CC BY
38
ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ГЕОЛОГИЯ, ГИДРОГЕОЛОГИЯ, ГЕОМОРФОЛОГИЯ
РОЛЬ ТЕПЛОВОГО ПОТОКА НА БАЙКАЛЕ В ФОРМИРОВАНИИ ЕГО
экосистем
Т. Т. Тайсаев, А.В.Маппгатова
Бурятский государственный университет 67000 г. Улан-Удэ, ул.Смолина, 24а. тел. (3012) 219315, факс (3012
210588}
Под влиянием теплового потока усиливается круговорот энергии вещества н биологической информации. На Байкале районы наивысшей биологической продуктивности -«сгущение жизни» приурочены к дельтан крупных рек (Селенги. Баргузина и Верхней Ангары) и выходам гидротерм. Экосистемы отличаются высокой биологической продуктивностью.
Role ol' a thermal stream on Baikal in its formation ecosistema T.T.Tajsaev, A.V.Mantatova The circulation of substance energy and biological information is 'trength-ened under the influence of warm current. At Baikal the areas of the highest biological efwtiveness refer to the largest rivers ' (the Selenga. the fíarguún and the Verkhnya Angara) and the hydroterm release. Ecosystem are characterized by high biological effectiveness.
Озеро H;J Икал расположено в у меренно холодной горно-таежной у,Шс. На Байкале характерно продолжительное солнечное сияние. Оно выше, чем на сопредельных территориях [11: на севере Байкала достигает 1900-2200 ккал/год, на юге и в средней част» - 2000-2400 ккал/год. Достаточно высок приток прямой солнечной радиации. Летом он достигает 9.9 ккал/см2 на западном побережье (Приолъхо-нье и о. Ольхон) и юге Байкала. Положительные величины радиационного баланса на Байкале достигают 37-40 ккал/см"
На Байкале в отличие от окружающих его горно-таежных ландшафтов выражена усиленная способность объемного поглощения солнечной радиации, иная отражающая способность (альбедо) [2]. Поэтому в огромном объеме водной массы озера аккумулируется значительно большее количество тепловой энергии.
Байкал является классической рифтовой впадиной. Возникновение его связывается с растяжением литосферы в континентальной рифтовой зоне в связи с подъемом с больших глубин аномально разогретой и разуплотненной мантии. Верхняя граница мантии распо-
ложена на относительно малой глубине (40-50 км) непосредственно под корой. К аномальной мантии приурочены проявления неоген-четвертичного базальтового вулканизма, зоны высокой сейсмичности и повышенный глубинный поток с выходами термальных источников- Все зю свидетельства продолжающегося развития Байкала. Молодые тектонические нарушения в зонах глубинных разломов кристаллического фундамента и осадочных отложениях обладают повышенной проницаемостью для глубинных газов (Не, Аг, Н2,С02, СН4, Нё,Ыидр.).
Интенсивность поступления глубинного тепла определяется кондуктивным тепловым потоком и мощностью конвективного выноса тепловой энергии магмой и гидротермами [3]. Тепловое поле Байкальской впадины в среднем повышенное (70 мВт/м") и по площади оно резко дифференцировано. Тепловые аномалии (75-100 мВт/м2 и более) совпадают с локальными повышениями придонных вод и с разломами, по которым происходит вынос глубинного тепла [3,4,5]. Наиболее прогрет подводный Академический хребет (75-100 мВт/м2), южная и северная котловины (75-100 и более 100 мВт/м3), в которых геотермические аномалии тяготеют к восточному (на юге и дельта Селенги), к западному и восточному (на севере) бортам впадины. Большинство гидротерм на Байкале азотные, с температурой до 60-741' С. Метановые и азотные термы выявлены в дельте Селенги. Геотермические аномалии коррелируются с отрицательными гравиметрическими аномалиями, аномалиями повышенной электропроводности в верхней мантии и высокой сейсмичности. С сильными землетрясениями в дельте Селенги связано образование заливов - соров Провал, Истокский, Посольский.
В дельте Селенги отмечаются значительные выходы нефти и углеводородных газов, связанных с темами, в которых высоки концентрации сульфатов и хлоридов. В тепловом поле места выходов нефти илы и донные воды обогащены растворенными битумами. Здесь развита богатая углеводородоокисляющая и сульфатредуци-рующая микрофлора. Микроорганизмы снижают сульфатность вод и осаждают серосодержащие минералы в илах.
На Байкале и его побережье эволюция живого вещества несомненно происходила в своеобразной экологической нише под мощным влиянием рифтогенных процессов - высокой сейсмичности, теплового, гравитационного, магнитного и радиационного полей. Совместное действие этих факторов активизирует видообразование.
12
13 высокосейсмичной зоне Байкальского рифта отмечена высокая изменчивость хромосом у некоторых полевок рода Microtus и хомячков рода Cricctulus [6]. Мутантная форма Y-хромосом полевки рода Clethrionomus обнаружена на юге Байкала, юге Италии, Тянь-Шане. Курильских и Японских островах. Отмечено, что в рифтов их озерах (Байкал, Танганьика, Охрид) с повышенным тепловым потоком и высокой сейсмичностью характерны наибольшие темпы видообразования.
Азотные и метановые термы распространены в байкальской впадине, выполненной кайнозойскими осадочными отложениями большой мощности. В дельте р. Селенги в Усть-Селенгинской впадине, в пределах одноименного артезианского бассейна термальные азотные и метановые воды вскрыты 9 нефтепоисковыми скважинами. На Истокской разведочной площади в районе с. Исток пробурено 5 скважин и вблизи сел Колесо во, Творогово, Степной Дворец и Корсакове - 4. Скважины пройдены в миоценовых песках, песчаниках, алевролитах с прослоями глин и бурых углей. Гидротермы залегают на глубине 300-1000 м. Близко к поверхности они залегают вдоль глубинного разлома Черского, пересекающего Усть-Селенгинскую впадину в северо-восточном напрвлении от с. Исток до с. Энхалук, В скважине 5-р в с. Исток температура подземных вод на глубине 300 м достигла 20° С, а на глубине 2500 м - 95° С. На Истокской площади большинство скважин фонтанировало с дебитом 3-5, 7-9 л/с. Одна скважина фонтанировала (дебит 2,7 л/с) горячей водой с температурой 65° С. Среди метановых вод Усть-Селенгинской впадины преобладают гвдрокарбонатные натриевые поды с минерализацией 0,3-0,8 л/с. В скважине 3-р в интервале 2732-2925 м вскрыты холодные натриевые воды с температурой до 99° С, минерализацией более Зг/л и содержанием метана до 84 %.
Метановые термы обнаружены и на северо-восточном берегу Усгь-Селенгинского артезианского бассейна на берегу Байкала, вблизи с. Сухая. Здесь в 1938-1940 гг. на глубинах 227,5 и 150 м в докембрийских гнейсах и неогеновых песчано-глинистых отложениях вскрыты фонтанирующие воды с температурой 37° и 27°. В настоящее время сохранилась одна скважина Сухая Загза с температурой на самоизливе 27,5° С и дебитом 1-3 л/с. По химическому составу вода гидрокарбонатно-натриевая с повышенным содержанием хлора с минерализацией 0.70г/л и рН 4,6. В газовом составе
преобладает метан, содержание азота 14,8 % и углекислого rasa -11%. R воде содержится сероводород - 7 мг/л.
Тепловое поле дельты и авапдельты р. Селенги заметно повышенное. Выделяются тепловые потоки через дно Байкала и осадки дельты с величинами 50-75; 75-100 и более 100 мВт/мг.
Метановая и азотно-метановая термы Усть-Селенгинского артезианского бассейна имеют инфильтрационное происхождение [7|. Метан, сероводород и водород в термах связаны биогеохимическими процессами разложения органики осадочных отложений. Термальные воды выносят из недр большое количество тепла - ускорителя биогеохимических процессов и разложения органики. В Усть-Селенгинской впадине, в дельте и авандельте Селенги известны многочисленные естественные выходы термальных вод, нефти и углеводородных газов вдоль новейших сейсмоактивных разломов. Здесь широко проявился газовый вулканизм с грязевыми извержениями [8]. При этом ежегодно выделяется в атмосферу около 20 млн м3 горючего газа. Катастрофические выбросы газов сопровождаются всегда землетрясениями, самовозгоранием газов и образованием соответствующих мезо- и микроформ рельефа, Некоторые формы рельефа, в частности Посольскую банку в южной котловине Байкала, В.П. Исаев связывает с газовыми палеовулканами. Зимой в дельте Селенги выходы терм и газовых струй метана и азота фиксируются многочисленными проталинами.
Таким образом, в Усть-Селенгияской рифтовой впадине повышен поток глубинного тепла, многочисленные выходы гидротерм, углеводородов, необычно высокая скорость накопления осадков. Мощность неоген-четвертичных отложений более 7 км. lio данным глубокого бурения, осадки дельты Селенги богаты органическим веществом, часто разложенным до битума. Тепловой поток приводит к интенсивному прогреву таких осадков и как следствие образованию углеводородов. Горячие глубинные воды вымывают их из осадков и достигают поверхности дна. Разгружаются термы в дельте и авандельте - Селенгинском мелководье.
В дельте Селенги как древней биокосной системе в ходе геологического времени (неоген - ашропоген) происходило накопление энергии в лигнитах, нефти и углеводородных газах, торфах и са-пропелях. Эта потенциальная энергия активно используется современными экосистемами в процессе геологического и биологического круговорота вещества.
В формировании экосистем делыы Селенги велика роль теплового потока, выходов углеводородных газов, нефти к термальных вод ¡9]. Селенга выносит в Байкал огромное количество взвеси и растворенного органического вещества (РОВ). В пойме реки, многочисленных протоках, в озерах и сорах накапливаются илы. Высокий уровень фунтовых вод, заболачивание активизируют глеевые процессы, мобилизующие железо, фосфор, азот, кремний и органические вещества из болотных почв, рыхлых отложений и вынос их в Байкал и соры.
В дельте Селенги энергичен биологический круговорот вещества - главный механизм самоорганизации биокосной системы со множеством положительных и отрицательных связей. Эта система высокого уровня состоит из аквальных (авандельта) и наземных (дельта) экосистем, которые включают ряд подсистем: поды Байкала, Селенги, соров, илы, болота, мелкие озера, почвы и др. Главную роль в биологическом круговороте играют С, О, Si, N, и РОВ. В авандельте и дельте Селенги ежегодно накапливается огромное количество первичиой продукции фитопланктона [1,10,11]. Богат видовой (около 184) состав планктонных водорослей.
Особо выделяется приустьевая часть протоки Харауз, где происходит интенсивное развитие высокопродуктивного биоценоза с огромным количеством олигохет [10]. На площади 4 км2 «продуктивного пятна» средняя биомасса составляет 71*11 г/м". А на глубине 13 м обнаружена самая высокая для Байкала плотность животного населения в илах - 518 г/м2.
Усилен биологический круговорот вещества в мелководных, хорошо прогреваемых сорах - Посольском, Истокском и Провале - в пределах повышенного теплового поля. Эти соры сопряжены с болотными массивами и дренирующими их речками. В Истокский сор и сор Провал выносится большое количество взвесей протоками Селенги. Усилено поступление в соры глубинных потоков углеводородных газов.
В дельте Селенги выделяются планктонная и донная жизненные пленки, которые в прибрежной зоне сильно сближаются между собой и образуют прибрежный тип сгущения жизни. Обе пленки жизни - планктонная и донная функционирую! под совместным влиянием солнечной и тепловой энергии донных осадков, выходов углеводородов. Немаловажно, что прибрежное сгущение жизни характеризуется интенсивным притоком минерального и органического вещества, притоками Селенги в условиях активного перемешивания
15
ветрами волной толщи, что определяет многократное использование элементов минерального питания. В результате сочетания указанных благоприятных факторов в прибрежных сгущениях жизни (селенгинском мелководье) биомасса планктона и рыб значительно больше, чем в глубоководных районах. Здесь феноменом является проявление биогеохимической энергии живого вещества, формирование резервата уникального биоразнообразия, с которой связана очень богатая ихтиофауна - омулевые, осетровые, хариусовые [9].
Сгущение жизни характерно и для соров дельты. По данным нефтепоисковых работ (Лебедев и др., 1984), в соре Провал наблюдаются признаки нефтеироявлений. В составе свободного газа преобладает метан - 76,45%, присутствуют азот - 17%, углекислый газ -3,6%, кислород - 1,9%, водород - 0,31 %. Микробиологические аномалии в соре представлены микроорганизмами, окисляющими неф-талин, бензол и фенол, которые присутствуют в повышенных содержаниях. Характерна значительная газонасыщенность стлов сора Провал Среднее содержание метана - 10 см3/кг, максимальное -24,84 см3/кг. В осадках этого залива углеводородов по сравнению с придонной водой на 3-4 порядка больше. Количество С02 увеличивается в 4 и Н2 в 3 раза. Выходы нефти и газов в аномально тепловом поле связаны с разгрузкой глубинных артезианских вод вдоль разломов. Воды Провала бурые, шоколадно-бурые, обогащены взвесью и РОВ, которые поступают с болотных массивов. Хорошо прогреваемый солнцем и гепловым потоком неглубокий залив (не больше 6 м) отличается богатством живого вещества. Он густо зарос водными травами - рдестами, урути, роголистником и др. Биомасса донных организмов составляет 40-60 г/м2. Провал богат соро-вой рыбой - сорогой, окунем, карасями. Здесь обитают акклиматизированные рыбы: сазан, лещ, амурский сом.
Вокруг фонтанирующих горячими водами скважин часто формируются новые экосистемы. Например, у санатория «Байкальские волны» вблизи с.Сухая скважина в 70-х годах XX в. вывела на поверхность метановые гидрокарбонатно-натриевые воды с сероводородом и температурой 47°С. На изливе горячих вод на лугу образовалась экосистема теплового озерка площадью 200 х 85 м. В озерке с высокой густой травяной растительностью и термофильными водорослями образовались сероводородные грязи. Термальные воды и грязи используются отдыхающими для лечения ревматизма, суставов и других заболеваний. Летом крупнорогатый скот охотно по-
16
сдает травы, водоросли и грязи, пьет минеральную воду. Так, на берегу Байкала образовались искусственные солонцы.
В дельте Селенги формируются три крупные взаимосвязанные эколо! о-леохимические барьерные зоны [9].
1. Дельтовая водно-болотная, с высокой плотностью рыб, птиц и млекопитающих и большим их видовым разнообразием. Характерно интенсивное поступление РОВ и осаждение минеральных осадков, активный биологический круговорот вещества. В этой зоне выражена фильтрация и концентрация химических элементов и их соединений, поступающих с природными и техногенными стоками Селенги. Здесь формируется главная защитная зона Байкала, регулирующая чистоту его вод и сохраняющая биоразнообразие;
2. Прибрежная гтланктонно-водорослевая с лавинной седиментацией взвеси и зоопланктона и высокой биомассой. На Седенгин-ском мелководье отмечается большое разнообразие биотопов и богатство донного населения. Эта зона наиболее насыщена жизнью и представляет основную продуктивную зону. Здесь формируется знаменитая посольская и селенгинская раса омуля, обитают осетр, сиг и хариус. В мелководье замутненная взвесью вода достаточно хорошо прогревается и органические вещества интенсивно вовлекаются в биологический круговорот, высока продуктивность экосистем. Особенно значительна продуктивность фитопланктона в Посольском. Истокском сорах и соре Провал, которые являются главными рыбопромысловыми районами суровых видов. По р.Селенге поднимается на нерест селенгинский омуль.
3. Болотная, стабилизирующая гидрологический режим дельты, обогащающая воды Байкала РОВ и биогенными элементами. Болотные массивы с торфяными залежами обладают прекрасными фильтрационными свойствами. Они удаляют из природных и техногенных вод загрязняющие вещества. Болото - места гнездования и кормления большого количества болотных и водоплавающих птиц. Через Ка-банские болота протекают таежные речки Большая, Абрамиха и Кул-тушная, по которым на нерестилища поднимается посольский омуль. До осушения этих болот устойчивость их поддерживалась самой природой. Болота - экологические резерваты побережий Байкала.
На Байкале промысловыми рыбами осваивается прибрежная зона (мелководье дельт рек Селенга, Бар^зин, Верхняя Ангара и др.). Мелководья Байкала, ограниченные изобатой 250-300 м, по общему выходу рыбной продукции (22 кг/га) не уступа' ' м югим озерам и
"17
: УРЯ теки И ГО С УДА Р У Та- ? V> !П!ВРпг 'Г '
V ту Г1 тт т;г / - Т' 1 .«
морям теплового умеренного климата (Каспийское, Балтийское и др.). Chepo Байкал - холодный водоем и расположен в более суровой климатической зоне. Высокая биопродуктиппоегь Байкала в сравнении с указанными морями определяется биогеохимическими процессами, связанными с сочетанием энергии солнца и энергии теплового потока в рифтовой зоне.
Дельта Селенги занимает ведущее место в добыче рыбы на Байкале. Основными рыболовными местами омулевых, осетровых и сиговых являются Селенги »с кое мелководье, соровых рыб - заливы (соры). Напомним, что устье Селенги было местом осетрового изобилия. В 1830-33 гг. неводами за одно притонение добывали до 630 осетров. Хвосты крупных осетров при перевозке их на телегах волочились по земле. Известный вождь старообрядчества протопоп Аввакум в 1656 г. в «Житии» писал о том, что в Байкале «зелено и густо» осетров и тайменей, омулей и сигов, а также морского зверя - нерпы. Рыбаки преподнесли Аввакуму в дар 40 осетров, добытых в «запоре», в устье Селенги. Хищнический лов осетров в Х1Х-ХХ вв. полностью подорвал их запасы.
В дельте хорошо акклиматизировались амурский сом, сазан, лещ и ондатра. Последняя - один из главных промысловых животных в районе. Ондатра стремительно освоила повое местообитание. Это подтверждает мнение, что дельта Селенги не только благоприятная экологическая ниша для коренных (аборигенных) видов, но и новых акклиматизированных. Это свидетельство высокой биологической продуктивности экосистем и его резервов - биологической потенции. В дельте и авандельте Селенги в тепловом ноле рифтовой зоны формируются экосистемы с высоким биоразнообразисм и уникальным генофондом.
Экосистемы термальных источников - это рефугии (убежища) редких и реликтовых растений и животных, разнообразных микроорганизмов. Здесь наиболее активно развиваются деревья и травы, мох и бактериальные маты, усилены биогеохимические процессы в условиях поступления в экосистемы теплового потока, химических элементов, метана, сероводорода, углекислого газа и др.
Баргузинский государственный заповедник богат азотными горячими источниками. Это Давшинский и горячие ключи Большая Речка, экосистемы которых привлекают внимание многих исследователей (12,13, 14, 15].
Даншинский источник с температурой 45°С расположен на восточном берегу оз.Байкал, в п. Давида. Источник, газирующий азо-гом, за сутки даст около 100 м3 воды хлоридно-сульфатно-начриевого состава. В воде содержится кремнекислота и ряд редких элементов. Вода Давшинского источника обладает нысокими целебными свойствами. Работники заповедника лечатся ими от различных проявлений ревматизма. В прибрежных гидротермах оз.Байкала - Давша. Когельниковский и Хакусы - распространены различные виды фотосинтезирующих эубактерий [11, 12]. В этих гидротермах выявлены пурпурные серные и несерные бактерии, численность которых достигает 10 ООО кл/мл сырого ила. Здесь отмечена высокая продукционная активность фототрофных бактерий.
В долине р.Большой, в 20 км от Байкала термальные источники с температурой 76 С изливаются вдоль новейшего северовосточного разлома на протяжении нескольких километров. Дебит источника Большая Речка достигает 200 м3 горячей воды в сутки. Воды источника гидрокарбонатно-хлоридно-сульфатно-натриевого состава с высоким содержанием кремнекислоты и минерализацией 2 г/л, рН 9.5-9,8. Основными микрокомпонентами являются Р, Нь ЯЮт. Ы. Яг [4]. Источники обладают лечебными свойствами. Своеобразна экосистема щелочных горячих источников. Их функционирование связано с более интенсивным и продолжительным биологическим круговоротом, чем в окружающей тайге. Камни и почва покрыты толстым слоем термофильных водорослей золотисто-бурого и гемно-зеленого цвета. Микробные маты выявлены в щелочных гидротермах р.Большой [14]. Развитие цианобактерий происходит при температуре не выше 54°С, при более высоких температурах лимитирующим фактором является высокая (12.0 - 13.4 мг/л) концентрация сульфида. При уменьшении температуры и содержания сульфидов отмечается расширение фототрофных микроорганизмов. Из микробных матов было выделено 17 видов анокси-генных фототрофных бактерий и цианобактерий, большинство имело оптимум развития при температурах от 20 до 45° С. Аноксиген-ные фототрофы являются нейтрофилами, с оптимумом рН около 7. Цианобактерии более приспособлены к щелочным условиям в источнике и имеют оптимум развития при рН 8.5 - 9.0. Максимальное содержание хлорофилла а составляет 555 мг/м2 при температуре 40°С. Суммарная скорость фотосинтеза в матах достигает 1.3 г С7(м сут). Максимальная скорость сульфатредукции составляет
19
0.367 г5/(м'сут) при 40°С. Скорость метаногекеза не превышает 1.188 мкг С/(м сут). Метагенез не играет значительной роли в терминальной деструкции органического вещества.
На выходах горячих источников зимой в русле р.Большая образуются полыньи, где скапливается множество обыкновенных оляпок, инотда остаются зимовать у тки [15]. На речной террасе, на выходе ключей растут ели, пихты, кедры, осины. Деревья имеют максимальные размеры для тайги долины р.Большой. Могучие пихты 140-летнего возраста достигают 35 м высоты и 40 см в диаметре. Широта годичных колец свидетельствует о чрезвычайно благоприятных условиях роста деревьев вокруг горячих источников. Стволы осин имеют диаметр 70 см и 30 м высоты. На поляне вокруг горячих источников густые заросли папоротника-орляка, достигают высоты человека.
Среди трав и животного населения экосистем горячих источников отмечаются реликтовые виды. В 1953 г. на горячих ключах Большая Речка биологи В.Н.Скалон и Т.Н.Гагина обнаружили узорчатого полоза.
Яйцекладущие змеи сохранились в условиях Северного Байкала около горячих ключей, вис которых эти змеи не могут жить. В районе горячих источников обнаружен вид стрекозы, распространенный в субтропиках. На горячих источниках Л.В.Барду новым выявлены два вида среднеевропейской флоры - европейский лесной вид папоротника -ужовник и европейский вид фиалки - холмовая фиалка. Указанные растения и животные района горячих ключей р. Большой относятся к верхнеплиоценовым видам, когда климат Прибайкалья был более теплым и влажным. Здесь господствовали леса современного маньчжурского типа.
Реликтовые виды в суровой современной тайге Прибайкалья сохранились только благодаря очень сильному утепляющему влиянию горя чих источников и пережили последнее сартанское оледенение. Заметим, что в долине р. Большой значительные площади обогреваются горячими ключами и газами и не покрываются снегом,
В этой связи интересна палеогеохимия экосистем в нижнем течении рек Большой и Давши, где в верхнем плейстоцене было два оледенения. Здесь образовалась Большереченско-Давшинская впадина, заполненная ледниковыми отложениями [16]. Особое внимание привлекают ленточно-озерно-ледниковые талумушские глины
20
iM0UiH0CTi.ro около 10 м). Они обнажены по правому берегу р. Большой, в I км ниже выходов термальных вод. Темно-серые и голубовато-серые глины и алевриты формировались в восстановительной глеевой обстановке в условиях мерзлотных экосистем - холодных степей (полынные с примесью разнотравья и сосен). Выходы терм по новейшему разлому, контролировавшему заложение указанной впадины, свидетельствуют о том, что накопление озерных глин происходило под влиянием горячих вод, изучение которых представляет особый интерес для эволюции экосистем.
На выходах горячих источников формируются таежные солонцы. которые посещают маралы, лоси, кабарга и бурые медведи. Они поедают соли и грязи, водоросли и травы, которые сохраняются и зимой, Вокруг таких солонцов в долине р. Большой скапливаются эти животные, которые постоянно здесь утоляют минеральный голод. Богатые охотничьи угодья с солонцами были известны с глубокой древности эвенкам, которых выселили после создания Баргу-зинского заповедника в 1916 г. Эвенки лишились лучших родовых угодий ради сохранения знаменитого бар^зинского соболя, которого они же сохранили до колонизации. Ведь благодаря эвенкам ни один элемент биоразнообразия гольцово-таежного пояса восточного побережья Байкала не был потерян. Известно, что освоение этого района со второй половины XIX в. началось со стремительного уничтожения баргузинского соболя.
В северном Байкале на пересечении разломов на глубине 400 м существует мощный очаг подводной разгрузки гидротермальных вод (вент) в бухте Фролиха. Тепловой поток из дна достигает здесь максимальной для озера величины (7900 мВт/м2), а придонные воды над участками дна с высокими тепловыми потоками имеют повышенные температуру и электропроводность [17]. Экосистема этого источника поддерживается углеводородом биогенного метана, выделяющего из неоген-четвертичных осадков озера, независимо от фотосинтеза богатого биологического сообщества. В субаквальных гидротермальных экосистемах оз. Байкал биологический круговорот вещества и энергии в основном осуществляется бактериальным сообществом [18,19,20]. В очагах гидротермальной деятельности донные отложения озера характеризуются высокой численностью микроорганизмов и интенсивным протеканием бактериальных процессов цикла метана и сульфатредукции. В районах метановых нектон большая часть новообразованного метана окисляется в илах.
21
Метаноокисляющие бактерии в донных осадках, по мнению авторов. представляют биологический фильтр, препятствующий эмиссии метана в водную толщу.
По Б.Б.Намсараеву и Т.И.Земской [19], высокая бактериальная активность метаногенов и метанотрофов в микробном сообществе бухты Фролиха играет ведущую роль в потоках вещества и энергии в этом биогенезе. Гидротермы, богатые биогенными веществами, благоприятствуют развитию микроорганизмов. В микробных матах скорость продукции органического вещества значительно опережает скорость его разложения, следствием чего является усиленное развитие бентоса вокруг этих матов.
В Прибайкалье своеобразие экологических условий на выходах сероводородных термальных источников связано с активной деятельностью микроорганизмов - деструкторов [19,21]. Здесь велика скорость разложения белка и целлюлозы в илах и микробных матах, которая определяется температурой, концентрацией сероводорода, кислорода, сульфатов и органического вещества.
Особый интерес для будущей энергетики Байкальского региона представляет обнаружение в южной котлоиинс Байкала в неогеновых осадках, богатых органическим веществом, залежей газогидрата. Газогидраты могут оказать определенное влияние на экологическое состояние озера Байкала. Существенно то, что природные (а-зогидрагы находятся н условиях близких к границе фазовой устойчивости. когда небольшие изменения давления температуры могут привести их к разрушению в зонах высокой сейсмичности и теплового потока озера Байкала.
Высокий биологический потенциал экосистем Байкала (обилие рыб, птиц, крупного зверя) определил освоение их древним человеком. Лриольхонье, о.Ольхон, дельта Селенги и другие районы богаты археологическими памятниками [23]. Палеоантропологические материалы из Фофановского могильника в дельте Селенги свидетельствуют о прямых генетических связях монголоидного и европеоидного населения в серовское (неолит), глазковское (энеолит) и шиверское (ранняя бронза) времена. Эти данные важны для реконструкции процессов расогенеза в Северной Азии. Озеро Байкал, занимая благоприятное географическое положение на северной окраине Центральной Азии, было местом встречи различных этносов с глубокой древности. В ХУП-ХУШ вв., когда русские вышли к Байкалу, то увидели его экосистему в фазе оптимального развития и
22
высшей степени самоорганизации с многообразием живого вещества. изобилием жизни.
Выводы. Озеро Байкал является мощным аккумулятором солнечной энергии и энергии теплового потока недр Земли. Экосистемы Байкала формируются и функционируют при совместном влиянии солнечной энергии и глубинного теплового потока. В развитии экосистем велика роль законсервированной энергии «былых биосфер», заключенных в нефти, метане, газогидрате, сероводороде и углекислом газе неоген-четвертичных отложений. Они поступают в экосистемы вдоль новейших разломов.
Тепловой ноток усиливает биологический круговорот и образование живого вещества. По мнению А.И. Перельмана [24, 25], поглощаясь живым веществом, химические элементы заряжаются энергией и становятся геохимическими аккумуляторами солнечной по нашему мнению, и тепловой энергии недр. Эта энергия передается окружающей среде, выполняется химическая работа. Часть энергии накапливается в потенциальной форме в органическом веществе (нефти, лигнитах, метане, газогидрате, торфах). Энергия погребенного органического вещества снова передается для современных экосистем Байкала. Таким образом, под влиянием теплового потока усиливается круговорот энергии вещества и информации, в основном биологической. Поэтому экосистемы обладают свободной энергией, аккумулированной в живом веществе и продуктах их разложения. Экосистемы отличаются высокой биологической продуктивностью. Районы наивысшей биологической продуктивности - «сгущения жизни» на Байкале приурочены дельтам крупных рек (Селенги, Баргузина и Верхней Ангары) и выходам гидротерм, где повышен тепловой поток недр и поступление солнечной энергии. Эти экосистемы отличаются высоким биоразпообразием рыб и птиц, микроорганизмов.
Литература
1. Проблемы Байкала / Кол. авт. Новосибирск: Наука, 1978. - 295 с.
2. Вербов В.И., Покатилова Т.Н., Шишмарев М.Н. и др. Формирование и динамика байкальских вод. Новосибирск: Наука, 1986. - 118 с.
3. Лысак С.В, Тепловой поток континентальных рифтовых зон. Новосибирск: Наука, 1988. - 198 с.
4. Ломоносов И.С. Геохимия и формирование современных гидротерм Байкальской рифтовой зоны. Новосибирск: Наука, Сиб.отд., 1974. - 166 с.
5. Байкал. Атлас. М.: СО РАН, Фед. служба геодез. и картогр. России., 1993. - 160 с.
6. Воронцов H.H., Ляпунова Е.А. Широкая изменчивость хромосом и вспышки хромосомного видообразования в сейсмически активных зонах И Докл. АН СССР. 1984. Т. 277. № 1. - С.214-218.
7. Борисенко И.М., Замана Л. В. Минеральные воды Бурятской АССР. Улан-Удэ, 1478 162 с.
8. Исаев В.II. О газовом палеовулканизме на Байкале // Геология нефти и газа, 2001, №5.-С 45-50
9. Тайсаев Т.Т. Геохимические ландшафты и экология дельты Селенги // Проблемы географии Байкальского региона. Улан-Удэ, БПРП, БГУ, 1997. -С. 11-17.
10. Путь Познания Байкале. I Кол. авт. Новосибирск: Наука, 1987. -301 с.
11. Галазий Г.И. Экосистема Байкала и проблемы ее охраны И Природа, 1978. № 8. - С.42-56.
12. Горленко В.М., Компанцева Е.И., Пучкова H.H. Влияние температуры на распространение фототрофных бактерий в термальных источниках $ Микробиология, 1985. Т.54. Вып.5. - С 843-853.
13. Компанцева Е.И., Горленко В.М. Фототрофные сообщества в некоторых термальных источниках оз. Байкал // Микробиология, 1988. Т.57. Вып.5.
14. Намсараев З.Б., Горленко В.М., Намсараев Б.Б. и др. Структура и биохимическая активность фототрофных сообществ щелочного термального Большереченского источника f Микробиология, 2003. Т.72. №2. - С 228238.
15. Гусев O.K. На очарованном берегу. М.: Советская Россия, 1990. - 304с.
16. Миц В.Д., Корнутова Е.И., Покатилов А.Г. и др. К стратиграфии четвертичных отложений Северного Байкала // Динамика Байкальской впадины. Новосибирск: Наука, 1975. - С. 258-273.
17. Голубев В.А. Очаги субаквальной гидротермальной разгрузки и тепловой баланс Северного Байкала//Докл. РАН, 1993. Т.328. №3. - С.315-318.
18. Намсараев Б.Б., Дулов Л.Е., Земская Т.Н. и др. Геохимическая деятельность сульфатредуцирующих бактерий в донных осадках озера Байкал //Микробиология, 1995. Т.64 (3). - С.405-410.
19. Намсараев Б.Б., Земская Т.П. Микробиологические процессы круговорота углерода в донных осадках оз. Байкала. Новосибирск: Изд-во СО РАН. Филиал «Гео», 2000. - 160 с.
20. Дагурова О.П. Бактериальные процессы цикла метана в донных отложениях озера Байкала: Автореф. дис.... канд. биол. наук. Улан-Удэ: ИОЭБ СО РАН, 2001.
21. Бархутова Д.Д. Влияние экологических условий на распространение и активность микроорганизмов - деструкторов сероводородных минеральных источников Прибайкалья: Автореф. дис.... канд. биол. наук. Улан-Удэ: ИО'ЭБ СО РАН, 2000.
22. Кузьмин М.И., Калмычков Г.В., Гелетий В.Ф и др. Первая находка I азогидратов в осадочных отложениях озера Байкал // Докл. РАН, 1998. Г.362. №4. - С. 541-543.
23. Древности Байкала. Иркутск: Изд-во ИГУ, 1992. - 205 с.
24. Псрельман А.И. Геохимия ландшафта. М.: Высшая школа, 1975,- 342 с.
25. Перельман А.И. I еохимия. И.зд.2-е переработ, и дополн. М.: Высшая школа. 1989. - 528 с.
Золотоносные комплексы пород Кодаро-Удоканской и Муйской структурных юн Б.Н.Абрамов
Институт природных ресурсов, экологии и криологии СО РАН 672090, г. Чита, ул.Бутина, 26, а/я 147, E-mailrooda'anr cnita.su Анализ опубликованных и фондовых материалов я преоелах рассматриваемого региона позволяет выделить следующие наиболее перспективные золотоносные комплексы пород: базитовых и ультрабазитовых интрузий, черносланцевых отложений и сульфидно-кварцевых жил палео-зойско-меэозойского тектогенеза.
The gold-hearing complexes of rocks of Kodar-Udakan and Muya structure
zones
B.N.Abramov
The analysis of the published and share materials within the limits of considered region allows to allocate the following most perspective gold-bearing complexes of rocks: the basic and the ultrahasic intrusion, the blackshaly ad-j<wrnment and the sulfide-quartz veins paleozo с -mesozoic tectonics
Золотоносный комплекс ультрабазит-баэитоных интрузий.
Массивы ультарабазит-базитов различного возраста и условий образования широко развиты в пределах изучаемой территории. Некоторые из них характеризуются наличием промышленных концентраций благородных металлов, железа, титана, ванадия, кобальта, никеля и других элементов.
Формирование базит-гипербазитовых интрузий происходило в течение длительного периода времени (ранний протерозой - палеозой) в результате коллизионных и постколлизионных процессов. В Муйской зоне они образованы, главным образом, в островодужных геодинамических обстановках, в Кодаро-Удоканской - в континентальных обстановках [1]. Значительная часть рассматриваемых габброидных плутонов в восточной части Муйской структурной зоны (Ирокиндинский, Кедровский, Витимконский, Якутский) относится к муйскому интрузивному комплексу. Распределение ред-
25
