Аральское море
Водоем, который стал одним из символов уязвимости окружающей среды под влиянием человека. Соленые озера это чаще всего бессточные водоемы, уровень воды в них зависит от баланса притока и испарения. Колебания уровня воды и солености — общая для соленых озер проблема. Но для Арала она стала фактически смертельной. Интенсивное сельское хозяйство привело к разбору воды из Амударьи и Сырдарьи, что вызвало быстрое усыхание Арала. С падением уровня воды росла соленость. Рост солености привел к гибели рыбы и смене видового состава. Апокалиптические фото и видеорепортажи из бывших рыбацких поселков, ржавеющие корабли посреди пустыни, истории людей, потерявших работу и привычный образ жизни, регулярно появляются в разноязычных СМИ.
С научной точки зрения Арал, на удивление, не так заметен. Чуть больше тысячи научных статей. Самая цитируемая — статья 1997 года в журнале Science, где Арал рассматривается как один из ярких примеров последствий доминирования человека на планете. Другие высокоцитируемые работы в основном также связаны с усыханием Арала и экологическими последствиями.
Мертвое море
Еще один знаковый соленый водоем. Чаще всего его приводят в пример как одно из самых соленых озер на планете. Но самым соленым назвать его нельзя. Есть и другие кандидаты, о них мы поговорим позже. Мертвое море в научных публикациях представлено неплохо. Правда, учитывая специфику его местоположения, большое количество статей встречается не по озерной тематике, а в разделах «религиоведение» или «геология».
В последние годы Мертвое море, как и положено соленому озеру, в которое впадает все меньше воды, интенсивно усыхает. Это приводит к еще большему росту солености. При таких концентрациях растворенных минералов в воде живут только специализированные бактерии. Неудивительно, что самые цитируемые работы как раз про них — бактерий, способных жить при высоких концентрациях соли.
Каспийское море
Из-за размеров Каспий озером назвать сложно, но с географической точки зрения все так и есть. Основной массив научных статей по Каспию — это экологическая, геологическая или рыбная тематики. В принципе все легко объяснимо и совпадает с бытовыми представлениями об этом водоеме. При желании можно легко вспомнить каспийскую нефть, а где нефть — там недра земли и геология. В огромное озеро-море впадают многочисленные реки, в том числе Волга, а значит, стоит ожидать проблем с качеством воды.
На первом же месте по научной цитируемости, а может, и по природной значимости, стоит осетр. Стоит отметить, что Каспийское море в целом отличается высоким биоразнообразием. Хотя тема разнообразия жизни в соленых озерах заслуживает отдельного исследования: с одной стороны, в целом с ростом солености количество обитающих в озерах видов рыбы и других животных падает. С другой — количество видов водорослей и бактерий, и даже простейших, до какого-то значения солености может если и не расти, то оставаться постоянным. На эту тему идут долгие споры сторонников разных точек зрения.
Озеро Моно
Калифорнийское озеро Моно примечательно сразу несколькими особенностями, характерными для многих соленых озер. Во-первых, это содовое озеро. Высокое содержание солей угольной кислоты делает содовые озера щелочными — тот самый случай, когда вода мылится. Во-вторых, из-за высокой солености в озере нет рыбы. Основа трофической цепи в озере — рачок артемия, который приспособлен к жизни при высокой солености. Он широко распространен и в других соленых озерах, используется в качестве корма для рыб. В озере Моно этот рачок развивается в больших количествах и служит кормом для многочисленных птиц.
И это еще одна особенность многих соленых озер. Зачастую они находятся в засушливой местности, а значит, представляют собой естественную точку притяжения для стай мигрирующих птиц.
Но самые цитируемые публикации связана не с этими особенностями, а с мышьяком. Во многих соленых озерах обитают разнообразные бактерии, способные использовать в своем метаболизме неожиданные химические соединения. Озеро Моно богато мышьяком, и нашлись бактерии, которые приспособили его для своих нужд. Ученые любят исследовать необычные формы метаболизма, тем более что в случае мышьяка бактерии переводят его из нерастворимой в растворимую форму и по сути загрязняют воду.
С мышьяком и бактериями из озера Моно даже был связан крупный научный скандал. В 2010 году в журнале Science появилась статья, которая претендовала на описание практически нового типа жизни. Авторы утверждали, что нашли бактерии, которые способны для строительства белков и нуклеиновых кислот вместо фосфора использовать мышьяк. Это открытие могло кардинально перевернуть современную биологию, но нет — результаты исследования стали перепроверять в нескольких научных центрах, и они не подтвердились. Science статью так и не отозвал, но открытие мышьяковой жизни на сегодня признано ошибкой.
Большое соленое озеро
Еще один водоем в Северной Америке, который часто мелькает в подборках природных фотографий и интересен с разных научных и технических точек зрения. В начале XX века Большое соленое озеро разделили на две части насыпью и железной дорогой, что привело к появлению разницы в солености между двумя бассейнами. С воздуха эта разница в солености видна как разница в цвете. Более соленый водоем частенько принимает красный цвет из-за развития микроорганизмов с соответствующими пигментами.
На Большом соленом озере добывают артемий и выпаривают соль. Слово «выпаривают» имеет скорее исторический смысл. Сегодня добыча полезных минералов на соленых озерах — это чаще всего высокотехнологичный процесс. Воду отводят в небольшие, мелкие бассейны. Потом ждут, пока она испарится, а соль выпадет в осадок. Затем соль собирают, очищают или разделяют на составляющие. Для понимания масштабов такого выпаривания: добыча соли на Большом соленом озере приносит чуть больше миллиарда долларов США в экономику штата Юта. Из соленых озер с разным ионным составом получают самые разные соединения — от удобрений для сельского хозяйства до лития, используемого в производстве аккумуляторов.
Но самые цитируемые научные статьи, упоминающие озеро в Юте, не про добычу соли или цвет воды. Это парочка статей про анализ долговременных рядов климатических данных. Мы уже отмечали, что соленые озера чувствительны к изменению климата. Уровень воды в них меняется в зависимости от количества поступающей и испаряющейся влаги. Для ученых важно иметь объекты, которые могут рассказать о прошлом, ведь прямые документированные наблюдения мы начали вести совсем недавно. Именно поэтому соленые озера интересны как источники информации о ретроспективе климата.
Озеро Мар-Чикита
Обойти вниманием Южную Америку было бы неправильно. В аргентинской пампе и горных районах Анд достаточное количество соленых озер и солончаков. Самым крупным и, пожалуй, наиболее изученным является озеро Мар-Чикита в Аргентине. Уже знакомый нам набор проблем — изменения уровня воды, скачки солености, перестройки в видовом составе — все это типично и для этого крупного водоема. Еще один знаковый для соленых озер признак — фламинго. Эти розовые птицы являются символом многих соленых водоемов на разных континентах.
Питаются фламинго артемиями, другими рачками и водорослями, которые богаты каротиноидами. Отсюда и знаменитый розовый цвет грациозных птиц. Из шести существующих видов фламинго три встречаются на Мар-Чиките. Впрочем, самая цитируемая статья с упоминанием озера не про фламинго, а про пространственное распределение и привычки двух видов крабов.
Озеро Туркана
Кроме фантастических по красоте фотографий африканское озеро Туркана напрямую ассоциируется с историей и эволюцией человека. На берегах этого содового водоема найдены останки Homo habilis и Homo erectus, датируемые парой миллионов лет назад, а также древнейшие каменные орудия. Самые цитируемые публикации — об особенностях строения наших предков.
Озеро Хиллиер
Количество научных статей, в которых упоминается озеро Хиллиер, близко к нулю. Однако его фотографии часто попадают в подборки типа «10 самых удивительных мест на планете». Как и многие соленые озера, оно розовое и отлично смотрится при съемке сверху на контрасте с голубым океаном и зеленой растительностью. Недавно оно попало в список объектов проекта «Микробный портрет экстремальных мест обитания» (Extreme Microbiome Project), хотя это может быть связано не с уникальностью состава микроорганизмов в этом водоеме, а с его медийной привлекательностью.
Самая цитируемая статья с упоминанием озера (хотя цитирований там немного) опубликована в журнале Astrobiology: авторы обсуждают вопрос поиска экзопланет, похожих на Землю и фантазируют на тему пигментов, которые могут сказать нам о присутствии жизни на другой планете. Так что если где-то в космосе есть планета с огромным розовым океаном, то розовое австралийское поможет нам найти жизнь и там.
Озеро Дон Жуан
Небольшое озеро в Антарктиде долгое время занимало место самого соленого водоема на планете. Однако совсем недавно пальму первенства перехватило озеро в Эфиопии. Вряд ли это конец соперничества: количество солей в насыщенном растворе зависит от температуры и ионного состава. В любом случае озеро, открытое пилотами Доном и Джоном (который в названии озера почему-то стал Жуаном), относится к одному из самых экстремальных мест обитания на планете. Наверное, поэтому самая цитируемая статья обсуждает близость условий, наблюдаемых в этой сухой антарктической долине и на Марсе.
Озеро Шира
Озеро Шира на юге Хакасии одновременно одно из самых упоминаемых в научных статьях соленых озер современной России (после Каспия) и одно из самых упоминаемых в мире меромиктичных озер — тех, которые долгое время не перемешиваются до дна. Перемешиваться ему мешает разница солености между поверхностными и глубинными водами.
Активно исследовать озера Шира начали около двадцати лет назад ученые Красноярского научного центра СО РАН, а несколько месяцев назад была опубликована первая в мире научная монография по неперемешиваемым озерам, где активно представлены и само озеро Шира, и участники работ на нем.
Самая цитируемая статья с упоминанием озера Шира — про использование математического моделирования для исследования озер. В этой обзорной работе приводится модель, разработанная для анализа режима перемешивания озера и реакции экосистемы озера на эти изменения. Для соленых озер с постоянно изменяющимися уровнем воды и солености, перестройками режима перемешивания и видового состава, матмодели являются, пожалуй, единственным способом оценить последствия таких изменений.
Cоленые озера — благодатный объект для научных исследований, место для туризма, отдыха и лечения, источник вдохновения для фотографов и прибыли для добывающих компаний. В конце августа в Улан-Удэ исследователи соленых озер соберутся на очередную международную конференцию, где обсудят астробиологию и медицинские свойства, уникальные сообщества микроорганизмов и сложные режимы перемешивания, вклад в исследование климата прошлого и промышленное использование соленых озер.
Егор Задереев