Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

На Камчатке




 

Чем больше мы изучали биопредвестников землетрясений, тем очевидней для нас вырисовывалась необходимость работы в сейсмоактивных районах. В этот период у нас сложились хорошие отношения с Камчатским институтом вулканологии Академии наук. Энтузиаста и бескорыстного приверженца идеи комплексного исследования предвестников землетрясений мы встретили в лице научного сотрудника института вулканологии Ю.Д. Кузьмина.

Фактически благодаря его помощи и участию во всех наших начинаниях оказалось возможным проведение экспедиционных работ на Камчатке. Приехав в июле на Камчатку, мы остановились на стационаре, любезно предоставленном нам институтом вулканологии в бассейне реки Паратунки на активном Карамышинском тектоническом разломе.

Разлом — это место стыковки двух тектонических плит, т.е. непосредственное соприкосновение геохимических и геофизических процессов, протекающих под корой Земли, с экосистемами на поверхности. На поверхность выходят горячие и холодные источники, которые, сливаясь, образуют чистейшие рукава реки Паратунки, в которых каждый год происходит нерест лососевых. Природа удивительно красива и грандиозна, несмотря на то, что с экологической точки зрения не так разнообразна, как в Приморском крае.

На Камчатке практически отсутствуют земноводные. Сейсмическая активность высокая, поэтому на Карамышинском разломе проводится геохимический и геофизический мониторинг.

Исследование геомагнитного и электрического полей проводит Камчатский филиал Института распространения радиоволн РАН. Накоплены и собираются уникальные данные о состоянии земной коры.

Ландшафтные и биогеоценотические комплексы сохраняются в этой заповедной зоне в первозданном состоянии, за исключением немногочисленных троп туристских маршрутов.

Выехав в составе комплексного биологического отряда, мы планировали изучать динамику миграции приземной фауны насекомых и паукообразных, структуру ловчих сетей пауков-крестовиков, нерестовую миграцию рыб, активность мышевидных грызунов, структуру их популяций, гистоморфологическое состояние надпочечных желез, а также особенности поведения птиц в зависимости от уровня сейсмической активности.

После приезда на Камчатку и встреч с официальными лицами мы, с одной стороны, получили благосклонную поддержку, с другой — столкнулись с преобладающим мнением администрации области, заключающимся в том, что необходимо строить сейсмостойкие здания, а не проводить научные исследования.

На мой взгляд, эти две точки зрения не противоречат друг другу, а дополняют: действительно, ни у кого не возникает сомнений в необходимости строительства в сейсмоопасных районах сейсмостойких зданий. Но, как показало последнее землетрясение в Японии, это далеко не панацея, предотвращающая человеческие жертвы. В то время как результативный прогноз сейсмических катастроф позволил бы значительно уменьшить количество потерпевших.

К тому же с финансовой точки зрения постоянный экологический мониторинг биопредвестников в сейсмоопасных районах обходится недорого — 10-20 тыс. долларов в год. Согласитесь, что такие затраты явно оправдывают вложенные средства, тем более что такого рода экологический мониторинг может быть использован и для оценки антропогенных воздействий на исследуемые биогеоценозы.

Вероятнее всего, проблема заключается в уровне экологической культуры власть имущих. Пока он явно не соответствует тем глобально экологическим изменениям, которые произошли за последние 100 лет. Ведь в зависимости от степени экологической образованности прежде всего административно-управленческого аппарата будет в дальнейшем зависеть решение глобальных проблем человеческой цивилизации.

Возвращаясь к целям и задачам Камчатской экспедиции в 1992 г., необходимо отметить, что прежде всего нам хотелось выяснить прогностическую значимость нашего экологического подхода, во-вторых, провести проверку относительно нетрудоемких биологических методик и передать их камчатским научным сотрудникам для проведения круглогодичных мониторинговых исследований.

Для оценки видового состава и численности насекомых и пауков использовались вкопанные до уровня поверхности поллитровые баночки через каждые 25 м на расстоянии 0,5 км. Структура ловчих сетей пауков — крестовика-мраморного, живущего повсеместно в Сибири и на Дальнем Востоке, оценивалась ежедневно утром по одному и тому же маршруту длиной 5 км.

Надо сказать, что пауки — очень древние животные, около 250-300 млн. лет назад появившиеся на поверхности Земли. В этот период существовал один большой материк — Пангея, который приблизительно 200 млн. лет назад в результате разломов, сопровождавшихся огромной силы землетрясениями, разделился и постепенно преобразовался в современные известные материки.

Так что опыта выживания в условиях земных катастроф у паукообразных, по теоретическим предположениям, должно быть более чем достаточно.

Двигательная активность мышевидных грызунов определялась с помощью живоловушек, расставленных в нескольких биотопах, и фиксировалась каждые 6 ч. У части животных брались для гистоморфологического анализа надпочечные железы и оценивалось количество эмбрионов. Активность птиц фиксировалась при ежедневных маршрутных наблюдениях. Отмечалось и начало миграционного нереста для лососевых рыб.

Получали мы также почасовые сейсмические данные, флуктуации вертикальной и горизонтальных составляющих геомагнитного поля, постоянного электрического поля на поверхности и скорость водородной эмиссии из геотермальных скважин по разработанной Ю.Д. Кузьминым методике. Каково же было разочарование, когда, проработав 3 нед., мы не встретились ни с одним существенным сейсмическим событием. Перед отъездом вечером нас успокаивали все как могли. Проснулся я часа в четыре утра от того, что подо мной плавно наклонилась кровать, а люстра наклонилась под углом 45 градусов к потолку. Вот чертовщина, подумал я, наговорился про землетрясения, потом они ночью снятся, и перевернулся на другой бок, благо кровать вернулась в исходное положение. Поспать, однако, больше не пришлось, проснувшиеся коллеги радостно сообщили — произошло землетрясение в 3,5 балла в 150 милях от нас, в океане. Итак, не все было потеряно, можно было проводить ретроспективный анализ. Анализ собранного материала позволил нам высказать ряд предположений: за пять дней до повышения сейсмической активности увеличилось в 2,5 раза количество нарушений в структуре ловчих сеток пауков-крестовиков. За двое-трое суток в пять раз возросла попадаемость в ловушки нематод и гусениц перепончатокрылых. За неделю увеличилась дисперсия двигательной активности грызунов — в одних биотопах их стало попадаться меньше, а в других больше. Большой интерес представляют сроки миграции различных видов лососевых на Камчатке. В Камчатском институте ихтиологии находится бесценный материал по миграционной активности лососевых Камчатки, начиная с 1950 г. В институте вулканологии имеются данные по сейсмической и вулканической деятельности на Камчатском полуострове. Сопоставление двух рядов данных позволило бы существенно продвинуться в понимании механизмов развития реакций рыб в периоды активной сейсмической деятельности. Остановимся более подробно на полученных результатах и рассмотрим изменения в поведении животных по отдельным группам.

Пауки-кругопряды. В течение всего периода работ (июнь-июль, 1992 г.) проводились наблюдения за состоянием ловчих сетей пауков в районе Верхней Паратунки по двум маршрутным трансектам, каждый из которых равнялся 2 км. Ежедневно оценивалось состояние ловчих сетей пауков-крестовиков. Количество половозрелых особей не превышало 10-20%, в основном представители р. Araneus. Неполовозрелые особи были представлены крестовиком обыкновенным и мраморным. Во время ежедневных маршрутов обследовалось 20-35 ловчих сетей крестовиков.

Отмечались аномалии (отклонения в структуре ловчих сетей) в ловчих сетках пауков-крестовиков. Подсчитывалось число ловчих сетей с отклонениями в их структуре и оценивался процент сеток с аномалиями к общему количеству просмотренных ловчих сетей пауков-крестовиков.

Полученные данные наблюдений представлены на рис. 24 и позволяют заметить, что средний процент ловчих сетей с аномалиями варьирует в пределах 11-20%. Необходимо отметить, что за 6-4 дня до сейсмического события возрастает число ловчих сеток с нарушениями, достигая своего максимального значения (45%). Следовательно, можно допустить вероятность восприятия сигналов-предшественников землетрясений пауками-крестовиками.

Герпетобионты. В период работы экспедиции на трансекте, проходящем через ольхово-березовый пойменный лес с высокотравьем, с помощью ловушек Барбера ежесуточно оценивалась попадаемость в ловушки паукообразных и насекомых. Перед землетрясением был собран материал по герпетобионтам более чем двухнедельного периода.

Видовой состав представлен в табл. 12.

Для удобства последующего анализа были построены графики по динамике попадаемости в ловушки Барбера насекомых и паукообразных (рис. 23, 25).

Анализ полученных результатов позволяет заметить: численность паукообразных постепенно снижается. В то время как динамика численности насекомых за этот период более вариабельна с двумя максимальными значениями численности и видового разнообразия, приходящимися за 10 и 3 дня до землетрясения.

Привлекает внимание довольно значительная миграционная активность личинок двукрылых (рис. 25), т.е. за 4 и 1 день до начала сейсмической активности. Следовательно, на основании предварительно проведенных исследований можно отметить следующие реакции энтомофауны перед землетрясением: у паукообразных — высокая двигательная активность за 2 недели с последующим ее затуханием, что, возможно, объясняется стремлением пауков затаиваться при приближении опасности.

Для насекомых характерен первый пик двигательной активности за 12 сут, второй пик — за 3-4 сут до землетрясения и за 4-5 сут и 2-1сут — активация двигательной миграционной активности личиночных форм насекомых.

Млекопитающие. Видовой состав млекопитающих изучаемой территории крайне беден. Было обнаружено 4 вида животных: бурый медведь и горностай на маршрутах, а также красная лесная полевка и бурозубка пойманы в давилки Герро. Всего отловлено 65 экземпляров полевки и одна особь бурозубки. Попадаемость грызунов в давилки, таким образом, составляла, в среднем, 12 особей на 100 ловушко-суток. Половая структура

 

популяции красных лесных полевок на изучаемом участке состояла на 51% из самцов и на 49% из самок. Возрастная структура популяции была представлена на 70% половозрелыми особями, а из них на долю взрослых приходилось 35%. Такое состояние половозрастной структуры отловленных зверьков предполагает, что популяция находилась на подъеме численности и не подвержена воздействию стрессирующих факторов.

 

 

 

Уловистость грызунов в давилки отражает как численность, так и активность зверьков. При сопо-ставлении динамики естественного электрического поля Земли и активности грызунов (рис. 26) видно, что наибольшая попадаемость полевок приходится на периоды максимальных амплитуд и реверса поля (смена знака «плюс» на «минус»). В то же время наибольшая активность полевок наблюдалась в периоды наименьшего содержания водорода в термальных водах, т.е. в периоды наименьшей дегазации (рис. 27). Следовательно, можно предположить, что одним из стимулов, позволяющих животным (в данном случае полевка) предугадывать землетрясение, являются изменения естественного электрического поля в нижних слоях атмосферы Земли, а также изменения химического состава как в почвенном газе, так и в приземном слое воздуха. При совместном действии нескольких факторов реакция животных может быть более выраженной.

Приехав в 1993 г. на Камчатку, мы по ранее описанным методикам продолжили динамические наблюдения за состоянием экосистем. Средние температуры и влажность атмосферного воздуха были близки к показаниям предыдущего года. Однако в обследованных нами биогеоценозах явно происходили какие-то изменения. Часть растений оказалась изъедена листоедами, листья малины имели нездоровый желтый цвет. При высокой численности насекомых: мух, комаров, мошки, численность пауков-крестовиков по сравнению с 1992 г. снизилась в среднем в 3-4 раза.В ловушках, расставленных на поверхности земли, за 2-х нед. период попалось только два паука-охотника, т.е. те представители отрядов пауков, которые не строят ловчие сети, ведут активный охотничий образ жизни в приземном ярусе и на растениях.

 

 

Значительно повысилась численность сенокосцев. Сравнительный анализ попадаемости членистоногих в банки-ловушки, проведенный между 1992 и 1993 гг., позволил выделить некоторые особенности. В 1992 г. видовой и количественный состав герпетобионтов по суткам изменялся в относительно плавном колебательном режиме. В 1993 г. характер попадаемости членистоногих носил явно выраженный дискретно-импульсный характер: так в одни сутки доминировали жужелицы, во вторые — гусеницы бабочек, затем цикады, почти всегда присутствовали дождевые черви и сенокосцы, относительная численность которых менялась от 5-10 экземпляров в течение суток до 2-1.

Эпизодически попадались стафилиниды и лесные клопы. Отмечались и более значительные флуктуации видового состава герпетобионтов по сравнению с 1992 г. от 1 до 10 видов и от 3 до 6 видов в течение одних суток. При уменьшении количества ловчих сетей пауков-крестовиков количество аномалий в них выросло по сравнению с 1992 г. в среднем в 2 раза и колебалось в пределах 17-55%.

Появились новые типы аномалий в сетях пауков, не встреченные в 1992 г. В некоторые дни встречались полностью деструктурированные ловчие сети (рис. 2 а), правда, процент их встречаемости был достаточно низкий — 1-2% от общего количества описываемых сеток в течение суток. Такие полностью аномальные сети были характерны для половозрелых самок. Как правило, половозрелые самки редко меняют места строительства своих ловчих сетей, поэтому, наблюдая за одной из самок, я отмечал явно выраженную апериодичность в ее поведенческих алгоритмах. На следующие сутки после построения полностью деструктурированной сетки самка сплела вполне нормальную, правда с повышенным числом аномалий, сеть. Так продолжалось трое суток, затем вновь появилась полностью аномальная ловчая сеть. Следовательно, можно сделать вывод, что в зависимости от геофизической и геохимической ситуации чувствительность к сигнальному влиянию факторов в популяции животных распределена крайне неравномерно. Вероятно, реально можно ожидать не более 20% особей популяции животных, выступающих в качестве предвестников землетрясений.

При такой ситуации постоянные комплексные экологические наблюдения остаются наиболее надежным источником информации. К тому же необходимо помнить, что для каждого вида популяций и тем более сообществ имеются свои специфические особенности механизма реагирования на опережающее сигнальное действие, которые не достаточно изучены.

В двигательной активности мышевидных грызунов, по наблюдениям О.Г. Нехорошева, также наблюдалась апериодичность, выражающаяся в увеличении суточного разброса попадаемости животных наряду с дискретным развертыванием этого процесса во времени. Значительно увеличилась и дисперсия в количестве эмбрионов у беременных самок: от 2 до 12 у разных животных.

Последующий гистоморфологический анализ надпочечных желез выявил и повышенную стрессированность животных (табл. 13). Наблюдалась также статистически достоверная отрицательная корреляционная зависимость между уровнем двигательной активности красной лесной полевки и эмиссией водорода в термальных водах (рис. 27).

В 1993 г. в р. Паратунку на нерест зашло много горбуши. Проведенные нами консультации с представителями Камчатского ихтиологического института показали, что аналогичного изменения в ходе миграции не отмечалось за последние 10-15 лет.

Таким образом, вся совокупность проведенных экологических наблюдений с необходимостью убеждала нас, что природа как бы готовится к катаклизму, так как нарушались сезонные вегетационные ритмы сообществ, популяций и особей. Не ясно было только, когда что-то произойдет и в каком масштабе. Мы приложили немало усилий, чтобы передать кому-нибудь из биологов отработанные нами нетрудоемкие методики с целью последующего проведения хронических наблюдений за состоянием биосистем. Но увы, финансовые трудности, которые переживала в этот момент Камчатская администрация, не позволили ей финансировать даже двух биологов для проведения необходимых исследований. Уезжая, мы оставили официальное письменное уведомление о готовящейся, возможно, серии сильных землетрясений по всей Курильской гряде. Прогноз ближайшего землетрясения мы оценивали в течение двух месяцев к концу октября. Действительно, 4 ноября 1993 г. на Камчатке произошло самое сильное за последние 20 лет землетрясение с амплитудой 4,5-5 баллов. А затем последовали всем известные землетрясения на Курильских островах, в Японии и на Сахалине.

Хотелось бы подчеркнуть, что временной прогноз землетрясений в связи с относительно недостаточной изученностью биопредвестников является самым слабым звеном исследований. Современный уровень исследований позволяет с определенной долей вероятности утверждать, что землетрясение готовится, но когда это произойдет и насколько разрушительным оно окажется, сказать трудно.

 

Необходимо проводить комплексные экологические мониторинговые исследования в сейсмоопасных районах, и тогда нам станет ясно поэтапное развитие биологических процессов перед землетрясением.

Что касается экспериментального подхода в проблеме исследования биопредвестников сейсмической активности, то в этом отношении можно порекомендовать ловчие сети пауков-кругопрядов (крестовиков). Пауки прекрасно живут в искусственных обтянутых марлей или сеткой садках (1куб. м). На дно ставится поилка с водой, питание — мухи или любые насекомые. Можно кормить с помощью пинцета, можно просто запускать насекомых в садок. Однако лучше, если две стороны садка будут съемными, чтобы каждый день наблюдать за вновь сплетенной сетью. В каждом садке должно быть по одному пауку — они одиночки. Лучше содержать несколько садков. Нарушения в структуре ловчих сетей пауков легко распознаются и могут быть использованы в качестве предвестников сейсмической активности. Такой метод может быть широко использован в Японии, Китае, Индонезии, России, как в научных лабораториях, так и индивидуально.

 




Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2015-03-29; Просмотров: 405; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2024) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.01 сек.