Как образовался Байкал

Озеро Байкал расположено на границе Иркутской области и Республики Бурятия. Как его только не называют: «Голубое око Сибири», «Священное море», «Бриллиант планеты», – и это только немногие названия. Это самое большое озеро на нашей планете. Помимо пресной воды и живописных пейзажей, Байкал может ещё похвастаться крайне богатым биоразнообразием. В этом озере живут эндемики, – виды, которые раньше населяли значительную часть Евразии, но только здесь они смогли пережить ледниковые периоды. По количеству редких, произрастающих только здесь растений, Байкал превосходит Мадагаскар и Галапагосские острова. В Байкал впадают около 300 рек и ручьев, при этом, половину объема воды, поступающей в озеро, приносит река Селенга. А вытекает из Байкала единственная река – Ангара. На озере около 20 островов, самый крупный из которых – Ольхон [Путеводитель по Байкалу].

С геологической точки зрения, Байкал – объект крайне интересный. Это – так называемое, озеро рифтового происхождения, а озёрная система тут начала формироваться ещё 75 млн лет назад. Рифт – крупный тектонический разлом в земной коре, который характеризуется крутыми склонами, специфической морфологией (грабенообразной), сейсмической активностью и усиленным тепловым потоком, вплоть до вулканической деятельности. Очень часто рифтинг является начальным процессом разъединения континентов, который приводит к открытию новых океанов. Но не всегда, такие процессы могут затухать и пока у науки нет точного объяснения этому факту. Именно поэтому Байкал так интересен своей геологической природой, на его примере мы можем отследить самое начало возможного процесса зарождения океана и сравнить Байкал с другими действующими рифтовыми долинами Земли, например с Красным морем, которое сейчас активно расширяется, а в центральной части Красного моря уже существует океаническая кора.

Исходя из палеонтологических, тектонических и стратиграфических данных, в эволюции Байкала выделяют три независимых этапа развития [Мац, Щербаков, 2011]: археобайкальский (70-30 млн лет), протобайкальский (30-3,5 млн лет) и современный этап (3,5 млн лет и поныне).

I Археобайкальский этап развития.
75 млн лет назад Земля выглядела совсем иначе: океан Тетис уже заканчивал своё существование, тогда как Атлантика окончательно оформилась и силой своего срединно-океанического хребта отодвигала Америку дальше от нас. В это время территория современного Байкала представляла собой слабохолмистую равнину с тёплым и влажным субтропическим климатом. Тектонический режим характеризовался относительным спокойствием, но, всё же, при ослабевающей интенсивности вертикальных движений, существовал режим напряжений растяжения.

Такие условия растяжений привели к образованию прогибов (пока ещё маленьких) в зоне контакта Сибирской платформы и Центральноазиатского горно-складчатого пояса.

Субтропический климат в то время был свойственен всей Евразии, а на территории самой Азии отсутствовали крупные горные преграды [Кузьмин, Ярмолюк, 2006]. Именно этот фактор связывают с «проникновением» теплолюбивых жителей на север практически до самого Заполярья. Интересно, что палеонтологические остатки пресноводных рачков Gammarus Sars и Micruropus Sow, отобранные в разных местах Байкала, одинаковы в самых нижних частях донных осадков, но чем выше – тем больше отличий между рачками. Это говорит о том, что 75 – 35 млн лет назад на месте современного Байкала существовали изолированные озёра относительно небольшого размера. Но, всё же, речная сеть была богатой и в пределах данной территории миграция живых организмов протекала относительно свободно.

К концу этапу усилилась интенсивность протекающих процессов растяжений континентальной коры, что приводило к углублению байкальского прогиба. Именно в этот момент закладывался Байкальский рифт.

II Протобайкальский этап развития.
Примерно в это время Индостан «врезался» в Евразию, началось активное смятие южных земель, рост Гималайских гор, и режим растяжения сменился режимом сильного сжатия. Это привело к изменению климата: по геологическим данным, происходило заметное похолодание и аридизация. И, из-за усилившихся напряжений, вызванных сочленением Индостана и Евразии, ускорилось заложение Байкальского рифта. Началось общее поднятие окружающей территории, а рифтовая долина наоборот, погрузилась до отметки 400-500 м ниже уровня окружающей поверхности.

Считается, что с этого момента южная и центральная части Байкала объединились в один огромный водный бассейн, и именно здесь закладывалась биологическая изоляция озера, являющаяся причиной столь широкого современного эндемического разнообразия.

Северная часть современного Байкальского озера опускалась значительно медленнее, чем центральная и южная и на тот момент времени представляла собой россыпь мелководных озёр и обширных болот. В этих водных бассейнах накапливались гипс, соленосные породы и торф. Известно, что вдоль юго-восточного склона протекала крупная река (Протоангара), которая впадала в «Южно-центральный» Байкал. До сих пор в морфологии дна Байкала на этом месте можно различить древнюю дельту.

Примерно 18 млн лет назад формируется серия подводных вулканов, которые извергались 6 млн лет подряд. Изверженный материал – мантийный (базальты) [Аило и др., 2017]. Сам факт формирования подводных вулканов говорит о значительной глубине разлома, доходящего до уровня, где возможно плавление глубинных пород. Последние реконструкции показывают глубину разлома не менее 7-8 км, который «засыпался» материалом с окружающих возвышений рельефа, при этом глубина озера составляла долгое время 400-500 м.

Из-за общего поднятия территории на фоне локального опускания Байкала, вся зона будущего озера обросла крутыми склонами на северо-западе и юго-востоке. В силу особенностей рифтового рельефа, водным стокам, поступающим в Байкальское озеро, некуда было уходить, уровень озера поднимался и таким образом Байкал как бы наступал на северную часть, постепенно затапливая её.

III Современный этап (Палеобайкальский-байкальский).
В это время кардинально менялся климат: от сухого субтропического к умеренному и даже, в некоторых интервалах времени, ледниковому. Продолжалось общее сжатие геологических структур, вызванное соединением Индостана и Евразии, что привело к смятию донных осадков и резкому изменению рельефа дна. Эти факторы не могли не отразиться на местных жителях, особенно на бентосных формах. Примерно 3,5 млн лет назад отмечается массовое вымирание многих видов живых организмов. Но именно вымирание привело к взрывному росту новых видов, которые можно встретить только на Байкале. В позднем плиоцене, в результате общего поднятия территории, преображается вся речная система региона. Реки Байкальского бассейна «захватили» многие водотоки Лены, что привело к появлению на Байкале новых видов фауны [Книжин, 2008], например, появился ленский хариус. На этом этапе формирования Байкал приобретает современный облик.

Как сказано выше, в результате усиливающейся тектоники регион претерпевал общее поднятие, а вот сам Байкальский рифт продолжил расширяться и углубляться. В плиоценовое время глубина озера могла достигать уже 1000 метров. При нарастающей силе сжатия, Байкальский рифт рос уже не постепенно, а скачками. К таким выводам пришли учёные, изучая морфологию подводных наносов и подводных оползней.

Около 1 млн лет назад, вследствие ускорения поднятия западного плеча Байкальского рифта, прекратился водообмен с Леной и возникла новая система, связанная с Селенгой. Тогда и сформировались знаменитые 115-метровые отвесные скалы вдоль побережья Байкала. И тогда же вновь активизировалась вулканическая деятельность. Причём, она была весьма внушительной: крупные извержения происходили каждые 25 – 50 тыс. лет. Сейчас известно, что последнее извержение подводных вулканов произошло в центральной части Байкала 600 тыс. лет назад. Окончание вулканической деятельности связывают с полной структурной перестройкой Азиатского региона. Последнее извержение в центральной части рифтовой системы обозначило закупорку магмовыводящих каналов под ней, произошедшую вследствие резких относительных горизонтальных смещений слоев в литосфере и области перехода литосферы – астеносфере. [Рассказов и др., 2016].

Сейчас Байкал – относительно стабильная территория, хотя и случаются землетрясения магнитудой до 6 баллов. При этом, рифтовая система продолжает эволюционировать и мы регистрируем постоянное расхождение берегов на 2-3 см в год, что связывается со сложной структурой региона, а также продолжением давления Индостана на север. И кто знает, может через 30-50 млн лет, когда Индостан полностью потеряет свой вектор движения и начнёт разваливаться на куски, рифтовые процессы смогут начать этап интенсивного раскрытия и здесь будет новый океан. А может, «приплывший» континент наоборот раздавит Байкал и через 30-50 млн лет от него ничего не останется, Гималаи будут постепенно эродироваться и на их месте сформируется классическая шовная зона между континентами вроде современных Уральских гор.

Фото:
1 – озеро Байкал (Google map);
2-4 реконструкция расположения континентов (paleomap project):
2 – 80 млн лет;
3 – 73 млн лет;
4 – 25 млн лет;
5 – Схематическое устройство рифтовой долины и её эволюция (https://elementy.ru)