Цивилизация
Многоцелевая экспедиция глубоководных аппаратов «Мир» скоро вступит в свою основную фазу: разъедутся чиновники и журналисты, и субмарины окажутся в руках ученых. Составлением научной программы занимались специалисты из разных стран, но основные исследования запланированы Институтом океанологии РАН, которому принадлежат «Миры», и Лимнологическим институтом, сотрудники которого – «главные эксперты по Байкалу в мире». Рассказать об институте, располагающемся у истоков Ангары, и о его научной программе в рамках экспедиции «Миров» мы попросили его ученого секретаря и одновременно научного сотрудника Тамару Земскую.
— Тамара Ивановна, чем занимается ваш институт в целом?
— Наш институт является комплексным и занимается изучением озера Байкал со всех сторон. Это химический состав вод и донных осадков, изучение биологического разнообразия — и с точки зрения традиционного анализа микроструктуры, и с применением методов молекулярного анализа, анализ воздушной среды над Байкалом и во всем сибирском регионе. По каждой из научных задач у нас накоплены большие базы данных, на основании которых математики в институте строят различные модели. Институт начал свою летопись в 1925 году и до сегодняшнего дня он успешно растет и развивается. У нас много молодых сотрудников, и мы активно сотрудничаем с иностранными коллегами.
— Как ваш институт впервые обнаружил подземные грязевые вулканы, которые пока что никто не видел «живьем», но которые должны стать основными объектами исследования в экспедиции?
— На вулканы эти мы наткнулись не случайно, их открытие стало плодом многолетнего проекта, начавшегося еще в девяностые годы. Тогда производились погружения «Пайсисов», и сопоставление результатов их работы с многолетними данными геофизических исследований позволило нам высказать предположение, что на дне Байкала сосредоточены обильные газогидратные залежи. Сами же вулканы были обнаружены в ходе работ по программе «Байкал бурение» в 1996 году, и руководил этими работами академик Кузьмин.
— А где проводилось бурение в рамках той программы?
— Нам удалось провести бурение в нескольких районах, а газовые гидраты были обнаружены в южном Байкале.
— Это должны быть довольно большие глубины?
— Да, глубина в районе бурений составляла до 1200 метров и более; для того чтобы зафиксировать точку бурения, мы развили и освоили технологию бурения со льда. Разумеется, такие сложные и достаточно дорогие работы имели не одну цель поиска газовых гидратов.
Мы смогли внедриться в толщу осадков на глубину в 500 метров, которые скрывают в себе летопись жизни Байкала за восемь миллионов лет.
Хотя не все организмы смогли оставить в ней свой след, как это сделали диатомовые водоросли за счет содержащегося в них кремния. Мы смогли получить информацию о влажности и температуре климата в различные периоды многомиллионного прошлого Байкала.
— Но грязевой вулкан подразумевает выход вещества на поверхность, а не в пятисотметровую толщу осадков?
— Совершенно верно. Основываясь на этих работах и применив несколько иной способ геофизических исследований, мы смогли выявить предполагаемый район приповерхностного залегания газовых гидратов. Непосредственно обнаружить такие газогидраты, залегающие на поверхности, нам удалось только в 2000 году. Такие районы характеризовались разломами. Есть сейсмопрофили, на которых видно некоторое несогласие в породе, расщелина, где выходит на поверхность газ и где должны формироваться газовые гидраты. Такие расщелины могут быть маленькими, большими, старыми и новыми, по этим признакам они и получали свои имена.
— И сколько примерно таких объектов известно лимнологическому институту?
— Впоследствии мы научились находить такие вулканы с помощью эхолота по выходам газа – пузырьки в воде формируют достаточно узнаваемую и очень красивую структуру на большой глубине. Таким находкам простые имена уже не подходили, и мы начали называть их именами городов – Новосибирск, Санкт-Петербург и так далее. Их сейчас известно уже достаточно большое количество.
— А выделяющимся газом являются именно углеводороды? Сероводород не бьет из таких вулканов?
— Есть повышенная концентрация сульфат-ионов, но только в определенных районах и на определенных горизонтах. Вулканами же эти находки были названы за схожесть с морскими подводными вулканами, где аналогичная разгрузка (выход газов) приводит к формированию характерного конуса. Такие конусы на Байкале, правда, пониже и поположе.
— И образованы они, соответственно, выносной породой?
— Да, конус вулкана часто оказывается сформирован плотными глубинными породами, которые в керне, поднятом с поверхности, очень хорошо прослеживаются на фоне ила. Эти плотные породы также являются характерными признаками грязевулканической деятельности.
— Вы уже довольно много знаете о грязевых вулканах, что нового ожидаете узнать с помощью «Миров»?
— Во-первых, хотелось бы эти холмики увидеть собственными глазами, посмотреть, как наружу выходит газ,
удостовериться, что это действительно мелкие пузырьки или какая-то медленная диффузия.
— А если отойти немного от геофизики и вспомнить о животном мире – как вы думаете, помогут ли «Миры» обнаружить новые виды животных на Байкале?
— Должна сказать, что на Байкале ежегодно ученые обнаруживают примерно пять новых видов животных, и связано это с появлением новых методов пробоотбора и исследования. В частности, в прибрежных песчаных зонах Байкала наши ученые открывают целые новые сообщества именно благодаря новым методам микроскопии. Такая ситуация, конечно, не уникальна для Байкала, но глубоководные аппараты так же могут помочь нам определить, чем отличаются сообщества животных в зонах газовых разгрузок от сообществ, обитающих в спокойных районах.
— Понятно, что подобные исследования носят преимущественно фундаментальный научный характер. Однако не могу не удержаться, чтобы не задать вопрос о практической важности таких работ.
— Разумеется, подводные грязевые вулканы интересуют нас прежде всего с фундаментальной точки зрения, нам важен механизм выхода газа на поверхность и формирования газовых гидратов, причины их формирования и растворения. Однако параллельно с развитием знаний о газовых вулканах и газовых гидратах мы развиваем и технологии их освоения. Так как большая часть земного газа сконцентрирована именно в виде газогидратов, то в технологии их разработки заинтересованы многие страны – Индия, Япония, США, Канада. В Канаде, кстати, уже продемонстрировали технологию добычи природного газа из газовых гидратов.
На Байкале газ добывать, разумеется, нельзя, но озеро может быть очень удобной площадкой для развития методик оценки параметров газогидратов и разработки методов прогнозирования.
Тем более что газогидраты на Байкале находить и доставать со дна гораздо удобнее и дешевле, чем в море.