Юлия Переломова

© "Конкурент" приложение к ВСП

Наука и техникаБайкал

2485

27.08.2009, 16:55

На золотом дне

«Миры» ищут на Байкале не только новое топливо, но и новую жизнь.

Экспедиция «Миров» сделала очень популярной тему байкальских газовых гидратов. Особенно когда тающий кусок гидрата подержал в руках премьер Владимир Путин. Но обычно все обсуждения вокруг гидратов сводятся к одному посылу: «топливо будущего». А «Конкурент» решил рассказать о другом. На дне, где сочатся капли нефти, поднимаются грязевые вулканы и под огромным давлением лежат гидраты, есть уникальная жизнь. Не менее удивительная, чем миры знаменитых «чёрных курильщиков» океанских рифтов.

Грязный лёд

«Новое месторождение газовых гидратов обнаружили «Миры» в районе мыса Горевой утёс южнее Баргузинского залива Байкала», – сообщил на этой неделе Фонд содействия сохранению озера Байкал. Слово «обнаружили» не совсем верное. Выходы нефти и газа на том же Горевом были зафиксированы иркутскими лимнологами ещё четыре года назад.

Впервые о том, что в Байкале могут быть газовые гидраты, учёные ВНИИ ядерной геофизики и геохимии заявили ещё около 30 лет назад. А в 1989–1992 годах российские и американские учёные, работавшие на Байкале, подтвердили, что в озере могут быть залежи газовых гидратов. С помощью сейсмофизических методов было предсказано, что такие соединения должны быть в озере. Пять лет спустя сотрудники ЛИН СО РАН сделали карту районов распределения газогидратного слоя в осадках Байкала. Ещё через год во время знаменитого проекта «Байкал-бурение» академик Михаил Кузьмин с коллегами обнаружил присутствие газовых гидратов в поднятом керне. А в 1998–2004 годах на Байкале работала российско-бельгийская экспедиция при поддержке INTAS, СО РАН и РФФИ. Она сумела добыть газовые гидраты из первых метров осадков. Потом работы развернулись. Исследователи брали пробы как со льда зимой, так и с кораблей. Газовые гидраты тесно связаны с так называемыми грязевыми вулканами. Один из них – Санкт-Петербург в Южной котловине Байкала. Его в июне этого года исследовали «Миры».

Что такое газовый гидрат? Если взять его на ладонь, это быстро тающий «сахаристый» комочек полульда-полуснега. Собственно, это твёрдая субстанция, состоящая из молекул воды и углеводородных газов (обычно 99% метана), «спаянных» между собой низкой температурой (минус 4–6 градусов) и высоким давлением (несколько десятков атмосфер). Понятно, что такие естественные условия возможны только на дне морей и океанов. Цифра глубин – около 500–800 м. Байкал – единственный пресноводный водоём, где были обнаружены газовые гидраты. В глубоководных донных осадках морей и океанов запасы углеводородных газов (в основном метана) в виде газовых гидратов огромны. Их находят в Охотском море, на Балтике, в Мексиканском заливе, Индийском океане.

Газовые гидраты уже окрестили «топливом со дна океана». В единице объёма гидрата содержание газа может достигать 150–180 единиц. Однако пока из гидратов никто не научился извлекать газ. Хотя попытки отработать технологию уже есть. Исследования ведутся в Канаде, США, Японии, Индии. А Байкал – естественная лаборатория, где можно как изучать гидраты, так и «обкатывать» технологии, считает учёный секретарь Лимнологического института СО РАН Тамара Земская. По проблеме изучения газовых гидратов иркутские учёные работают вместе с ВНИИ «Океангеология» (Санкт-Петербург), ВНИИГАЗ (Москва). Пока энергетики и учёные бьются над «топливом вечной мерзлоты», футурологи уже изобрели термин «метангидратное ружьё». Это серия гипотез о том, что общее потепление океанов Земли может вызвать высвобождение метана из газовых гидратов под морским дном. Газовые гидраты малоусточивы – уже на глубине около 360 метров газ начинает высвобождаться из «решётки» молекул воды. «Если сейчас на этот стол положить гидрат, то метан очень быстро выйдет, а на столе останется только лужица воды, – рассказывает Тамара Земская. – Когда мы достаём гидраты на поверхность Байкала, вода бурлит вокруг пробоотборника, комочки гидрата откалываются и начинают прыгать по поверхности. Он крайне быстро разрушается». А поскольку метан является активным парниковым газом (его активность превышает углекислый газ в 21 раз), то особо впечатлительные представители мировой науки не исключают глобальную катастрофу, которая превзойдёт все кошмарные сны Альберта Гора с его глобальным потеплением.

Гидрат в иллюминаторе

Как добывали гидраты раньше? Со льда или с борта судна учёные опускали пробоотборники – металлические трубы длиной от трёх до пяти метров. Брали донный осадок и быстро поднимали наверх. Гидрат сохраняли в трубке и с помощью мини-лаборатории делали замеры. Иногда кусочки удавалось сохранить в жидком азоте или специальных ёмкостях под давлением. И только «Миры» дали шанс увидеть газовые гидраты в их естественной среде – на самой границе донных осадков и воды. «Когда ты видишь картину сам, то начинаешь переосмысливать вещи, которые теоретически знал, – говорит Тамара Земская. – Оказывается, гидраты – это не отдельные кусочки, как ты представлял раньше. Под водной толщей находятся большие площади, сплошь покрытые газовыми гидратами. Да посмотрите сами».

Она включает видео. На экране – белесоватое дно и манипуляторы «Мира». «Конечно, сейчас очень много подводных роботов, – комментирует Тамара Земская. – Но совсем другие ощущения, когда ты рядом, сквозь иллюминатор, видишь весь этот мир. Смотрите, вот это газовые гидраты! Видите манипулятор? Сейчас он отломит кусок гидрата с донного поля». На экране – две «руки» глубоководного аппарата. В одной – пробоотборник, в другой – кусок гидрата. Задача с виду простая – поместить этими «руками» гидрат в пробоотборник. «Сидели они тогда часа три, – говорит Тамара Земская. – Пытались сохранить этот гидрат в пробоотборнике. Но на глубине 360 метров он всё-таки растаял». Мимо проплывают амфиподы.

«Здесь глубина более километра, – комментирует Тамара Земская. – Зона, где выходит, скорее всего, сероводород. Смотрите, высачивается газ, видите, какие вороночки? Там на самом деле очень много червей разнообразных, планарии, есть и рыбки. Смотрите, какие они белые – сюда не проникает свет, окраска ни к чему. Жизнь тут кипит, как нигде в другом месте. Просто потому, что есть что покушать. Сама жизнь тут основана на метане».

«Байкальские курильщики»

Ни одно живое существо питаться метаном не может. Но только не бактерии. На морском и океанском дне и в Байкале некоторые из них живут только за счёт метана. Там, где выходят капельки нефти, сочится газ, лежат гидраты, жизнь рождает даже ядовитый сероводород. Все знают «райские сады» знаменитых «чёрных курильщиков» в рифтовых зонах океанов. На Байкале есть не менее удивительные места.

Когда в 70-х годах начались исследования рифтовых зон океанов с помощью «Пайсисов» и «Миров» (в нескольких экспедициях участвовал, кстати, иркутский академик Михаил Кузьмин), то обнаружилось, что в глубинах бьют подводные термальные фонтаны. Температура воды в таких фонтанах достигала 300–400 градусов, а сами струи напоминали клубы чёрного дыма – вода была перенасыщена сульфидами металлов и сероводородом. Эти конусы из солей металлов, изрыгающие клубы «дыма», и назвали «чёрными курильщиками». Но самое удивительное – в этом ядовитом бульоне сероводорода развивались живые существа. Подножья «курильщиков» были усеяны вертикальным трубками толщиной 5–6 см и длиной до двух метров, из которых торчали кроваво-красные щупальца. Этих животных назвали вестиментиферы, они родственники знаменитых погонофор («бородоносцев») – червячков, прячущихся в тонких волосовидных трубочках. Погонофоры живут практически по всему миру. Главная загадка, которая долго мучила учёных, – ни у погонофор, ни у вестиментиферов нет органов пищеварения. Как же и что они едят? Отгадка поражает. В телах вестиментифер учёные обнаружили бактерии-симбиоты, способные окислять сероводород, который выделяется в районах «чёрных курильщиков». За счёт окисления сероводорода бактерии получают энергию для фиксации углекислоты и синтеза органических веществ, а кислород вестиментиферы потребляют из воды. По сути, это удивительнейший способ жизни – без «обязательного» фотосинтеза, без атмосферного кислорода, в ядовитом растворе. А вот у погонофор были обнаружены такие же бактерии, но окисляющие не сероводород, а метан. Существует гипотеза, что жизнь на Земле зародилась именно в таких подводных «оазисах».

Подобные миры есть и на Байкале, говорят учёные. Оказалось, что подводные «райские сады» могут возникать не только у таких горячих источников, как «курильщики», но и у малопрогретых метаново-сульфатных гидротерм морей. И даже, как оказалось, в довольно холодном Байкале. В районе бухты Фролиха на глубине 400 м учёные обнаружили большое поле, покрытое нитчатыми плёнками цианобактерий и нитчатых сульфатредуцирующих (восстанавливающих сульфаты до сероводорода) бактерий.

В районах высачивания газов и нефти очень большие концентрации сульфатионов, следовательно, высокая минерализация. Там живут бесцветные серобактерии. Они тоже могут потреблять сероводород, поступающий с флюидами. Это такая мощная перерабатывающая «фабрика». Для жизнедеятельности этих бактерий нужны нитраты, которые они потребляют в придонной воде, высовывая из чехольчика, стоящего почти вертикально, «ниточки»-филаменты. Накопив нитраты в вакуолях клеток, бактерии ползут по чехольчику вниз. Там они потребляют сероводород, который поступает со дна, превращая его в элементную серу. Она тоже откладывается в клетках. Используя кислород нитрата и сероводород, бактерии живут и активно развиваются. А следом сера опять окисляется до сульфата, и продукты их жизнедеятельности выбрасываются в окружающую среду. Это такие «работяги», которые являются фильтром и не позволяют сероводороду поступать в водную толщу из донных осадков. Точно так же бактерии, потребляющие метан, охраняют воду Байкала от поступления больших концентраций метана с донных осадков. Там, где учёные обнаружили газовые гидраты, численность метанотрофных бактерий на два порядка выше, чем в других районах озера.

Экспедиция иркутских лимнологов должна вернуться в Иркутск на следующей неделе. Пока же параллельно с «Мирами» в районе Баргузинского залива работают корабли флота ЛИН СО РАН. «Миры» покинут Байкал 15 сентября.

Юлия Переломова

© "Конкурент" приложение к ВСП

Наука и техникаБайкал

2485

27.08.2009, 16:55

URL: https://babr24.info/baik/?ADE=80515

bytes: 10181 / 10160

Поделиться в соцсетях:

Экслюзив от Бабра в соцсетях:
- Телеграм
- ВКонтакте

Связаться с редакцией Бабра:
[email protected]

Другие статьи в рубрике "Наука и техника" (Байкал)

Стать астронавтом не выходя из дома

14 ноября состоится исторический день запуска корабля Crew Dragon компании Space X на ракете Falcon 9. В эту субботу состоится запуск многоразовой ракеты Falcon 9, которая будет нести на себе космический корабль Dragon v2 для постоянных полетов на МКС.

Николай Наумов

Наука и техникаМир

9651

13.11.2020

Нидерландские учёные советуют обниматься с коровами

Устали, чувствуете нервозность, хотите спокойствия и отдыха? Теперь необязательно тратиться на успокоительные препараты. В Нидерландах предлагают новый способ — обниматься с коровами.

Миша Ковальски

Наука и техникаБратья меньшиеМир

10411

25.10.2020

Россия отказалась вступать в международный проект по освоению Луны

Международный масштабный лунный проект, который продлится более 10 лет, скорее всего, пройдёт без России. Дело в том, что с нашей страной до сих пор не заключили соглашение по совместной реализации лунной программы. И в основном происходит это по желанию именно России.

Миша Ковальски

Наука и техникаМир

10504

19.10.2020

На Марсе обнаружили древние дюны и подлёдные озёра

Новые открытия позволили по-новому взглянуть на геологию красной планеты. Так, учёные обнаружили на Марсе древние окаменевшие дюны. По оценкам им насчитывается не менее миллиарда лет. Само по себе наличие дюн на данной планете не является открытием.

Миша Ковальски

Наука и техникаМир

8650

14.10.2020

Нобелевская премия 2020: черные дыры, альтернатива ГМО и другое

Стали известны имена лауреатов Нобелевской премии 2020 года. Удивительно, но в этом году премию получили три очень важных открытия, значимость которых известна уже давно, однако удостоились награды они только сейчас. Так, Нобелевский комитет присудил премию по физике за черные дыры.

Миша Ковальски

Наука и техникаМир

8965

12.10.2020

Современные старики стали умнее и быстрее

Снижение когнитивных способностей, короткая память, невнимательность, медленная ходьба, да и в целом всех движений. Старость пугает всех, но от неё никому не скрыться. Финские учёные Университета Йювяскюля оповестили о радостной новости.

Миша Ковальски

Наука и техникаМир

12457

29.09.2020

Пение птиц изменилось из-за карантина

Жесткие ограничения, которые были введены из-за пандемии новой коронавирусной инфекции, продолжают влиять на дикую природу. Результаты нового исследования опубликовали учёные из американского Университета Теннесси в ведущем научном международном журнале Science.

Миша Ковальски

Наука и техникаБратья меньшиеМир

10139

26.09.2020

Шнобелевская премия 2020: Путин, гелиевый крокодил, нож из экскрементов и многое другое

Состоялась ежегодная церемония вручения Шнобелевской премии. В 2020 году она, как и многие другие мероприятия, проходила в режиме онлайн. Напомним, что эта премия является шуточной научной наградой. Её получают те учёные, чьи исследования больше кажутся забавными, чем практичными.

Миша Ковальски

Наука и техникаМир

10073

21.09.2020

В Китае найден древнейший атлас тела

Учёные наконец-то разгадали таинственный манускрипт, которому насчитывается более 2000 лет. Шелковая рукопись была найдена в Китае при раскопках гробницы Мавандуй ещё в 1973 году. Всё это время письмена не могли расшифровать, потому что они были написаны на древнем диалекте.

Миша Ковальски

Наука и техникаИсторияМир

10270

05.09.2020

Любовь к романтике вызываетcя мутацией

В большинстве случаев мутация ассоциируется с чем-то страшным и опасным. На самом деле это не так. Мутация — это любое изменение генетического кода. Оно может не только превращать организмы в мутантов, но и быть вполне полезным.

Миша Ковальски

Наука и техникаМир

8865

31.08.2020

Вероятность светового загрязнения Байкала исследуют иркутские учёные

Молодые учёные Иркутска завершили экспедицию по Байкалу, целью которой было изучить, как искусственный свет влияет на эндемичные организмы озера. Экспедиция длилась два дня - 19 и 20 августа 2020 года.

Миша Ковальски

Наука и техникаМолодежьИркутск Байкал

19287

28.08.2020

К концу века женщины станут умнее и перестанут рожать

Население нашей планеты наконец-то начнёт снижаться после 2064 года. Такие выводы сделала команда исследователей из Вашингтонского университета Сиэтла. Результаты исследования опубликованы в научном журнале Lancet.

Миша Ковальски

Наука и техникаМир

11318

19.07.2020

Лица Сибири

Бадмаев Алдар

Алтарева Валерия

Обухов Александр

Казакова Лариса

Сулейменов Артур

Коренев Александр

Щуко Андрей

Побойкин Виктор

Бычков Игорь

Евчик Сергей