Миры на Байкале

Министерство образования и науки Республики Бурятии

МУ УО «Прибайкальского района»

МОУ «Турунтаевская районная гимназия»

II республиканская  научно-практическая  конференция школьников

«Байкальское развитие: проблемы, пути и способы решения»

Направление: Достижения современной химии, биологии и экологии   в области изучения Байкальского региона.

«Миры» на Байкале. Исследования и открытия.

Исполнитель: Орлова Алена  10  класс

МОУ «Турунтаевская районная гимназия»

                                                           Руководитель: Воротникова О.А.

учитель биологии.

                                                                         2017год

Содержание:        

1) Введение      ------------------------------------------------------------------------------3

А) актуальность----------------------------------------------------------------------------3

Б) Цели и задачи---------------------------------------------------------------------------3

2)  Основная часть ------------------------------------------------------------------------3

А) Задачи пребывания «Миров» на Байкале.-------------------------------------3

Б)Конструкция «Миров» ---------------------------------------------------------------4

В) Первые погружения и начало изучения озера «Мирами».-----------------5

2008---------------------------------------------------------------------------------------------5

• Нефть----------------------------------------------------------------------------6
• Газогидраты--------------------------------------------------------------------6
• Голубая губка------------------------------------------------------------------7
• Золото Колчака----------------------------------------------------------------8

2009----------------------------------------------------------------------------------------------9

• Владимир Путин погрузился на "Мире" на дно Байкала--------------9

2) Выводы--------------------------------------------------------------------------------------10

3) Ссылки на интернет-ресурсы.---------------------------------------------------------11

Актуальность.

   Все загадки Байкала находят у местных жителей мистические объяснения. Но ученые уже не одну сотню лет пытаются разгадать их с помощью научных методов. Принципиально новый уровень работ обеспечивает глубоководная техника. А если она еще и обитаемая, то у исследователей появляется возможность увидеть озеро изнутри – в прямом смысле слова. Такой техникой для ученых стали глубоководные аппараты «Миры»

Цели:

Изучение деятельности подводных глубоководных аппаратов «Мир-1» и «Мир-2» в озере Байкал

Задачи:

1. Изучить теоретический материал о «Мирах» и маршрутах их экспедиций.
2. Выявить, какие новые открытия были сделаны в ходе исследования
3. Узнать, какое практическое значение будут иметь сделанные открытия

Основная часть:

Задачи пребывания «Миров» на Байкале.

   Международная научно-исследовательская экспедиция «Миры на Байкале» — российская научно-исследовательская экспедиция на озере Байкал (2008—2010), в ходе которой планировалось совершить более 160 погружений на глубоководных аппаратах «Мир-1» и «Мир-2». Это первое погружение глубоководных аппаратов в пресной воде. Гидронавты – Анатолий  Михайлович Сагалевич, Евгений Сергеевич Черняев, Виктор Алексеевич Нищета, Алексей Васильевич Сметанкин, Лидия Николаевна Бирюкова, Сергей Викторович Смолицкий.

12 июля 2008 года жители Бурятии торжественно встретили прибывший из Калининграда большегрузный самолет «Руслан», доставивший по воздуху долгожданные субмарины.В  1977 году на Байкале работали «Пайсисы», в 1990 и 1991 году они снова исследовали морское дно. Но их «визиты» прошли как-то незаметно, буднично. Может быть, потому, что базировались они на «иркутской» стороне, в Листвянке? А основной базой дислокации «Миров» был определен поселок Турка в Прибайкальском районе Республики Бурятия. Причина особого внимания забайкальцев к визиту субмарин лежала в другом: незадолго до этого произошло сенсационное погружение «Миров» на дно Ледовитого океана в точке Северного полюса, доказавшее, что основная акватория Арктики является шельфом России.

Программа экспедиции - изучение донных сероводородных источников, проявлений нефти и газа, поиски ранее неизвестных форм жизни на дне озера, установление наиболее глубокой точки озерной впадины, обнаружение исторических артефактов

Появлению «Миров» в нашем сибирском озере-море предшествовало создание в Москве Фонда содействия сохранению озера Байкал. Его Президентом и Председателем Наблюдательного совета стал выдающийся российский ученый, исследователь Арктики Артур Николаевич Чилингаров. Главой Попечительского совета Фонда избран руководитель группы «Метрополь»,  кандидат географических наук Михаил Васильевич Слипенчук. Их интересыпредставляли заместитель Артура Чилингарова Анатолий Сагалевич (он же научный руководитель экспедиции) и исполнительный директор Фонда Роман Николаевич Афонин.

- Программа у нас серьезная.– сказал А. Чилингаров,- Байкал ‑ уникальное место, и мы намерены тщательно изучить его с применением самых современных научных методов. Наша экспедиция будет носить не только экологический характер. В планах и биологические исследования. Байкал изучен не слишком хорошо, так что вполне вероятны открытия новых растений, микроорганизмов, животных. Плюс поиск на дне исторических артефактов, ведь люди живут на берегах водоема, а значит, и плавают по нему уже несколько тысяч лет.

Проект глубоководных обитаемых аппаратов «Мир», разработанный Российской академией наук (главным конструктором считается A.M.Сагалевич), очень удачен и оригинален.

Конструкция «Миров»

Ученые не стали «изобретать велосипед». За основу конструкции явно взяты биологические особенности морских раков, когда вся «наблюдательная» и «хватательная» часть расположена в головной части субмарины. Даже искусственных «рук»-манипуляторов перед «глазами»-иллюминаторами две, и они очень похожи на клешни раков... «Рот» ‑ это вместительная корзина, куда эти «клешни» складывают поднимаемые со дна объекты. Байкальские рачки-гаммарусы явно принимали железные аппараты за своих гигантских сородичей.

«Миры» создавались очень тщательно, с 1985 по 1987 годы, ибо речь шла не только о престиже российской науки, но и о гарантии на сохранение жизни их экипажей в условиях предельных глубин, исчисляемых километра­ми водной толщи Мирового океана. Поэтому и стоимость каждого аппарата в то время обошлась в 40 млн. долларов.

Технические характеристики «Миров»: рабочая глубина погружения ‑ 6000 м, максимальная скорость ‑ 5 узлов, запас плавучести (с поверхности) ‑ 290 килограммов, сухой вес ‑ 18,6 тонн (при подъеме с воды краном - до 25 тонн), длина ‑ 7,8 м, ширина (с боковыми двигателями) - 3,8 метра, экипаж ‑ 3 человека.

Чтобы пробраться в капсулу, нужно преодолеть узкий лаз по вертикальной лестнице и найти место трем человекам, не мешая друг другу в работе. Кабина аппарата представляет  тесное пространство- диаметр всего два метра десять сантиметров, где командир располагается в центре, сидя на кресле, а два пассажира по бокам полулежа. Снизу находятся  три иллюминатора ‑ в центре большой для командира, по бокам ‑ поменьше. За внешней средой, освещенной прожекторами на расстоянии метров пять, можно  наблюдать на экране, куда изображение поступает от телекамеры снаружи. Командир, он же пилот, управляет движением субмарины с помощью джойстика, еще двумя рычагами он двигает похожими на клешни внешними манипуляторами. Газовая смесь для дыхания поступает из баллона - создается атмосферное давление.На глубине на иллюминаторы обзора давит сила, равная весу двух тяжелых танков.

«Миры» были специально разработаны для погружения в соленой воде. Теоретически эти аппараты могут работать и в пресном водоеме, однако для этого необходимо было изменить их плавучесть и частично заменить оборудование.

 Этот исследовательский комплекс, объединяющий надводные суда и глубоководные аппараты, не имеет мировых аналогов. В декабре 1987 года были проведены первые испытания субмарины в Атлантике до глубины 6170 метров («Мир-1») и 6120 м (Мир-2). До 2005 года осуществлено 35 экспедиций в Атлантический, Тихий и Индийский океаны, а в августе 2007 состоялось погружение на дно Ледовитого океана в точке Северного полюса.Из-за способности «Миров» погружаться глубже 6 километров в морской воде, многие государства встали в очередь за приглашением российскихученых с их уникальным комплексом поучаствовать в разрешении своих глубоководных проблем. Они обследовали погибший английский «Титаник», немецкий «Бисмарк», японскую подводную лодку «1-52», наши отечественные атомоходы «Комсомолец» и «Курск».

Первые погружения и начало изучения озера «Мирами».

2008

Начало глубоководных погружений «Миров» освещалось многими электронными и печатными средствами массовой информации

Первым ушел под воду «Мир-1». Когда его красный корпус «провалился» в бездну Байкала, настала очередь «Мира-2».

В 12 часов 49 минут задраили люк, подняли субмарину краном с баржи и опустили за борт. Мимо проплывал чудный неизведанный мир. Словно птицы в небе парили в толще воды голомянки ‑ самые необычные рыбы озера-моря. Они размеренно двигали плавниками, похожими на веера.

Мелкие частицы,  поднятые субмариной при посадке на илистое дно, напоминающее лунный пейзаж, хаотично плавали вокруг.  Но вместо кратеров дно было покрыто бугорками и ямками ‑ жилищами донных животных. В свете прожекторов кишели мириады существ.  Блаженствовали рачки, мальки, личинки, рыбы, черви и прочее. Хозяйничали голомянки. Осетры, таймени, стерляди, омули, сиги и прочая крупная рыба пасется выше, нерпа ныряет на глубину до 300 метров. Голомянки величаво колыхали плавниками. Никто ее не съест, разве что другая голомянка. Несмотря на обилие корма, они каннибалы. Мимо, не обратив на лодку внимания, проплыла большая рыба.

Я нашла ответ на свой вопрос – что можно увидеть в бесконечных глубинах Байкала.

За время экспедиции, начавшейся в конце июля, глубоководные обитаемые аппараты совершили 52 погружения на дно Байкала, благодаря которым учеными был совершен ряд важных открытий. В частности, ученые обнаружили нефтеносные породы, сейсмогенные грунты, а также новые микроорганизмы.

Нефть.

На глубине 900 метров ученым удалось увидеть естественные газо- и нефтепроявления. Еще в 2003 году со спутника удалось зафиксировать на льду Байкала темное пятно диаметром с километр. Позже эхолот показал на этом участке озера наличие подводной аномалии: нефть и газ по трещинам и через вулканчики в донных осадках выходят наружу. А в 2009 году ученые нашли еще один грязевый вулкан ‑ Санкт-Петербург. В 2005 году из его жерла с глубины 1400 метров вырвался газовый факел высотой 900 метров.

Нефть на Байкале продолжает давать о себе знать. Ее пугающие пятна диаметром в километр периодически фиксируются со спутников. Ученые установили, что только на Ольхонском разломе ежегодно выходит на поверхность (по-научному «разгружается») до 4 тонн нефти. Тем не менее, несмотря на постоянные выбросы, площадь загрязнения почему-то не увеличивается. Она каким-то образом трансформируется. Глубоководные погружения  установили, что в устье реки Баргузин существует стойкое нефтяное пятно, просачивающееся на поверхность сквозь мощные осадочные породы. Нефти этой нет на прибрежной суше. «Миры» совершили здесь погружение. На глубине 850 метров они нашли активно действующий источник нефтяного «извержения». Правда, бьющего фонтана не выявлено, поскольку в этом месте вода была очень мутной и словно кипящей. Само дно покрыто трещинами и разломами, через которое, очевидно, нефть и выходит. Затем в другом месте обнаружены некие «постройки» из битума до 10 метров над дном Байкала, похожие на вулканические конусы, из которых капля за каплей поднимались жирные нефтяные пузыри черного цвета.

Обнаружение вулканических конусов  было сказочным моментом. Двигаясь по ровному дну, вдруг перед глазами выросло что-то причудливое. Коралловидное, все облепленное белыми огромными планариями и различными рачками. Пузырьки газа, покрытые пленкой нефти, из осадков поднимаются прямо на поверхность. По мере всплытия пузырьков газ растворяется, а пленка нефти сливается в маленькие шарики, которые далее образуют на поверхности Байкала нефтяное пятно.

Газогидраты.

   Было зарегистрировано открытие в зоне вечной мерзлоты газогидратов - твердых льдоподобных соединений газа с водой. В природных условиях высокого давления и низких температур газогидраты образуются главным образом из углеводородных газов (чаще всего метана) в глубоководных осадках морей и океанов и в районах многолетней мерзлоты.

Газогидрат представляет из себя массивное образование, уходящее в толщу донных осадков озера. Ученым удалось найти на дне кусок газогидрата, который по внешнему виду напоминает кусок льда. Они захватили его манипулятором аппарата «Мир-2», но поднять наверх кусок не удалось: на глубине в 200 метров он взорвался. Это произошло из-за повышения температуры и понижения давления.

Погружение «Миров» 29 и 30 августа в районе Большого Голоустного и грязевого вулкана Маленький (Южный Байкал) можно назвать уникальным. Лимнологи впервые сумели подобраться вплотную к грязевым вулканам на подводных разломах. Эти вулканы и содержат газогидраты.

   Газогидраты являются топливом будущего. Их запасы огромны, и по самым приблизительным оценкам при промышленной добыче даже 1 % и превращении их в газ весь мир был бы снабжен чистым горючим топливом с наименьшим парниковым эффектом. В Байкале по предварительным подсчетам их запас сопоставим с запасами Ковыктинского месторождения.

Но прежде всего гидраты в условиях пресной воды нужно изучить.  Сегодняшняя задача ученых на «Мирах» ‑ оценить их запасы и возможности их добычи в будущем, не нарушая экологического равновесия. В первую очередь глубоководные аппараты исследуют места выхода гидротерм и грязевых вулканов, определят фоновый уровень для оценки загрязнения углеводородами, займутся прогнозированием новых точек выброса газа из глубинных донных осадочных слоев. Специалистам важно понять механизм выхода газов на поверхность, формирования газовых гидратов и их растворение воде.

Голубая губка

Голубая губка – это пока не новый вид, но уже загадка. Её подняли во время погружений на выходе из Ольхонских Ворот, где было три спуска на глубины около 1,5 тыс. м. В Байкале около полутора десятков эндемичных видов губок. И с теми, что живут на небольших глубинах, всё понятно – они зелёные за счёт симбиотического организма – сине-зелёных водорослей. А на глубинах более 100 м губки становятся белыми, поскольку все организмы на больших глубинах обычно белые. Образцы, собранные на глубинах 1 тыс. и 800 м, имеют различные оттенки голубого, бирюзового. Зачем им окраска, ведь солнечный свет туда не попадает, совершенно непонятно. Это одна из загадок. Скорее всего, цвет обусловлен не симбиотическими организмами. Но чем именно – неизвестно. В ближайшее время учёные намерены изучить феномен с молекулярно-биологической и морфологической точек зрения. И понять – новый это вид или нет.

«Миры» вначале опускались на максимальную глубину, а потом медленно вдоль склона поднимались наверх, записывая картинку и отбирая образцы. «Там были совершенно удивительные вещи, которые изменили наши взгляды на то, что происходит на дне Байкала, – говорит Дмитрий Щербаков. – Нужно видеть, как эти животные сидят в своём естественном окружении. Конечно, то, что мы видели до сих пор, – это изломанные и, как правило, полудохлые организмы, которые поднимали на драгах». Даже в первом приближении уже появились необычные результаты. «Оказалось, что амфиподы на самой большой глубине все увешаны пиявками, которые считались до сих пор мелководными, – рассказал Дмитрий Щербаков. – Глубоководная байкальская фауна возникла совсем недавно, и тот факт, что уже успели образоваться какие-то пары взаимодействующих организмов, свидетельствует об очень быстрой эволюции». Ученые также нашли подтверждения существовавшим гипотезам о том, что раньше уровень воды в Байкале мог быть ниже на полкилометра.

Золото Колчака.

Существует версия, что в Гражданскую войну в Байкале могли затонуть сошедшие с путей вагоны, в которых якобы могла находиться часть золотого запаса Российской Империи, перевозимая "белым" адмиралом Александром Колчаком.  

В 1914 -1917 годах около трети золотого запаса России было отослано на временное хранение в Англию и Канаду, а примерно половина была вывезена в Казань. Более 500 тонн золота было захвачено 7 августа 1918 года войсками Народной армии и отправлено в Самару, откуда потом было вывезено в Уфу, а в ноябре 1918 года - в Омск, где поступило в распоряжение правительства Колчака. 31 октября 1919 года золотой запас был погружен в 40 вагонов для перевозки по Транссибирской магистрали, перевозка контролировалась чехами.

27 декабря 1919 года штабной поезд и поезд с золотом прибыли на станцию Нижнеудинск, где представители Антанты вынудили адмирала Колчака подписать приказ об отречении от прав Верховного правителя России и передать эшелон с золотым запасом под контроль Чехословацкого корпуса. 15 января 1920 года чешское командование выдало большевикам адмирала и часть золотого эшелона. Следы оставшихся в руках "союзников" ценностей затерялись.

По мнению ряда исследователей, золото до сих пор лежит в банках Великобритании и Японии, другие полагают, что именно благодаря захваченным ценностям Чехословакия пережила небывалый экономический подъем в двадцатых-тридцатых годах прошлого века. Однако уже более восьмидесяти лет живет легенда о том, что часть золотого запаса, вывезенного белыми из Казани, затерялась на сибирских просторах или лежит на дне озера Байкал.

Участники экспедиции «Миры на Байкале» обнаружили огромный кусок каменного угля, возможно, имеющий отношение к топке паровоза эшелона, перевозившего золотой запас Российской империи, «золото Колчака», в годы Гражданской войны. Тогда, во время крушения, поезд упал на глубину 1300 метров.

Как сообщает Фонд содействия сохранению озера Байкал, местом находки является 99 км. Кругобайкальской железной дороги от Иркутска, где было совершено два погружения глубоководных аппаратов.

Кроме каменного угля, радары аппаратов «Мир-1» и «Мир-2»  показали наличие металла на глубине 350 м. в районе мыса Шаманский, предположительно это – останки ушедшего под воду в 1874 году обоза с казной кяхтинских купцов (4 повозки перевозили 3 млн. серебряных монет). В этом месте также обнаружены волосяная веревка и следы от «кошек» на скале – с помощью такого оборудования найти кожаные мешки с монетами пытались казаки.

Самая глубокая точка Байкала, которой достигли "Миры", составляет 1,608 тысячи метров от поверхности озера.

   Первый сезон  экспедиции «Миров» закончился 10 сентября 2008 года. Последнее погружение состоялось 8 сентября в заливе Лиственичном.  Глубоководные аппараты 17 сентября были перевезены в теплые ангары иркутского авиаремонтного завода, где успешно прозимовали.

2009

Рабочая команда прибыла в Иркутск в конце мая, две недели занимаясь подготовкой аппаратов к предстоящим погружениям.

Одновременно велась расчистка «Ангарского переката», чтобы 65-метровая платформа «Метрополь» с двумя батискафами и мощным краном на борту могла выйти из Иркутского моря в открытый Байкал.

Второй сезон экспедиции «Миры» на Байкале начался в середине июля.

По информации Фонда содействия сохранению озера Байкал 7 августа 2009 года были совершены технические погружения в районе Нижнеангарска на Севере Байкала, куда экспедиция прибыла 6 августа для проведения нового этапа исследований. Как предполагалось, учёные из Бурятии и Москвы занялись поиском и изучением гидротермальных разгрузок, исследованием морфологии дна,  отобрали образцы донного осадка и биоты.

   Специалисты из Института океанологии им. П.П.Ширшова РАН и Лимнологического института СО РАН спустились на дно озера в районе грязевого вулкана Санкт-Петербург и исследовали поля газогидратов. Для подъема их образцов учёные разработали специальный пробоотборник из цинка, в котором можно консервировать пробу газогидрата, дабы оградить ее от изменения давления и температуры воды при подъеме к поверхности.

Еще одно направление исследований  экспедиции 2009года – изучение подводных каньонов в поисках железо-магниевых конкреций,которые рассматриваются как реальные источники марганца, его содержание в них иногда достигает 50%.. Эти полезные ископаемые весьма интересны для геологии.

Для поиска железо-марганцевых конкреций Мир-1 и Мир-2 в июле отправились к точке, расположенной в 14 км от поселка Гремячинск (Бурятия). Аппараты погружались на глубину 800 м, где исследовали склоны подводных каньонов. Конкреции были найдены 8 июля 2009 г. над донным илом, позднее – выше по склону. Одновременно исследователи отобрали пробы байкальской фауны, в том числе планарий.

12 июля «Миры» провели исследования Академического хребта, расположенного между островом Ольхон и Ушканьими островами. Исследование его склонов также включало отбор проб железо-марганцевых конкреций и корок. Однако программа изучения вершины Академического хребта и его подводной части гораздо шире: гидронавты рассмотрели и исследовали породы, складывающие го фундамент, осадочную толщу мощностью до 1000 м. Основные породы, возраст которых оценивают примерно в 2 млрд. лет, оказались кристаллическими сланцами и гнейсами – они присутствуют на Байкале почти везде.

Владимир Путин погрузился на "Мире" на дно Байкала

Премьер-министр России Владимир Путин совершил погружение на дно Байкала на глубоководном аппарате "Мире». На научную станцию экспедиции "Миры на Байкале" глава правительства России прибыл в субботу, 1 августа, в рамках рабочей поездки в Сибирский федеральный округ.

Вместе с Путиным на одном из глубоководных аппаратов "Мир" на дно Байкала отправились заместитель начальника экспедиции, заведующий лабораторией глубоководных обитаемых аппаратов Института океанологии РАН Анатолий Сагалевич и пилот Виктор Нищета.

По данным РИА Новости, перед тем, как опуститься под воду, Путин расписался в журнале погружений. Там он оставил не только свою подпись, но также и надпись "Привет, Байкал". Кроме этого российский премьер пообещал в ближайшие годы начать формирование в России научно-исследовательского флота. "С одиннадцатого года начнем",- пообещал Путин и добавил: "Я не шучу".

Выводы

Экспедиция «Миры на Байкале» подтвердила представление о Байкале как об океане в миниатюре. Эта относительно небольшая, но глубокая природная лаборатория имеет столь разнообразные черты, что ее исследование поможет в раскрытии тайн Мирового океана. Океан в будущем будет играть все большую и большую роль как источник энергетических ресурсов, в том числе и газогидратов. Однако добыча этих ресурсов сопряжена с опасностями, масштабы которых мы только начинаем понимать, на примере недавних событий в Мексиканском заливе. Глубоководные исследования Российской академии наук, направленные на изучение природных выходов нефти, газа и газогидратов на Байкале с помощью аппаратов «Мир» уже дают неоценимую информацию. Эта информация важна при создании технологий поиска, разработки и предотвращения последствий возможных экологических катастроф от добычи энергетических ресурсов Мирового океана.

Ссылки на интернет-ресурсы:

http://www.nbrb.ru/books/section.php?SECTION_ID=564

http://baikalarea.ru/baikal/expeditions/mirs/plato.htm

http://eco.rian.ru/nature/20080807/150149623.html

http://www.rian.ru/science/20080805/150108692.html

http://www.gazeta.ru/science/2009/09/11_a_3259112.shtml

http://lenta.ru/news/2009/08/01/deep/

http://news.rambler.ru/7397357/

http://www.edboe.ru/miry.htm

http://www.baikal-dream.ru/ru/o-baikale/sightseeing/98