Такие предварительные выводы сделаны по итогам экспедиции, проведенной в рамках составления Плана управления объекта «Наскальная живопись пещеры Шульган-Таш» по заказу Историко-культурного музея-заповедника «Пещера Шульган-Таш».

Полевая часть экспедиции, длившаяся две недели, завершилась в конце августа. За это время сотрудниками Уфимского института биологии УФИЦ РАН и природного заповедника «Шульган-Таш» были отобраны образцы, проведены эксперименты. В рамках мониторинга спелеосистемы проводились исследования водотоков по гидрохимическим и микробиологическим показателям, а также влияние рекреационной нагрузки и суточного хода температур на дневной поверхности на изменения микроклимата и микробиоты аэросреды полости и их возможного воздействия на состояние наскальной палеолитический живописи.

Сейчас научные исследования продолжаются в лаборатории УФИЦ РАН. Перед учеными стоит задача изучения изменений микробных сообществ в воде и воздухе пещеры под влиянием глобальных и локальных факторов для разработки рекомендаций по безопасному использованию пещеры, номинированной в Список всемирного наследия ЮНЕСКО.

Как пояснила микробиолог из Уфимского института биологии Людмила Кузьмина, данные предварительные, они будут уточнены в ходе проведения анализов и представлены позже в отчете.
– В Шульган-Таш с микробиологами Уфимского института биологии Наилей Галимзяновой и Аленой Рябовой работы ведем с 2008 года. Но впервые благодаря установке в пещере системы мониторинга начали проводить более информативные исследования. Раньше не было аппаратуры, измеряющей температуру, влажность, углекислый газ в режиме реального времени. Благодаря этой системе теперь имеем возможность вести полный, масштабный мониторинг, на основе которого уже коллегиально, на совете ученых можно решать, что полезно или вредно для пещеры и ее палеолитической живописи. Эта экспедиция, как и ранее проведенные изучения показывают, что в закрытых частях пещеры влияние даже незначительной рекреационной нагрузки оказывает воздействие на изменение микробной составляющей аэросреды, – отмечает микробиолог.
Людмила Кузьмина с участием научного сотрудника природного заповедника Ольги Червяцовой провела эксперимент по влиянию рекреационной нагрузки в экскурсионной зоне (350 м от входа), а также в дальней части пещеры – Залах рисунков и Хаоса.
В изучаемых залах на сутки устанавливали приборы, измеряющие состояние микроклимата: датчики температуры, скорости ветровых потоков и содержание углекислого газ в атмосфере. Параллельно в течение дня несколько раз измеряли численность микроорганизмов в атмосфере. В зоне экскурсионного маршрута исследования проводили дважды в условиях высокой и низкой рекреационной нагрузки – в субботу и понедельник. Исследования начинали в 6 часов утра в условиях пониженного воздухообмена с поверхностью и до посещения людей, а также в 18 часов при интенсивном воздухообмене и после окончания экскурсионной деятельности в пещере.
В ходе эксперимента было установлено, что благодаря своему огромному входу пещера Шульган-Таш в условиях летнего воздухообмена в разгар туристического сезона в зоне экскурсионного маршрута интенсивно проветривается, вбирает в себя колоссальные объемы воздуха, влаги и тепла с дневной поверхности, которые приносят в полость пыль, насекомых, пыльцу. При этом доля влияние рекреационной нагрузки на эту часть пещеры оказывается несущественной и мало зависит от посетителей.
Для эксперимента в дальней части, закрытой для туристов, были приглашены экскурсоводы, которым разрешено однократное пребывание в заповедной ее части. 16 экскурсоводов вглубь пещеры прошли на 20 минут. Установлено, что в проветриваемых залах, как, например, Зал Рисунков, после ухода людей микроклимат быстро приходит в равновесие. А Зал Хаоса оказался менее проветриваемым, равновесие там наступает не сразу.
– Это очень важно. Ведь в пещере часто ведутся научные работы, трудятся археологи, реставраторы. Наши эксперименты помогут предсказать, когда лучше вести исследования. Самая сильная вентиляция, обмен с поверхностью идет летом. Шульган-Таш засасывает много тепла, в том числе пыли и насекомых. В летний период при входе в дальнюю часть устанавливается защитный экран, предотвращающий прохождение теплых воздушных масс в пещерное пространство и тем самым уменьшающий вероятность образования конденсата на стенах с наскальной живописью. Зимой вентиляция так же высока, в это время защитный экран убирают, и из-за хорошего проветривания негативный эффект от пребывания человека снимается быстрее. Необходимо продолжать наш эксперимент и проверять изменения микроклимата пещеры и микробной составляющей аэросреды, когда вентиляция почти замирает, – в межсезонье, – продолжает Людмила Кузьмина.
Ученые в рамках экспедиции также ставили задачу проверить водосбор пещеры Шульган-Таш на содержание органических веществ и микроорганизмов и их влияние на развитие микробных биопленок и сохранность рисунков. Водосбор включает в себя водотоки, как речка Шульган, ручей Харала и другие. Но проверить поверхностные воды не удалось, в засушливый сезон они пересохли. В самой пещере были взяты пробы воды из трех озер, двух капельников, а также из Голубого озера.
– Собранный материал сдали на анализы по органическим компонентам. Органика, попадающая в пещеру извне, поддерживает рост микробных биопленок, развивающихся в пещере Шульган-Таш. Развитие подобных микробных сообществ представляет угрозу для наскальных рисунков. Для ученых, занимающихся этим объектом, необходимо понять диапазон содержания органических компонентов в воде не только в различные сезоны года, но и в течение нескольких лет. Нужно понять, какие биогеохимические циклы поддерживают их развитие. Бактерии, образующие микробные пленки, используют не только органические вещества, поскольку это литотрофные микроорганизмы, они способны окислять и восстанавливать неорганические соединения – серу, железо, марганец, азот. Это тоже дает понимание того, что происходит в пещере, – поясняет микробиолог.
Пробы воды, взятые в пещере, направлены в разные лаборатории. Содержание и состав микроорганизмов изучают сами ученые в лаборатории прикладной микробиологии УФИЦ РАН. Изучение органических компонентов в воде проводится в республиканском аналитическом центре контроля качества воды «Башкоммунводоканал». А пробы, взятые из Голубого озера, где выделены бактерии предположительно группы кишечной палочки, для окончательного подтверждения или опровержения будут направлены в Пермь, в Институт экологии и генетики микроорганизма УРО РАН, в котором делают анализ 16S рРНК. По словам Людмилы Кузьминой, анализ проводится на секвенаторе, но он работает по мере накопления материалов, и включат его только к концу года. Пробы воды до тех пор будут храниться в рефрижераторе, при -70 градусах.
Окончательные итоги исследования воды и изменений аэросреды под влиянием рекреационной нагрузки в пещере Шульган-Таш будут опубликованы после получения результатов анализов, возможно, к концу октября.