19.05.2008

Байкал: прикосновение к пульсу планеты

Красные треугольники рубок непонятных на первый взгляд аппаратов разрезали ярко-голубую байкальскую гладь...

Так началась Байкальская комплексная геолого-геофизическая экспедиция Института океанологии АН СССР, в которой принимали участие и научные институты Сибирского отделения АН СССР.

Что же заставило нас, океанологов, на время забыть океаны и отправиться в центр Азиатского континента? Прежде всего предполагаемое сходство Байкала с океаническими впадинами — рифтами. Эти протяженные глубокие долины — зоны активного формирования новой океанической земной коры, место, где творчество планетарных сил, пожалуй, наиболее грандиозно.

Впервые в истории изучения Байкала он будет исследован с помощью подводных аппаратов «Пайсисов», специально доставленных на его берега.

Геолого-геофизическая группа экспедиции завершила геофизическую съемку района, где будут проходить погружения. Это узкая полоса вдоль берега от устья Ангары до поселка Большие Коты. Склон Байкала в этом районе очень крут. Кое-где его прорезают узкие каньоны. Они и представляют для экспедиции особый интерес, поскольку могут быть связаны с разломами земной коры. Глубже склон резким изломом переходит в почти плоское днище впадины, средняя глубина которой в этом районе составляет 1400 метров. Но где же выбрать место первых погружений? Склоняемся к району пади (сибирское название межгорной долины) Крестовая. Как раз на ее продолжении в пределах подводного склона имеется каньон. Работать будут либо два аппарата одновременно, либо один из них — «Пайсис-Х1», а другой остается на барже, служащей для аппаратов базой, и будет введен в действие, если возникнет аварийная ситуация.

В то же время исследовательское судно Лимнологического института СО АН СССР «Г. Ю. Верещагин» отправится на север Байкала, где начнет проводить геофизическую съемку, Постепенно перемещаясь к югу. Без комплексного подхода к проблеме теперь в исследованиях далеко не продвинешься!

Перед учеными наблюдателями и пилотами была поставлена задача: особое внимание обращать на поиски следов современных тектонических движений. Может быть, и здесь существуют трещины, уступы, другие характерные для активных тектонических поясов формы рельефа? Не являются ли глубокие каньоны в пределах склонов следами современных движений?

Все должен решить поиск. Сегодня экипаж состоит из А. Сагалевича — командира, А. Рулева — второго пилота и сотрудника Иркутского института геохимии В. Абрамова — наблюдателя. «Шельф» — маленький, принадлежащий Лимнологическому институту катер, — начинает буксировку аппарата.

Вот, наконец, намеченная точка. Глубина около 100 метров. Водолаз отцепляет буксир...

Прошло два часа, прежде чем стало ясно, что на аппаратах можно погружаться, как обычно, втроем. Это важно. То есть, конечно, на «Пайсисах» могут работать и двое, но для некоторых операций трое человек на борту куда предпочтительней. Ведь «Пайсис» сконструирован для погружения в океан, а в Байкале-то вода пресная... Еще в Москве наши специалисты все рассчитали и пришли к выводу, что если пожертвовать частью аппаратуры и оборудования, то «Пайсисы» смогут опуститься и на дно Байкала. Но расчеты — одно дело, а как аппараты будут вести себя в действительности? На лицах ребят нескрываемое чувство удовлетворения. (Я говорю «ребят», называю всех по именам, потому что в экспедиции почти одна молодежь, много комсомольцев. Никто не подбирал такой состав намеренно, просто молодежный коллектив типичен для современной науки, когда речь идет о таких вот первопроходческих изысканиях. Впрочем, все ребята опытные и уже немало для науки сделавшие.)

На аппарат передается команда: «Проверить подводную связь!» Медленно, почти незаметно красная рубка исчезает под водой. На глубине около 50 метров «Пайсис-Х1» зависает в воде, опробываются все системы, проверяется, нет ли где течи, и командир экипажа докладывает наверх, что все в порядке. «Можно продолжать погружение!» — говорит в рубку подводного телефона руководитель сегодняшнего погружения Саша Подражанский. «Пайсис-XI» опускается глубже, и через пятнадцать минут из динамика подводной связи слышится голос А. Сагалевича: «Мы на дне! Осматриваемся, начинаем работу».

Имеются ли в этом районе скальные выходы пород или дно покрыто илом? Можно ли из иллюминатора аппарата определить тип горной породы? Виктор Абрамов — опытнейший геолог, исходивший в геологических маршрутах всю Восточную Сибирь, и теперь именно он прокладывает первый подводный маршрут вдоль склона озера. Его наблюдения разрешат наши сомнения.

«Пайсис-XI» появляется на поверхности лишь к вечеру. Как только Виктор спускается по лесенке на палубу баржи, его атакуют вопросами: «Ну как? Что ты видел?» Виктор начинает рассказывать. Высказанные им соображения обнадеживают...

Сразу после расспросов Виктор отправляется работать над отчетом — таков железный порядок, — очень важно изложить свои наблюдения и рекомендации сразу, пока все еще свежо. Подводники готовят аппарат к новому погружению. Затем у них состоится разбор сегодняшнего спуска. Нужно добиться полной согласованности в действиях всего экипажа, для чего внимательно изучаются любые промахи и заминки. К счастью, их было совсем немного, поэтому у всех приподнятое настроение.

Решаем: завтра погружаются оба аппарата! Кроме геологических наблюдений, экипажам предстоит отработать взаимный поиск и Сближение аппаратов. Это необходимо для того, чтобы в случае непредвиденной или аварийной ситуации один аппарат мог прийти на помощь другому. Мне предстоит погружение в «Пайсисе-XI», а в «Пайсисе-VII» наблюдателем будет работать Вадим Фиалков, специалист из Лимнологического института.

Сегодня жаркий летний день, но перед тем, как подняться к люку, надеваем теплые носки и свитеры. В жилой сфере не предусмотрено отопление, а температура байкальской воды — 5—10 градусов. Так что в аппарате будет прохладно, а ведь все время погружения придется лежать почти без движения.

Наш командир — Виктор Бровко, а второй пилот — Алексей Рулев. Спускаемся в кабину, и Виктор еще раз проверяет, что я должен делать в случае аварийных ситуаций. Экзамен выдержан, и я укладываюсь на свой диванчик около правого иллюминатора. Виктор задраивает люк. Звуки извне до нас не доносятся, однако в сфере царит звуковая симфония. Начинает жужжать, набирая обороты, гирокомпас. Ему вторит мотор поглотителя углекислоты. Это самый громкий звук в нашем помещении. Он мог бы быть утомительным, но, к счастью, мотор поглотителя во время погружения включается примерно через каждые пятнадцать минут, да и то на короткое время. В целом «Пайсис» — относительно тихий аппарат.

Наконец, в динамике звучит команда: «Раскрепитесь! Вас начинают поднимать». Легкий толчок, и мы, покачиваясь, повисаем над палубой баржи. Кран разворачивает стрелу, аппарат медленно опускается. Еще мгновение — и иллюминатор пересекает поверхность воды. Она светло-зеленого цвета, и здесь, в бухте, не очень прозрачная. Через некоторое время новая команда: «Приготовиться к движению!» Сегодня мы движемся вслед за буксиром «Ольхон». Обычно этот трудяга возит по Байкалу баржи с грузом, а нынешним летом он трудится на пользу науки.

И вот вода из светло-зеленой становится сначала густо-зеленой, а затем приобретает голубоватый оттенок. Еще десяток метров глубже, и в иллюминаторах — темная синева, сменяющаяся почти полной чернотой. Включаем светильники. В их прямом и отраженном свете снизу вверх проплывают мелкие частицы планктона и взвешенных веществ. Цвет воды при включенных светильниках — темно-синий, и проплывающие мимо белые частицы создают фантастическое впечатление снега, идущего наоборот — снизу вверх. Наконец мы увидели дно. Первым его заметил Алексей: «Вижу грунт справа от меня!» Вслед за ним и мы с Виктором увидели желтовато-серый песок. Аппарат сел на грунт, чуть накренившись на левый борт и подняв тучи песка. Вокруг нас много крупных валунов. Местами песок покрыт пленкой коричневатого ила. На валунах нашлепки белого цвета. Впоследствии мы видели эти нашлепки на самых разных глубинах, в том числе и максимальных. Биологи однозначно определили, что эти белые пятна — байкальские губки. Однако они были крайне удивлены, увидев губки на больших глубинах, поскольку ранее считалось, что те обитают на мелководье.

Оглядевшись вокруг, решаем двигаться вниз, держа в поле зрения склон. Для этого Виктор придал аппарату небольшую отрицательную плавучесть и время от времени включает двигатели. «Пайсис» пятится назад, его иллюминаторы обращены к склону, и мы можем хорошо рассмотреть его строение. На расстоянии двух-пяти метров от него можно различать даже мелкие объекты, а вообще мощности светильников вполне хватает, чтобы видеть склон на удалении 30—50 метров. Далее все пропадает в темно-синей, загадочной и даже несколько жутковатой мгле.

Спустившись таким образом еще на сто метров, мы убедились: такая схема погружения не очень удобна, поскольку пилот не видит, что делается сзади аппарата, поэтому «Пайсис» часто задевает лыжей грунт, поднимая тучи ила и песка, которые сразу же закрывают все поле зрения. Кроме того, пятясь назад, можно натолкнуться на какой-нибудь валун. Решаем отойти от склона на двигателях и затем вновь начать вертикальное погружение, пока не достигнем дна. Однако прежде надо убедиться в том, что на борту все в порядке. Оба пилота приступают к проверке приборов, тщательно осматривают гермовводы — нет ли где-нибудь течи, проверяют содержание в воздухе кислорода и углекислоты. Никаких отклонений от нормы. Сообщаем об этом наверх. «Ольхон» одобряет наш план, и мы начинаем удаляться от склона под равномерное жужжание включенных двигателей.

На какое-то время мы вновь оказываемся в беловатой «каше» из планктона на фоне неповторимого темно-синего цвета воды. Видим близко от аппарата несколько голомянок. Вот удивительные создания! Мне они напоминают летучих рыб. Голомянки имеют сходные с ними тонкие плавники, в развернутом состоянии напоминающие крылья. Рыбки почти прозрачные, так как большая часть их тела состоит из жира, как утверждают специалисты — целебного. Еще одно наблюдение, представляющее интерес для биологов: голомянки в толще воды располагаются вниз головой! Аппарата они совершенно не боятся и не убегают при его приближении.

По сонару мы определяем, что глубина под нами около трехсот метров. Вновь погружаемся в облаках планктона, плотность которого явно меняется на различных горизонтах. На глубине 350 метров зависаем над дном, которое стремительно, под углом около пятидесяти градусов, уходит вниз. По существу, весь западный склон Байкала с перепадом глубин почти полтора километра имеет примерно такую же крутизну. Кроме того, по данным сейсмопрофилирования, поверхность склона продолжается на еще большую глубину под рыхлыми осадками. Образование впадины, выходит, связано с грандиозным погружением огромного блока земной коры вдоль круто наклоненной плоскости. Не остается сомнения в том, что границами этого блока служат крупные тектонические нарушения — разломы, уходящие глубоко в земную кору и, вероятно, в верхнюю мантию.

Сейчас, глядя на уходящую от нас в бездонную глубину местами почти отвесную стенку, мы ощущаем во всем величии гигантскую работу, проделанную природой, когда создавался Байкал. Мы буквально прилипаем к иллюминаторам, стараясь не упустить ни одной детали. Вот в поле зрения нам попала полоса галечника шириной 1—3 метра. Все камни хорошо окатаны. Можно различить, что преобладает галька гранитоидов. Как же образовался этот «каменный ручей»? Обычно такого рода полосы галечника формируются неподалеку от береговой черты, в зоне прибоя. Здесь, на такой глубине, его действие совершенно не ощущается. Очевидно, крупный обломочный материал может здесь относиться далеко от берега, скорее всего благодаря большой крутизне склона. По моей просьбе Алексей делает фотоснимки и включает телекамеру, а я наговариваю в микрофон свои впечатления.

Решаем пройти метров пятьдесят вдоль склона, или, как выражаются пилоты, сделать траверс. Видим новую полосу галечника, вскоре еще одну. Действительно, «каменные ручьи» впадают в Байкал. Видимо, образование таких каменных потоков — явление типичное, во всяком случае для этого участка подводного склона.

Планируя погружение, мы предполагали достичь глубины 500 метров. На сегодняшний день это рекорд для «Пайсиса-XI». Поэтому вновь пилоты проверяют все системы аппарата, докладывают наверх о том, что на борту никаких отклонений от нормы, и запрашивают разрешения погружаться далее. У «Ольхона» нет возражений. Мы включаем двигатели и магнитофон с музыкальными записями. Аппарат медленно отходит от склона, а мы обсуждаем увиденное под тихую музыку. Надо слегка отдохнуть. Алексей открывает термос с горячим кофе, достает бутерброды. Смотрю на глубиномер: обед на глубине 400 метров. Неплохо! Идет уже четвертый час погружения. Несмотря на теплый свитер и шерстяные носки, дает себя знать холодная байкальская водичка: в жилой сфере температура немногим выше 10 градусов. Однако это, пожалуй, единственное неудобство. В остальном обстановка и условия в сфере близки к комфортабельным. Наблюдения за происходящим в иллюминаторе настолько захватывают, что время идет очень быстро.

На глубине 570 метров вновь коснулись дна и начали движение вверх, держа склон в пределах видимости. На дне ил желтовато-серого цвета со следами передвижения донных животных. Чаще всего это длинные извилистые углубления; иногда они окаймлены с обеих сторон рядами круглых ямочек. Несколько напоминает след протектора автомобиля. Местами у дна видим стаи серебристых голомянок. И на этой глубине все они, как правило, парят вниз головами. Время от времени одна из них стремительно приближается к илу, врезается в него, взмучивает, проходит некоторое расстояние в его слое и затем опять столь же стремительно выныривает из него. Один из наших биологов, увидев такое их странное поведение, назвал голомянок пахарями моря. Очень часто у дна встречаются гаммарусы — смешные рачки с длинными усами, в несколько раз превышающими длину тела. Некоторые из них скручиваются в иле и кажутся неживыми. Вообще жизнь у дна куда более активна, чем в толще воды и у поверхности...

В интервале глубин от 570 до 470 метров характер дна практически не меняется — желтовато-серый ил с большим количеством окатанной гальки и валунов.

По-прежнему наблюдаем полосы галечника. Где-то на глубине четырехсот с чем-то метров обнаруживаем признак цивилизации: на склоне покоится полуразбитый стол. В «Пайсисе» оживление, шуточки и догадки, какими путями он попал сюда.

Двигаясь непрерывно вверх вдоль склона, мы вскоре наткнулись на выход коренных пород — увидели прямо перед собой величественную картину: желто-коричневые, местами почти черные скалы, рассеченные трещинами, возвышались перед нами, теряясь в синей мгле. Справа и слева от иллюминаторов в полосе, озаренной светильниками, простирались такие же скалы. Приблизившись к ним на расстояние вытянутой (механической, конечно) руки, мы смогли убедиться, что скалы сложены гранитогнейсами светло-розового цвета с прожилками более светлых пород.

По моей просьбе Виктор Бровко пытается взять образец горной породы, предварительно сделав его фотоснимок и зафиксировав на пленку видеомагнитофона. Операция эта не из легких и требует от пилотов большого мастерства. Трудность состоит в том, что в момент взятия образца у аппарата нулевая плавучесть и он «висит» в воде. Любой, даже незначительный, толчок заставляет его двигаться. Необходимо его вновь выравнивать и повторять еще раз попытку. Правда, у «Пайсиса» предусмотрена еще одна механическая рука, более мощная. С ее помощью можно зацепиться за какой-нибудь выступ, а второй продолжать орудовать. Но из-за пресной воды мы были вынуждены облегчить аппараты, снять мощный манипулятор и тем самым осложнили всю эту процедуру. Еще один сюрприз байкальской воды! Наконец, через иллюминатор видим, как клешня манипулятора схватила обломок скалы. Молодец, Виктор! Клешня с образцом приближается к иллюминатору, и я могу детально его рассмотреть. Видны блестки слюды, кристаллики кварца. Хороший, крупный, вполне представительный образец. «Отлично!» — говорю я, и Виктор, выдвинув бункер, осторожно кладет в него образец.

С «Ольхона» поступает команда закончить наблюдения, аппаратам начать взаимный поиск. Сегодня роль «аварийного» аппарата играет наш «Пайсис-XI». Найдя на глубине 170 метров подходящую площадку, мы сажаем его на грунт. Лыжа аппарата оставила след в иле, теперь видно, что он двухслойный: вверху желтый, под ним светло-серый.

Находящийся неподалеку от нас «Пайсис-VII» приступает к розыску. Он ищет нас по акустическим маякам, установленным на аппаратах специально для этой цели. В динамике подводного телефона мы слышим сигналы маяка и эхо, возникшее за счет отражения сигналов от крутого склона. Эти отраженные сигналы, к сожалению, весьма мешают пилотам, сбивая их с нужного направления. Тем не менее наши «спасатели» уверенно приближаются к нам.

Пока идет поиск, стараюсь мысленно систематизировать полученные впечатления. Ясно, что большая часть подводного склона в районе пади Крестовой прикрыта плащом осадочных и обломочных пород. Видимо, этот осадочный чехол продолжается и на большие глубины. Лишь в одном месте мы встретили коренные выходы гранитогнейсов. Важно то, что они приурочены к ступени, которую образует склон. Она может иметь тектоническую природу. Это надо проверить в ближайших погружениях.

Наши «спасатели» уже где-то совсем близко, но тут с «Ольхона» сообщают, что на поверхности усилился ветер. Кроме того, время близится к вечеру. Пилоты обоих аппаратов и руководитель погружения, обсудив ситуацию, принимают решение: «Всплывать!» Операция поиска и встречи аппаратов переносится на следующее совместное погружение. Оно, кстати сказать, увенчалось полным успехом. «Пайсисы» быстро нашли под водой друг друга, и пилоты имели счастливую возможность наблюдать из иллюминаторов движение и все маневры обоих аппаратов. Первым всплывает «Пайсис-VII». Аппарат двинулся к поверхности. Теперь планктонный «снег» идет нормально: сверху вниз. На глубине 50 метров всплытие приостановлено — «Ольхон» должен убедиться, что в том месте, где мы всплывем, нет никаких судов. Для этого из аппарата выпускается пузырь воздуха. Нам сообщают, где он вырывается на поверхность. Звучит команда: «Можно всплывать!»

И вот люк отдраен. В кабину, заметно отсыревшую, с шипением врывается наружный воздух. Какое-то время ощущаем боль в ушах, но она быстро проходит. Поднимаемся наверх. Уже начинает темнеть. Погружение длилось почти семь часов, но как быстро они пролетели!

Сразу же начинаются жадные расспросы. Обмениваемся впечатлениями с Вадимом Фиалковым. Его наблюдения в каньоне весьма любопытны. Общий интерес вызывает мое сообщение о «каменных ручьях». Здесь же, на барже, прокручиваем ленту видеомагнитофона, где записаны эти полосы галечника. Начинается горячее обсуждение возможной их природы.

Геофизики с «Верещагина» также привезли интересные материалы. Эхолотный промер показал, что в пределах почти плоского днища Байкала местами встречаются уступы высотой несколько десятков метров. Благодаря сейсмическому профилированию выяснилось, что эти уступы связаны с тектоническими нарушениями, пронизывающими всю осадочную толщу. Магнитологи зафиксировали интенсивные магнитные аномалии как в районе этих уступов, так и вблизи берегов озера, где на поверхность выходят типичные океанические базальты.

Итак, первые признаки активного процесса рифтообразования в Байкальской впадине нами уже получены...

Так изо дня в день, наращивая предельную глубину погружений, мы накапливали фактический материал. Наступил день, когда наши подводники приняли решение штурмовать предельную глубину Байкала в этом районе — 1410 метров. В экипаже «Пайсиса-XI» двое наших опытнейших пилотов: А. Подражанский и А. Сагалевич и сотрудник Лимнологического института СО АН СССР, опытный аквалангист Н. Резников. Все шло хорошо до глубины тысячи метров, когда в аппарате обнаружили воду — потек один из гермовводов. Пришлось всплыть и устранить неисправность. Попытка достичь дна на следующий день была успешной, «Пайсис-XI» в том же составе достиг глубины 1410 метров! На радостях члены экипажа чокнулись забортной байкальской водой, которую набрали в пробоотборники.

Вслед за рекордным погружением мы совершили еще ряд глубоководных спусков. Нашими геологами был детально обследован подводный склон на всем его протяжении от поселка Листвянка до Больших Котов. Многие из наблюдений, сделанных в первых погружениях, подтвердились. Так, например, выяснилось, что почти всюду склон имеет ступенчатое строение. Похоже, здесь он сформирован целой системой тектонических нарушений, ими западный борт озера разделяется на отдельные тектонические пластины. Такое строение склон мог приобрести в процессе устойчивого поднятия всего западного борта рифтовой впадины. Другая система тектонических нарушений обнаруживает себя подводными каньонами.

Да, Байкал — это не просто озеро, не просто впадина. Это арена борьбы могучих подземных сил, это раскол внутри континента. Быть может, очаг океанообразования?

Полученные данные позволили значительно лучше понять, в чем состоят сходство и различие Байкальской и океанических рифтовых зон, представить основные стадии их эволюции. В этом основной итог экспедиции.

Евгений Мирлин, кандидат геолого-минералогических наук, начальник Байкальской комплексной геолого-геофизической экспедиции

Источники:

1. Вокруг Света
2. Вокруг Света №3 (2630) | Март 1978