: 3 июн 2016 , Я есть! , том 68,
№2
«Авоська и авось». Экологический кризис на Байкале: загадка века
По телевидению показывают жуткую картину: в океанах образовались три огромных горы пластикового мусора, в основном использованных пластиковых бутылок и пакетов. Разлагается пластик медленно и дает мельчайшие чешуйки, которые заглатывают рыбы и другие обитатели океана и гибнут в страшных мучениях.
Ни иностранцы, ни наши молодые люди уже не помнят, что такое авоська.
Очевидное решение: запретим пластиковые мешки во всем мире.
Дадим всем авоськи и пластиковые бутылки заменим на стеклянные, и, авось, мусора в океане не будет. Так-то оно так, но тем не менее, однако… Не все так просто. Производство пластика приносит огромные прибыли, создает миллионы рабочих мест. Пока человечество не откажется от модели безудержного потребления, быть в океане мусору, гибнуть в океане рыбам и ракам …
Экологический кризис на Байкале
Начавшийся в 2011 году экологический кризис на Байкале многократно описан в научной литературе моими коллегами и другими учеными, а также в прессе; о нем говорят по радио и телевидению. О нем постоянно напоминают неправительственные организации, например, предводитель Северобайкальского природоохранного движения А. В. Тиссен. Причина его не ясна. Кризис крупномасштабный, охватил все мелководье Байкала по всему периметру длиной 1800 км. Коровы и лошади воду не пьют, люди не могут пить воду даже после кипячения. Купальщик поскальзывается, когда входит в воду. В журнале National Geographic байкальская субстанция названа слизью, которая покрывает дно. Дайверы раньше видели предметы на расстоянии 20—30 м, теперь видимость иногда падает до 2 м. Такой вот участок Мирового природного наследия ЮНЕСКО...
Дам только краткое перечисление фактов:
• необузданное развитие необычной для Байкала нитчатой зеленой водоросли спирогиры – тысячи и тысячи тонн;
• гибель почти всех байкальских губок, принадлежащих к нескольким эндемичным видам;
• исчезновение августовского стада байкальского бычка-желтокрылки, одной из кормовых баз омуля;
• неумеренное развитие цианобактерий на больных и мертвых губках и на грунте; образование толстых скользких водорослево-бактериальных матов;
• появление цианобактерий, выделяющих смертельно опасные нервно-паралитические яды сакситоксины.
Все это происходит в прибрежной мелководной зоне шириной порядка 100—200 м и глубиной до 25—50 м, на эту глубину еще проникает нужный для развития спирогиры солнечный свет.
Анжелика Васильевна Тиссен, 1971 г. р., окончила Иркутский сельскохозяйственный институт по специальности «Биолог-охотовед», работала психологом в военкомате, инженером-программистом в «Бурятэнерго», предпринимателем. В настоящее время возглавляет находящуюся в Северобайкальске общественную организацию «За чистый Северный Байкал». В 2011 г. именно она обнаружила массовые выбросы погибшей спирогиры на северо-западном побережье Северного Байкала и добилась приезда федерального природоохранного инспектора Е. А. Иванова. Инспектор убедился в том, что А. В. Тиссен права и обратился в наш институт, чтобы мы помогли разобраться в ситуации.
С 2011 г. по настоящее время А. В. Тиссен беспокоит все уровни власти и просит помочь и спасти Байкал, и не без успеха. Недавно она встречалась с Главой Республики Бурятия В. В. Наговицыным. Вячеслав Владимирович, мудрый человек, сказал ей: «Что ты беспокоишься, пройдет время, и кризис пройдет. Возле Байкала есть озеро Котокель, и несколько лет назад там тоже был экологический кризис. Наука подняла большую тревогу, точную причину ученые тогда не установили, и мы не делали почти ничего. Сейчас Котокель снова чистый, все в порядке».
И действительно, ученые сейчас не знают, какова точная причина байкальского кризиса, и найти ее – дело чести науки
Пелагиаль Байкала – его глубоководная зона – пока не пострадала; не изменилась ни химия воды, ни фитопланктон, ни изобилие омуля, ни благополучие байкальского тюленя. Это не мое мнение, а факты.
На наших четырех научно-исследовательских судах мы провели за последние четыре года 50 экспедиций, еще несколько экспедиций – по льду; сделаны лабораторные анализы, расчеты с участием не менее 50 наших и 10 иностранных ученых и отечественных узких специалистов. Наши водолазы совершили около 200 опасных погружений на глубины до 50 м. Очень помогло нам Федеральное агентство научных организаций, ФАНО, – оплатило все топливо, закупило запчасти для импортных приборов, разрешило ввести дополнения в государственные задания.
Байкал – это сложная система; не «очень сложная», а сложная. Это не эпитет, а математический термин.
Английский физик Исаак Ньютон (1643—1727) писал: «Дайте мне координаты и импульсы всех частиц во вселенной, и я вам опишу все ее прошлое и предскажу все будущее». Неправ был старик, нельзя этого сделать, но не потому, что приборов, наблюдателей и компьютеров у нас недостаточно, а по принципиальным причинам. Все реальные системы в нашем мире сложные, неравновесные, и точное предсказание их поведения принципиально невозможно.Но ученые выдвигают десятки гипотез – это их работа. Перечислю гипотезы о причине байкальского кризиса:
Загадка века
Кризис я называю «загадкой века», поскольку, по крайней мере, за 100 последних лет научных наблюдений на Байкале подобной беды не случалось ни разу. И раньше, во времена протопопа Аввакума, подобной выходки спирогиры, вероятно, не было ни разу. Где же загадка? Постоянно проживающие на берегу Байкала жители сбрасывают в озеро ежегодно около 50 т неорганического фосфора. Общее количество неорганического фосфора в Байкале – 308 000 т, т. е. примерно в 6000 раз больше. Значительная часть фосфора к тому же ежегодно утекает с водами Ангары. Ничтожная ежегодная добавка – 1/6000 часть – не могла бы вызвать и не вызвала эвтрофикацию всего озера. Представьте себе, что вам принесли горшок с горохом, но повар ошибся и положил одну лишнюю горошину. Вырастет ли ваш вес?
«...Лодку починя и паруса скропав, через море пошли... Егда к берегу пристали, восстала буря ветренная, и на берегу насилу место обрели от волн. Около ево горы высокие, утесы каменные и зело высоки, – двадцеть тысящ верст и больши волочился, а не видал таких нигде. Наверху их полатки и повалуши, врата и столпы, ограда каменная и дворы, – все богоделанно. Лук на них растет и чеснок, – больши романовского луковицы и слаток зело. Там же растут и конопли богорасленныя, а во дворах травы красныя и цветны и благовонны гораздо. Птиц зело много, гусей и лебедей – по морю, яко снег, плавают. Рыба в нем – осетры и таймени, стерледи и омули и сиги и прочих родов много. Вода пресная, а нерпы и зайцы велики в нем: во океане-море большом, живучи на Мезени, таких не видал. А рыбы зело густо в нем: осетры и таймени жирни гораздо, – нельзя жарить на сковороде: жир все будет. А все то у Христа тово-света наделано для человеков, чтоб, успокояся, хвалу Богу воздавал».
им самим написанное» (1662)
Зато добавка «горошины» антропогенных питательных веществ в мелководье Байкала действительно могла бы легко вызвать эвтрофикацию прибрежной зоны, если бы она была отделена от открытого Байкала водонепроницаемой стеной, ведь ее объем равен всего пяти кубокилометрам, а объем всего Байкала равен 23 тысячам кубокилометров.
Но стены-то нет. Почему же вода мелководий не обменивается с водой открытого Байкала? Это очень сложная задача из области гидродинамики, для решения которой требуются талантливые физики, математики; не имитационные, а более сложные математические модели; нужны эксперименты во вращающихся опытовых бассейнах, нужны новые натурные наблюдения.
К тому же надо объяснить не только эвтрофикацию мелководной зоны, но и взаимосвязь всех происходящих одновременно кризисных событий: безудержное развитие спирогиры – гибель губок – безудержное развитие ядовитых цианобактерий.
Массовая гибель популяций морских губок наблюдается в мире повсеместно – в Мексиканском заливе, в Карибском море, в Северной Атлантике, в Средиземном море, на Большом Барьерном рифе. Правда, массовая гибель пресноводных губок описана нами впервые. Причину массовой гибели морских губок пытаются установить ведущие биологи многих стран мира, грешат на заражение неизвестными микробами, на глобальное потепление климата, на яды антропогенного происхождения, на возросшее поступление питательных веществ. Работы ведутся, начиная с середины ХХ века, но к успеху не привели, причины так и остаются неизвестными.
Байкал – гораздо более простая экосистема, чем Мировой океан, и во многом можно было бы разобраться года за три, если бы были деньги. Нельзя работать без реактивов и «расходников», без ремонта приборов, без оплаты аутсорсинга, никто нам в долг не поверит. Какого-либо специального фонда для разрешения кризисных экологических ситуаций в стране нет, обычного же финансирования не хватает. Естественно, что еще в 2011 г. мы доложили научному сообществу и политическим руководителям всех уровней о кризисе, но деньги от этого не появились.
На принятую в 2012 г. Федеральную целевую программу «Об охране озера Байкал и социально-экономическом развитии Байкальской природной территории» выделено 57 млрд рублей, но ничего не выделено байкальской науке, а нам нужно всего лишь 0,4 % от этой суммы, чтобы попытаться понять, что происходит. Без более глубокого понимания трудно надеяться на то, что предлагаемые меры дадут ожидаемый эффект.
На Байкале из 29 сооружений для очистки бытовых стоков поселков и объектов рекреации работает только два, и даже они не обеспечивают предписываемого Законом качества очистки стоков. Нужны не обычные сооружения с биологической очисткой, а специальные установки, в которых доочистка от соединений азота и фосфора производится благодаря специальным технологиям и применению реагентов. Обычное очистное сооружение с биологической очисткой стоков для крупного Байкальского поселка будет стоить 400 млн рублей. Сооружение с дополнительной доочисткой от питательных элементов – азота и фосфора – будет стоит раза в два дороже. А ведь на всем западном побережье Байкала нет не только очистных сооружений, но и системы канализации, без которой эти сооружения бесполезны.
Еще лет 20 назад можно было надеяться, что Байкал справится с человеческими отходами сам. По дороге, ведущей из Иркутска в пос. Листвянка – это самая близкая к Иркутску «визитная карточка» Байкала – пробегало несколько десятков машин, бродили стада коров, и машины уступали им дорогу. По данным ГАИ, в один из дней 2015 г. Листвянку посетило три тысячи автомобилей, и в каждом сидело в среднем по четыре человека. Канализации на большей части территории Листвянки нет, загрязненные стоки из жилых домов и гостиниц с подземными потоками так или иначе попадают в Байкал.
Строительство очистных сооружений и канализации на берегу Байкала потребует много времени и сил.
Однако представим себе на минуту, что наука была не права, не сумев провести достаточно детальных и убедительных исследований. Окажется, что деньги на систему удаления фосфора были потрачены неэффективно. Но очистные сооружения нужно строить, так сегодня требует Закон. Так бывает – политики часто вынуждены принимать решения в условиях недостатка информации, но лучше, чтобы информация была.
Сейчас необходимо разработать и испытать на деле различные системы удаления фосфора из стоков, а в идеале – доказать, что благодаря этому экологический кризис на Байкале может быть остановлен и повернут вспять – это предмет науки.
Известно, что скупой платит дважды. Я уверен в том, что опытно-промышленные установки будут созданы и испытаны, а деньги найдутся. Сегодня отношение к этой проблеме заметно изменилось.
Черный лебедь
Кризис на Байкале стал совершенно неожиданным, и вряд ли его можно было предсказать.
Есть такой знаменитый американский философ, математик, экономист и успешный игрок на бирже, Нассим Николас Талеб. Родился он в Ливане в 1960 г. Знаменитую Гарвардскую школу экономики он называет Советско-гарвардской школой экономики, которая своей главной задачей считает предсказание курсов акций и благополучия государства. Как он говорит, в этой школе есть кафедра орнитологии, где в клетке содержат птиц, а профессора учат птиц летать – машут рукавами, поднимают ногу, опускают нос. Месяца через три птиц отпускают. И, о чудо! Птицы научились, они летят и улетают прочь. Слава прекрасным экономистам! Прекрасная школа!
Талеб ввел понятие «черного лебедя». Наши экономисты, кажется, о нем слышали. «Черный лебедь» – редкое событие большой амплитуды, которое совершенно невозможно предсказать в принципе, даже если есть компьютеры любой мощности. Обычными «советско-гарвардскими» методами нельзя пользоваться для игры на бирже для того, чтобы предсказывать климат или цены на нефть и курс доллара, результат настоящего научного исследования, будущее состояние Байкала – потому что все это – сложные системы, в которых бесконечно малые причины могут рождать бесконечно большие последствия. Талеб извлек выгоду из понимания черного лебедя, его секрет был в том, что встретить «черного лебедя» он всегда был готов, и в результате преуспел.
Не понадеялся он на русский авось. Надеюсь, что и мы сумеем понять и обуздать своего байкальского «черного лебедя».
Литература
Бормотов А. Е. Что случилось с байкальскими губками?// НАУКА из первых рук, № 5(41), 2011
Ващенко Б. Чужие на Байкале // National Geographic. 2015. № 146. С. 6.
Ицкович В.Б., Шигарова А. М., Глызина О. Ю. и др. Изменение содержания БТШ70 у байкальской эндемичной губки Lubomirskia Baicalensis в процессе обесцвечивания и в условиях гипертермии // Актуальные проблемы науки Прибайкалья: Сборник статей / отв. ред. И. В. Бычков, А. Л. Казаков. Вып. 1. Иркутск: Издательство Института географии им. В. Б. Сочавы СО РАН, 2015. С. 135–138.
Кравцова Л.С., Ижболдина Л.А., Ханаев И.В. и др. Нарушение вертикальной зональности зеленых водорослей в открытом Лиственничном заливе озера Байкал, как следствие локального антропогенного воздействия //Докл. РАН. 2012. Т. 447 № 2. С. 227—229.
Ханаев И. В., Дзюба Е. В., Кравцова Л. С., Грачев М. А. Влияние массового развития зеленых нитчатых водорослей на воспроизводство желтокрылки Cottocomephorus grewingkii (Dybowski, 1874) (Cottidae) в условиях экологического кризиса озера Байкал // Докл. РАН. 2016. Т. 467 № 1. С. 119—121.
Howard B.C. Green Slime Invades World’s Deepest Lake // National Geographic, 2015 V. 7. Kravtsova L. S., Izhboldina L. A., Khanaev I. V. et al. Nearshore benthic blooms of filamentous green algae in Lake Baikal // J. Great Lakes Res. 2014. V. 40. P. 441–448.
TimoshkinO.A., Samsonov D.P., YamamuroM. et al. Rapid ecological change in the coastal zone of Lake Baikal (East Siberia): Is the site of the world’s greatest freshwater biodiversity in danger? // J. Great Lakes Res. 2016. V. 42. N 3. P. 487—497
В публикации использованы фото: С. 12 – В. Короткоручко; NASA/Goddard Scientific Visualization Studio; С. 13 – С. Инкена; С. 14 – Министерство природных ресурсов и экологии РФ, «Государственный доклад о состоянии озера Байкал и мерах по его охране в 2014 г.»; В. Глупова, О. Хлыстова, В. Короткоручко, Е. Волковой; С. 18 – черный лебедь, Cygnus atratus. Centiennal Park, Сидней, Австралия, 9 августа 2008. Фото с https://www.flickr.com
: 3 июн 2016 , Я есть! , том 68,
№2 
