животное лежало в специально выкопанной яме вместе с останками благородного оленя. По данным исследователей, находка относится к эпохе неолита и необычна для Байкальского региона: отдельные захоронения собак встречаются редко. Ученые изучили кости, чтобы определить особенности животного и возможный рацион, а сам обряд помогает понять, какое место собаки занимали в жизни древних людей.