Профессиональная деформация может проявляться по-разному: в мыслях, поступках, речи, причем как устной, так и письменной. В прошлом году мой преподаватель английского заметила, что я путаю слова like («как, вроде») и lake («озеро»), что однозначно связано с моей основной специальностью — лимнологией, наукой об озерах. Копнув чуть глубже, я осознал: основным переводом слова like являются слова «нравиться» или «любить», что в какой-то мере сакрально связало мои постоянные ошибки с like и lake и выбранную тему для этой научно-популярной статьи. В общем, я хочу поговорить о любви. Весна же на дворе!
На фоне губы
Итак, аналогично своей предыдущей статье для ТрВ-Наука про смертельную лимнологию (Слуковский, 2021) я построю свой новый рассказ по принципу доказательства того, что любовь и лимнологию роднят не только признаки моей профессиональной деформации и что оба слова начинаются на одну букву, но и вполне научные явления. Как и ранее, я приведу для вас четыре доказательства постулата о единстве указанных понятий. И первое будет самым очевидным. Оно связано с тем местом, где с большой долей вероятности прошло ваше первое свидание. Если отбросить варианты с кафе и представить, что это обязательно было летом, то, возможно, ваша первая (а, может, и не первая или не только первая) романтическая прогулка могла пройти где-нибудь в парке или на набережной реки, озера или моря. В Петрозаводске (Карелия), где я прожил бо́льшую часть своей жизни, есть набережная Онежского озера, второго по величине пресноводного водоема Европы. Онежская набережная Петрозаводска — это самое достопримечательное место столицы Карелии, поэтому немудрено, что если кто-то и назначает кому-то свидание в указанном городе, то с большой долей вероятности делает это именно там или где-нибудь неподалеку от набережной. Тут же, на берегу Онежского озера, находится и здание городского загса. Так что местные жители начинают свои любовные отношения и узаконивают их в антураже спокойной глади воды, плескающихся волн или, если дело происходит зимой, белой степи замерзшего водоема, а вернее, одного из его заливов — Петрозаводской губы. Да-да, на Севере России заливы озер и морей называют гу́бами. В общем, очередная лингвистическая удача — ведь какая любовь без поцелуев и какие поцелуи без губ?!
Однако влюбленные и счастливые, не наблюдающие, по словам классика, часов, могут проводить время не только на берегу озера, но и непосредственно на нем самом. Глупо рассказывать, насколько прекрасны летние (особенно на закате) катания на лодке. Главное, залюбовавшись друг другом, не заплыть слишком далеко и успеть вернуться до наступления темноты. Так что периодически хорошо бы поглядывать на часы. Что же дальше? Есть ли озерам место в дальнейшей жизни двух влюбленных? Само собой, есть. Семейный пикник с шашлыком или курочкой барбекю на природе немыслим без какого-либо водного объекта рядом. На Севере, где полным-полно водных объектов, это, скорее всего, будет озеро. И детям всегда есть чем на его берегу заняться. Так что налицо фактор укрепления семьи, где не последнюю роль играет наша всеобщая любовь к водной стихии. Но не только люди тянутся к озерам во имя самого прекрасного чувства, конечной целью которого является продолжение рода. Озера являются прекрасными местами для размножения различных организмов (земноводных, насекомых, птиц). Например, известные всем рыбакам мотыли, используемые в качестве наживки, — это личинки комаров-звонцов, развившиеся из яиц, отложенных в реках или озерах. А помните забавных головастиков, рассматривание которых является одно из любимых детских забав (по крайней мере, раньше)? Они тоже плод любви и бережного откладывания икры настоящими лягушками где-нибудь в озере и желательно в наиболее глубоком месте. Итог: озера — лучшие места для свиданий, говоря о людях, для налаживания и развития отношений, для любви и продолжения рода, говоря обо всех организмах, связанных с водой. Будем считать, что первое доказательство того, что озера и любовь неразрывно связаны, готово.
Гниет, но лечит
Пройдя бегло по поверхности заявленной темы, предлагаю окунуться чуть глубже. Неразрывной частью любого озера являются донные отложения, перевернутой черепахой лежащие между толщей воды и минеральным основанием — песком, глиной или какой-либо горной породой. Сами эти отложения состоят из отмерших остатков растений и животных и частиц геологического происхождения, поступающих в озеро в основном в результате разрушения берегов. В зависимости от соотношения количества органического и минерального вещества и качества того и другого компонента, донные отложения озер могут называться «сапропелями» (много органики), «минеральными осадками» (мало органики, но много минеральных частиц), «диатомитами» (много органического кремнезема SiO2), «карбонатными» (соединения с CO3) и «железистыми отложениями» (Синькевич, Экман, 1995; Страховенко, 2011). Кроме этого, донные отложения могут быть обогащены всевозможными микроэлементами, например Cu, Zn, Mn и Mo, а также витаминами и антибиотиками. Если отбросить различные загрязненные водные объекты и их донные отложения, где могут содержаться повышенные концентрации тяжелых металлов и нефтяных углеводородов, то в целом илы представляют из себя настоящий клад. Самыми ценными озерными отложениями являются сапропель и диатомит. Поговорим о первом из них.
Сапропель (в переводе с латинского «гнилой ил») находит применение в земледелии, животноводстве, производстве строительных материалов, клеящих добавок и буровых растворов, в медицине и развитии современных биотехнологий (Леонова и др., 2014). Однако мы остановимся лишь на медицине — на использовании сапропеля в качестве лечебной грязи, учитывая, что оздоровление организма тесно связано с обозначенной темой, ведь любовь к себе и своему телу еще никто не отменял.
Грязелечение, или, по-другому, пелоидотерапия, успешно применяется на многих бальнеологических курортах России и мира. В качестве грязей не всегда используется озерный сапропель, часто это могут быть иловые отложения морских заливов, лагун, лиманов или гидротермальные отложения, развивающиеся в зонах активной вулканической деятельности. У каждого типа лечебной грязи свои преимущества. Озерные сапропели обычно более бедны соединениями Ca, Na и K по сравнению с отложениями, связанными с морями, но часто имеют бо́льшее содержание биологически активных веществ, гуминовых кислот и ряда элементов (Илли, Гончарова, 2016). Большинство полезных компонентов грязей из отложений озер сосредоточено в коллоидной составляющей, включающей частицы размером меньше 0,001 мм. В коллоиде обычно сосредоточены оксиды Fe и Mn, и особенно важный компонент — гидросульфид железа Fe(HS)2, по содержанию которого часто судят о качестве и полезных свойствах грязей. Гидросульфид железа образуется в донных отложениях в результате осаждения Fe из толщи воды в условиях дефицита кислорода и сероводородного заражения илов. Такие отложения зачастую бедны живыми организмами и имеют специфический тухлый запах (вот уж, действительно, гнилой ил!).
Список наших телесных недугов, при лечении которых могут быть назначены грязи, довольно широк. Это и болезни опорно-двигательного аппарата, и заболевания мочеполовой системы, а также заболевания и последствия травм периферической нервной системы. Однако грязь грязи рознь, и на каждом бальнеологическом курорте только врач может назначить пелоидотерапию тому или иному пациенту в зависимости от его диагноза и свойств используемых отложений. Естественно, есть тут и свои противопоказания. Ими могут быть кровотечения любого характера, туберкулез, опухоли, повышенная температура, беременность и т. д. Но главное, грязелечением нельзя заниматься самостоятельно, вне оздоровительных учреждений. Особенно грешат этим туристы, отдыхающие на южных курортах, вблизи открытого доступа к грязи. Специально не пишу слово «лечебной», потому что в данном случае грязь может даже навредить. Особенно кожным покровам человека, страдающим от переизбытка солей в грязях, неконтролируемо наносимых на открытом воздухе, да еще и в жару. С особой тревогой врачи относятся, когда подобным псевдополезным процедурам подвергают маленьких детей. Если уж очень хочется помазать себя грязью, то лучше это делать с использованием специально приготовленных на ее основе косметических средств. В России подобную косметику делают на основе сапропеля, добытого из озер Ставропольского края, Республики Крым и Белоруссии. Почти все производители, подобно производителям любых средств по уходу за кожей, обещают омолаживающий эффект от применения их натуральной косметики. Теоретически эти процедуры могут увеличить ваши шансы на встречу со своей второй половинкой, причем не исключено, что такая встреча произойдет где-нибудь на курорте, где практикуют грязелечение.
Движемся дальше. О романтической любви и любви к себе и своему здоровью поговорили. Пора поговорить об эстетике и любви к искусству. Вы удивитесь, но и им есть место в науке об озерах.
Просто космос…
Если по какой-то причине вы осознали, что хотите стать лимнологом, но ваша душевная конституция не позволяет вам просто ковыряться в грязи, пусть даже и лечебной, то смело идите в диатомологи. Так называют специалистов, исследующих диатомовые водоросли (диатомеи). Эти одноклеточные организмы являются одной из ключевых групп фитопланктона и фитобентоса в пресноводных, в том числе озерных, экосистемах по всему миру (Лосева, 2002). Однако встречаются диатомеи не только в озерах, они есть практически везде: в морях, в почве, в воздухе, во льдах Арктики и Антарктики. Шутка ли, но эти малявки, чьи размеры обычно варьируют от первых микрометров до первых сотен микрон, составляют почти четверть всего органического вещества Земли! Но самое замечательное свойство диатомовых водорослей вовсе не в их распространенности, а в их удивительном кремниевом (SiO2) панцире. Он образуется в результате перерабатывания организмом водоросли кремниевой кислоты, выхватываемой из воды, и остается «жить» в озере, море или реке даже после того, как ее хозяйка умрет. Оксид кремния, пусть и органического происхождения, плохо растворяется и, осев на дно, панцири диатомей или их половинки, называемые «створками», сохраняются в толще отложений на века, тысячелетия и миллионы лет. Это позволяет использовать их в качестве индикаторов различных процессов, протекавших в водоеме и на его водосборной площади в историческом аспекте (Давыдова, 1985). Самые популярные исследования связаны с климатическими изменениями на планете: в холодные периоды развиваются одни виды диатомей, в более теплые — другие. Еще по ним можно судить о воздействии на озеро антропогенных факторов (Hamilton et al., 2015). Например, диатомовые водоросли хорошо реагируют на значительное поступление в воду фосфора и азота, что ведет к эвтрофированию водных объектов, а также на увеличение концентраций тяжелых металлов и других загрязнителей (Денисов, 2007).
В общем, исследуя историю озер (это называется палеолимнологической реконструкцией) по характеру распределения створок диатомей в слоях донных отложений, просто невозможно не любоваться на их изысканные очертания. Особенно хорошо их рассматривать под оком электронного микроскопа (см. фото). В этом случае специалист может увидеть даже самые крохотные детали панцирей или створок водорослей. Черно-белые изображения, получающиеся таким образом, создают атмосферу микрокосмоса, куда исследователю было позволено проникнуть, чтобы прояснить, к какому виду относится та или иная найденная диатомея, есть на ней признаки уродства (антропогенное влияние), да и просто оценить, насколько прекрасные шедевры, не хуже полотен лучших живописцев мира, может создавать природа. Как тут не влюбиться? Уже только ради этого можно пойти отучиться на биолога и начать изучать диатомовые водоросли и их кремнистые скелеты.
Кому ягодку?
Однако не одними диатомовыми водорослями прекрасны донные отложения озер, входящие в круг интересов многих лимнологов. Тут стоит сказать, что в плане исследования этих самых отложений лимнология тесно связана с геологией. Выше уже было упомянуто, что донные отложения, кроме органики, включают в себя частицы горных пород и минералов, среди которых встречаются настоящие красавцы (мы ведь о красоте в этой главе говорим). Один из них пирит, минерал, который широко известен своей схожестью с золотом, из-за чего его иногда именуют «золотом дураков».
В отложениях озер пирит, представляющий из себя ни что иное, как сульфид железа, о котором уже говорилось выше, образуется в бескислородных условиях при заражении донных илов сероводородом. Аналогично исследованиям диатомей, пирит также можно хорошо рассмотреть с помощью электронного микроскопа. Конечно, по уровню привлекательности кристаллики пирита заметно уступают диатомеям, но и в них есть своя прелесть. Заключается она в том, что обычно в отложениях пирит находится в виде фрамбоидов (от французского la framboise — «малина»). Фрамбоиды представляют из себя образования, близкие к сферической форме, чьи составные части — это мелкие частицы а-ля кирпичики пирита (Рейхард, 2014). Это и правда напоминает известную всем ягоду. Причем самое интересное заключается в том, что внутри одной «золотой малины» — в отличие от известной антикинопремии с таким названием, от получения которой обычно отказываются, ученые-лимнологи своей «ягоде» очень рады — находятся кирпичики пирита исключительно одного размера. Частицы других размеров «создают» свои фрамбоиды. Иногда фрамбоиды, состоящие из разных по размеру индивидуальных кристаллов пирита, притягиваются друг к другу, не нарушая при этом целостности сфер, что выглядит подобно множествам галактик, слепленных в единую вселенную.
Однако с биологией фрамбоидальный пирит роднит не только внешнее сходство с малиной, но и факт эволюции форм этого минерала в донных отложениях. Сначала происходит образование мелких (1–2 мкм) индивидуальных кристаллов (кирпичиков). Далее они образуют фрамбоиды, где число таких кирпичиков может достигать ста и даже больше (Нерадовский и др., 2009). На этой стадии мы еще можем четко видеть границы между отдельными кристаллами пирита, но в какой-то момент фрамбоид прекращает прием новых членов в свой дружный коллектив, и кристаллы во внешней части фрамбоида слипаются, образуя своеобразную кайму, что хорошо видно на срезе сферических образований. С этого момента фрамбоид начинает вести себя как самостоятельная частица, притягиваясь к аналогичным минеральным образованиям или же оставаясь в одиночестве. Но на этом эволюция не заканчивается: кирпичики внутри фрамбоида также начинают слипаться, так что между ними практически исчезают изначальные границы и фрамбоид превращается в глобулу с плотной внутренней структурой. Правда, в современных отложениях озер и морей фрамбоидов-глобул очень мало, что связывают с молодостью донных илов — эволюции минеральных образований нужно время.
В общем, в отложениях озер до безумия много удивительных и прекрасных вещей, которые, конечно, не ограничиваются панцирями диатомовых водорослей и фрамбоидальным пиритом, однако рассказать обо всех них в рамках одной научно-популярной статьи не представляется возможным. В последней же части этой статьи я хочу показать вам связь между лимнологией и самым, на мой взгляд, святым видом любви. Но не бойтесь, я не стану втягивать никого в какую-либо религию или секту. В секту любителей прекрасных диатомей или лечебной грязи приходят сами. Я расскажу о другом.
Имеем право!
«Я люблю свою Родину вроде бы…» — поется в песне рок-группы «Анимация». Вот примерно так я подумал, когда 26 марта этого года прочитал новость о том, что академики Сибирского отделения РАН, заслушав доклад о состоянии окружающей среды крупнейших городов Сибири, предложили не выносить сор из избы и вести дальнейшие исследования в закрытом режиме (Кабанов, 2021). Одной из проблем, по мнению академиков, может быть непредсказуемая реакция населения, особенно (!) накануне выборов, ведь по данным, которые-таки просочились в СМИ, можно заключить, что ситуация на урбанизированных территориях Сибири крайне неутешительна. Например, если говорить о близкой лично мне водной теме, 82% поверхностных вод в Новосибирской области оцениваются как грязные. В Томской области этот показатель составляет 68%. В противовес этим данным в Республике Алтай, наоборот, 66% поверхностных вод оцениваются как условно чистые или слабо загрязненные. В целом, всё довольно логично: вблизи крупных промышленных предприятий загрязнение окружающей среды выше, вдали от них — существенно меньше. Лично мне хорошо знакома подобная ситуация по нашим исследованиям городских озер и, на контрасте с ними, водных объектов фоновых территорий Северо-Запада России. Уровень содержания тяжелых металлов в воде и донных отложениях малых озер городов Петрозаводск, Мурманск, Мончегорск, Кировск, которые мы изучаем по проекту Российского научного фонда (Слуковский, 2020), в разы выше аналогичных данных по озерам глухих районов Карелии и Мурманской области. Отдельные загрязнители, безусловно, проникают и туда, однако в общем негородские озера имеют более приятную экологическую ситуацию. Но самое главное, что эта информация находится в доступном для всех режиме и, более того, множество научно-популярных статей и заметок написано по поводу неутешительного состояния наших северных озер для местных изданий и для газет и журналов общероссийского уровня. Почему же, по мнению академиков, схожие данные по Сибири необходимо скрывать ото всех, и нужно ли теперь мне самому опасаться, что кто-нибудь сверху порекомендует молчать и нам, исследователям урбанизированных территорий Севера России? Наверное, академикам видней, так как они обладают, очевидно, более широкой информацией и по поводу конкретных экологических исследований, и по поводу различной околонаучной активности. Но пока мне все-таки кажется, что любые, пусть и самые нелицеприятные, данные должны быть достоянием общества. Пусть это очередные страшилки от экологов, но люди имеют право знать, в каком состоянии находится среда, в которой они живут. Здесь я вижу сочетание двух святейших прав каждого человека: права на свободу распространения информации и права на ее получение. Кто-то считает по-другому? Прекрасно. Он тоже имеет право, но лично моя любовь к Родине заключается в том, чтобы ничего ни от кого не скрывать. У академиков, на самом деле, тоже любовь к Родине, просто она выражена в другом виде. Многие ведь, действительно, не хотят или даже бояться знать правду о реальном состоянии природы, включая изучаемые нами с коллегами озера..
Тут следует отметить, что далеко не все лимнологи занимаются анализом антропогенного влияния на водные экосистемы. Перед исследователями озер подчас стоят и чисто фундаментальные задачи: поиск и анализ новых видов живых организмов (тех же диатомей), оценка фоновых концентраций металлов в воде и донных отложениях озер, изучение влияния климатических изменений на водные экосистемы и другие не менее важные вещи. Так что и в этих постоянных исследованиях, безусловно, выражается наша любовь к стране с ее озерами, природе и планете в целом. Как тут не вспомнить замечательные слова поэта-песенника Игоря Шаферана: «Гляжу в озера синие, в полях ромашки рву… Зову тебя Россиею, единственной зову». В общем, любим мы нашу родную природу, поэтому и изучаем.
Итак, подведу итог всему вышенаписанному. Во-первых, водные объекты, включая озера, принадлежат к числу лучших мест для романтических встреч и прогулок. А если еще покатать возлюбленную на лодке по ровной глади воды, то можно считать, что дело в шляпе — веди под венец. Однако, влюбляясь в кого-то, не забывайте и о себе, особенно, о здоровье. Поправить его поможет лечебная грязь (сапропель) со дна лесного озерка. Микроэлементы, витамины, антибиотики — всем полезным насыщена грязь, которую вам нанесут на кожу в бальнеологическом курорте. Однако предварительно свойства грязи изучит специалист-лимнолог. И это доказательство номер два. В-третьих, связь лимнологии и любви выражена в красоте удивительных форм створок диатомовых водорослей и фрамбоидов пирита, которые при помощи микроскопа можно обнаружить в донных отложениях озер. Исследование их принесет не только важные знания для науки, но и доставит истинное эстетическое наслаждение. И в картинную галерею идти не надо! Ну и, наконец, изучение озер, рациональное использование их и охрана — лучшее проявление самых высоких чувств к своей стране, к природе. И не нужно бояться порой говорить правду о том или ином загрязнении водных объектов и окружающей их среды. «Там, где страх, места нет любви…» — поется в песне известной рок-группы «Агата Кристи». Люди всё равно узнают о реальном состоянии природы, так пусть лучше они узнают это от настоящих специалистов, каковыми в том числе могут быть исследователи озер.
Захар Слуковский, канд. биол. наук, ст. науч. сотр. Института проблем промышленной экологии
Севера Кольского научного центра РАН и Института геологии Карельского научного центра РАН
Источник: газета Троицкий вариант http://rv-science.ru/2021/04/lyubovnaya-limnologiya/#lightbox-gallery-0/0/