«Спирогира стала разрастаться где-то в 2011 году»

Трактор с ковшом собирает огромные массы сгнивших водорослей и складывает в кузов «КамАЗа»-самосвала. Часть из них, словно рубероид, скатана в рулоны. Таковы итоги субботника под Северобайкальском. Горожанам удалось очистить от зелёной нитчатой водоросли из рода спирогира около 1700 квадратных метров пляжа. Эта цифра, к сожалению, ничтожно мала по сравнению с той прибрежной территорией, которую питающийся фосфатами организм завоевал за последние несколько лет. «Спирогира стала разрастаться где-то в 2011 году, – рассказывает председатель совета общественной организации «За чистый северный Байкал» Анжелика Тиссен. – Началось её шествие от устья реки Тыя до излюбленного места отдыха северобайкальцев на четвёртом километре [Байкальского шоссе] – горожане ещё называют его «Лагерями». Обычно там проводили Сурхарбан и другие мероприятия, но где-то с 2012-2013 годов находиться на этой поляне стало, скажем так, небе­зопасно: о том, чтобы помыть руки, искупаться или, тем более, попить воды, речи теперь быть не может». 

На этом нитчатая макроводоросль, несвойственная для Байкала, захват новых территорий не прекратила. В статье в свежем номере журнала «Исследования Великих озёр» (Journal of Great Lakes Research), которую подготовил коллектив из 29 авторов из России, США и Японии под руководством заведующего лабораторией биологии водных беспозвоночных Лимнологического института СО РАН Олега Тимошкина, спирогира спорадически встречается примерно на десятке участков побережья, расположенных в основном вблизи населённых пунктов. Один из них простирается от Северобайкальска до мыса Лударь. Другие – на побережье Малого Моря вблизи Сахюрты и в бухтах на Ольхоне в окрестностях Хужира. Скопления спирогиры обнаружены также в бухтах Бабушка и Песчаная. Ещё одна часть поражённой ею прибрежной зоны тянется от Листвянки до Большого Голоустного. Водоросль встречается в районе Половинного мыса, Кругобайкальской железной дороги и Култука. Есть она и на участке от Слюдянки до Бабушкина. Местами её можно обнаружить в Баргузинском заливе. Ещё один протяжённый участок расположен между губами Давше и Аяя. На остальном побережье спирогира не замечена, однако необходимо учитывать, что большая его часть попросту не изучена на этот счёт. 

Впрочем, ведущий научный сотрудник НИИ биологии при Иркутском государственном университете, профессор кафедры гидробиологии ИГУ Евгений Зилов отмечает, что разрастание водоросли затронуло только отдельные участки в прибрежной зоне Байкала, тогда как на планктон – «население» толщи воды»  – влияния оно не оказывает. Кроме того, озеро переживало не одну вспышку развития тех или иных организмов. Так, Владислав Ясницкий ещё в двадцатые обратил внимание на подлёдное цветение фитопланктона. Удельная численность одного из его видов, Melosira baicalenis, в разные годы колебалась от тысячи до миллиона клеток на квадратный метр. Долго­срочные наблюдения показали, что опас­ности для озера это не представляет. В конце семидесятых по всему Байкалу начала бурно развиваться элодея канадская – внесённая водоросль с другого континента, – однако в настоящее время она присутствует лишь вблизи некоторых прибрежных населённых пунктах. В семидесятые, восьмидесятые и девяностые наблюдались вспышки водоросли из рода ницшия, но впоследствии её численность существенно снизилась. В 1991 году бурное развитие продемонстрировала Achnanthes minutissima – водоросль, которую японские учёные считают индикатором наличия в воде тяжёлых металлов. Но то была разовая вспышка, сошедшая на нет. «Думаю, что спирогира – это ещё одно спорадическое явление», – резюмирует Евгений Анатольевич. 

Как бы то ни было, её плотность в некоторых местах весьма велика. Если в районе Култука она составляет 6,8 тонны на сотку, то в бухте Сеногда – 1225 тонн на полтора гектара. В последней в мае 2014 года лимнологи зафиксировали очень яркое свидетельство того, как спирогира влияет на коренных обитателей Байкала – кладбище брюхоногих моллюсков, на котором покоились тысячи безжизненных раковин. «Чтобы полностью избавиться от водорослей, пляж нужно перекапывать на 20–30 сантиметров в глубину, – добавляет руководитель организации «За чистый северный Байкал». – Но ими покрыто и мелководье. Сейчас в Северобайкальске, в отличие от прошлого года, ветрено. Если выходишь рыбачить – это просто наказание: набираешь половину лодки спирогиры, килограмм так двести». 

Предпринимаемые меры пока не оказывают существенного воздействия на водоросль. «К сожалению, с субботником мы опоздали лет на пять, – с грустью констатирует Анжелика Тиссен. – Проведённая уборка – сотая, тысячная часть того, что необходимо сделать». 

Симптомы «болезни» Байкала очевидны, кто-то в качестве лечения уже прописал очистку бытовых и промышленных стоков с отказом от использования фосфатосодержащих моющих средств на берегах озера. Но касательно точности «диагноза» мнения расходятся. Учёные делятся на несколько лагерей, каждый из которых придерживается той или иной гипотезы, приводя разные аргументы в пользу своей версии. Кто-то нашёл подтверждение своей точки зрения, кто-то говорит, что вопрос требует изучения. 

Гипотеза первая: антропогенная нагрузка

«Однозначно эвтрофикация», – коротко отвечает Олег Тимошкин на вопрос о том, что послужило причиной разрастания спирогиры. Иными словами, насыщение Байкала биогенными элементами, которое могло произойти либо в силу естественного старения озера, либо из-за антропогенного воздействия. Исследования, которое лимнологи с коллегами из других стран проводят под началом Олега Анатольевича, говорят в пользу второго. 

Ещё в октябре 2013 года в Северобайкальске были взяты пробы очищенных и неочищенных сточных вод города, а также расположенных в нём вагонного и локомотивного депо. Образцы проанализировали в Иркутском институте химии имени А.Е. Фаворского СО РАН. В спирогире из района сброса стоков в Тыю обнаружили более высокое, чем в пробах из условно чистого участка Байкала, содержание фосфора. При этом гидрохимический анализ неочищенных сточных вод и стоков, прошедших через городские очистные сооружения, показал практически одинаково высокое содержание минерального фосфора, азота и других биогенных элементов.  В местах со множеством туристических баз – в первую очередь Листвянке и на побережье Малого Моря, но это касается и окрестностей Северобайкальска – обнаружены бактерии, свидетельствующие о фекальном загрязнении. Вывод: очистные сооружения, если они и наличествуют, со своей задачей не справляется. Как следствие, на Байкал ложится существенная антропогенная нагрузка. Влияние человека как основную причину эвтрофикации водо­ёмов называют, к примеру, исследователи озёр Северной Америки, где спирогира и сине-зелёные водоросли в начале XXI века «расцвели» буйным цветом.

Но Евгений Зилов обращает внимание на то, что объём загрязняющих веществ, поступающих в Байкал, недостаточен для его эвтрофикации. «Человек в сутки даёт 2 грамма фосфора и 10 грамм азота, – приводит он простой расчёт. – Живущих вокруг Байкала людей даже вместе с туристами слишком мало. Недостаточно даже скота и используемых сельскохозяйственных удобрений». Нагрузка от промышленных предприятий, хотя и оказывающая определённое воздействие на экосистему, тоже сравнительно невелика. Пример озера Тайху в Китае, который часто приводят экологи, не совсем корректен: при площади 2250 квадратных  километров его средняя глубина составляет 2 метра, вдобавок вокруг него живут около 40 млн человек и располагается несравнимо больше предприятий, чем в Прибайкалье. К слову, площадь Байкала превышает 31,7 тыс. кв. км, а его средняя глубина – больше 744 м. «Эвтрофикация скорее носит локальный характер и проявляется в местах, где есть антропогенная нагрузка, – добавляет учёный. – Например, в Листвянке». 

Гипотеза вторая: активность грязевых вулканов

Впрочем, бурному развитию водоросли на Байкале в последние годы можно найти и естественное объяснение. Главный научный сотрудник лаборатории геохимии и рудообразующих процессов Геологического института СО РАН Александр Татаринов предположил, что на спирогиру влияет возросшая активность подводных грязевых вулканов. «Они извергают газоводогрязевую пульпу, которая приносит множество веществ, – объясняет Александр Васильевич. – В том числе фосфор, который связан с фосфоритами, широко распространёнными в донных осадках Байкала – их обнаружили в начале девяностых, когда погружались «Пайсисы». 

Грязевые вулканы обычно пробуждаются при усилении сейсмической активности. Так было после землетрясений 1862 и 1959 годов. Те же последствия могли вызвать и подземные толчки в августе 2008 года, однако специальные исследования на этот счёт не проводились. Тем не менее рост активности грязевых вулканов зафиксировали во время экспедиции «Миры на Байкале», длившейся с 2008 по 2010 годы, а экспедиция геологов из Иркутского государственного университета в начале 2015 года обнаружила вулкан в авандельте Селенги. Ранее аналогичные объекты были найдены в Тункинской и Баргузинской впадинах. «Подводный грязевый вулкан есть, например, и в бухте Фролиха, и в северной части Байкала, и на западном берегу, и на юге есть источники термальных вод, которые, будем так говорить, являются последней фазой действия грязевых вулканов». 

Косвенно об усилении грязевого вулканизма может свидетельствовать повышение интенсивности тепловых потоков и увеличение температуры воды, к примеру, в Горячинском источнике. Активностью грязевого вулкана, считает Александр Татаринов, можно объ­яснить и недавний экологический кризис на Котокеле, из-за которого в 2008–2014 годах озеро неоднократно закрывали для посещения. Учёные из лаборатории микробиологии Института общей и экспериментальной биологии СО РАН, кстати, отмечали наличие спирогиры в его водах. «Я побывал на озере и был очень удивлён, увидев, как буквально с его дна поднималась нефть, – рассказывает Александр Васильевич. – В донных оскадках были встречены битумы нефтяного ряда. Спросил местных жителей, видели ли они зимой на льду выходы нефти, и получил утвердительный ответ. Я считаю, что Котокель – это пример действия подводного грязевого вулкана с выходом нефти». Со дна Байкала тоже всплывают углеводороды, а глубоководные обитаемые аппараты «Мир» обнаружили там структуры из застывшего битума. Ежегодно, «по самым скромным оценкам», выделяется около 5 тонн нефти. Несут ли с ней вулканы питательные вещества для водорослей – вопрос, требующий изучения и проверки. 

Гипотеза третья: глобальные изменения климата

Спирогира – организм теплолюбивый: обычно идеальной для его развития считается температура в 20 градусов Цельсия. Это соображение способно навести на очевидную мысль: эвтрофикацию Байкала и озёр на других континентах вызывает глобальное потепление. За последние 18 лет среднемесячные температуры воздуха в Северном полушарии Земли пять раз превышали многолетние значения, а 2015 год стал самым тёплым за всю историю метеорологических наблюдений. О том, что температура воздуха на Байкале за XX век выросла на 1,2 градуса Цельсия (в два раза больше, чем в целом на планете), в 2002 году в «Восточно-Сибирской правде» писал Михаил Шимараев, ныне  главный научный сотрудник лаборатории гидрологии и гидрофизики Лимнологического института СО РАН. Позднее Михаил Николаевич с коллегами опубликовал результаты исследования, показавшего, что с начала семидесятых до середины девяностых годов прошлого века температура воды в верхнем слое – до 300 м в глубину – росла более чем на 0,5 градуса в десятилетие, однако эта тенденция не затрагивала глубинные воды. В целом за 35 лет у поверхности Байкал стал теплее, но вряд ли один этот фактор способствовал возникновению идеальных условий для размножения спирогиры. 

«Снижение численности крупного фитопланктона и увеличение численности мелкого говорит о том, что есть какие-то тренды, совпадающие с тем, что говорят о глобальном потеплении», – говорит Евгений Зилов. В частности, концентрация крупноклеточных эндемичных водорослей в озере снижается, тогда как численность мелких водорослей возрастает. Но эти тренды заметны только в долгосрочной перспективе, по данным многолетних наблюдений, берущих своё начало в сороковых-пятидесятых годах прошлого века. 

В свою очередь академик РАН Михаил Грачёв, до конца 2015 года возглавлявший Лимнологический институт СО РАН, в статье в последнем номере журнала «Наука из первых рук» отмечает, что связь экологического кризиса с потеплением климата не доказана. «Тёплые годы случались и раньше, но к спирогирным кризисам не приводили, – подчёркивает учёный. – К тому же на Байкале максимум развития спирогиры наступает не летом, а в октябре». Международная группа исследователей подтверждает: как ни парадоксально, но пик приходится на осень, когда температура воды составляет 4–8 градуса по Цельсию. А в Лиственичном заливе, устье Тыи и Сеногде водоросли размножаются круглый год. Подобные соображения приводят и канадские учёные, исследовавшие озеро Сен-Пьер и реку Святого Лаврентия: спирогира практически одинаково развивается на участках с разным микроклиматом. 

Человеческий фактор природа не отменяет

Михаил Александрович приводит ещё несколько гипотез научного и ненаучного свойства, одни из которых требуют проверки, а другие можно сразу отмести в силу их абсурдности. Ко второй категории относятся версии об истончении озонового слоя над Восточной Сибирью или неконтролируемое размножение нерпы и возвращение на озеро огромных стай бакланов, отходы жизнедеятельности которых загрязняют мелководье и создают питательную среду для спирогиры и других организмов. К первой – вселение нового для Байкала вида спирогиры или разрушении слоя газового гидрата на дне озера. «Ещё один вариант – автоколебания, собственные процессы в Байкале, которые происходят без нашего участия», – добавляет Евгений Зилов. 

Какой бы ни была причина нынешнего экологического кризиса на Байкале, необходимость строительства эффективных очистных сооружений и ограничения, в разумных пределах, влияния человека на экосистему это не отменяет. Если дело в антропогенной нагрузке, то такие меры позволят решить усложнившуюся задачу по сохранению озера, являющегося объектом Всемирного природного наследия ЮНЕСКО. «Мы в восьмидесятые-девяностые годы проводили эксперименты и создавали математические модели, которые показали, что для Байкала куда опаснее не разовое воздействие, а небольшое, но постоянное, – резюмирует ведущий научный сотрудник НИИ биологии при ИГУ. – Капля всё-таки точит камень». Так что уменьшение степени воздействия человека на Байкал озеру точно не повредит.