В международном издательстве Springer вышла первая в мире научная монография, посвященная меромиктическим (или неперемешиваемым) озерам. Главными редакторами книги стали ученые из России и Нидерландов.

В книге описаны общие для таких озер закономерности функционирования и приведены примеры более 80 неперемешиваемых озер на пяти континентах. Авторы отмечают, что подобные озера встречаются на планете гораздо чаще, чем предполагалось ранее. Влияние природы и деятельность человека могут приводить к смене режима перемешивания во многих озерах и связанному с этим ухудшению качества воды.

Меромиктическим называется озеро, в котором вода от поверхности до дна не обновляется в течение относительно длительного периода времени. Обычно в озере, которое не перемешивается, начиная с определенной глубины в воде нет кислорода. В этих слоях не могут жить высшие животные и растения, там обитают только особые виды бактерий. С точки зрения водопользования изменение режима перемешивания приводит к ухудшению качества воды. Если вода в озере перестает циркулировать, то на глубине, после истощения запасов кислорода, погибают рыбы и другие животные. Если озеро долгое время не перемешивалось, а потом внезапно перемешалось, то бедные кислородом слои поднимаются наверх и убивают все живое. 

 

Озеро Шунет. Одно из трех известных меромиктических озер в Сибири

 

Неперемешиваемые озера впервые были описаны учеными более ста лет назад. С тех пор подобные водоемы были открыты на всех континентах. Однако их исследования велись фрагментарно. Не были понятны общие закономерности, которые приводят к возникновению таких состояний; химические, биологические и экологические последствия. В конце февраля 2017 года в международном издательстве Springer вышла первая коллективная научная монография, посвященная этим интересным природным объектам. Редакторами книги стали ученые Федерального исследовательского центра Красноярский научный центр СО РАН кандидат биологических наук Егор Сергеевич Задереев и академик Андрей Георгиевич Дегерменджи и исследователь из Нидерландов, почетный доктор СО РАН Рамеш Гулати.

«Соавторами книги стали более 40 ученых из 12 стран мира. Отдельной работой было собрать всех этих исследователей воедино, согласовать концепцию книги, обосновать перед издательством необходимость ее издания. Мы начинаем книгу с общих глав, в которых обсуждаем распространение таких озер в мире, что общего у таких озер с точки зрения физики, химии и биологии. Далее идут авторские главы, описывающие особенности конкретных озер на разных континентах. Одна из основных мыслей, которую мы пытаемся транслировать — такие озера не просто редкие и специфичные объекты, которые представляют интерес для небольшой группы исследователей. Это скорее особое состояние водоема, которое при сочетании определенных условий может случиться практически в любом озере», — рассказывает один из главных редакторов книги, ведущий научный сотрудник Института биофизики ФИЦ КНЦ СО РАН Егор Задереев. 

Наиболее известным случаем внезапного перемешивания меромиктического озера, так называемой лимнологической катастрофы, стало частичное перемешивание озера Ньос в Камеруне, в Африке, в 1986 году. Это озеро находится в зоне активного вулканизма, и в глубине, в слоях, которые не захватывают течения, накапливаются вулканические угарные газы. После частичного перемешивания газы вышли наружу, заполнили долину и вызвали гибель от удушья полутора тысяч жителей прибрежных деревень и большого количества домашнего скота. Смертельная опасность озера Ньос связана с сочетанием нескольких факторов: большая глубина, наличие источника вулканических газов, режим перемешивания. 

Подобных водоемов в мире не так много. Перемешивание обычного меромиктического озера скорее всего приведет лишь к недолгому неприятному запаху в окрестностях, гибели части рыбы или другой живности, резкому помутнению воды. Однако даже такие последствия для водоемов, которые используются для отдыха или других форм рекреации, нельзя считать благоприятными. Поэтому исследования таких озер на разных континентах и попытки найти общие закономерности важны как для науки, так и для практических нужд. Например, во многих странах мира карьеры, оставшиеся после выработки природных ресурсов, заполняют водой и превращают в искусственные водоемы с регулируемым режимом перемешивания. Очень часто в таких озерах на дне скапливаются токсичные соединения, и предотвращение перемешивания может быть одним из способов управления качеством воды.

 

Меромиктическое озеро Ньос и его окрестности через две недели после лимнологической катастрофы - внезапного перемешивания

 

«Мы, конечно, достигли большого прогресса в понимании процесса меромиксии, но в книге, по моему мнению, не хватает одной главы — теоретических исследований, которые позволяют сделать прогноз наступления или, наоборот, разрушения такого состояния, — рассказывает один из редакторов книги академик Андрей Дегерменджи. — Связано это с тем, что таких исследований очень мало. Современная научная монография — это не столько попытка заглянуть за горизонт, сколько фиксация достигнутого наукой в определенной области. Мы подвели своеобразный итог текущих исследований, сформулировали общую согласованную научную позицию, от которой можно двигаться дальше. Уверен, что уровень понимания физических и биологических особенностей, которые протекают в этих озерах, таков, что мы должны выходить на общую теорию. Это задача для будущих исследований, поскольку есть основание искать на основе будущей теории подобия общие механизмы в работе водоемов разного размера, от озер до океанов: газообмен на границе воды с атмосферой, устойчивость стратификации, выживание акваценоза в экстремальной среде, управление состоянием экосистем и многих других явлений».

Наиболее изученными меромиктическим водоемами в России являются озера Шира и Шунет в Хакасии. Ученые из Института биофизики ФИЦ КНЦ СО РАН не случайно стали одними из инициаторов написания и главными редакторами вышедшей монографии. На протяжении последних двадцати лет вместе с коллегами из многих российских и зарубежных институтов они ведут комплексные исследования этих природных лабораторий. Процессы перемешивания во многих водных экосистемах достаточно похожи. В каком-то смысле и так называемые мертвые зоны в океане — участки, где из-за снижения содержания кислорода происходит гибель высших форм жизни, и заморные явления в обычных озерах, и меромиктические озера являются результатом сложных, но похожих взаимодействий физических, химических и биологических процессов. Всесторонний подход к изучению таких объектов, попытки найти общие закономерности для разных водоемов крайне важны для достижения основной цели экологии, как науки — умения предсказывать будущее и, по возможности, управлять состоянием природных экосистем. 

«Эта книга заполняет существующий пробел знаний в водной экологии. С одной стороны, меромиктические озера сильно отличаются от обычных озер, которые перешиваются регулярно. С другой стороны, такие условия могут наблюдаться в самых разных водоемах: соленых и карстовых озерах, тропических пресных водоемах и прудах, образовавшихся в карьерах после добычи полезных ископаемых. Мы должны понимать общие для таких водных объектов закономерности, чтобы уметь предсказывать или контролировать распространение таких состояний», — подводит краткий итог редакторской работы почетный доктор СО РАН, известный голландский эколог Рамеш Гулати. 

Егор Задереев

Фото: автора (1, анонс), U.S. Geological Survey (2)

Похожие новости

  • 31/07/2017

    Эксперты считают, что об экологии много говорят, но улучшений пока нет

    ​Весь 2017 год, объявленный президентом Годом экологии, в регионе много пиар-активности на эту тему. Но эксперты пока не видят результатов, ощутимых в буквальном смысле носами и легкими горожан. Уровень загрязнения воздуха в городах Красноярского края в 2016 году был в два раза выше, чем в среднем по России.
    503
  • 08/08/2017

    Почему российские леса поглощают меньше углерода, чем европейские

    ​Количество парниковых газов, выбрасываемых Россией, может быть сильно завышено. Если это так, Россия не сможет выполнить свои обязательства по Парижским соглашениям. Результаты оценки поглощения углерода лесами, которую использует Минприроды, могут быть в пять раз ниже, чем расчеты по другим методикам, опубликованным в научных журналах.
    748
  • 31/12/2017

    Топ-10 исследований российских ученых 2017 года по версии РНФ

    Около 35 тысяч российских ученых проводили и проводят фундаментальные исследования при поддержке Российского научного фонда (РНФ). Ежемесячно в российских и зарубежных СМИ выходят десятки новостей об их достижениях.
    1483
  • 17/08/2017

    Обзор десяти самых известных соленых озер

    Возможно, не все об этом знают, но объемы воды в пресных и соленых озерах на планете примерно одинаковы. А вот научное внимание распределено неравномерно: исследований в области пресных водоемов в несколько раз больше.
    761
  • 21/09/2017

    Минприроды РФ назвало Обь и Енисей непригодными для питья

    ​В федеральной прессе появился проект традиционного государственного доклада "О состоянии и об охране окружающей среды в Российской Федерации в 2016 году", подготовленного в Министерстве природных ресурсов и экологии РФ, где приводятся критические данные по ситуации в стране.
    537
  • 28/01/2017

    Красноярский научный центр СО РАН представил три крупных проекта для создания прорывных технологий

    ​ФИЦ Красноярский научный центр СО РАН представил три крупных проекта, направленных на создание прорывных технологий: адаптированного к сибирским условиям картофеля, трехуровневой системы дистанционного зондирования Земли и молекулярных врачей-нанороботов.
    1023
  • 18/08/2017

    13-я Международная конференция по исследованию соленых озер

    С 21 по 25 августа в  Улан-Удэ состоится 13-я Международная конференция по исследованию соленых озер (13 International Conference on Salt Lake Research). Тема: «Исследования соленых и пресных озер: в поисках точек соприкосновения».
    1120
  • 15/03/2017

    В Красноярске прошел круглый стол, организованный Общественной экологической палатой Гражданской ассамблеи

    ​10 марта в Красноярске прошел круглый стол, организованный Общественной экологической палатой Гражданской ассамблеи Красноярского края. В его работе приняли участие экологи, общественники, инициативные жители города, представители крупнейших предприятий краевого центра: Красноярского алюминиевого завода (КРАЗ) и Сибирской генерирующей компании.
    635
  • 17/07/2017

    Глобальное потепление сделает Сибирь привлекательной

    ​К 2080-м годам глобальное потепление сделает Сибирь привлекательным местом для жизни, утверждают ученые Института леса Сибирского отделения РАН. "Согласно прогнозам моделей CMIP5, Сибирь будет характеризоваться более мягким и умеренным климатом с меньшим охватом вечной мерзлоты.
    784
  • 14/03/2017

    Красноярцы проведут митинг за чистое небо и электротранспорт

    ​В Красноярске согласовали проведение митинга "За чистое небо". Проект резолюции митинга включает множество требований различной степени утопичности: от повышения штрафов за загрязнение атмосферного воздуха до газификации Красноярского края.
    1081