От Камчатки до чёрных дыр
Как достопримечательности России помогают ловить загадочные частицы из космоса, создавать материалы будущего и двигают вперед науку
Байкал: наука чистой воды
О том, что Байкал самое глубокое озеро в мире (более 1600 метров) и в нем сосредоточена пятая часть всей жидкой пресной воды на планете, – знают многие. А вот то, что когда-то здесь водились попугаи и носороги, известно не всем.
Байкал одно из самых древних ныне существующих озер, ему около 30 млн лет (для сравнения: большинство озер заполняется илом и исчезает «всего» за 10–15 тысячелетий).
Секрет долголетия в том, что Байкал – это наполненная водой тектоническая котловина глубиной почти 10 км. Разница между глубиной котловины и самого озера – это слой ила толщиной около 8 км (!). Он бы давно завалил весь Байкал, но тектонические процессы продолжают углублять котловину на несколько миллиметров в год.
Эти слои ила содержат подсказки о древнем климате, который за время существования Байкала менялся неоднократно и разительно. И те самые попугаи и носороги водились на берегах 16–18 млн лет назад, когда здесь был тропический климат.
Как озеро антибиотики и антиоксиданты поставляет
Изучение байкальских видов приносит и практическую пользу. Например, глубоководные животные-падальщики живут в симбиозе с микробами, вырабатывающими для них антибиотики. Врачам всегда нужны новые антибиотики, поскольку болезнетворные бактерии быстро приспосабливаются к лекарствам. Однако отыскать их становится все труднее: большинство перспективных с этой точки зрения экосистем уже хорошо изучено. Глубины Байкала – счастливое исключение.
Благодаря прозрачному льду фотосинтез в озере идет круглый год, и иногда кислорода в воде становится слишком много. Поэтому байкальские организмы вырабатывают антиоксиданты, которые борются с окислительным стрессом – важным фактором старения в том числе и у человека.
Толща воды как «око» телескопа
А еще в водах Байкала работает телескоп Baikal-GVD (Gigaton Volume Detector, то есть «Байкальский детектор гигантского объема»). Он регистрирует нейтрино высокой энергии – частицы, приходящие на Землю из глубокого космоса, в том числе из окрестностей сверхмассивных черных дыр. Детекторы такого типа требуют огромного объема прозрачной воды, так что сибирское озеро – настоящее сокровище.
Хранилище неизвестной жизни
В большинстве глубоких древних озер вода насыщена кислородом максимум до глубины 100 метров. Более глубокие слои почти необитаемы. Но Байкал благодаря регулярному вертикальному перемешиванию воды насыщен живительным газом по всей огромной толще. Поэтому озеро очень богато жизнью. Здесь более тысячи видов растений и более 2500 видов и подвидов животных. Биологи полагают, что на самом деле их в несколько раз больше. Во-первых, детально исследовано только первые 50–100 метров водной толщи озера. Во-вторых, в Байкале обитают очень похожие внешне виды, различить которые можно только по ДНК. Не менее двух третей байкальской фауны не встречается больше нигде в мире.