«Каждое озеро мечтает стать болотом»

Что изучает гидрология, почему для этой науки важна каждая лужа и как бобры спасли столичный регион шестнадцать лет назад, рассказывает Александр Цветков, научный сотрудник лаборатории гидрологии и гидрохимии Института биологии внутренних вод им. И. Д. Папанина РАН.

— Александр Игоревич, вы занимаетесь гидрологией. Что это за наука?

— Гидрология – это наука о воде. Когда у нас проходят занятия с детьми, я объясняю так: это о том, что куда течет и в каком объёме.

— В детских сказках встречаются кисельные реки и молочные берега. Если бы такие реки были в реальности, могла бы в них существовать жизнь?

— Я думаю, да. Какие-нибудь бактерии там обязательно жили бы. Это такая питательная среда, в которой вполне возможно обитание. Ведь бактерии встречаются в кальдерных водоёмах с высокой температурой, образующихся после обрушения верхушки вулкана. Так почему бы им не жить в киселе? Не только в воде может быть жизнь. Почти в любой жидкости она может появиться – ведь если тот же кисель начинает портиться, бродить, то сразу понятно, что там завелись микроорганизмы.

— Тем не менее, есть жидкости, где не может быть жизни?

— Конечно, в соляной кислоте никто жить не будет, хотя мы знаем, что даже в водоёмах с очень высоким содержанием токсических веществ находят микроорганизмы – как, например, в озере, находящемся внутри Баксанской нейтринной обсерватории.

— А что делает невозможным существования жизни?

— Наверное, степень агрессивности среды, хотя какова эта степень, сказать сложно. Допустим, в Подмосковье есть озеро, которое так называется – Смердячье. Оно сероводородное. В сероводороде обычные организмы, которые мы видим глазом, жить не могут. Рыбы там нет. Но, несмотря на это, там довольно богатая фауна.

Ещё есть так называемые «временные водоёмы» – лужи, канавы, временные старицы и прочие пересыхающие лужицы. Сотрудник нашего института Александр Прокин занимался изучением обитателей подобных водоёмов во Вьетнаме, искал там эндемиков. Они были найдены, причем это оказались древние организмы. Если брать наши временные водоёмы, то в них живёт большое количество ракообразных, например те же дафнии. Это организмы, которые являются пионерными при заселении луж! Их также очень много в бобровых прудах. Наверное, все с детства помнят опыты Левенгука, когда он брал какую-то на первый взгляд безжизненную воду, а потом обнаруживал в них богатое развитие фауны.

— Лужи и канавы – это тоже предмет изучения гидрологии?

— А как же! Конечно, помимо временных, есть и постоянные водоёмы: озёра, реки, пруды, моря и океаны. Озера очень разнообразны. Они могут различаться по происхождению: тектонические, как Байкал; ледниковые, которые образовались после отхода ледников, как большинство наших озер центральной полосы; глубоководные, мелководные. Также по происходящим в них процессам – меромиктические, динамика в которых вызвана хемоклином, то есть различием в солёности, димиктические, динамические процессы в которых происходят из-за разницы температур и плотности воды. Большинство озер димиктические, мермиктических мало. Классическое меромиктичское озеро – это Шира в Хакассии.

Александр Цветков и бобровая плотина в русле реки Латка, Ярославская область. Фото Дмитрия Кулакова.

— Почему они солёные? Не из морей же вода в них попадает?

— Нет, вода из морей туда не попадает, просто там такие подстилающие породы на водосборе. У того же Александра Прокина была интересная работа по временным водоёмам центрального Гоби. Я по спутниковым снимкам отсматривал динамику их возникновения, связывал с выпавшими осадками, состоянием ледников. Электропроводность воды там составляет от 4000 миллисименсов, очень большая. И это говорит о высоком насыщении солями. То есть, этот водоём подпитывается либо с водосбора, либо из грунтовых вод, богатых солями. Если переносить это на наши водоёмы и водотоки, то обычно я привожу в пример реку, которая протекает рядом с нами, Ильдь (река в Ярославской обл. — прим. ред.). В её долине пробурили скважин на глубину 60 метров. И если в самой реке электропроводность в межень порядка 700 миллисименсов, то в этой скважине – 5000. Это фактически минеральная вода.

— Можно пить?

— Прежде чем что-то пить, надо выяснить, насколько это безопасно. Если в воде, например, много железа, то пить её может быть не очень полезно.

— Чем озера отличаются от прудов?

— Во-первых, конечно же, размером. Пруды, как правило, меньше. Их тоже можно подразделять на виды. Например, копань – это полуестественный или искусственно созданный человеком пруд. В барских усадьбах очень часто были такие пруды – например, у нас в Борке. Хотя доподлинно историю этого пруда никто уже не знает. Со временем копанные пруды превращаются в естественные.

— А болота?

— Болота – это отдельная и очень сложная система. Они очень разные, их изучают особые специалисты. Как, опять же, я говорю детям, каждое озеро «мечтает» стать болотом. Оно в процессе эволюции, сукцессии, превращается в болото, поскольку накапливаются осадки, оно постепенно заболачивается, берега наступают в центр озера. Век человечества недолог, инструментальных наблюдений немного, поэтому нам сложно это осознать.

Старый бобровый пруд на реке Таденка, Приокско-Террасный биосферный заповедник, деревня Данки. Фото Н. Завьялова.

— То есть каждое озеро рано или поздно станет болотом? Даже Байкал?

— Байкал – я слабо себе представляю, как может стать болотом, хотя в последнее время там на дне в массовом количестве стали развиваться нитчатые водоросли – спирогира, которая сигнализирует об азотном загрязнении водоёма. Этот процесс связывают с человеческой деятельностью, поступлением в озеро биогенов. Вообще все реакции цветения – это ответ на поступление биогенного вещества, в том числе азота и фосфора. Однако я не думаю, что Байкал станет огромным болотом, поскольку он очень глубокий. Поступление холодной родниковой воды тоже может очень сильно замедлить заболачивание.

— Знаю, что озёра бывают ледниковые и метеоритные, когда в ударных кратерах накапливается вода…

— Совершенно верно. В нашей стране большинство озёр ледникового происхождения. Есть также карстовые озера, которые распространены, например, во Владимирской области. Карст – это порода, сильно подверженная размытию, и в результате происходят так называемые карстовые провалы. Такое озеро может исчезнуть, уйти под землю в течение ночи. Народ пришел с утра купаться, а озера нет.

— А куда же оно ушло?

— Под землю.

— Наверное, так и появляются легенды, как об исчезнувшем под водой Китеж-граде. А родники и ручьи тоже относятся к водоёмам?

— Нет, это всё-таки водотоки. С чего начинается Волга? С ручейка. И превращается в 3,5 тысячи километров, на которой живет 30 миллионов населения, четверть огромной страны.

Я занимаюсь устьевыми областями рек, впадающих в водохранилище. Устье – это место, где эта река впадает в водоём: море, океан, озеро, водохранилище. У нас в гидрологии очень хорошо изучены большие реки – та же Волга, Енисей, Лена. Устьевые процессы описаны в основном по ним. Созданы целые институты, лаборатории устьевых процессов. А вот малые реки почти не изучены. Вообще, это очень увлекательно. Даже если дождик прошёл и образовалась какая-то лужица, то, изучая её, можно почувствовать себя гидрологом, пусть и в малом масштабе.

Лужа после дождя - малая гидрологическая лаборатория по русловым процессам и устьевым областям. Фото Александра Цветкова.

— Это как?

— Можно посмотреть, как песочек заходит в эту лужу. Когда вода отстоялась, видно, что появляются рукава, образовываются какие-то островки. Можете так поэкспериментировать на досуге – интересно получается. А пресноводные устья водохранилища интересны в том плане, что там может быть такая же динамика, как в море. Там приливы два раза в день, а в водохранилищах человек воздействует фактически на всю биоту. Водохранилище, например, наше Рыбинское — годового плана регулирования, а есть водохранилища суточного регулирования. Когда ГЭС начинает свою работу, то и в устьях рек меняются условия, зона контакта вод реки и водохранилища территориально изменяется. Именно в ней происходят все интересные процессы, связанные как с гидрологией, так и с биологией. Весь седимент, который несёт река, осаждается в устье, что создаёт уникальные условия для развития биоты.

— Сколько рек впадает в Рыбинское водохранилище?

— Порядка 140. Да, малых рек у нас большое количество. Есть работы наших гидрологов, в частности Николая Васильевича Буторина. Он в монографии про Рыбинское водохранилище написал, что затопленные устья рек, или, как теперь называют, «узлы слияния рек», это эстуарий. Эстуарии могут быть совершенно различными, например, лагуны, фьорды, каньоны. Это глубоководное устье, когда во время прилива и отлива происходит бурление, как кипячение. В нашем институте издана монография, посвященная устьевым областям рек, впадающим в водохранилища, где рассказывается о происходящих у нас гидрологических, гидрофизических, биологических процессах. Эталонный водоём – это река Ильдь, потому что она рядышком с нами. Мы изучали устьевую область при впадении её в Волгу, отложения донных наносов, на которых развивается биологическая часть. Устьевые области – это некий ящичек с биологическим веществом, с биогенами, благодаря которому развивается вся фауна и флора. Они обычно сильно различаются, к примеру, в озере и в реке. Но в месте контакта вод они могут соединяться и развиваться в большем количестве, чем в каждом водоёме по отдельности.

Студенты Пермского государственного университета на производственной практике за измерением параметров водной среды в устьевой области реки Ильдь. Фото Александра Цветкова.

— То есть, население устья богаче?

— Да, потому что там всё перемешивается. Именно поэтому у нас рыбаки любят направлять свои лодки в устьевые области – туда, где перемешиваются та же Ильдь, Сутка, Волга.

— А вообще водное население Ильди и Волги отличается?

— Конечно. Есть виды, которые живут, допустим, только в холодных водах. Везде что-то своё, но всё несётся в Волгу. При этом все наши реки текут из болот, их подпитывают верховые и низовые болота.

— Без болот не было бы этих рек?

— Есть реки, которые текут из-под земли, но в данном случае болота совершенно незаменимы, и без них никак.

— В создании многих людей ещё с советских времен существует клише, что болота – это плохо, их надо осушать.

— Это порочная точка зрения. Природа с ней борется, повсеместная мелиорация наделала много вреда. Постепенно все приходят к пониманию, что это далеко не всегда хорошо для местности. Нам в этом деле очень сильно помогают бобры. Они строят плотины, загораживая мелиорационные канавы. Благодаря бобрам вода начинает задерживаться, повышается водность болота. В результате снижается риск возникновения лесных пожаров.

— Бытует точка зрения, что бобры захламляют лес, и вообще их развелось слишком много в последнее время и с ними пора бороться. Нет?

— Человек в эволюционном плане проживает маленькую жизнь, а бобры были задолго до человека, до его строительства и его антропогенного воздействия. Что там раньше было, кто знает? Наверное, не очень правильно всё перекраивать под себя, любимого. Но, опять же, если брать сухой сезон, как в 2010 году, когда дождя не было 40 дней и всё горело, кто нас спасал?

— МЧС?

— Нет, бобры! Они своей деятельностью повышали время добегания воды. Так же, как человек повышает время добегания на Волге, построив каскад плотин, который служит для энергетики, для судовождения. Бобер делает это для того, чтобы построить свой мир. Получается, что это мы подражаем бобрам, а не они нам, учимся у них.