2 месяца назад
Нету коментариев

Горное окружение, высокие, местами почти отвесные скалистые берега, обрывающиеся в кристально прозрачные воды, уже давно рождали догадки о большой глубине Бай­кала.

Первые попытки проникнуть в эту тайну, возможно, де­лались и в старые времена, но мы о них не знаем. Мало­известными оставались долгое время и результаты изме­рений в Южном Байкале, выполненные в 1797 г. Сметаяиным и Копыловым в связи с изысканиями южносибир­скоговодного пути. Только в 1821 г. их данные в виде профиля дна были приведены на карте Байкала, изданной вместе с описанием озера. Однако и эти первые достовер­ные свидетельства большой глубины Байкала не позволя­ли судить о распределении глубин Б целом.

Первое представление о рельефе дна Байкала дает ба­тиметрическая карта южной части озера, составленная в 1876 г. Б. Дыбовским и В. Годлевским. Основываясь на большом числе точных промеров, исследователи провели на этой карте изобаты, т. е. линии, соединяющие точки одинаковых глубин. Наибольшая найденная в этом районе глубина равнялась 1373 м.

Глубины других частей Байкала оставались неизвест­ными до 1908 г., когда была издана карта, показывающая дно озера в целом. Ее составили по данным гидрографиче­ской экспедиции, работавшей с 1896 по 1902 г. под началь­ством Ф. К. Дриженко. Особенно подробно изучалось рас­пределение глубин в прибрежной полосе, что имело ис­ключительно важное значение для судоходства. Промеры по 19 профилям были выполнены и в глубинной области. В результате этих работ удалось выявить основные черты рельефа дна Байкала. В частности, исследователи указали на существование трех впадин, разделенных повышениями дна. В нескольких пунктах средней впадины были найде­ны глубины около 1450 м ив одном месте 1552 м.

Более точно и полно черты рельефа дна Байкала вскрыли многолетние исследования Байкальской лимноло­гической станции Академии наук СССР под руководством директора станции Г. Ю. Верещагина. В 1936 г. была опубликована новая карта глубин Байкала, составленная в результате почти десятилетних промерных работ (рис. 1).

Исследования сотрудников лимнологической станции окончательно подтвердили существование хорошо выра­женного повышения дна, отделяющего среднюю впадину озера от северной. По предложению Верещагина это по­вышение получило название Академического хребта. В южной впадине Байкала ученые обнаружили наиболь­шую глубину — 1419 м, в средней впадине — отметили обширную площадь с глубинами более 1500 м. Максималь­ная глубина Байкала была тогда определена равной 1741 м (против мыса Ухан на острове Ольхоне). Однако точные промерные работы последних лет не подтвердили этой глубины. Сейчас принято считать, что наибольшую глубину Байкал имеет южнее мыса Ижимей в 10—12 км от берега. Она равняется 1620 м. Максимальная глубина северной впадины — 980 м. Так постепенно расширялись и уточнялись наши представления о строении котловины Байкала и раскрывалась долго остававшаяся неведомой область его больших глубин. Широкое применение новой техники — самопишущих эхолотов, радарных установок и др.— раскроет еще немало интереснейших деталей рельефа дна глубочайшего на земном шаре озера и позво­лит глубже заглянуть в его геологическое прошлое.

Глубина Байкала — 1620 м — намного превосходит глу­бину двух африканских озер — Танганьики (1435 м) и Ньясса (706 ж), а также величайшего озера земного шара — Каспия (945 м). Кроме названных, на земном шаре еще только четыре озера имеют глубины более 500 м и около 30 — более 300 м.

Но не только исключительная глубина составляет за­мечательную особенность Байкала как озера. Его котло­вина отличается большой крутизной склонов и обширной областью больших глубин. Во многих местах, как, напри­мер, у Нижнего изголовья полуострова Святой Нос, к вос­току отУшканьих островов, склоны котловины особенно круто спускаются до больших глубин, а во многих местах по берегам острова Ольхон крутизна склонов достига­ет 50°.

На карте (рис. 1) показана площадь, занимаемая глу­бинами более 500 м. Она составляет около 64%, т. е. около двух третей поверхности озера. На глубины более 1000 м приходится около одной четверти поверхности дна. Что­бы правильно оценить эту необычную для озер особен­ность байкальской котловины, вспомним: в Каспии глуби­ны более 500 м занимают всего около 17% поверхности дна.

В полном соответствии с этим находится другая осо­бенность Байкала — очень небольшое распространение мелководий. Во многих местах озера, там, где береговые склоны отличаются крутизной, прибрежная мелководная полоса совсем отсутствует. Местами берег окаймлен узким мелководьем. Оно расширяется только по южному и юго-восточному берегам. Площадь дна, занятая глубинами не более 50 м, составляет всего около 8% поверхности Байкала, в то время как в Каспии эти глубины занимают 54% (без залива Кара-Богаз-Гол).

Современная наука об озерах (лимнология) говорит о том громадном и разностороннем значении, которое имеет в жизни водоема соотношение между объемом воды и пло­щадью водного зеркала. Через водную поверхность в озе­ро поступает солнечное тепло и свет; эта поверхность со­прикасается с воздухом, с нее происходит испарение, на ней ветер разводит волну и возбуждает течения. Если взять два озера с одинаковой площадью водной поверхно­сти, но разной глубины, то все процессы, происходящие на поверхности, будут по-разному влиять на температуру, ос­вещенность, химию вод глубокого и мелкого озера, а также на развитие в них жизни.

Отношение объема озерных вод к величине их поверх­ности принято выражать как среднюю глубину озера. Если озеро представить себе как бассейн того же объема, но с плоским дном и отвесными боковыми стенками, то глубина такого бассейна и будет соответствовать средней глубине озера. Эта величина дает представление о том, какому объему воды соответствует в среднем единица площади водной поверхности. Средняя глубина Байкала равна 730 м, т. е. под 1 м2 его поверхности в среднем на­ходится 730 м3 воды. Для сравнения укажем, что средняя глубина Каспия составляет всего 184 м, т. е. под 1 м2 поверхности находится в среднем 184 м3 воды. По своей громадной средней глубине Байкал занимает первое место среди озер земного шара.

Понятно, что глубинные байкальские воды получают относительно мало солнечного тепла и света. При этом и тепло, и свет распространяются в тонком поверхностном слое, составляющем лишь незначительную часть всего объема байкальских вод. Тонким верхним слоем в основ­ном ограничено также движение и перемешивание вод, вызванное ветром. Мелководья, где воды могут хорошо прогреваться и освещаться солнцем, постоянно перемеши­ваться ветром и волной, в Байкале занимают очень не­большую площадь. Громадные объемы его глубинных вод остаются холодными, темными и почти неподвижными.

Таково своеобразие некоторых общих черт этого озера, обусловленное строением его котловины. Особенно глубо­кое влияние, как мы увидим дальше, они оказывают на животный и растительный мир Байкала.

Но кроме этой общей черты строения котловины Бай­кала — ее глубинности,— есть и другие не менее важные. Одна из них — асимметрия котловины на поперечном раз­резе. Профиль, приведенный на рис. 17, показывает, что северо-западные склоны котловины отличаются большей крутизной, чем юго-западные, где местами довольно широ­ко распространены мелководья. При такой асимметрии противоположных берегов Байкала его воды по-разному нагреваются, освещаются, перемешиваются ветром и вол­ной. Все это создает различные условия для существова­ния водных организмов.

Поперечный профиль котловины Южного Байкала

Поперечный профиль котловины Южного Байкала

Другая особенность заключается в том, что котловина Байкала не едина, а распадается на три впадины, разде­ленные двумя повышениями дна. Южная впадина с наи­большей глубиной 1419 м отделяется от средней повы­шением дна. Оно тянется от дельты р. Селенги к проти­воположному берегу озера. Глубина в месте повышения не превышает 400 м. При взгляде на карту может показаться, что это повышение дна — результат накопления наносов р. Селенги. Такое предположение высказывалось некото­рыми специалистами. Однако большинство ученых, по-ви­димому, с достаточным основанием рассматривает повы­шение дна между южной и средней впадинами как осо­бенность строения древней котловины Байкала. Наносы Селенги покрывают ближайшие к дельте участки этого донного возвышения.

Повышение дна, отделяющее среднюю, наиболее глубо­кую, впадину Байкала от менее глубокой, северной, тя­нется от северной оконечности острова Ольхона к Ушканьим островам и далее к мысу Валукан на восточ­ном берегу озера. Как уже говорилось, это возвышение получило название Академического хребта. В средней его части глубина не превышает 300 ж, к северо-востоку она уменьшается. Здесь находится группа Ушканьих островов, образующих как бы вершину подводного хребта. К юго-западу, с приближением к острову Ольхон, глубины в рай­оне хребта увеличиваются, доходя до 450 м. Еще больше глубины возрастают к северо-востоку от Ушканьих остро­вов, где они превышают в отдельных местах 650 м.

Эти особенности строения Академического хребта дали повод рассматривать его как структуру, разделяющую среднюю и северную впадины Байкала. Ее наиболее воз­вышенную часть, северо-восточная оконечность которой поднимается над поверхностью озера в виде Ушканьих островов, предлагалось называть Ушканьим порогом. По-видимому, не столь существенно, какое из названий пред­почтительнее. В том, что граница между этими впадинами существует, убедиться нетрудно. Достаточно лишь пред­ставить себе уровень Байкала опустившимся на 700 м. Воды, заполняющие обе впадины, образовали бы в этом случае два отдельных озера.

Карта глубин Байкала свидетельствует о сложности рельефа его дна. Местами — это настоящая подводная гор­ная страна. Местами же рельеф сглажен мощным слоем донных отложений, которые снивелировали все выступы и впадины коренной котловины. В последние несколько лет на Байкале начались промерные работы, которые ве­дутся с помощью эхолота. Первые результаты этих иссле­дований уже внесли много нового в познание строения дна озера.

Особенности рельефа дна Байкала складывались на протяжении всей его геологической истории под воздейст­вием, с одной стороны, тектонических движений земной коры, которые не прекращаются до наших дней. С другой стороны, непрерывно накапливаются на дне отложения, в состав которых входят продукты разрушения и размыва­ния берегов, речные наносы, доставляемые в озеро прито­ками, разнообразные остатки водных животных и расте­ний. Если тектонические движения ведут к усложнению рельефа дна — образованию впадин и возвышений, то на­копление отложений, наоборот, сглаживает его.

Очень характерно для байкальской котловины и то, что обширные пространства дна остаются не покрытыми отложениями и на них выступают обнаженные древние горные породы. В основном это наблюдается на крутых склонах дна, где отложения попросту не могут удержать­ся, или в местах, где течения уносят осадки и препятству­ют их накоплению. Вместе с тем в некоторых частях бай­кальской котловины найдены отложения огромной мощно­сти, накопившиеся с глубокой древности. Так, бурение в ряде мест южного берега вскрыло толщу древнебайкаль­ских отложений мощностью в 900—1200 м. Больше того, исследования в дельте Селенги позволяют предположить, что толща озерных отложений достигает 2000—4000 м. Большой мощностью отличаются отложения и в Баргу­зинском заливе.

Отложения или породы, образующие поверхность дна водоема, принято называть грунтами. Всесторонняя ха­рактеристика грунтов и составление карт их распределе­ния по дну имеют непосредственное практическое значе­ние для развития судоходства, возведения береговых со­оружений и т. п. Не удивительно поэтому, что в програм­му первой гидрографической экспедиции на Байкале (на рубеже прошлого и текущего столетий), руководимой Ф. К. Дриженко, были включены исследования грунтов. Они и дали нам первые сведения в этой области.

Характер грунтов и их распределение имеют и более широкое и разностороннее значение в жизни водоема. Все водные растения, прикрепленные к дну, и все животные, населяющие дно, выбирают места обитания в соответствии с характером грунта: одни приспособлены к каменистым грунтам, другие — к песчаным, третьи — к илистым. Не­безразличны к грунту и рыбы. Они выбирают грунты, бла­гоприятные для икрометания и для кормежки. Отсюда — и интерес биологов к грунтам водоема. Целый ряд биоло­гических экспедиций доставил немало сведений о составе и распределении байкальских грунтов. Однако долгое вре­мя характеристики эти основывались лишь на внешних признаках. Специальные исследования отложений Байка­ла стали проводиться лишь с 1946 г.

Благодаря исключительной прозрачности байкальских вод, с характером и распределением грунтов до глубин 6—8 м можно познакомиться путем непосредственного наблюдения.

Для изучения грунтов на больших глубинах пользуют­ся различными специальными приборами, с помощью ко­торых извлекают образцы грунта.

Исследуя дно открытых районов Байкала с их широ­кими водными просторами и большими глубинами, можно заметить, что у скалистых берегов в зоне прибоя оно устлано камнями, валунами, крупной галькой. У низких берегов, где имеются пляжи, по отлогому дну широко простираются крупнозернистые пески и гравий.

Камни, перемежающиеся с крупнозернистыми песка­ми, распространяются до глубины 100 м, а кое-где и глуб­же. Ширина области распространения этих грунтов у бо­лее крутых северо-западных берегов Байкала — 250— 500 м, а у более крутых юго-восточных — 2,5—5 км. Уже с глубины 10—15 м появляются мелкозернистые пески, которые в виде пятен и прослоек среди других видов глу­боководных грунтов спускаются до 500 м.

Глубоководные грунты Байкала — это различные илы серого цвета разнообразных оттенков. Здесь и крупноалев­ритовые, и тонкоалевритовые, и глинистые илы, различаю­щиеся между собой размерами частиц. Последние из­меряются десятыми, сотыми и тысячными долями милли­метра.

Широко распространены глубоководные диатомовые илы с значительным содержанием (свыше 10%) кремне­вых створок диатомовых водорослей. Эти мельчайшие во­доросли в массовых количествах развиваются в поверхно­стных слоях байкальских вод. После отмирания водорос­лей их стекловидно прозрачные створки медленно оседают на дно и накапливаются там в большом количестве, неред­ко образуя отложения толщиной в десятки метров. Кроме того, в глубоководном иле встречаются тонкие кремневые скелетные иглы байкальских губок.

Илы в общей сложности занимают около 90% поверх­ности дна Байкала. В их состав входят в основном части­цы минералов из горных пород, окружающих озеро, — кварц, полевой шпат, слюда и др. Илы содержат большую или меньшую примесь органических веществ.

Характер озерных грунтов и их распределение по дну зависят главным образом, во-первых,— от размера частиц, входящих в состав грунта, и, во-вторых, от происхождения материалов, образующих грунт.

Размеры частиц, составляющих грунты, уменьшаются по мере возрастания глубины и удаления от берега. Основ­ная причина такой сортировки грунтов — движения воды: волнение и течения.

Наибольшей мощности движения воды достигают в зоне прибоя. Всегда можно наблюдать, как прибой перемещает по дну камни, валуны, гальку. При этом более мелкие частицы выносятся из полосы прибоя. Действие волны не ограничивается этой полосой. Оно распространяется и на большую глубину, где также происходит движение и взму­чивание частиц грунта. В «зоне взмучивания» в основном и происходит сортировка отложений. Глубина распростра­нения этой зоны в каждом водоеме и отдельной его части определяется величиной волн, а ширина — уклоном дна: чем больше волна, тем глубже распространяется «зона взмучивания», и чем меньше уклон дна, тем она шире. Взмученные частицы в зависимости от размеров пере­носятся течениями на большее или меньшее расстояние и постепенно оседают (чем мельче, тем медленнее). Тако­вы процессы, лежащие в основе закономерного распреде­ления грунтов по поверхности дна озера.

В Байкале, однако, наблюдаются и случаи нарушения этой закономерности. Там, где береговые склоны отлича­ются особенной крутизной, чаще по северо-западному бе­регу, происходит сползание грунтов. Здесь на больших глубинах среди илов можно встретить камни, гальку и т. п.

Как уже говорилось, характер грунтов в большой сте­пени зависит также и от материалов, которые их образу­ют. Важнейший источник грунтообразующих материа­лов — разрушенные береговые породы и речные наносы.

Под действием прибоя берег рушится, образуя обло­мочный материал. Постепенно он измельчается, окатыва­ется, шлифуется и превращается в валуны, гальку, гравий, пески разной крупности и, наконец, мельчайшие частицы, входящие в состав алевритовых и глинистых илов. О про­исхождении этих материалов из горных пород, располо­женных по берегам Байкала, говорит их минеральный со­став.

Речные наносы в виде песка, глины, ила образуются вследствие разрушения и смыва пород с поверхности бас­сейна реки. Эти материалы сносятся в Байкал притоками и оседают на дно, придавая грунтам особый характер.

Но есть еще один источник грунтообразующих мате­риалов — всевозможные остатки отмерших водных расте­ний и животных. Состоящие из органических веществ, обычно сильно измельченные, бесформенные, они дают так называемый детрит, встречающийся в виде примеси к пескам и илам. Довольно обычны в грунтах Байкала ракови­ны моллюсков, остатки скелетов различных обитателей вод. В глубинной области озера, как уже отмечалось, постоян­ную примесь в илах составляют кремневые створки диа­томовых водорослей и кремневые скелетные иглы губок.

Закономерности в характере и распределении грунтов, установленные для открытых районов Байкала, присущи и его обособленным частям. В грунтовых отложениях та­ких обширных заливов, как Баргузинский и Чивыркуй­ский, а также на значительном пространстве Малого Моря, где волнение и прибой не достигают такой силы, как в открытом Байкале, преобладает песок, а каменистые грун­ты отступают на второй план. В хорошо защищенных от волнения бухтах, небольших заливах, губах в прибрежной полосе также залегают мелкозернистые пески, и лишь местами — камень и глина. Уже на небольшой глубине пески сильно заиливаются. Только у выхода из бухт в от­крытый Байкал преобладают каменистые грунты.

Резко отличаются от байкальских грунтов донные от­ложения соров. Здесь чаще встречается рыхлый вязкий ил темно-серо-коричневого цвета. Характерно, что этот ил бо­гат органическими веществами — остатками водных рас­тений и животных. Ил выделяет газы — метан, водород и др., образующиеся в результате гниения этих остатков.

Донные отложения — это своего рода летопись, кото­рая позволяет проникнуть в прошлое озера и окружающе­го ландшафта. Изучая состав разных слоев отложений и захороненные в них остатки организмов, можно просле­дить последовательные этапы развития озера. Можно уяснить, как изменялись условия жизни в озере, как появ­лялись одни животные и растения и исчезали другие. К сожалению, пока достаточно известны лишь поверхност­ные современные отложения на дне Байкала. Проникно­вение в более глубокие слои откроет много нового о про­исхождении и истории этого древнейшего озера.

В настоящее время мы еще не знаем мощности слоя отложений в открытых частях Байкала так же, как и ско­рости их накопления. Лишь недавно при помощи особых трубок удалось получить колонки отложений высотой все­го до 2 м. Дело будущих исследований проникнуть в тол­щу байкальских отложений.

comments powered by HyperComments