издательская группа
Восточно-Сибирская правда

Байкальские вихри

Учёные нашли причину появления гигантских кругов на поверхности озера

На протяжении нескольких лет учёные всего мира ищут ответ на вопрос, откуда появляются огромные круги на Байкале, которые впервые были замечены на космических снимках ещё в конце прошлого века. Однако до сих пор нет чёткого понимания причины их происхождения. Европейские и российские учёные изучили таинственные круги на снимках со спутников и предложили свою версию того, почему появились эти кольцевые структуры на поверхности озера. Свою идею появления таинственных кругов выдвинул и российский учёный Алексей Кураев. На прошлой неделе он выступил с докладом на международной научно-практической конференции по безопасности природопользования, которая проходила в библиотеке ИГУ.

Алексей Кураев работает во Франции, в Университете Тулузы. В рамках международной исследовательской программы «ERA.Net RUS plus» в этом году он и его коллеги завершают исследование о самочувствии Байкала в условиях резких климатических изменений. «Мы используем спутниковые данные, радарную спутниковую антиметрию – это достаточно сложная технология, очень чувствительная, – рассказывает учёный. – Кроме спутниковых данных мы использовали данные, полученные непосредственно на озере, в полевых условиях».

Таинственный круг

На космических снимках Байкала на весеннем льду иногда можно увидеть тёмные кольца диаметром 5-7 км и шириной около 1 км. Лёд в центре и вне кольца более толстый и белый, а в самом идеально ровном круге – тёмный и более тонкий. Кольца возникают достаточно непредсказуемо в разных местах и в разные годы. Они слишком большие, чтобы увидеть их, стоя на льду или на берегу. Зато их можно рассмотреть с высоты – с самолёта или со спутника.

Впервые такое кольцо было замечено на снимке 1999 года. По результатам наблюдений из космоса стало известно, что кольца проявлялись в 2003, 2005, 2008 и 2009 году и так далее. «С появлением в конце 2002 года ежедневных снимков спутникового датчика MODIS стало легче наблюдать, – говорит Алексей Кураев. – Но ледовые кольца не новый феномен. Мы обнаружили их на архивных снимках американского спутника LANGSAT, датированных ещё началом 1970-х годов».

Космические снимки этого явления, которые легко можно отыскать в Интернете, взбудоражили и простых обывателей. Особенно всполошились те, кто живёт в непосредственной близости от озера. «Что случилось с нашим Байкалом?» – пишут в социальных сетях под фотографиями этих снимков встревоженные местные жители.

От гипотезы до фактов

Возможные объяснения происхождения ледовых колец включают в себя большое количество гипотез – от атмосферного воздействия и биологической активности в верхнем слое воды до НЛО и мистификаций. Местные жители, размещая фотографии уникального явления, чаще всего предполагают версию вмешательства «внеземной цивилизации», вспоминая при этом странные круги на пшеничных полях в Великобритании и другие аналогичные загадки, которые любят уфологи.

Тем не менее среди научных объяснений наиболее часто упоминается гидротермальная активность озера Байкал, а именно чрезвычайно высокая интенсивность выхода газов (метана) из донных отложений. «Образование кругов связано с выбросами больших объёмов горючего газа (метана) из осадочной толщи дна Байкала. Поднимаясь со дня озера, природный газ провоцирует восходящий водный поток, который в процессе подъёма закручивается. Круговое тепловое течение разрушает ледяной покров снизу. Подтаявший лёд пропитывается водой, и на поверхности льда проявляется тёмное кольцо», – озвучивали СМИ версии учёных о возникновении таинственных кругов. Уфологи же утверждают, что это следы посадки или взлёта летательных аппаратов.

Однако от «природной» версии учёных местные только отмахиваются. Первоначальное предположение исследователей о том, что кольца на льду появляются из-за выбросов природного газа метана из осадков тектонической впадины на Байкале, кажется им не убедительным из-за того, что возникают круги с хаотичной периодичностью. Учёные признают, что выбросы метана не обеспечили бы явление такими странными временными рамками.

«Возможно, это атмосферное или биологическое влияние, кто-то говорит, что это рыбы или нерпы ходят кругами. Мои коллеги из Тулузы шутят, что это российские учёные, которые по ночам выходят с бульдозерами, чтобы создавать эти вещи и получать финансирование, – говорит Алексей Кураев. – Понятно, что до такого у нас ещё не дошло. Кто-то говорит о летающих тарелках. Это немножко эзотерические догадки. Однако всему есть научное обоснование. Большинство учёных говорит о выходах гидротермальных источников, о газогидратах, мы же считаем, что эта гипотеза не может объяснить появление всех колец».

Загадка природы

Для того, чтобы лучше понять процессы, ответственные за формирование, развитие и исчезновение ледовых колец, учёные обработали архивы спутниковых снимков и фотографий с целью получения как можно более полного перечня ледовых колец и их параметров. А также провели полевые гидрологические исследования в районах их формирования, в результате чего произошла переоценка существующих гипотез о происхождении ледовых колец.

– Мы проанализировали архивы спутниковых станций, исследовали видимый термический микроволновый диапазон, смотрели снимки с космической станции. В итоге обнаружили красные круги там, где в разные годы обнаруживали кольца, – сказал Алексей Кауров. – Всего было обнаружено 45 колец на Байкале (ранее было известно о 13), что самое интересное – мы нашли четыре кольца на Хубсугуле в Монголии. О чём вообще никто и не знал.

Учёные включили в перечень размеры, координаты, сроки появления кругов и выяснили, что эти круги появились ранее, чем в 2000-х годах, когда об этом явлении заговорили впервые после появления снимков со спутника МОDIS.

– Полевые измерения на Байкале мы проводим с 2010 года, чуть позже начали аналогичные исследования на Хубсугуле, – говорит Кураев. – В 2012 году исследовательской группе повезло. Это было в начале апреля, шли замеры толщины льда и температуры водопроводности. Через две недели у нас появилось кольцо. В 2014 году повезло ещё раз, 28 марта ничего не было, 1 апреля появилось кольцо. Сначала я подумал, что это первоапрельская шутка со стороны разных космических агентств, но нет. Поскольку мы ещё не выехали в поле, смогли очень детально сделать разрезы вдоль кольца в момент, когда оно появилось. В итоге мы обнаружили очень интересные вещи – наверху температура и глубина вдоль основного разреза электропроводности и плотности были одни, а внизу – другие. И вот это аномальное распределение температур – то, что в океанологии было давно известно, – это и есть двояковыпуклые вихри. Кроме того выяснилось, что эти вихри существуют до и во время появления колец – как юла, раскрученная в водной толще, которая может существовать достаточно долго, они крутятся по часовой стрелке. У вихрей достаточно большая скорость по периферии. Обнаруженные нами кольца – как на малых глубинах так и в районах, где нет известных выходов газа, – показывают, что гипотезы, связанные с выходом метана, не могут объяснить их появление.

Результаты гидрологических исследований подо льдом в районе колец на Байкале и Хубсугуле показывают наличие (до и во время появления ледовых колец) относительно тёплых вихрей в виде двояковыпуклых линз, расположенных точно под кольцами. Эти вихри являются причиной формирования ледовых колец в этих озёрах, считает Кураев. «Мы проводим переоценку существующих гипотез формирования ледовых колец и обсуждаем возможные механизмы образования вихрей», – сказал он.

По словам учёного, анализ всех имеющихся снимков показал, что с нерегулярной периодичностью эти необычные структуры появляются примерно в одних и тех же местах. Чаще всего эти круги возникают на северо-востоке Байкала (мыс Нижнее Изголовье, к югу от Святого Носа, мыс Крестовский). Но, судя по снимкам, на Байкале они появляются и во многих других местах. Именно эта деталь позволила учёным выдвинуть версию происхождения загадочных кругов, и это не газогидраты. Есть кольца в районах, где нет грязевых вулканов, гидротермальных источников. Средняя продолжительность существования этих явлений – 7–10 дней. Чаще всего такие круги появляются в апреле или в начале мая, иногда в январе.

Вихри под ледовыми кольцами характеризуются слабым или умеренным течением в центральной части и сильным течением в области кольца, ориентированным влево относительно касательной к границе вихря. Увеличение теплообмена между льдом и водой на границе вихря приводит к заметному уменьшению толщины льда по сравнению с центром кольца или областями вне его. Области тонкого и, как следствие, более тёмного льда идентифицируются на спутниковых снимках как гигантские ледовые кольца.

Ледовые кольца – это проявление воздействия линзовидных вихрей на поверхности льда. Однако предлагаемый механизм образования ледовых колец поднимает новый ряд вопросов, связанных с местоположением и стационарностью вихрей, длительностью их существования, временем и механизмами их генерации. Исходя из расположения ледовых колец, исследователи делают важную работу не только с точки зрения науки – лимнологии, физической географии, но и для местных жителей, пользующихся ледовыми переправами.

В феврале прошлого года в районе мыса Нижнее Изголовье исследовательская группа обнаружила новые проявления с аномальной структурой воды – вихри. Хотя лимнологи предупреждали местных жителей, что там могут появиться кольца, 16 марта под воду ушли два «уазика». К счастью, обошлось без людских потерь. «В феврале 2017 года мы снова нашли вихрь, но кольцо так и не появилось», – вспоминает Кураев.

Откуда берутся вихри?

Среди возможных причин появления вихрей называют воздействие ветра до начала ледостава (сейши), колебания поверхности воды и льда под воздействием атмосферного давления. Возможно, это речной сток или взаимодействие прибрежного течения с береговой линией. Не ясно также, возникают эти вихри до появления льда или во время устойчивого ледостава. Учёные продолжают искать ответы на эти вопросы.

«Мы начали активное сотрудничество с различными организациями и сделали буклет для туристов, жителей, где мы обозначили ледовые кольца Байкала и Хубсугула, а также сделали сайт, с помощью которого стараемся донести информацию до людей, – рассказал Кураев. – Мы просим помощи в сборе информации о разных аномальных ледовых вещах от людей, которые проводят много времени на льду и сами видели интересные явления».

Учёный уверен, что благодаря данным исследования можно снизить риск возникновения трагедий, связанных с гибелью людей на льду. Если обычные щели во льду можно сравнительно легко обнаружить, то в районе кольца тонкий лёд выглядит обычным. По его мнению, лучше избегать тех мест, где кольца обычно проявляются, даже если лёд в других местах прочный. Также важно своевременное оповещение местных жителей, если кольца появились на спутниковых снимках. Предсказать появление колец возможно, если удастся обнаружить тёплый вихрь в начале зимы, но это требует масштабных полевых работ.

«В начале сентября я изучал спутниковые архивы и нашёл ещё одно кольцо уже в Тыретском озере на Алтае. Оно небольшое, 3 км в диаметре, и зажато берегами. Таким образом, в нашей коллекции теперь три озера. Думаю, что это далеко не полный перечень. В принципе, эти внутритермоклинные вихри должны быть феноменом, который существует во многих озёрах, их надо искать», – говорит Кураев.

 

 

Читайте также
Свежий номер
События
Фоторепортажи
Мнение
Проекты и партнеры
  все
Свежий номер