Озеро Танганьика
Это самое длинное в мире пресноводное озеро. Вытянутое в общем с севера на юг (с отклонением в южной части к юго-востоку), оно имеет протяженность около 650 км. «Долговязую фигуру» Танганьики подчеркивает сравнительно небольшая ширина озера: 40–80 км. Площадь озера – 34 тыс. км2 – примерно равна территории такого европейского государства, как Нидерланды. По площади Танганьика стоит на втором месте среди африканских озер, уступая (ровно вдвое) лишь озеру Виктория.
Но самая замечательная особенность озера Танганьика не горизонтальные его размеры, а неимоверная глубина. В том, что озеро это очень глубокое, смогли убедиться уже первые его исследователи. В 1876 году Стэнли километрах в двух от мыса Кабого на восточном берегу Танганьики безуспешно пытался достать дно озера линем длиной 365 м, а еще раньше Ливингстону не хватило для той же цели 550-метровой веревки. Однако ясное представление об истинной глубине озера ученые получили много позже. Впервые батиметрическая съемка Танганьики была осуществлена в 1912–1913 годах бельгийцем Луи Сталпером, сделавшим более 350 промеров озера лотом. Наибольшая глубина, которую ему удалось измерить, оказалась равной 1435 м, но и эта цифра давно устарела. В 1946–1947 годах озеро Танганьика было детально изучено бельгийской – гидробиологической экспедицией. В число ее работ входила и батиметрическая съемка (с помощью эхолота). При этом в том же районе, где в свое время Сталпер нашел глубину 1435 м, недалеко от западного берега озера в его южной части, была промерена несколько большая глубина – 1470 м, которую и следует теперь ' считать максимальной. Почти полтора километра глубины. Поистине бездонная пропасть. Уж на что глубоко озеро Киву – а Танганьика глубже его в три раза. Из всех озер земного шара Танганьику «обгоняет» по глубине только Байкал. (Рисунок №2)
Средняя отметка поверхности водного зеркала Танганьики – 774 м над уровнем моря. Нетрудно подсчитать, что дно озера в самом глубоком месте лежит на 696 м ниже уровня моря. Если же взять среднюю глубину озера, тоже более чем внушительную – около 1000 м, в 25 раз больше средней глубины озера Виктория-то окажется, что среднем дно Танганьики опущено ниже уровня Мирового океана на две сотни метров с лишним. Впадина Танганьики – наиболее глубоко погруженный участок Западного рифта и всей рифтовой системы в пределах собственно Восточной Африки (за ее пределами, еще более низко опущенными звеньями Великих африканских разломов являются рифты Красного моря и Аденского залива).
Борта грабена Танганьики достигают высоты 2200–2400 м над уровнем моря на западе и 1200–1300 м на востоке. Таким образом, максимальную амплитуду вертикального смещения блоков земной коры в этом секторе Западного рифта можно в первом приближении определить примерно в 3000 м.
Озерная котловина состоит из двух главных глубоководных бассейнов северного и южного, внутри которых еще несколько котловин второго порядка. Максимальная глубина озера 1470 м – измерена в южном бассейне, тогда как наибольшая глубина северного составляет 1310 м. Эти два бассейна, по существу, два самостоятельных грабена, разделенных поперечным горстовым поднятием. Последнее ныне тоже затоплено и имеет вид подводного порога, пересекающего озеро от его западного берега до восточного вблизи 6° ю. ш. Глубины на пороге большей частью не превышают 250–500 м, высшая же его точка находится всего в 50 м ниже поверхности озера. Однако этот подводный барьер не сплошной: посередине его обрисовывается узкая расселина глубиной 700 м, связывающая северный глубоководный бассейн с южным.
Берега Танганьики имеют относительно простые, массивные очертания, типичные для озера сбросового происхождения. В целом можно сказать, что береговая линия состоит из ряда более или менее прямолинейных отрезков, соединяющихся под тупыми углами. Как легко догадаться, такая конфигурация берегов определена линиями разломов. На крупномасштабных картах Танганьики видно довольно много бухт, полуостровов и мысов, но все эти выемки и выступы побережья незначительны по размерам, так что и в деталях береговая линия не производит впечатления сильно изрезанной. Есть только один глубоко вдающийся в сушу залив, носящий имя первооткрывателя Танганьики Бертона; он находится на северо-западе озера и отделен от основной его части узким скалистым полуостровом Убвари.
У подножия горных поднятий, ограничивающих впадину Танганьики, нередко простирается узкая полоса приозерной равнины, полого понижающейся к плоскому берегу озера. Во многих пунктах, однако, крутые горные склоны подступают к самой воде, образуя высокие обрывистые берега. Чаще всего берега Танганьики приглубые или вдоль них проходит лишь узкая прибрежная отмель, которая вскоре заканчивается крутым подводным откосом, спускающимся к зоне больших глубин. Только перед устьями наиболее 'крупных рек полоса мелководья несколько расширяется.
По живописности береговые пейзажи Танганьики мало, чем уступают берегам Киву. В дневниках Давида Ливингстона, посетившего южную оконечность этого озера в 1867 году, есть такая запись:
«И после двухнедельного пребывания на озере оно кажется в высшей степени очаровательным. Замечательно тихое озеро, хотя, говорят, временами в штормы оно бывает бурным. Оно лежит в глубокой чаше с почти отвесными стенками, которые густо поросли деревьями. Там, где видна порода (глинистый сланец), стенки кажутся ярко-красными. Деревья сейчас все зеленые. Кое-где по скалам стекают красивые водопады, в более ровных местах бродят пасущиеся буйволы, слоны и антилопы, по ночам рычат львы. Пологий участок внизу занимает не более двух миль от отвесных стенок до берега озера. Деревня Памбете, около которой мы впервые вышли к озеру, окружена масличными пальмами…, кисть спелых плодов которых должны нести два человека. Утром и вечерам можно видеть громадных крокодилов, тихонько пробирающихся к местам своей охоты; по ночам и ранним утром слышен храп бегемотов».
В этом описании столетней давности устарело, пожалуй, только одно: сейчас на берегах Танганьики нет того обилия сухопутных диких животных, какое здесь было во времена Ливингстона. Что касается водной фауны, то она существенно не изменилась. А она, надо сказать, исключительно своеобразна и, наряду с огромной глубиной Танганьики, является одной из главных достопримечательностей этого озера.
Чем же так замечательна фауна Танганьики?
Во-первых, она исключительно богата по видовому составу: одних только рыб, например, в озере насчитывается около 250 видов. По сравнению с этой цифрой те четыре десятка видов рыб, которые водятся в озерах Альбеот или Эдвард, выглядят более чем скромно.
Во-вторых, водная фауна Танганьики очень оригинальна и примерно на три четверти состоит из эндемиков. Так, например, танганьикские рыбы эндемичны на 76% (190 эндемичных видов). При этом среди пелагических рыб, т.е. тех, которые обитают в открытых водах, вдали от берегов, эндемизм достигает 100%, а среди многочисленных представителей семейства хромисов, предпочитающих, наоборот, прибрежные мелководные местообитания, – 97%. Из беспозвоночных креветки эндемичны тоже на все 100%, десятиногие раки и веслоногие рачки – на 78%, брюхоногие моллюски и губки – на 67% и т.д. Добавим, что эндемиками являются не только отдельные виды и роды водных животных: в составе танганьикской фауны есть даже одно эндемичное семейство (из брюхоногих моллюсков.
В-третьих, многие из населяющих озеро животных (в особенности те же брюхоногие) обнаруживают значительное сходство с морскими формами, хотя вода в озере пресная, даже более пресная, чем в других больших озерах Западного рифта (среднее содержание растворенных солей – около 0,4 г/л).
Объяснение всех этих специфических черт танганьикской фауны кроется в особенностях геологической истории озера. Точное время образования грабена Танганьики, а соответственно и самого озера неизвестно. Ряд исследователей считают, что этот участок Западного рифта вместе с расположенным в нем озером возник тогда же, когда и более северный его сектор, грабен озера Альбеот, – в середине третичного периода, два десятка миллионов лет назад. По мнению других, грабен Танганьики сформировался позже, уже в конце третичного времени. Но и в этом случае возраст озера оказывается весьма почтенным: не меньше одного–двух миллионов лет.
Итак, Танганьика – озеро очень древнее. При этом вот что особенно важно подчеркнуть. Если, допустим, стать на ту точку зрения, что озеро Альберт старше Танганьики, речь будет идти о сравнении времени первоначального возникновения этих двух озер. Но надо иметь в виду, что современное озеро Альберт – не то озеро, которое образовалось 20 миллионов лет назад. С тех пор этот водоем, по-видимому, неоднократно прекращал свое существование, полностью высыхая, а потом возрождался вновь. Сходную эволюцию, обусловленную вековыми колебаниями климата, прошли и многие другие сравнительно неглубокие озера Восточной Африки. Танганьика же, обладая очень большой глубиной и соответственно огромным объемом водной массы, не пересыхала даже в самые засушливые эпохи. Иными словами, если Танганьика и возникла позже озера Мобуту-Сесе-Секо или какого-либо другого восточноафриканского озера, все равно из всех этих озер она имеет самый длительный «стаж» непрерывного существования.
Нетрудно понять, как много значит это обстоятельство для развития жизни в озере. Поскольку, однажды образовавшись, оно ни разу не высыхало, его древняя, сложившаяся еще в третичное время водная фауна не исчезла, а «дожила» до наших дней и за это время дополнительно обогатилась новыми видами, возникшими в ходе биологической эволюции. В этом и состоит причина современного видового богатства танганьикской фауны.
Крайнее своеобразие ее видового состава также в значительной степени зависит от большого «непрерывного стажа» существования озера. Многие древние виды, широко распространенные в прошлом, ныне сохранились только в Танганьике, став ее эндемиками. Другая причина высокого эндемизма озерной фауны заключается в длительной изоляции озера от других восточноафриканских водоемов. По мнению ученых, Танганьика на протяжении большей части своей истории (вероятно, с момента возникновения) была бессточным озером. Танганьикская фауна развивалась в отрыве от фауны соседних гидрографических бассейнов, и это, конечно, не могло не способствовать ее большой оригинальности.
Хотя озеро Танганьика никогда не пересыхало целиком, колебания уровня его в геологическом прошлом (связанные, вероятно, не только с изменениями климата, но и с тектоническими движениями) были очень велики. Установлено, что уровень водного зеркала Танганьики несколько раз становился на 550–600 м, а один-два раза, возможно, даже на 850 м ниже своего современного положения. Об этом свидетельствует присутствие на дне озера подводных долин, являющихся продолжением современных наземных долин притоков Танганьики. Они образовались в периоды, когда обширные площади озерного дна были сушей. В это время озеро разделялось на два самостоятельных водоема, северный и южный, которые были соединены между собой лишь узкой долиной (сейчас это – уже упоминавшаяся нами глубокая расселина в подводном пороге, разделяющем северный и южный глубоководные бассейны). В таком «раздвоенном» состоянии Танганьика находилась, в частности, сравнительно недавно, уже на памяти человека. Коренному населению ее берегов хорошо известно дошедшее из глубины веков предание о том, что когда-то на месте Танганьики существовали два озера, впоследствии слившиеся воедино.
Есть основания полагать, что это слияние произошло вслед за тем, как в Танганьику около десяти тысяч лет назад прорвались с севера воды озера Киву. Прорыв этот вызвал во впадине Танганьики настоящий потоп. Даже после того, как перемычка между северным и южным озерными бассейнами была затоплена и они соединились, образовав современную Танганьику, уровень озера, теперь уже единого, все еще продолжал подниматься. Весьма вероятно, что его повышению способствовало, помимо всего прочего, также и общее увеличение влажности климата. Подъем уровня не прекращался до тех пор, пока озерные воды не нашли себе выхода в самой низкой точке горного обрамления Танганьики. Такой точкой оказалась долина реки Лукуги. Через нее Танганьика получила сток в реку Луалабу, верхнее течение Конго, и, таким образом, стала частью гидрографической системы этой великой африканской реки. Правда, как мы увидим ниже, сток Танганьики в бассейн Конго впоследствии мог временами прерываться, так что озеро снова могло становиться на более или менее длительный срок замкнутым водоемом.
Нам остается ответить еще на один вопрос: в чем причина сходства многих представителей водной фауны Танганьики с морскими животными? Для объяснения этого явления в свое время выдвигалась гипотеза о древних связях озера с океаном, но вскоре она была полностью опровергнута геологическими данными. Сейчас принято считать, что дело тут не в прямом родстве танганьикской фауны с морской, а в биологической конвергенции, т.е. возникновении сходных жизненных форм в результате приспособления организмов к более или менее сходным условиям среды. Действительно, среда обитания озерной фауны кое в чем похожа на морскую. Если говорить, например, о глубине, то Танганьика, бесспорно, гораздо больше заслуживает названия «озеро-море», чем Виктория. Заметное волнение воды, случающиеся время от времени (не чаще, впрочем, чем на других Великих озерах) сильные бури – все это тоже напоминает морскую обстановку. Кроме того, если сейчас вода в Танганьике пресная, то раньше, когда озеро не имело стока, она могла быть соленой. В связи с этим не исключено, что «морские» формы в составе танганьикской фауны являются наследием (реликтами) прошлого и отражают не столько современные, сколько прежние условия жизни в озере.
Следует оговориться, что этот взгляд разделяют не все ученые. Так, английский озеровед Р. Бьючэмп считает, что воды Танганьики и при отсутствии стока были лишь слабо минерализованы – более того, концентрация солей была тогда, по его мнению, меньше, чем сейчас. Но если даже отбросить предположение о повышенной солености озера в прошлом и целиком исходить из современного положения вещей, придется признать, что у танганьикской воды есть с гидрохимической точки зрения любопытные особенности, опять-таки сближающие ее с морской водой. Речь идет не об общем содержании растворенных солей – как мы видели, весьма умеренном, – а об их составе. Обращает на себя внимание, в частности, необычное для пресной воды – и, наоборот, вполне обычное для морской – повышенное содержание солей магния. Очевидно, эта специфика химического состава воды также должна сказываться на особенностях жизненных форм населяющих озеро организмов.
Таким образом, «морской характер» фауны Танганьики, как и другие ее особенности, тоже зависит, хотя бы косвенно, от большой древности озера, является отражением его длительной и сложной истории.
В гидрологической литературе можно встретить несколько вариантов расчета водного баланса этого озера. Здесь мы будем пользоваться данными, полученными советским географом, озероведом профессором А. В. Шнитниковым.
На поверхность Танганьики выпадает в среднем около 1200 мм атмосферных осадков в год. При площади озера в 34 тыс. км2 этот слой воды соответствует объему 40,8 км3. Притоки Танганьики – из них, помимо Рузизи, заслуживает упоминания еще довольно большая река Малагараси, впадающая в озеро с востока, – приносят ежегодно 23,8 км3 воды. Следовательно, весь годовой приход воды в озере составляет 64,6 км3, из которых 63% дают осадки и 37%–сток с водосбора.
Абсолютные значения этих элементов у Танганьики, конечно, гораздо больше, так как намного больше площадь и самого озера, и его водосборного бассейна (около 245 тыс. км2).
Почему озеро Танганьика пресное? Первое приходящее на ум объяснение – это колоссальный объем водной массы озера. Он достигает примерно 30 тыс. км3 – в три с половиной раза больше объема озера Виктория, хотя последнее вдвое превосходит Танганьику по площади. Понятно, что насытить такую массу воды солями не так-то легко. С другой стороны, если вспомнить, что Танганьика существует не меньше миллиона лет, и этого срока было бы достаточно для засоления даже такого глубокого озера, тем более что в прошлом оно совсем не имело стока. Так что названная причина, очевидно, не может быть решающей.
Крупный авторитет в вопросах гидрологии восточноафриканских озер Р. Бьючэмт, чье имя мы уже упоминали, объясняет умеренную минерализацию воды Танганьики воздействием двух основных факторов. Первый из них – это ограниченные возможности самого поступления солей в озеро. Ведь основное питание Танганьика получает непосредственно от атмосферных осадков, дождевая же вода, разумеется, пресная. Концентрация солей в притоках озера, как показывают химические анализы, тоже очень низкая. Тут, правда, есть одно исключение – река Рузизи, несущая в Танганьику сильноминерализованные воды озера Киву. Кстати, именно это исключение дает Бьючэмпу основание предполагать, что в прошлом, до установления стока Киву в Танганьику, вода этого последнего озера была еще менее минерализована, чем в настоящее время.
Вторая и самая важная причина относительно низкого содержания растворенных солей в танганьикских водах – это их биологическое осаждение. Значительная часть поступающих в озеро минеральных веществ усваивается водными организмами и тем самым переходит в связанное состояние. В дальнейшем отмершие остатки растений и животных оседают на дно озера, формируя мощную толщу черного органического ила. Вместе с ними в этой глубоководной «могиле» хоронятся и минеральные соединения. Они остаются там навсегда, не возвращаясь более в вышележащие слои озерной воды, и исключаются, таким образом, из кругооборота веществ в озере. Если бы не этот процесс биологического осаждения минеральных веществ, концентрация солей в водах Танганьики, по мнению Бьючэмпа, давно бы уже достигла насыщения.
Но один вопрос влечет за собой другой. Ведь по мере разложения органических остатков на дне озера входящие в их состав минеральные вещества должны высвобождаться и, как в других озерах, по крайней мере, частично снова переходить в раствор. Почему же они не обогащают собой водную массу озера, не повышают его соленость?
Причина этого – в очень устойчивой термической стратификации озерных вод.
По данным Бьючэмпа, температуры в верхнем слое озера – эпилимнионе – колеблются в течение года от 23,8 до 26,6°С в северном и от 23,6 до 26,5° С в южном бассейне Танганьики. Слой температурного скачка, обычно хорошо выраженный, варьирует по глубине в северной части озера от 40 м в наиболее жаркие месяцы до 100 м в более холодное время года; в южной части колебания его положения более значительны. Ниже слоя скачка, в гиполимиионе, температуры, уже практически не изменяющиеся по сезонам, медленно понижаются с приближением ко дну. На больших глубинах круглый год сохраняется температура около 23° С.
В отличие от озера Киву с его «температурным коктейлем», термическая стратификация Танганьики нисколько не противоречит физическим законам. Все правильно: вверху вода теплее, внизу холоднее. Холодные и, естественно, более плотные глубинные воды к поверхности не поднимаются и с теплыми поверхностными водами не смешиваются. Вертикальная циркуляция воды в озере несколько активизируется в относительно холодные зимние месяцы, когда температуры эпилимниона понижаются и охлажденная вода опускается, уступая место более нагретой. Но и тогда циркуляционные процессы захватывают только верхние две-три сотни метров водной массы озера, так что полное перемешивание воды от поверхности до дна происходит лишь на относительно мелководных участках. В глубоководных же зонах большая часть гиполимниона в перемешивании не участвует.
Короче говоря, в Танганьике, как и в Киву, имеется застойный «мертвый слой» (причем ввиду огромной глубины озера мощность этого слоя гораздо больше). Его существование и объясняет тот факт, что попадающие на дно озера в ходе биологического осаждения минеральные вещества больше уже в циркуляции не участвуют, «выходят из игры».
Почему так стабильна термическая стратификация Танганьики?
Причины этого еще не вполне ясны. Во всяком случае, дело тут не в повышенной минерализации глубинных вод: Танганьика – не Киву, и химические анализы ее воды не обнаруживают заметных различий солености по вертикали. По предположению Бьючэмпа, одним из факторов термической стабильности Танганьики может быть влияние ее притоков, вода которых холоднее, чем поверхностные слои озерных вод (так как впадающие в озеро реки берут начало в более возвышенных районах, имеющих менее жаркий климат). Эти относительно холодные воды стекают по крутым подводным откосам ниже слоя скачка и тем самым поддерживают более низкую температуру глубинных вод озера. Возможно, что понижению температуры придонных вод способствует также происходящее у берегов опускание в глубину поверхностных вод озера, охлажденных в ночные часы.
Устойчивая стратификация вод Танганьики сильнейшим образом сказывается на условиях жизни в озере.
С гидробиологической точки зрения самым важным следствием этой стратификации является тот факт, что растворенным кислородом обогащены и, следовательно, пригодны для жизни только верхние слои озера, в которых развиваются процессы перемешивания. Ниже слоя температурного скачка кислород в озерных водах обычно уже не обнаруживается. По приблизительным подсчетам, постоянно лишены кислорода и, таким образом, полностью безжизненны (если не считать, возможно, некоторых микроорганизмов, жизнедеятельность которых протекает при отсутствии кислорода) 9/10 всего объема водной массы Танганьики.
Между тем именно в глубине озера концентрируются в наибольшем количестве, вместе с другими минеральными соединениями, различные питательные вещества – нитраты, фосфаты и т.д. Однако поскольку основная масса глубинных вод в циркуляции не участвует, все эти вещества водными организмами сейчас не используются. Таким образом, гидрологические условия сильно ограничивают биологическую продуктивность озера, которая при менее устойчивой стратификации могла бы быть, несомненно, гораздо более значительной.
Итак, вся богатая и разнообразная фауна Танганьики сосредоточена лишь в верхней, обогащенной кислородом части водной массы озера. Исследовавшая Танганьику в 1946–1947 годах бельгийская гидробиологическая экспедиция установила, что нижняя граница слоя воды, пригодного для обитания рыб, проходит на глубине от 100 до 230 м.
Любопытно, что в дневные часы на поверхности озера вдали от берегов не видно почти никаких признаков жизни. Это обстоятельство долгое время создавало Танганьике репутацию бедного в биологическом отношении водоема (то, что фауна озера очень богата видами, было установлено давно, но, как известно, видовой состав и количество особей животных – вещи разные). Оказывается, дело тут вот в чем: зоопланктон Танганьики (в его составе преобладают веслоногие рачки, характерна также пресноводная танганьикская медуза) отличается светобоязнью и днем, спасаясь от солнечных лучей, уходит на глубину более 50 м; туда же уходят в поисках корма планктоноядные рыбы, а за ними и хищные. Напротив, с наступлением темноты зоопланктон поднимается к поверхности, за ним следуют рыбы, и озерные воды «оживают».
Ихтиофауна озера богата промысловыми видами. Главный объект промысла–планктоноядная рыба «ндагала», или «дагаа», из семейства сельдевых, близкая к сардине. Эта вкусная мелкая рыбешка пользуется большой популярностью у жителей, и ее можно встретить, главным образом сушеную, на многих местных рынках. Важное промысловое значение имеют также некоторые хищные рыбы, питающиеся «ндагалой», в особенности нильский окунь и родственные ему виды. «Ндагала» и ее враги – пелагические рыбы, обитающие в открытых водах. Специфическая особенность их лова заключается в том, что он ведется ночью, так как днем, как только что было сказано, рыбные косяки держатся на значительной глубине. У берегов водятся различные виды тилаетии, двоякодышащие лротоптерусы и много других съедобных рыб.