На стыке интересов человека и природы

Человеческое стремление управлять природой — перекрывать водоемы, менять русла рек, строиться и жить в сложных условиях — во многом определяет научный прогресс и технические возможности. Но сегодня перед учеными все чаще стоит вопрос, как сделать процесс «приручения» естественных природных сил максимально рациональным и безопасным для обеих его сторон.

Некатастрофичное падение

«Как же может управлять человек, если он не только лишен возможности составить какой-нибудь план хотя бы на смехотворно короткий срок, ну, лет, скажем, в тысячу, но не может ручаться даже за свой собственный завтрашний день?» — эту цитату из Булгакова вспоминает зав. лабораторией кайнозоя Института земной коры СО РАН д.г.-м.н. Кирилл Георгиевич Леви, рассказывая о желании людей контролировать окружающую среду, заключив ее в нормативы и графики. Яркий и актуальный пример — падение уровня Байкала ниже установленной Правительством РФ отметки в 456 метров. Проблемой обеспокоены власти и общественность Иркутской области и соседней Бурятии, высказываются мнения, что снизившийся показатель является одной из причин негативных изменений в экосистеме озера. Однако, отмечает ученый, ничего катастрофичного для Байкала в текущей ситуации нет. Снижение связано с дефицитом притока влажных воздушных масс, поступающих с юго-востока и непосредственно влияющих на наполнение озера. К таким выводам ученые ИЗК СО РАН пришли, проанализировав информацию многолетних наблюдений.

— Обычно гидрометеорологические службы опираются на относительно короткие ряды наблюдений — чуть больше сотни лет, а для решения таких длительных задач необходимо было посмотреть, как развивается озерная ванна, почему она то наполняется, то в ней падает уровень воды, — объясняет К.Г. Леви. — Так как мы более 20 лет собираем хронологический материал по проявлениям опасных природных процессов в Сибири и вообще в мире, появилась возможность выбрать более-менее достоверные данные, начиная с 1850 года. Но это не инструментальные наблюдения, это исторические сообщения местных жителей о наблюдавшихся в прошлом селях, оползнях, ливнях, наводнениях и т.д. Анализ показал, что очень важным фактором для наполнения водой Байкала является воздушный массоперенос. Мы привыкли связывать это с северо-западными ветрами, приходящими к нам с Атлантики, теплыми и как будто влажными. Но водосборный бассейн озера сильно ассиметричный: его северо-западный склон очень узкий, речки короткие и поставляют мало воды. Основная масса влаги приходит с территории Монголии и Забайкалья. Обеспечивается это за счет воздушного массопереноса из Юго-Восточной Азии и Тихого океана. Когда оттуда идет поток масс, здесь выпадает большое количество осадков. Так, в 1869 году на Байкале уровень поднялся на 1,5 аршина, это почти 1,1 метра. То есть были настолько мощные наводнения в Забайкалье, что уровень озера сразу подпрыгнул высоко вверх. По всей вероятности, такие события происходили и раньше, но в течение последних 150 лет пока не повторялись.

С 1899 года были начаты инструментальные наблюдения за уровнем Байкала. Из этих данных видно, что для озера характерны колебания: быстрые нарастания высоты, потом плавное спадание, потом снова скачок и спад. В последней четверти прошлого века, с зарегулированием стока озера, изменения стали более устойчивыми. Но сам уровень поднялся на 1,2 м, поэтому те 40 см, падение которых отмечали в прошлом году, не катастрофичны. Байкал даже не вернулся к прежним показателям.

Уровень 456 метров, который обозначен правительством, — искусственный. Считается, что ниже этого показателя может оказаться нерентабельной работа Иркутской ГЭС, она не будет вырабатывать должного количества электроэнергии. Сами по себе эти изменения слишком незначительны, чтобы иметь серьезные последствия для экологии Байкала.

По оценкам специалистов ИЗК, еще несколько лет озеро будет находиться в текущем состоянии. К 2025-му уровень поднимется, а затем повторится состояние длительной ремиссии, которое, вероятно, будет сопровождаться засухами и природными пожарами.

Наблюдать и прогнозировать

Иркутских геологов ИЗК СО РАН волнуют и другие проблемы, где сталкиваются интересы человека и силы природы. Многолетние регулярные наблюдения ведутся за сложнейшей Байкало-Ангарской гидротехнической системой, включающей в себя озеро Байкал и несколько водохранилищ, в том числе Братское — второе по объему водной массы в мире. Специалисты отслеживают негативные береговые процессы, возникающие в результате антропогенного воздействия, и в дальнейшем могут прогнозировать их появление и распространение в зонах активного хозяйствования.

Еще одно направление исследований — анализ факторов развития опасных геологических процессов. К ним относятся явления, угрожающие жилым и хозяйственным объектам. Например, карст — химическое растворение горных соленосных пород, для него характерны провалы, воронки и трещины. В Прибайкалье этот процесс считается техногенным, так как активизировался с повышением уровня воды в Ангаре и появлением водохранилища. Из-за угрозы карста полностью непригодными для освоения стали бывшие сельскохозяйственные угодья на юге Братского водохранилища. Сегодня из-за провалов здесь опасно вести посевные работы и даже пасти скот. Ученые рассчитывают вероятность и возможные формы возникновения опасных процессов, проводят районирование территорий и дают рекомендации по рациональному использованию земель.

— В 2014 году в Тункинском районе Бурятии произошел сход ряда селевых потоков, — рассказывает зав. лабораторией инженерной геологии и геоэкологии ИЗК СО РАН к.г.-м.н. Елена Александровна Козырева. — Мы установили районы срывов, откуда поступал каменный материал, его движение, оценили площади конусов выноса, рассчитали скорости движения и объемы потока, определили состав и свойства принесенных отложений. Установлено, что 63% от общей массы потока селевых отложений сформированы глинисто-песчаной фракцией. Именно эти фракции способствуют образованию так называемой суспензии, которая обладает взвешивающим эффектом: когда в нее попадают крупные глыбы, они подхватываются этим материалом и переносятся на большие расстояния. Такое содержание взвешенных в воде наносов обеспечивает максимальную транспортирующую и разрушительную способность селевого потока. На выявление подобных закономерностей и нацелены наши научно-исследовательские работы.

Территория Прибайкалья интересна ученым и в контексте общепланетарных исследований. В частности, она входит в глобальную систему изучения криолитозоны — мерзлого верхнего слоя земной коры. Геологи отслеживают, как многолетние мерзлые грунты реагируют на изменения климата. Наблюдения ведутся с 2013 года, и на сегодняшний день ученые обладают данными, которые свидетельствуют о том, что глобальное потепление вызывает изменение температурного режима грунтов и снижает глубину сезонного промерзания, увеличивает глубину протаивания в местах распространения многолетнемерзлых почв региона.

— С одной стороны, геологическая среда — это не статическая система, она сама по себе все время меняется, перестраиваясь в результате изменяющихся компонентов. C другой, человек постоянно что-то преобразует, внося техногенные изменения, создавая новые динамичные факторы. Наша основная цель — анализ трансформации геологического пространства под влиянием различных внешних факторов. Внедряясь в среду, важно соблюсти баланс: получить необходимые ресурсы, но в то же время не привести ее к деградации, — заключает Е.А. Козырева.

Источник: "Наука в Сибири"

Фото: Владимир Короткоручко