Физико-географические исследования на Байкале. Температура Байкала, толщина льда, щели и торосы
Lake Baikal

Физико–географические исследования на Байкале В. Дыбовского и В. Годлевского в 1869–1876 годах

IV.

Приступая теперь к температуре Байкала, мы должны заметить, что наши наблюдения производились обыкновенным ртутным термометром, который мы покрывали худыми проводниками, с целью защитить его от внешних влияний. Помещаем в выноске описание устройства нашего аппарата2) и полагаем, что степень погрешности, которую он допускает, не должна быть очень значительна; впрочем, в нижеследующей таблице мы ее не приняли во внимание, но сообщаем те цифры, которые мы получили путем непосредственного наблюдения.

Число месяца
(1870 г.)
Глубина места, на котором произведено наблюдение Глубина, на которую был опущен термометр Температура воды Отдаление от берега
6 января 90 м 20 см +0°.7C 1000 м
7 января 90 м 10 м +1°.0C 1000 м
8 января 90 м 30 м +1°.5C 1000 м
9 января 90 м 50 м +1°.9C 1000 м
11 января 90 м 70 м +2°.0C 1000 м
12 января 90 м 90 м +3°.1C 1000 м
20 апреля 90 м 20 см +1°.2C 1000 м

2) Мы помещали термометр в стеклянном цилиндре, имеющем 50 миллим. в поперечнике, притом так, чтобы шарик термометра отстоял на 30 миллим. от дна сосуда; затем, мы в этот последний наливали смесь из растопленного сала и деревянного масла так, чтобы она наполняла сосуд до высоты деления -10° термометра. Когда медленно застывавшая смесь вполне окрепла, мы на ее поверхность снова наливали некоторое количество той же растопленной массы, чтобы заполнить щели, которые могли образоваться во время охлаждения. После, сверх сала, мы вливали в цилиндр воду до самого края и, наконец, завязывали его пузырем. Для наблюдения мы спускали аппарат на требуемую глубину и оставляли там на 12–24 часов. Для отсчета же аппарат вынимался не весь из воды, но оставлялся нижней его частью в воде.

Таблица эта, представляющая результаты наблюдения за 1870 г., составляет продолжение таблицы, помещенной в отчете Сибирского Отделения за 1869 год стр. 200, показывающей температуры в конце марта и в начале апреля.

Сравнивая эту таблицу с полученными цифрами глубины озера, усматриваем, что наши наблюдения над температурой воды достигают сравнительно незначительной глубины. В оправдание приводим то обстоятельство, что предмет этот не составлял нашей специальной задачи, да при том мы не располагали аппаратом, безукоризненно приспособленным для этой цели.

Однако уже из приведенных наблюдений видно постепенное возрастание температуры вглубь, и вероятное постоянство оной, начиная с известной глубины; следует также предполагать, что верхний предел постоянной температуры, состоя в зависимости от степени тепла наружных слоев воды, будет подлежать колебаниям в разные времена года, приближаясь ближе к поверхности или удаляясь от нее. К такому мнению приводит нас ряд наблюдений, произведенных над температурой верхнего слоя воды в разные месяцы, как это можно видеть в нижеследующей таблице, показывающей средние месячные температуры.

1869 г. май +3°.1C 1870 г. январь +0°.7C
  июнь +5°.0C   февраль +0°.7C
  июль +6°.4C   март +0°.7C
  август +6°.7C   апрель +1°.2C
  сентябрь +7°.6C   май +2°.7C
  октябрь +5°.6C   июнь +4°.8C
  ноябрь +3°.4C   июль +11°.9C
  декабрь +0°.6C   август +14°.2C
        сентябрь +11°.4C

Каждая из этих средних цифр вычислена из четырех наблюдений, в равных промежутках времени произведенных в течение каждого месяца. Место наблюдений было избрано у Шаманского мыса; глубина здесь достигает, приблизительно, одного метра, дно скалистое, отвесная скала отеняет это место. Несмотря, однако, на это последнее обстоятельство, близость берега не оставалась без влияния на результаты, ибо в течение летних месяцев мы несколько раз имели случай убедиться, что температура верхнего слоя воды, вдали от берега, на открытом озере была несколько ниже той, которую показывал термометр у Шаманского мыса. С другой стороны, температура воды летом была значительно больше и достигала даже до 17°.7–20°C по всей береговой полосе озера там, где оно не глубоко, и дно состоит из песка, как напр. на пространстве от с. Култучного до Шаманского мыса и по обеим сторонам устья Похабихи. Такими местами жители пользуются, как единственно пригодными для купания, так как в других местах температура озера слишком низка.

В связи с цифрами предыдущей таблицы, считаю уместным упомянуть и о тех физических явлениях, которые обусловливаются температурой поверхностного слоя воды. Итак, замерзание озера приходится на первые числа января; вблизи с. Култук в 1869 г. оно случилось 6 января, в 1870 г. — 2 января. Вскрытие происходит в мае; в 1869 г. оно пришлось на 8 мая, а в 1870 г. на 13–15 мая. Полагая, что оба явления приходятся из года в год на то же время, следует, что поверхность озера остается покрыта льдом в продолжение 4–4.5 месяцев. Толщина льда зимой 1868–69 г. и 1869–70 г. достигала 98–99 сантиметров. С какой скоростью увеличивается толщина льда показывают приведенные в нижеследующей таблице цифры, здесь же скажем только, что по истечении 3–х дней лед был в 14 сантиметров толщиной, после 20 дней дошел до 53 сантиметров и лишь по истечении двух месяцев толщина его возросла до максимума — 99 сантиметров.

Числа
(1869 г.)
Количество наблюдений Средняя толщина льда (см) Высота водяного столба в проруби (см) Числа
(1870 г.)
Количество наблюдений Средняя толщина льда (см) Высота водяного столба в проруби (см)
5 января 3 14 29 января 10 66 61
7 января 2 25 22.5 5 февраля 10 74 68
9 января 2 29 27 7 февраля 6 78 72
10 января 3 31 14 февраля 9 88.3 78.3
14 января 5 42 38.5 22 февраля 3 90 84.7
16 января 1 44 41 23 февраля 15 93 88
18 января 8 49 45.5 1 марта 5 99 91
19 января 7 52 48.1 22 марта 2 99
20 января 9 52.5 48.7 26 апреля 2 90
21 января 4 53 49 5 мая 1 60
24 января 8 54.8 59.3        
25 января 5 58 53        

13, 14 и 15–го мая озеро вскрылось под влиянием сильных и продолжительных западных ветров; но еще 26–го мая лед покрывал все пространство озера между Шаманским мысом и р. Безымянной. Чтобы сравнить толщину льда на Байкале с толщиной покрова на меньших соседних водоемах, мы 5–го февраля прорубили лед на одном из больших прудов долины Похабихи, расположенном близ берега Байкала. Толщина льда составляла 140 сантим.: под этим покровом ил был полузамерзшим на глубине 50 сантиметров. И только после того, как этот слой ила был проткнут пешней, выступила вода, или, лучше сказать, жидкий ил и наполнил прорубленную дыру до 15 сантим. от поверхности. Температура этой воды равнялась 0°. Долина рр. Култучной и Похабихи, а также и самая р. Култучная, покрылись льдом уже 1–го ноября 1869 г., значит, за два месяца ранее Байкала.

Зимний путь по озеру существует только 3 месяца, так как уже во второй половине апреля оттаивает широкая прибрежная полоса, и лед, сделавшись рыхлым, не может там выдерживать тяжести лошади; а в первой половине января, по причине весьма часто образующихся в это время трещин во льду, езда по озеру производится только у берегов. Впрочем, это относится только к окрестностям Култука.

В апреле лед становится рыхлым с поверхности; явление состоит в том, что масса льда распадается на тонкие неправильные призматические иглы. Не помню, где мне случилось читать, что иглы эти обусловливаются существованием в массе льда тончайших, невидимых щелей, образующихся во время сильнейшей зимней стужи действием этой последней; наши наблюдения убедили нас, что причину явления следует искать в действии воздуха, вмерзающего в лед; под влиянием солнечных лучей воздух расширяется, притом пузырьки воздуха приметно вытягиваются, образуя род нитевидных каналов, разобщающих прилежащие одна к другой иглы; явление может быть хорошо изучено на каждом куске льда при помощи лупы.

Много рассказывают чудесного о щелях во льду на Байкале и о способах их образования, но нам показалось, что это явление нисколько не отличается от подобных ему, виденных нами на больших озерах Европы, напр., на озере Пейпус, в Лифляндии.

Тотчас после своего образования, тонкий еще ледяной покров озера трескается то тут, то там, льдины сдвигаются одна на другую или же их выбрасывает на берег. Подобные случаи мы наблюдали в Култуке в 1869 г. на другой день после образования льда. Понятно, что чем толще и, следовательно, крепче покров, тем труднее происходят такие местные переломы, и потому явление несколько изменяется: при сильных ветрах и участии давления воздуха, покров трескается на значительное пространство по нескольку километров, и оторванные льдины передвигаются ветром, пока не наткнутся на препятствия, которые им ставит уцелевшее ледяное полотно; ударяясь об его край, льдины дробятся, нагромождаются на этих краях, образуя род вала, обозначающего места обоюдной встречи. Таким образом, по отношению к передвигаемой льдине, на подветренной стороне образуется щель, а на противоположной — вал, называемый торосом. Если затем ветер переменит свое направление, то изменяется его действие: тут, около вала образуется щель; там, около щели нагромождается вал. Образование тороса, конечно, уменьшается и, наконец, почти совершенно прекращается по мере того, как приращивается толщина льда, но щели, раз образовавшиеся, сохраняются всю зиму, представляя собой места наименьшего сопротивления, легче уступающие силе ветра, чем другие, не поврежденные. Зимой эти щели едва заметны, ибо они наполняются водой, в них замерзающей, и проезд по ним беспрепятственен; их присутствие доказывает только нагроможденный по их соседству торос; но с наступлением весенних дней и с прекращением сильной стужи, вода в щелях, постоянно возобновляющихся, не успевает замерзнуть, щели остаются открытыми и даже расширяются вследствие передвижения льда и сопряженного с ним стирания краев льдин; таким образом, ширина щели достигает от 0.5 до 2 метров3).

3) Если такая щель образуется поперек дороги, проложенной по льду, то обыкновенно отыскивают наиболее узкое ее место, и привычные лошади перескакивают ее; если же такого места поблизости нет, то через щель набрасывают мост из досок, которые обыкновенно возят с собой; за неимением же досок устраивают из обломков льдин плавучий мост. Об этих весенних щелях рассказывают много чудесного, опасности делают ужасающими, а само образование щелей приписывают действию подводных волн.

Вдоль берега, в более или менее значительном от него отдалении, пролегает щель, которая, как говорят, окружает все озеро, и у народа носит название становой щели; вал же, который ей сопутствует — станового тороса.

Щель эта должна бы служить выражением тесного соединения между береговым льдом и промерзшим дном береговой полосы, и самое явление, следовательно, не имеет ничего сверхъестественного. В продолжение всей зимы лед Байкала постоянно трескается и самые различные перекресты можно видеть в прозрачных льдинах. Если находиться на озере в ясный день (какие здесь зимой очень обыкновенны) после холодной ночи, то слышится попеременно взрыв, переходящий в раскатистый гул, теряющийся где–то в отдалении; то будто бы глухие стоны, то опять какая–то неясная трескотня; или кажется вдруг, что слышится ружейная пальба, то отдаленный пушечный гром; а в совокупности — хаотическая смесь самых разнородных звуков, учащаемых эхом, отражающимся от отвесных скал берега. В этом случае, однако же, явление трещин обусловливается уже не давлением ветра, а лишь только переменами, которым подлежит объем льда при различных температурах; а потому, чем тоньше пласт снега, лежащий на льду, чем яснее день, чем больше разница между температурой дня и предшествовавшей ночи, тем продолжительнее, разнороднее и явственнее звуки, тем глубже в массу льда проникают трещины. Часто бывает возможно определить длину трещины и по качеству звука обозначить место, до которого она достигает; именно, в тех случаях, когда новая трещина связывает две трещины, прежде образовавшиеся. Езда и хождение по льду благоприятствуют образованию трещин, также как и рубка льда; тем не менее, однако, лед должен охладиться до известной температуры, чтобы приобрести некоторую хрупкость для того, чтобы явление могло иметь место; а потому весной, с повышением температуры, все поименованные звуки смолкают.

Впрочем, не вся поверхность озера покрывается льдом, так как встречаются места, на которых хотя и образуется лед зимой, но он сохраняется недолго и всегда бывает очень тонок. Нам рассказывали, напр., что такое место находится в двух километрах от почтовой станции Мурина; прошедшей зимой лед там был всего в 1 саж. толщины (здесь, скорее всего, опечатка, видимо, имеется в виду 1 фут. MB) и с прекращением сильной стужи немедленно оттаял. Жителям известно много подобных мест, и они рассказывают, что байкальская нерпа (Phoca) живет по соседству этих полыней. Как глубоки эти места, и в каком расстоянии находятся они от берега, мы не знаем; но нам говорили, что из этих мест выделяются пузырьки газа, и что даже в некоторых из них вода имеет приметный кисловатый вкус.

Весеннее таяние льда происходит медленно и длится почти два месяца (от начала апреля и до конца мая); деятельны при этом, главным образом, одни лучи солнца, температура же байкальской воды очень мало способствует их влиянию; это можно усмотреть, между прочим, из того обстоятельства, что лед на прудах долины р. Похабихи был толщиной 140 сантиметров и требовал для того, чтобы исчезнуть, только 8 дней более, чем лед на Байкале, имевший 99 сантиметров толщины; при этом следует заметить, что на отмелях лед исчезает задолго до вскрытия самого озера.

Мы не можем кончить этого сообщения, не посвятив нескольких слов предмету, который для жителей прибайкальских, а равно и приангарских, составляет вопрос благосостояния и безопасности, а в исключительных случаях может касаться их существования, я говорю о явлении колебания уровня байкальских вод и зависящей от него высоте воды в Ангаре.

Несколько причин имеют влияние на колебание уровня; пред всеми другими деятельны метеорные воды; размеры этого колебания обусловливаются единственно количеством дождя, снега и т.п., в течение одного года ниспадающих на систему этого гигантского водоема, и потому не представляют величины постоянной, так напр., разница между самым высшим стоянием воды осенью 1868 г. и самым низшим, весной 1869 г. равнялась только 20 сантиметрам, а разница между осенним половодьем 1869 г. и весенним уровнем 1870 г. достигала 2 метров4).

4) Чтобы представить более наглядным образом, каких гигантских размеров достигают годами метеорные осадки, замечу, что прибыль воды в 2 метра составляет для целой поверхности Байкала (принимая ее круглым числом в 28000 кв. верст) около 32 биллионов кв. метр. поверхности и, следовательно, около 32 биллионов куб. метр. воды. Таким количеством воды можно покрыть пространство равное Португалии (1771 кв. миль) слоем толщиною в 1 арш. Вес этого количества воды равняется приблизительно 64 триллионам килограммов.

Максимум высоты достигает уровень Байкала не в определенное время, колеблясь между концом августа и половиной октября, минимум мы нашли в апреле; следовательно, полгода вода прибывает, и полгода она идет на убыль; с какой скоростью происходят разницы в уровне, можно усмотреть из следующей таблицы.

В 1869 г. вода стала явственно прибывать с половины июня и достигла самого высокого стояния 4 октября; затем стала убывать в следующем отношении:

от 4 до 7 октября уровень понизился на 7 см;
от 7 до 17 октября на 15 см;
от 17 октября до 2 ноября на 10 см;
от 2 ноября до 5 января 1870 г. на 55 см;
от 5 января до 13 апреля на 50 см;
от 13 апреля до 26 апреля на 7 см;
  144 см

Следовательно, от 4 октября 1869 г. до 26 апреля 1870 г. уровень озера понизился на 144 сантиметра, но не достиг того минимума, какой он имел в предыдущем году.

С 26 апреля 1870 года стала прибывать в следующем отношении:

от 26 апреля до 8 мая 8 см;
от 8 мая до 16 мая 2 см;
от 16 мая до 21 мая 5 см;
от 21 мая до 30 мая 0 см;
от 30 мая до 9 июня 9 см;
от 9 июня до 19 июня 3 см;
от 19 июня до 23 июня 10 см;
от 23 июня до 29 июня 3 см;
от 29 июня до 4 июля 12 см;
от 4 июля до 9 июля 5 см;
от 9 июля до 27 июля 13 см;
от 27 июля до 7 августа 4 см;
от 7 августа до 15 августа 10 см.

Следовательно, вся прибыль от 26 апреля до 15 августа равняется 81 сантиметр; эта высота оставалась неизменно до 30 августа, затем последовала убыль:

от 30 августа до 10 сентября 2 см;
от 10 сентября до 21 сентября 0 см;
от 21 сентября до 1 октября 2 см.

Вот все, что мы можем сообщить о годичном колебании уровня озера, которому, впрочем, впоследствии мы намерены посвятить наше внимание.

Но есть еще один разряд деятелей, которым подлежат воды Байкала; они проявляют свою бытность геологическими преобразованиями, которым подлежит, вероятно, вся страна; но их действие так медленно, что требуется много годов наблюдений, и притом в различных местах, чтобы об образе самого действия составить себе отчетливое понятие; и даже этого мало. Коль скоро требуется разъяснить перемены, которым в течение времени подлежало Байкальское озеро, необходимо еще полное геологическое изучение всей местности, центр которой составляет Байкал; только тогда с достоверностью можно указать направление, в котором проявляют свою деятельность преобразовательные геологические процессы; но для решения этих задач мы, в настоящее время, не имеем вовсе материала, и потому, не касаясь событий отдаленного прошедшего этого озера, остановимся на минуту на тех явлениях, которые легче доступны наблюдению и которые прямо касаются вопроса современного нам колебания уровня вод Байкала.

Сущность этого вопроса сводится к решению следующей задачи: понижается ли уровень Байкала в настоящее время или же, напротив того, он повышается? Рассмотрев, в пользу которого из этих положений говорят факты, обращаемся сперва к вопросу о понижении уровня. Озеро, отступая, должно оставить где–либо на суше следы своей прежней бытности; и отыскание этих следов составляло бы настоятельную необходимость. Из числа этих следов, прежде всего, останавливают на себе внимание наблюдателя те, которые вызваны действием вод на утесистые берега водоема и которые образуются под механическим влиянием удара волны, при содействии ее способности растворять каменную породу, наконец, при участии растительных организмов, обильно покрывающих камень до пределов, которых достигает вода. Такую черту стояния воды можно, например, и теперь видеть около Култука: она показывает высоту, которой достигала вода прошлой осенью. Но под влиянием атмосферных деятелей и при участии лишаев и ягелей, эта черта со временем исчезнет; и потому, как признак, она имеет достоинство только тогда, когда вопрос касается явления в близком прошедшем.

Другой признак касается нахождения береговых пещер, гротов и подмытых утесов; но эти явления могут быть также вызваны действием атмосферной воды и не всегда возможно с достоверностью указать, который процесс в их образовании был деятелен.

По нашему мнению, ни пещеры, ни борозды на крутых утесах не имеют значения того неопровержимого доказательства, которое нам представляют колонны известного храма Сераписа в Пуццуоли. Более благонадежными должны бы быть признаки, которые отступающее озеро оставляет на низменных берегах5). Мы сказали выше, что берег Байкала, у устья р. Култучной, представляется широкой, низменной равниной. Действие волн озера на этот берег обнаруживается в настоящее время тем, что вода набрасывает вал, состоящий из песка и гальки.

5) Разительные следы понижения уровня я имел случай видеть около озера Ханка, между д. Турьим рогом и истоком р. Сунгачи. Дыбовский.

Если озеро отступает медленно, то по мере этого отступления береговой вал должен становиться шире, и по отношению к его гребню, уровень воды будет понижаться. Но ни того, ни другого не видим мы около Култука: здесь вал, простирающийся от деревни до Шаманского Камня, имеет именно ту ширину, которая обозначает предел, какого достигают наибольшие волны Байкала; при том он так низок, что во время половодья прошлого года, он почти весь был покрыт водой. Следовательно, в этом набережном вале мы не находим никаких признаков понижения уровня Байкала, предполагая, что оно совершалось медленно и постепенно.

Но мы можем допустить, что понижение уровня совершилось быстро; в этом случае вода, отступая, оставит за собой набережный вал, а когда станет на мере, набросает новый вал на своем новом пределе; следовательно, в предположении быстрого отступления Байкала, совершавшегося, быть может, периодично, по истечении известных промежутков времени, на низменности р. Култучной должно бы находиться несколько таких песчаных валов; а промежутки между ними должны бы представлять более или менее ровные или слегка к Байкалу покатые плоскости. Но ничего подобного на долине Култучной мы не встречаем и, следовательно, не находим доказательств и для быстро совершившегося понижения уровня.

Впрочем, в подкрепление этого мнения, можно привести еще одно обстоятельство: дно низменности Култучной состоит из песчаных наносных пластов; на них лежит пласт ила и торфа, достигающий местами 2.5 метров толщины, в различных местах на этой низменности встречаются незначительные плоские возвышения, поросшие деревьями; некоторые из этих возвышений достигают берега озера, и деревья, на них произрастающие, имеют до 172 сантиметров в окружности, и в них мы насчитывали 178 слоев. Если бы озеро отступало, то эти деревья в настоящее время не могли бы находиться на самом берегу, где для их произрастания нет выгодных условий; а между тем мы не только находим их в этом месте, но даже ежегодно, во время половодья, имеем случай убедиться, что Байкал подмывает эти возвышения, с корнем опрокидывает по нескольку этих деревьев. Это действие Байкала имеет характер разрушительный, а, следовательно, по отношению к берегам наступательный. Факт этот сам по себе мало значителен; но он получает вес при отсутствии признаков в пользу понижения уровня и потому располагает нас высказать мнение, что уровень этот находится в периоде повышения.

Говоря о повышении уровня озера, мы желаем этим только выразить факт перемещения этого уровня по отношению к суше, но мы отнюдь не указываем, которая из двух стихий — вода или суша подлежит этому перемещению; при том мы не желали бы распространять этот факт на сколько–нибудь значительную площадь; мы желали бы даже ограничить период времени, к которому применимо наше положение.

Соображаясь со всем этим, мы формулируем для нашего мнения следующее выражение: исследования наши показывают, что в окрестностях Култука в течение последних двух веков, разница между высотой берега и уровнем озера уменьшилась.

Наблюдение в других местностях покажет, на какую часть Прибайкалья распространяется это положение.

Для дополнения очерка местности у юго–западной оконечности Байкала в физико–географическом отношении, прилагаем средние месячные цифры температур воздуха, вычисленные товарищем нашим В. Ксенжопольским, за все 17 месяцев, в течение которых он производил наблюдения, продолжающиеся и ныне.

Месяцы Средняя из показаний минимум термометра Средняя для 6 часов утра Средняя для 2 часов пополудни Средняя для 10 часов вечера Средняя месяца
1869 г.
май 3.0 5.9 10.2 5.2 7.1
июнь 1.6 9.0 13.6 8.9 10.5
июль 9.2 11.6 15.2 11.9 12.0
август 8.0 10.2 14.5 10.2 11.1
сентябрь 3.0 5.6 10.9 6.0 7.6
октябрь 1.2 0.6 6.0 1.0 2.5
ноябрь -9.1 -7.1 -3.0 -6.7 -5.6
декабрь -18.4 -16.7 -16.7 -15.7 -15.0
1870 г.
январь -24.4 -22.8 -18.3 -22.1 -20.8
февраль -22.3 -20.1 -14.4 -19.1 -17.6
март -15.7 -12.6 -7.4 -11.6 -10.5
апрель -6.2 -4.1 1.5 -2.3 -7.7
май 1.7 6.0 9.2 5.8 6.9
июнь 7.9 11.5 14.0 10.7 12.1
июль 12.0 15.3 18.6 14.8 16.2
август 8.2 12.8 17.1 11.2 13.8
сентябрь 5.4 6.8 11.1 7.5 8.7

Источник: Труды Восточно–Сибирского Отдела Императорского Русского Географического Общества, № 1. Байкальский сборник, выпуск первый, 1897 г.

Отвечаем на ваши вопросы
Получить больше информации и задать вопросы можно на нашем телеграм–канале.