Байкал - участок мирового природного наследия,

природная лаборатория
Что Вы знаете о включении Байкала в список мирового природного наследия?

По правилам, выработанным ЮНЕСКО, участком мирового природного наследия может стать объект, который соответствует хотя бы одному из 4-х критериев. Озеро Байкал было включено в список мирового природного наследия ЮНЕСКО в декабре 1996 г. потому, что он соответствует всем четырем критериям, указанным ниже.

1. 
   Содержит уникальные образчики истории Земли и отличается выдающимися геологическими характеристиками.
   

Рифт, давший начало Байкалу, зародился в мезозое, т.е. свыше 25 млн. лет тому назад. Байкал самое древнее и самое глубокое озеро мира. Разнообразные тектонические силы продолжают свою работу, о чем свидетельствует открытие подводных источников и постоянные землетрясения.

2. 
   Отличается уникальными экологическими и биологическиеми процессами.
   

Длительная эволюция водных организмов в Байкале привела к образованию исключительно своеобразной фауны и флоры. Озеро Байкал - это своеобразные пресноводные "Галапагосские острова" и потому представляет исключительный интерес для эволюционной науки.

3. Отличается исключительной природной красотой и ценностью. Живописные ландшафты, окружающие впадину озера Байкал, их горы, тайга, тундра, острова и степи - величественное зрелище. Еще одна уникальная особенность - то, что Байкал является величайшим единым хранилищем пресной воды мира (20% мировых запасов).

4. 
   Содержит важные природные места обитания видов, находящихся под угрозой.
   

Озеро Байкал отличается величайшим и уникальнейшим в мире биологическим разнообразием, которое необходимо охранять.

История изучения Байкала. Ученые, организации, виды исследований

Когда Байкал впервые был изображен на карте?

Впервые Байкал был изображен в «Чертеже Земли Сибирской» в 1667 г. по распоряжению тобольского воеводы П.Годунова. Схематично Байкал был изображен также в рукописной «Чертежной книге Сибири», составленной в 1702 г. русским картографом, географом и историком Сибири Семеном Ремезовым.

Какие научные учреждения изучают Байкал?

Байкал изучают научно-исследовательские институты Иркутского Научного Центра Сибирского Отделения Российской Академии Наук (ИНЦ СО РАН): Лимнологический институт, Байкальский музей, Институт геохимии, Институт географии, Байкальский институт природопользования (Республика Бурятия), Институт земной коры, а также Восточно-Сибирский иаучно-исследовательский институт геологии, геофизики и минерального сырья, Институт биологии при Иркутском государственном университете, многие другие институты России и зарубежных стран.

Что изучает лимнология?

Лимнология (синоним – озероведение) – это наука, которая изучает континентальные водные объекты с замедленным водообменом – озера, водохранилища, пруды. Главная задача лимнологии – комплексные исследования развития водоемов, особенностей их физических, химических и биологических процессов. Взаимодействие этих процессов и определяет экологические особенности водоемов.

Лимнологический институт Сибирского отделения Российской Академии наук (ЛИН СО РАН)

Институт является головной организацией Российской академии наук по проблемам озера Байкал. Лимнологический институт берет свое начало с создания (1 октября 1928 г.) Байкальской лимнологической станции. Это было первое научное учреждение Академии наук в Сибири. В 1961 г. станция была реорганизована в Лимнологический институт Сибирского Отделения Академии Наук СССР, а ее директором был назначен Г.И. Галазий. С 1988 года Лимнологическим институтом руководит член-корреспондент Академии наук Российской Федерации М.А. Грачев.

Главные задачи, над которыми работает институт:

• 
  исследование состояния экосистемы озера Байкал в настоящем и прошлом,
  
• 
  научное обеспечение устойчивого развития Байкальского региона в условиях экологических ограничений,
  
• 
  изучение эволюции эндемичной фауны и флоры озера Байкал в контексте геологических событий,
  
• 
  биологическое разнообразие фауны и флоры,
  
• 
  реконструкция палеоклиматов Восточной Сибири,
  
• 
  разработка методов и приборов для анализа и контроля различных сред.
  

Назовите имена выдающихся исследователей Байкала.

Д.Г. Мессершмидт – академик, первый ученый, посетивший Байкал. Им составлена карта Байкала, дано научное описание озера, даны сведения о горячих источниках.

П.С. Паллас. Он первым описал рыбу голомянку – вид, обитающий только в Байкале, 13 других видов рыб, дал научное описание байкальской губки.

И.Г. Георги – этнограф. В описании озера дает подробную характеристику флоры и фауны озера. Дал список рыб, описал омуль, первым высказал идею о тектоническом происхождении Байкала.

Б.И. Дыбовский – начал первые стационарные непрерывные наблюдения над колебанием уровня озера и температурой поверхности воды, жил в поселке Култук.

В.Ч. Дорогостайский – организовывал и возглавлял экспедиции на Байкал, изучал байкальские водоросли, занимался созданием научно-исследовательской станции в Больших Котах.

Г.Ю. Верещагин – основал Лимнологическую станцию на Байкале (в Листвянке), проводил комплексные исследования на Байкале по гидрологии и гидродинамике, разработал основы лимнологии на Байкале.

М.М. Кожов – руководил Биолого-географическим институтом при Иркутском госуниверситете около 40 лет. Выдающийся исследователь Байкала, автор множества монографий о Байкале, выступал против строительства БЦБК и других хозяйственных проектов на Байкале.

Г.И. Галазий – директор Лимнологического института c 1961 г. по 1987 г. Автор и соавтор более 400 научных и научнопопулярных трудов, включая 8 монографий. Основные его работы посвящены проблемам экологии, связанным с охраной и рациональным использованием природных ресурсов.
Г.Ю. Верещагин – основатель лимнологических исследований на Байкале.

Георгий Юрьевич Верещагин (1889-1944) – доктор географических наук, профессор. В 1913 г. окончил Варшавский университет. Организатор и бессменный руководитель Байкальской экспедиции и Байкальской лимнологической станции с 1930 по 1944 г. Изучал фауну ветвистоусых рачков. Проводил промеры глубин Байкала, описал динамику водных масс Байкала, открыл Академический хребет. Автор теории морского происхождения байкальской фауны и флоры. Автор публикаций методических указаний по лимнологическим исследованиям, в том числе по полевому химическому анализу вод, по организации гидрометеорологических наблюдений. Опубликовал около 300 научных работ. Его именем названо самое большое научно-исследовательское судно на Байкале, которое принадлежит Лимнологическому институту СО РАН.

Роль Бенедикта Дыбовского в становлении байкаловедения.

Бенедикт Дыбовский (1833-1930) – выдающийся ученый-биолог и врач, а также замечательный гуманист-общественник, создатель ценнейшего сибирского цикла мемуарно-исторических работ. Он был сослан в Сибирь после Польского вооруженного январского восстания в 1863-1864 гг. С 1868 по 1877 г. он жил в пос. Култук. В этот период Дыбовский совершил ряд замечательных научных открытий.

Мировую славу он получил благодаря классическим исследованиям фауны озера Байкал. Он обнаружил и описал впервые множество видов, живущих только в этом озере (эндемиков Байкала), особенно гаммарид и рыб. Впервые он описал живородящие свойства глубоководной рыбы голомянки. Совместно с В. Годлевским он описал природные условия озера: глубины, температуру, колебания уровня воды. По его инициативе впервые был проведен химический анализ байкальской воды.

Наряду с фауной, Дыбовский исследовал морфологию и рельеф дна, донные отложения, температурный, световой и ледовый режимы, динамику вод, организовал на специально построенной станции метеорологические наблюдения и регистрацию уровня воды озера. Им было опубликовано около 350 трудов. Его работы были отмечены золотой медалью Географического общества.

Расскажите о глубоководных исследованиях на Байкале. На какую максимальную глубину совершены погружения на глубоководных аппаратах?

Глубоководные исследования были впервые проведены на аппаратах канадского производства «Пайсис» в 1977 году. Проводились исследования подводных склонов в южной котловине Байкала вдоль северо-западного берега в Лиственничном заливе и в бухте Большие Коты. Максимальная глубина погружения на «Пайсисе» составила 1410 м. В 1990-1991гг. с помощью глубоководного аппарата «Пайсис» проводились геологические исследования. Изучали строение подводного Академического хребта. Максимальная глубина погружения была равна 1630 м.

Физико-географические характеристики

и положение Байкала
Основные физико-географические характеристики Байкала:

возраст; географическая широта; длина; ширина; глубина; объем воды; длина береговой линии. Назовите 5 самых крупных по объему воды пресноводных озер мира. Где располагается пресноводное озеро Танганьика, в чем сходство и отличие озер Байкал и Танганьика?

Основные физико-географические характеристики Байкала:

Географическое положение Байкала – между 55^о46’ и 51^о29’северной широты.

Длина озера – 636 км.

Ширина максимальная – 81 км, минимальная – 27 км.

Длина береговой линии – около 2000 км.

Глубина: максимальная 1637м (1642м)^*.

Площадь – 31500 км².

Объем водной массы – 23000км³.

Высота над уровнем моря 456 м (Балтийская система высот).

Прозрачность максимальная – 40 м.

Количество островов – 30.

Количество водотоков – более 3

00.

Площадь водосборного бассейна – 588000 км².

Сравнительные данные Байкала и других крупнейших пресноводных озер мира ( данные Международного союза охраны природы, по Плахтер, 2000)
Наибольшее сходство с Байкалом – у озера Танганьика (Африка). Озеро также имеет древнее, рифтовое происхождение, сходную форму с Байкалом, и даже объем водной массы и площадь водного зеркала сходны с Байкалом (смотри таблицу). Однако качество воды озера Танганьика совершенно не сравнимо с кристальной водой Байкала.

Озеро	Континент	Государство	Объем, км3	Площадь, км2
Байкал	Азия	Россия	23000	31500
Танганьика	Африка	Танзания, Заир, Бурунди, Замбия	17800	32000
Верхнее	Северная Америка	Канада, США	12221	82367
Ньяса (Малави)	Африка	Малави, Танзания	8400	6400
Мичиган	Северная Америка	США	4871	58016
Виктория	Африка	Кения, Уганда, Танзания	2750	68800
Большое Медвежье	Северная Америка	Канада, США	2236	31153
Онтарио	Северная Америка	Канада, США	1638	59570
Эри	Северная Америка	Канада, США	458	25821
Бива	Азия	Япония	27.5	674

Какое озеро называют «братом» Байкала, почему? Его физико-географические характеристики.

Это озеро Хубсугул. Оно находится на севере Монголии и входит в Байкальскую рифтовую систему и было сформировано также в результате тектонических процессов. Озеро Хубсугул моложе Байкала. Оно простирается с севера на юг на 136 км, его средняя ширина 20,3 км, глубина 139 м. Максимальная глубина 262 м, площадь водной поверхности 2760 км², объем водной массы озера – 383.3 км³. Озеро питают 46 рек и ручьев. Вытекает из озера одна река – Эгийн-Гол. Через эту реку Хубсугул связан с Байкалом: река Эгийн-Гол является притоком Селенги, которая несет свои воды в Байкал.

Климат

Климатические особенности.

Климат на Байкале континентальный, с резкими контрастами температуры между зимой и летом. Однако водные массы Байкала сглаживают контрастность температур на его побережье. На Байкале зима мягче, чем в Иркутске, а лето прохладнее. Так, зимой в Иркутске, который располагается всего в 70 км на запад от озера, температура воздуха в декабре – 25-30^о, а в заливе Лиственичное теплее – 15-20^о мороза. Зато в летнее время в Иркутске в июле 25-30^о, а на Байкале на 10 градусов ниже – всего 15-25^о. Погода на Байкале очень изменчива. В то же время на Байкале очень много солнечных дней. Если на Рижском взморье годовая сумма солнечного сияния равна около 1830 часов, на Кавказском горном курорте Абастумани 1994 часа, то на севере впадины Байкала – 1900-2200 часов в год.

Самое теплое место на Байкале – бухта Песчаная, которая располагается на западном берегу Байкала. Если среднегодовая температура воздуха даже в южной части Байкала отрицательная и составляет – 0.7^оС, то в бухте Песчаная она положительная +04^оС. Бухта Песчаная – это самое теплое место во всей Восточной Сибири.

Температура воды.

Температура воды на Байкале в зимний период изменяется от 0^оС в поверхностном слое подо льдом до 3,5-3,6^оС на глубинах 250-300 м. С конца марта вода, еще подо льдом, начинает прогреваться. В июне в результате прогревания толщи воды ее температура становится, практически, однородной до 250-300 м. глубины, и составляет около 3,6^оС.

Размах колебаний температуры поверхностных слоев воды в летнее время довольно высок и составляет от +4 до +16^оС в открытом Байкале. Температура воды в местах выноса теплых вод большими реками, такими, как Селенга, Баргузин, Верхняя Ангара и другие, а также в Баргузинском, Чивыркуйском заливах, в Посольском Соре, Мухоре, Провале и других заливах, может достигать +22^оС.

Ледовый режим на Байкале.

Байкал покрывается льдом ежегодно полностью, постепенно с севера на юг. Сначала замерзают мелководные заливы. Глубоководная часть Байкала замерзает к середине января. Сроки ледостава сильно меняются год от года. Например, у пос. Листвянка крайние даты замерзания менялись от 18 декабря до 1 февраля. Толщина льда колеблется, в среднем, от 70 до 113 см. Крайние значения толщины были равны 50 и 140 см, средняя – 1 м. Считается, что лед на Байкале не толстый, так как на небольших сибирских озерах толщина льда достигает 2-2,5 метров.

Когда в зимние ночи температура воздуха понижается, площадь ледового панциря сокращается, и он разрывается на огромные ледяные поля, до 10-30 км в поперечнике термическими (температурными) швами, которые называются становыми щелями. При потеплении лед расширяется, на становых щелях происходит нагромождение обломков льда, формируются становые торосы.

Взлом льда начинается 25-30 апреля в районе мыса Большой Кадильный. Последним ото льда очищается северный Байкал (9-14 июня). Колебания сроков взлома льда достигает 30 дней. У пос. Листвянка крайние даты взлома льда приходятся на 17 апреля и 10 мая.
Пропарины в байкальском льду. Их происхождение.

Еще Г. Йоганзен, В.В. Ламакин, В.М. Сокольников указывали на появление пропарин во льду ежегодно в одних и тех же местах. Эти места, в которых образуются полыньи или утончается лед. Пропарины образуются от газов, поднимающихся со дна и увлекающих за собой более теплую воду, от течений, несущих теплую воду, от термальных вод, ключевых вод, от тепла речных вод в приустьевых участках. Сотрудники кафедры геологии нефти и газа Иркутского госуниверситета исследовали 42 пропарины во льду Байкала.

Горячие источники на дне Байкала.

Известен горячий источник в северо-восточной части Байкала, напротив бухты Фролиха. Температура придонных вод в этом районе выше обычной температуры всего на десятые доли градуса, однако, тепловой поток со дна аномально высокий – в поверхностном слое донных отложений была зарегистрирована температура 16^оС.

Сколько раз в год происходит перемешивание верхнего 200-метрового слоя воды в Байкале?

Перемешивание верхнего 200-метрового слоя воды в Байкале происходит 2 раза в год – в период весеннего прогрева и осеннего охлаждения верхних слоев воды.

Водный баланс Байкала.

Самый крупный приток Байкала – река Селенга. Наиболее крупные после Селенги реки, несущие свои воды в Байкал – это Баргузин, Верхняя Ангара, Кивера, Бугульдейка, Томпа, Турка, Тыя, Голоустная, Выдринная, Снежная, Рель. Все притоки привносят в Байкал около 60 кубокилометров воды в год. В виде дождя и снега на поверхность озера выпадает около 9 кубокилометров осадков – дождя и снега. С подземным стоком в Байкал попадает около 3 кубокилометров воды. Основной расход воды Байкала, около 60 кубокилометров в год, происходит через реку Ангара.

Время полного замещения воды в Байкале гидрологи определяют расчетным способом: делят объем воды в Байкале, 23000 кубических километров, на среднегодовой сток воды через р. Ангара, 60 кубических километров, и получают 383 года. Часто эту цифру округляют и говорят, что в среднем, вода в озере Байкал обновляется за 400 лет.


Основные байкальские ветры, их происхождение и направление.

Ветры на Байкале меняют свое направление с сезонной периодичностью (муссоны) и суточной (бризы), так же, как на море. Летом на Байкале преобладает 6 видов ветров.

Верховик – сухой ветер. Берет начало в долине Верхней Ангары, один из самых мощных и продолжительных ветров.

Горный – наиболее сильный и опасный для судоходства, отличается внезапностью, кратковременный, достигает ураганной силы и скорости более 40 м/сек.

Шелонник – несет воздух из Монголии через хребты Хамар-Дабана. Ему сопутствует оттепель и ясная погода.

Баргузин, Култук, Сарма – ветры зарождаются мгновенно, в речных долинах соответствующих рек, очень мощные, способные натворить на Байкале большие беды.

Геологическое происхождение Байкала

и климатические изменения
Что такое байкальский рифт? Как зарождался Байкал?

Байкал имеет рифтовое происхождение. Байкальская рифтовая зона возникла и развивается вместе с мировой рифтовой системой. Рифт – это линейно вытянутый разлом в земной коре. Корни тектонических нарушений под котловиной Байкала доходят до верхней мантии Земли на глубину 50-60 км. Протяженность сейсмически активной зоны (ее иногда называют Байкало-Хубсугульской) более 2,5 тыс. км.

20-25 млн. лет назад на месте Байкала было несколько крупных озер, которые начали заполняться водой. Эти озера располагались в районе бухты Песчаная, устья реки Селенга, Баргузинской впадины, Южнобайкальской впадины. Уже в те времена в озерах Байкальской впадины обитали эндемичные байкальские губки, моллюски, уникальные диатомовые водоросли Аулакозира байкальская и Циклотелла байкальская (Aulacosira baicalensis, Cyclotella baicalensis). Поскольку в районе р. Селенга были найдены пыльца миртовых, магнолий, пальм, ученые предполагают, что климат в те времена был влажный, тропический.

В среднем миоцене (5-12 млн. лет назад) произошло разрушение сухопутной перемычки, разделяющей Северобайкальскую впадину и возник Академический хребет.
В ранне-среднем плиоцене (6,2-3,2 млн. лет назад) происходила большая тектоническая перестройка глубоководных озер и изменение их биоты из-за климатических изменений. Углублялись озера среднебайкальской и южнобайкальской впадин. По споропыльцевым данным предполагают, что в те времена были распространены широколиственные леса, магнолии, каштаны, кипарис, тюльпанное дерево.

Среднегодовая температура воздуха в это время была равна около 10^оС. Температурный режим – субтропический. В Тункинской долине в плиоцене существовало крупное глубоководное озеро, в котором обитали эндемичные байкальские организмы. Очевидно, это озеро было связано с озерами Байкальской впадины протоками, преодолимыми для обитателей Байкала

В среднем плиоцене (3,2 млн. лет назад) в северной котловине, в самой ее северной части, располагались неглубокие озера. Растительность: теплолюбивые растения – граб, дуб, лещина, другие широколиственные породы, а также пихта, ель, сосна.

В поздний плиоцен (3,2-0,8. млн. лет назад) начались эпохи смен ледниковых и межледниковых периодов, а также интенсивные движения тектонических плит. В этот период исчезли крупные водоемы в Тункинской долине. Резко снизилась температура воздуха – до 3-5^оС.

На рубеже 2,9-2,6 млн. лет назад произошли огромные, катастрофические изменения. Из заливов и соров исчезла теплолюбивая фауна. Появился ледовый покров и сезонность развития обитателей озер. Появились новые экотопы (места для проживания) – скалы, гравий, галька, обломки скал. Сформировались сезонные и суточные перепады температуры, и вместе с этим началось интенсивное образование новых видов.

Некоторые ученые определили вспышку видообразования именно в это время – 3,5-2,5 млн. лет назад, во время первого оледенения озера (Kursevich et al., 1998; Sherbakov, 1999; Зубаков, 1999). К таким видам относятся эндемичные планарии, голомянка (1,5 млн. лет назад). Этот период (2,9-2,6 млн. лет) – наиболее отдаленное время, для которого имеются данные о месте стока в Ленском направлении из Южнобайкальского озера. Это время – наиболее вероятное для проникновения в Байкал тюленя.

Ранний-средний плейстоцен (0,8-0,15 млн. лет назад) – возникновение ультраглубоководных озер – начало объединения крупных озер в контурах современного Байкала. Понижение температуры воздуха, в более холодную сторону, чем в настоящее время, изменение флоры и фауны озер.

Поздний плейстоцен – голоцен (0,15 млн. лет назад – современность). Байкал становится единым ультраглубоководным водоемом. При потеплении усиливалось образование видов в литоральной (прибрежной) зоне.

Оледенение и его влияние на образование новых видов в Байкале.

Периоды оледенения в плейстоцене и в плиоцен-плейстоценовый период (начиная с 3,5 млн. лет назад) также были катастрофическими для байкальской флоры и фауны, в частности, это определено по отсутствию остатков створок диатомовых и хризофитовых водорослей (Grachev et al.,1998; Khursevich et al., 1998; Карабанов и др., 2000). Уменьшалось также накопление органического вещества в осадках в ледниковый период с 1-2 до 0,3-0,5% , значит, значительно снижалась первичная продукция в озере, нарушались трофические отношения. Следствие – вымирание зоопланктона, рыб.

В плейстоцене продолжительность каждого ледникового периода составляла около 13-60 тыс. лет.

Некоторые эндемичные семейства и широко распространенные виды Байкала могли переживать ледниковую эпоху в мелководных заливах Малого Моря, Чивыркуйского залива, Селенгинского мелководья. Вода в этих местах прогревалась лучше, органического вещества было достаточно для питания. Скорее всего, именно эти места служили местами распространения флоры и фауны в глубоководную часть Байкала после окончания ледовых периодов (Карабанов и др., 2000).

Землетрясения на Байкале. Когда и где происходили самые сильные землетрясения?

Самые сильные землетрясения были в 1862, 1959, 1981, 1999 гг. В 1862 г. сила землетрясения составила 10-10,5 баллов по шкале Рихтера, в результате в северной части дельты р. Селенга под воду опустился участок суши площадью около 200 кв. км. (Цаганская степь), образовался залив Провал. В 1959 г. произошло Среднебайкальское землетрясение, в эпицентре сила землетрясения составляла 9,5 баллов, а дно Байкала опустилось в этом месте на 15-20 метров. В 1981 г. –Чивыркуйское землетрясение – 9 баллов. В 1999г. – Южнобайкальское землетрясение – 7 баллов.

Что подтверждает «молодость» Байкальской котловины?

«Молодость» Байкальской котловины подтверждается довольно высокой сейсмической активностью – до 2 тыс. землетрясений в год. Кроме того, каждые 5-10 лет происходит сильное землетрясение, более 8 баллов в эпицентре. Это говорит о том, что процесс формирования байкальской впадины не закончен. Как утверждают геофизики, берега Байкала расходятся и вследствие этого котловина расширяется со скоростью до 2 см в год. Вполне возможно, что вследствие такой тектонической активности в далеком будущем на месте Байкала образуется океан.