Загадка тунгусской катастрофы и климатические прогнозы: как учёные используют данные о донных отложениях озёр Сибири

Специалисты из Института биофизики СО РАН и Сибирского федерального университета исследовали геохимический и биохимический состав донных отложений сибирских озёр и сделали на основе полученных данных ряд выводов о климатической истории региона, а также об истории расселения людей в Сибири.

В рамках технологического проекта НОЦ «Енисейская Сибирь» «Мониторинг и математическое прогнозирование климатических и антропогенных изменений в водных экосистемах вдоль меридионального трансекта Ангаро-Енисейского макрорегиона» под руководством профессора СФУ и ведущего научного сотрудника Института биофизики СО РАН Дениса Рогозинаучёными были обобщены обширные данные, которые собирали на протяжении многих лет при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (РФФИ) и Российского научного фонда (РНФ).

«Архиватор» информации

«Наше направление называется палеолимнология. Лимнология — наука об озёрах, а «палео» — «древнее». Мы добываем информацию из донных отложений различных водоёмов, в основном это озёра, конечно. Озёра хранят в себе, «записывают», как некий носитель, «архиватор» информации о прошлом, всё, что происходило вокруг озера и в озере», — отметил в беседе с RT руководитель проекта, ведущий научный сотрудник Института биофизики СО РАН Денис Рогозин.

По словам учёного, в рамках исследования специальными трубами изымаются со дна водоёмов пробы донных отложений, или керны. Керн представляет собой цилиндр, включающий слои отложений, который потом разрезается и анализируется различными научными методами. Поэтому палеолимнология — мультидисциплинарное научное направление.

«Максимальные глубины, на которых мы работали, — около 60 м. Исследования проводятся, как правило, в течение нескольких лет. Отобрать сам природный материал, донные отложения — это относительно недолго, это вопрос одной экспедиции», — рассказал Рогозин.

«А вот анализ образцов проводится многими лабораториями разной направленности, расположенными в ряде городов и даже стран. Поэтому первые научные выводы появляются в рамках таких исследований, как правило, не раньше чем через два года после забора донных проб», — пояснил учёный. 

• Керн озера в разрезе
• © НОЦ мирового уровня «Енисейская Сибирь» \ Денис Рогозин

Циклические процессы

Как отмечают авторы работы, сведения о том, как менялся климат в прошлом, важны для прогнозирования климатических колебаний в будущем. Письменные источники могут помочь в этом только отчасти, на небольшом отрезке истории — после появления и распространения письменности в том или ином регионе планеты. Зато химическая «летопись» слоёв осадков, скапливавшихся на протяжении десятков тысяч лет, может рассказать о многих событиях прошлого планеты. Поскольку на дне озёр сохраняется стабильно низкая температура, нет света и кислорода, такие осадки как бы консервируются.

Также по теме

Для прогноза изменений климата: учёные выяснили, как распределяется органика на арктическом шельфе

Российские учёные совместно с группой иностранных коллег провели исследование дна в море Лаптевых, чтобы точнее прогнозировать...

«Если мы наблюдаем какие-то циклические процессы в прошлом, то есть все основания ожидать, что это природный цикл, который будет сохраняться и в будущем», — отметил Рогозин.

Предметом изучения биохимиков стали несколько озёр средней Сибири — в степной части Минусинской котловины (Хакасия и юг Красноярского края), а также водоёмы на участке северной тайги на Центрально-Тунгусском плато в Эвенкии. Именно здесь в июне 1908 года произошло загадочное явление — тунгусская катастрофа: мощный атмосферный взрыв неизвестной природы, вызвавший обширный лесоповал и пожар.

Кроме того, специалисты изучили пробы солёных озёр Минусинской котловины на предмет концентрации в них пигментов каротиноидов и углеводородов алкенонов. Первые соединения синтезируются серными бактериями, по их отложениям можно оценить, когда уровень воды в озере поднимался. Алкеноны же производятся микроводорослями и могут указывать на периоды, когда солёность воды вырастала — соответственно, тогда же понижался уровень водоёма.

• © НОЦ мирового уровня «Енисейская Сибирь» \ Денис Рогозин

Ещё одно соединение, которое представляет интерес для учёных, — станолы. Эти вещества производит кишечная микрофлора животных и человека. При этом известно, что в кишечнике человека преобладает один из станолов — копростанол.

Как показало исследование, содержание этого вещества повышалось в озере Шира в IX—X веках, что подтверждает исторические данные о расцвете в этот период государства Енисейских кыргызов. Ещё один подъём уровня копростанола в озере пришёлся уже на начало прошлого века, когда водоём стал местом курортного отдыха.

Тунгусская катастрофа

Работа учёных также пролила свет на загадку Тунгусского метеорита. Ранее предполагалось, что удар астероида о землю мог стать причиной образования озера Чеко. Однако донные пробы показали, что озеро образовалось задолго до 1908 года, соответственно, его появление никак не связано с тунгусской катастрофой.

Также по теме

«Реальный инструмент»: российские химики научили ИИ распознавать структуру новых молекул

Специалисты Института органической химии им. Н.Д. Зелинского создали нейросеть, которая способна определять молекулярную структуру...

Кроме того, учёные исследовали два соседних озера, Заповедное и Пеюнгда, которые похожи на Чеко по форме и размерам. Эти водоёмы тоже оказались достаточно старыми. Значит, Чеко — вполне типичное для данной области озеро.

При этом исследователи обнаружили в озёрах Заповедное и Пеюнгда слой отложений, который может быть связан именно с катастрофой: вероятнее всего, он образовался в результате смыва почвы с вывороченных взрывом корней деревьев. А в озере Чеко есть слой с повышенной концентрацией угля — скорее всего, это последствие сильных пожаров, охвативших местность после катастрофы.

«Мы просто показали, что, скорее всего, само озеро, судя по его донным отложениям, старше, чем тунгусская катастрофа. На этом основывается наше утверждение, что озеро Чеко, скорее всего, не является следом Тунгусского (метеорита)», — подытожил Денис Рогозин.