Исчезнет ли каспийское море? Почему мелеет каспийское море Каспийское море что случилось

История земной цивилизации составляет всего одну миллионную часть общей истории развития Земли как планеты. Поэтому современное человечество находится в геологическом масштабе времени в положении новорожденного младенца, который не научился еще улавливать не только смену времен года, но даже суток. Вот почему многие природные процессы, связанные с климатом и геологией, мы попросту не замечаем вообще, а если и обнаруживаем, то часто не можем объяснить.

Это в полной мере относится и к проблеме изменения уровня воды морей и океанов, в том числе Каспийского моря. Падения и подъемы его уровня, происшедшие "на глазах" человечества - это лишь мгновение в долгой жизни моря. Отсюда и характер нашего восприятия долговременных колебаний уровня моря. Его особенность заключается в том, что мы еще не можем уловить их закономерности, и они нам кажутся случайными, стихийными, стохастическими, как говорят математики. Еще А.Энштейн как-то в шутку сказал: "Я никак не могу поверить, что господь бог играет с нами в кости". Но именно так вынуждены мы подходить к исследованиям, связанным с климатом и гидрологией океана и суши.

Ступенчатый график хода уровней Каспийского моря представлен на 31. Только конечная его часть подтверждена постройками человека, описанными выше затонувшими городами, крепостями и храмами. Основные же сведения получены палеогеоморфологически-ми исследованиями, т.е. изучением древних морских террас, которые

сохранили следы былого стояния уровня моря. Захороненные под слоями земли остатки морской фауны и флоры, размывы древних берегов, отложения морской гальки и другие свидетельства бурной и обыденной деятельности морских волн дают возможность составить более или менее подробную и достоверную картину изменения водности Каспия за сотни и тысячи лет его существования.

На протяжении 100 тыс. лет Каспийское море* повторяя судьбу всех водостоков и водоемов северного Полушария, четырежды испытывало сильные "гипертонические кризы", когда в послеледниковые периоды уровень воды в нем резко повышался. Происходила трансгрессия моря, оно наступало на сушу, заливая огромные пространства. Три раза вслед за этим Каспий отступал назад в свою котловину. Кстати, было время, когда его размеры были меньше сегодняшних чуть ли не в 13 раз.

На фоне этих крупных трансгрессий и регрессий моря происходили и более мелкие колебания водности Каспия. За 25 тыс. лет отмечено около 15 фаз высокого и низкого стояния уровня моря со средней продолжительностью каждой фазы около 170 лет (от 40 до 380 лет). Начиная с VIII тысячелетия до н.э. уровень Каспийского моря, был на 37,4 м ниже уровня

ярового океана, т.е. очень близок его сегодняшнему уровню. Однако это средняя цифра. Максимум и минимум равнялись соответственно 23 и 32 м, таким образом, разница в уровнях составляла целых 10 м, что соответствует изменению объема воды в море на 3,5 км?. Начиная с 1809 г. пошло непрерывное общее уменьшение водности Каспия. Сначала среднее снижение уровня воды в нем составляло 4,1 см в год. Но затем, примерно с 1930 г., уровень Каспия стал снижаться со скоростью 20 см в год. Это катастрофическое снижение в 1941 г. немного замедлилось, но к

1956 г. уровень Каспия был уже на 2,5 м ниже, чем в 1929 г. Например, в районе Баку море отступило более чем на 150 м. Значительно обмелели и протоки Волжской дельты, обнажилось дно моря. В целом акватория моря сократилась на 40 тыс.км2, т.е. на площадь Аральского моря.

С положением уровня моря связаны самые разные отрасли народного хозяйства: нефтяной и газовой промышленности, рыбного промысла, судоходства, сельского хозяйства и др. Достаточно только сказать, что Каспийское море дает почти 90 % всех мировых уловов осетровых рыб, чтобы стало понятно наше волнение, когда обмеление речных проток и заводей привело к уменьшению площади нерестилищ. А ведь Каспий дает еще и четвертую часть всех уловов рыбы во внутренних водоемах СССР, и вообще в его бассейне вырабатывается почти треть всей валовой продукции страны.

Первое, на что обратили внимание ученые, пытавшиеся объяснить резкое понижение уровня Каспия, это начавшееся в 50-х годах интенсивное изъятие человеком стока пресных вод, которые питают море.

Ведь именно в эти годы началось строительство крупных волжских Водохранилищ (Куйбышевское, Волгоградское, Саратовское и др.), на заполнение которых пошли многие паводки Волги. Тогда же начался мощный водоотбор на нужды сельского хозяйства (орошение) и промышленности.

Надо сразу сказать, что глубокое воздействие техногенной деятельности человека на глобальные или хотя бы на региональные природные процессы во многих случаях бывает сильно преувеличено. Это относится и к представлениям о влиянии безвозвратного изъятия части стока рек, питающих Каспийское море, на понижение его уровня.

Безвозвратные потери пресного стока по разным оценкам составляют 20-40 км?, т.е. равны почти 10 % приходной статьи водного баланса Каспийского моря. Причем величина эта не стабильна, а постоянно растет. Так, по данным института Гидропроект изъятие водного стока на хозяйственные нужды с 1950 по 1960 г. выросло более чем в 2,5 раза, а к 1970 г. уровень моря за счет деятельности человека должен был бы упасть не менее чем на 1,5 м. Кстати, именно такой прогноз давал в 1950 и 1956 гг. известный советский исследователь Каспия Б.А.Аполлов.

Однако такого понижения уровня моря не произошло. Каспийское море, правда, продолжало "худеть", но значительно более медленными темпами, чем в 1930-1940 гг., а в 1978-1980 гг. началось даже некоторое повышение уровня, достигшего затем отметки - 28,5 м. Очевидно, что роль изъятия пресных вод в бассейне Каспийского моря не так уж и велика. Одним из объяснений этого может быть отказ от представления, что речь идет о без-

возвратных потерях водного стока. На самом деле значительная часть отобранных у Каспия пресных вод в виде подземного стока возвращается к нему обратно и, таким образом, не оказывается для него потерянной.

Например, взятая из рек и водохранилищ вода для нужд ирригации, почти на 50-80 % при ее использовании на сельскохозяйственных полях фильтрует в почву и поступает в подземные воды. Ведь не секрет, что большая часть наших оросительных и других каналов имеет коэффициент полезного действия 0,3-0,5, т.е. до 70 % всей воды просачивается в землю.

Так или иначе, но решающую роль в катастрофическом обмелении Каспия отбор воды из Волги и других рек в 1940-1950 гг. играть явно не мог. Так что же?

Наибольшее распространение имеет климато-метеорологическая гипотеза, связывающая режим морских уровней с колебаниями климата. Она исходит из общего почти никем не оспариваемого положения, что после происшедшего когда-то отрыва Каспийского моря от Мирового океана оно попало полностью во власть региональных и глобальных атмосферных процессов, действующих не только в пределах водосборной площади моря (и конечно, его акватории), но и в других прилегающих к нему крупных районах.

Водный баланс Каспийского моря складывается из следующих составляющих. Во-первых, это поверхностный речной сток, играющий основную роль в поддержании водности моря. Волга, Урал, Кура, Су-лак, Терек и другие реки приносят Каспию около 300 км3 воды в год. Атмосферные осадки дают значительно меньший прирост - немного больше 60 км3, так как район этот засушливый, аридный. В то же время огромный расход воды идет на испарение с поверхности моря, хотя его площадь в 10 раз меньше водосборного бассейна (около 3 млн. км3). Каспийское море буквально "выбрасывает на ветер" около 360 км3 воды в год. Если бы не было пополнения водных запасов Каспия пресными водами, его уровень только за счет испарения падал бы каждый год на 1 м. Наиболее мощным испарителем, настоящим "котлом", выпаривающим морскую воду, до самого последнего времени служил залив Кара-Богаз-Гол, который ежегодно снимал с поверхности моря слой воды в 3 см толщиной. После перекрытия пролива, соединявшего залив с морем, которое состоялось в 1980 г, Каспий получил водный "добавок" в размере 10 км3 в год. Однако перекрытие Кара-Богаз-Гола было не очень-то продуманным решением. Его полное отторжение от Каспия привело к тяжелым экологическим последствиям. Вот почему в настоящее время в дамбе перекрытия сооружен шлюз-регулятор, который в какой-то степени восстановил гидравлическую связь залива с морем.

Каспийское море, "брошенное на произвол судьбы" Мировым океаном ведет себя далеко не так, как его "прародитель". В период потепления, когда начали таять ледники, уровень Мирового океана быстро поднимался, Каспий же вел себя несколько иначе. В конце распада ледниковых покровов темп подъема уровня Мирового океана замедляется, в то же время уровень Каспия начинает резко снижаться. А з период оледенения, когда уровень Мирового океана значительно падал, для Каспийского моря наступил "золотой" век. Здесь установился так называемый "плювиальный" режим, т.е. невысокая темпе-

ратура воздуха, повышенная влажность, а следовательно, и небольшое испарение с морской поверхности. " К тому же в бассейн Каспийского моря постоянно поставлял около 120 км? воды в год огромный Скандинавский ледниковый щит. Поэтому уровень Каспия, в отличие от Мирового океана, интенсивно повышался.

Точно так же в наше время многие ученые поведение Каспийского моря связывают с идущим потеплением климата Земли. В доказательство этого приводится факт сокращения площадей Атлантического и Гренландского ледников, которое приводит к подъему уровня Мирового океана в среднем на 1,2 мм в год. А поскольку Каспийское море должно вести себя противоположным образом, то его водность и уменьшается.

В климатологической гипотезе все кажется строгим и логичным, в нее укладываются почти все факты, известные нам на сегодняшний день. И все же есть и сомнения...

Взглянем еще раз на график колебаний уровня Каспийского моря за последние десятилетия (см. 31). Не слишком ли круто он падает в период 1930-1940 гг.? Ведь скорость снижения уровня в эти годы совершенно не соизмерима со скоростью потепления климата в северном полушарии, которое идет медленно и плавно. Невольно напрашивается мысль: нет ли здесь какой-то быстродействующей импульсной силы? В первую очередь это может быть внутренняя сила Земли. Именно с ней связывают резкие колебания уровня Каспийского моря сторонники тектонической гипотезы.

Действительно, морские уровни очень чутко реагируют на изменение емкостных характеристик моря. Даже самые небольшие измене-

ния объема Каспийской морской котловины должны сразу же отражаться на положении поверхности моря. Проведенные в последние годы геолого-географические исследования на территории юго-западной Туркмении и частично в пределах Азербайджана и Грузии показали, что в районе Каспия происходит постоянное опускание земной поверхности. Тектонический прогиб южной части Каспийской впадины может приводить к ее углублению и перетоку в нее воды из других частей моря.

Кстати, вполне возможно, что кажущиеся сейчас сомнительными сообщения о периодическом соеди^ нении Каспийского моря с Азовским в историческое время через Манычский пролив могли действие тельно иметь место. Вертикальные колебания поверхности Земли в районе Кума-Манычского перешейка мо,гли приводить к периодическому обводнению или обмелению пролива.

Итак, три гипотезы, три мнения. Какое из них самое правильное? Очевидно, ортодоксальная приверженность к одному из них была бы ошибкой. По-видимому, в районе Каспийского бассейна действуют все три фактора, ведущие к колебаниям уровня моря. Климатические изменения имеют долговрвт менный длительный характер. На них, как на общий фон, накладываются периодические тектонические изменения -- прогибьг морского дна и, может быть, в какой-то мере искусственный отбор пресной воды из рек, питающих Каспийское море.

Первое, самое очевидное отрицательное последствие переброски на юг речного стока, которое сразу же приходит на ум: не то же ли это самое, что делал незадачливый портной из басни И.А.Крылова Тришка, который отрезал полы от костюма, чтобы удлинить рукава? Не пытаемся ли мы латать "Тришкин кафтан". Обводняя засушливый Юг за чужой счет, не обедняем ли мы Север? Не придет ли водный голод и в северные районы?

И следующий за этим же вопрос, связанный с опасностью обмеления малых рек Севера, с переосушением тундры, с исчезновением болотных форм растительности. При отборе воды из рек и озер произойдет понижение в них уровня, что приведет и к снижению уровня подземных вод, которые в свою очередь питают многочисленные речки, ручьи, бочажки, болота. Поэтому может начаться общее обезвоживание почв, разрушение торфяников. Исчезнут пастбища для оленей, погибнет поголовье ценных и редких видов рыб и птиц.

Обычно сторонники региональ-

ных и глобальных проектов переустройства водного хозяйства страны отвечают на эти вопросы следующим образом. Осуществление отдельных проектов переброски речного стока в итоге должно привести к созданию чего-то вроде "Единой Водной системы" сначала европейской части СССР, потом и всего Союза. Тогда по многочисленным каналам и рекам, связывающим практически все речные бассейны, можно будет в любой момент перебрасывать запасы воды из одного района страны в другой, с севера на юг, с востока на запад, и наоборот. Поэтому, если окажется, что где-то на севере обнаружилась нехватка воды, можно будет отдать ее обратно. И таким образом равновесие восстановится.

Но вода - не электричество, и ее перегонка туда-сюда по рекам и антирекам, текущим вспять, неизбежно опять-таки скажется на тысячелетиями сложившихся природных условиях речных и озерных русел и берегов, на донной и прибрежной растительности, на рыбных запасах и на многом другом.

К трудно оцениваемым количественно последствиям переброски стока северных рек на юг относится изменение экологии Северного Ледовитого океана. Ведь уменьшение притока речных вод -- это одновременно и снижение теплового потока в океан. Не приведет ли это к нарушению существующего баланса тепла, изменению теплового режима прибрежной части океана, а в итоге -- к приходу нового, искусственно созданного пятого ледникового периода? Точного ответа на этот вопрос пока нет.

Теперь несколько слов о последствиях подобных перебросок, которые не поддаются даже прогнозу. О них, увы, даже сказать ничего нельзя. Можно только, пожалуй,

привести один пример, который у всех нас перед глазами.

В послевоенные годы в СССР нужно было срочно поднять экономику, восстановить промышленность, наладить сельское хозяйство. В основу этого подъема было поставлено (верно ли?) развитие гидроэнергетики. В небывало короткие сроки поднялись гидроэнергетические гиганты с крупными водохранилищами на Волге, Днепре, Дону и других реках. Раскинувшиеся на плоскостях Восточно-Европейской равнины рукотворные моря затопили большие территории. Это последствие строительства ГЭС было очевидным.

Но в те времена специалисты не учли, что пройдет 10, 15 и 20 лет, а площадь водохранилищ станет расти и расти. Волны будут размывать береговые откосы, обрушивать; землю в воду, береговая линия поползет все дальше и дальше, пожирая десятки тысяч гектаров полезной территории. И этот процесс никак не останавливается.

То же самое происходит и с уровнем подземных вод, который лоднимается одновременно с уровнем воды в водохранилище. После образования водохранилищ на берегах равнинных рек началось настоящее подземное наводнение, не прекращающееся и по сегодняшний день. Интенсивно идет заболачивание низинных земель, подтопляются многие города, поселки и промышленные предприятия. Приходится принимать серьезные меры по защите ряда крупных городов от подтопления.

Таких примеров, когда расчеты инженеров трудно предсказуемы, много. Вот по всем этим причинам и под давлением общественное мнения работы по проекту переброски северных рек в 1986 г. были прекращены.

Но самое удивительное то, что проблему обмеления Каспия стал решать он сам, без вмешательства человека. Дело в том^ что во второй половине 70-х годов падение уровня моря пошло значительно более медленными темпами, чем в 30--40-х годах, потом приостановилось, и с 1978 г. вдруг началось даже повышение уровня, которое продолжается и по сей день. К 1985 г. уровень воды в Каспийском море поднялся на 80 см и затопил прибрежную полосу пляжа на 50 м. В последующие годы этот подъем не прекратился. В чем дело? Что это, новая трансгрессия моря или одно из тех небольших случайных поднятий, которые неоднократно происходили за последние десятилетия? Только время может дать точный ответ на этот вопрос.

Каспийское море - это самое крупное озеро на Земле, расположенное на стыке Европы и Азии. Но принято его называть морем, так как по размерам оно намного опережает своих "собратьев". Площадь Каспийского моря в настоящее время - примерно 371 000 км², максимальная глубина - 1025 м. Уровень моря в бассейне подвержен значительным колебаниям. По данным современной науки, в течение последних трех тысяч лет величина изменения уровня воды Каспийского моря достигала 15 метров. В разные годы уровень моря то опускается, то поднимается, что вызвано различными факторами.

О том, как измеряют уровень моря, какие факторы влияют на повышение/понижение уровня Каспия, какие изменения произойдут с морем в ближайшие годы, в беседе с корреспондентом Day.Az рассказывает начальник отдела морской гидрометеорологии Гидрометеорологического центра Национального гидрометеорологического департамента при Министерстве экологии и природных ресурсов Азербайджана Акпер Аскеров.

- Акпер муаллим, расскажите, пожалуйста, как у нас измеряют уровень моря?

Наблюдения за уровнем моря проводятся на 13 станциях и пунктах. На бакинской станции (Бульвар), в Сумгайыте, на острове Чилов, на Нефтяных камнях, на территории под названием Голтуг (Нефтчала), на территории Лимана (не доезжая до Лянкярана), в самом городе Лянкяран и т.д. Уровень моря измеряется в таких местах, где исключено влияние на него внешних воздействий (ветра, волн), а именно - в закрытых бухтах.

При измерении уровня моря используется футшток. Два таких футштока установлены около яхт-клуба на Приморском бульваре. Ежедневно - утром и вечером - сюда приходят наши коллеги и снимают показания с реек. Собранная же информация передается в Национальный гидрометеорологический департамент. Вся информация об уровне моря ежедневно собирается со всех станций и отправляется в этот департамент.

Хочу добавить, что инструментальное измерение уровня Каспийского моря и систематические наблюдения за его колебанием ведутся с 1830 года (в баиловском направлении). То есть 185 лет в азербайджанской акватории Каспия проводится измерение уровня моря.

- Что происходит с Каспием? Опускается или повышается уровень моря в наши дни?

В последние годы уровень Каспийского моря незначительно понизился. Этот процесс идет уже 7-8 лет, с 2008-2009 годов. Проводимые нами наблюдения показывают, что уровень моря снижается. В начале текущего года этот вопрос был поднят некоторыми СМИ, и с нашей стороны было заявлено, что никаких оснований для беспокойства нет. Сегодняшний уровень Каспия можно считать нормальным. Это оптимальная цифра. Сейчас уровень моря составляет - 27,5 метров по балтийской системе.

- А как менялся уровень моря 15-20 лет назад?

Ввиду того, что Каспийское море является закрытым бассейном, оно подвержено колебаниям. Происходят сезонные и многолетние колебания. Например, до 1977 года уровень моря снижался. В этот год был зафиксирован самый низкий уровень воды (- 29 метров), с 1977 года уровень моря начал повышаться, с 1995 года намечалась тенденция к понижению (- 26,5 метров).

- А чем вызваны изменения уровня воды в Каспийском море?

Как я выше отметил, происходят сезонные и многолетние колебания уровня моря. Вот, например, сейчас как раз пик сезонного повышения уровня моря. Вы знаете, что Каспийское море в основном питается рекой Волга. Летом уровень моря повышается, что связано с увеличением полноводности Волги из-за таяния снега в горах. Зимой, начиная с декабря, уровень воды идет на понижение. Под воздействием климатических изменений - ветрового волнения, колебаний атмосферного давления, осадков и испарения, речного стока - уровень моря непрерывно изменяется. В ближайшие годы никакой опасности, связанной с повышением уровня моря, не ожидается.

- А уровень моря у нас измеряют только футштоком? Или применяются и другие приборы?

Нет, только меркой. Протяженность - 3,5 метров. Половина мерки остается под водой, половина - на суше. Другие приборы не используются.

Ученые провели исследование состояния Каспийского моря, и пришли к неутешительным выводам. По их прогнозам, при существующих темпах глобального потепления российская часть акватории может исчезнуть уже в ближайшие десятилетия.

Российские и французские ученые пришли к выводу, что Каспийское море может исчезнуть уже через 75 лет, сообщается в журнале Geophysical Research Letters. Эксперты проанализировали уровень воды в акватории и пришли к выводу, что в период с 1996 по 2015 годы он ежегодно снижался на семь сантиметров.

ПО ТЕМЕ

Всего за это время море "осушилось" на 1,4 метра. Это на метр выше исторического минимума, который был зафиксирован в конце 70-х годов. Ученые считают, что этот показатель со временем будет только ухудшаться. Причем, сильнее всего пострадает северная часть моря, которая находится на территории России и Казахстана.

По мнению специалистов, основная причина обмеления моря – это глобальное потепление. Так, за последние 30 лет температура воды поверхностного слоя атмосферы повысилась на один градус.

Ранее некоторые эксперты заявили об угрозе исчезновения озера Байкал. Причиной этого может строительство гидроэлектростанции на реке Селенга в Монголии.

По прогнозам ряда специалистов, уже в процессе строительства изменятся качество воды и ее температура, а также начнут выделяться дополнительные парниковые газы. ГЭС негативно повлияет на миграцию животных и рыб, а также приведет к повышению сейсмической и эпидемиологической опасности в регионе.

В. Н. МИХАЙЛОВ

Каспийское море – самое большое на планете бессточное озеро. Этот водоем называют морем за его огромные размеры, солоноватую воду и режим, сходный с морским. Уровень Каспийского моря-озера лежит намного ниже уровня Мирового океана. В начале 2000 года он имел отметку около – 27 абс. м. При этом уровне площадь Каспия составляет ~ 393 тыс. км2 и объем вод 78 600 км3. Средняя и максимальная глубина 208 и 1025 м соответственно.

Каспийское море вытянуто с юга на север (рис. 1). Каспий омывает берега России, Казахстана, Туркменистана, Азербайджана и Ирана. Водоем богат рыбой, его дно и берега – нефтью и газом. Каспийское море довольно хорошо изучено, однако в его режиме остается немало загадок. Самая характерная черта водоема – это неустойчивость уровня с резкими падениями и подъемами. Последнее повышение уровня Каспия происходило на наших глазах с 1978 по 1995 год. Оно породило много слухов и домыслов. В печати появились многочисленные публикации, в которых говорилось о катастрофических наводнениях, экологической катастрофе. Нередко писали о том, что подъем уровня Каспия привел к затоплению чуть ли не всей дельты Волги. Что в высказанных суждениях соответствует действительности? В чем причина такого поведения Каспия?

ЧТО ПРОИЗОШЛО С КАСПИЕМ В XX ВЕКЕ

Систематические наблюдения над уровнем Каспийского моря были начаты в 1837 году. Во второй половине XIX века средние годовые значения уровня Каспия находились в диапазоне отметок от – 26 до – 25,5 абс. м и имели некоторую тенденцию к снижению. Эта тенденция продолжилась и в XX веке (рис. 2). В период с 1929 по 1941 год уровень моря резко снизился (почти на 2 м – от – 25,88 до – 27,84 абс. м). В последующие годы уровень продолжал падать и, снизившись приблизительно на 1,2 м, достиг в 1977 году самой низкой за период наблюдений отметки – 29,01 абс. м. Затем уровень моря начал быстро повышаться и, поднявшись к 1995 году на 2,35 м, достиг отметки – 26,66 абс. м. В последующие четыре года средний уровень моря снизился почти на 30 см. Его средние отметки составили – 26,80 в 1996 году, – 26,95 в 1997 году, – 26,94 в 1998 году и – 27,00 абс. м в 1999 году.

Снижение уровня моря в 1930-1970 годы привело к обмелению прибрежных акваторий, выдвижению береговой линии в сторону моря, образованию широких пляжей. Последнее было, пожалуй, единственным положительным следствием падения уровня. Негативных последствий было значительно больше. С понижением уровня сократились площади кормовых угодий для рыбного стада в северном Каспии. Мелководное устьевое взморье Волги стало быстро зарастать водной растительностью, что ухудшило условия прохода рыб на нерест в Волгу. Резко сократились уловы рыб, особенно ценных пород: осетра, стерляди. Судоходство начало терпеть ущерб из-за того, что уменьшились глубины в подходных каналах, особенно вблизи дельты Волги.

Подъем уровня с 1978 по 1995 год оказался не только неожиданным, но и привел к еще большим негативным последствиям. Ведь и хозяйство, и население прибрежных районов уже приспособились к низкому уровню.

Многие отрасли хозяйства стали терпеть ущерб. В зоне затопления и подтопления оказались значительные территории, особенно в северной (равнинной) части Дагестана, в Калмыкии и Астраханской области. От подъема уровня пострадали города Дербент, Каспийск, Махачкала, Сулак, Каспийский (Лагань) и десятки других более мелких населенных пунктов. Затоплены и подтоплены значительные площади сельскохозяйственных угодий. Разрушаются дороги и линии электропередач, инженерные сооружения промышленных предприятий и коммунально-бытовых служб. Угрожающее положение сложилось с рыборазводными предприятиями. Усилились абразионные процессы в береговой зоне и влияние нагонов морской воды. В последние годы флоре и фауне взморья и прибрежной зоны дельты Волги нанесен ощутимый ущерб.

В связи с увеличением глубин на мелководьях Северного Каспия и сокращением площадей, занятых в этих местах водной растительностью, несколько улучшились условия для воспроизводства запасов проходных и полупроходных рыб и условия их миграции в дельту на нерест. Однако преобладание негативных последствий от поднявшегося уровня моря заставило говорить об экологической катастрофе. Началась разработка мер по защите народнохозяйственных объектов и населенных пунктов от наступающего моря.

НАСКОЛЬКО НЕОБЫЧНО СОВРЕМЕННОЕ ПОВЕДЕНИЕ КАСПИЯ?

Ответить на этот вопрос могут помочь исследования истории жизни Каспийского моря. Конечно, данных непосредственных наблюдений прошлого режима Каспия нет, но имеются археологические, картографические и иные свидетельства за историческое время и результаты палеогеографических исследований, охватывающих более длительный период.

Доказано, что в течение плейстоцена (последние 700-500 тыс. лет) уровень Каспийского моря претерпел крупномасштабные колебания в диапазоне около 200 м: от -140 до + 50 абс. м. В этот отрезок времени в истории Каспия выделяют четыре этапа: бакинский, хазарский, хвалынский и новокаспийский (рис. 3). Каждый этап включал несколько трансгрессий и регрессий. Бакинская трансгрессия произошла 400-500 тыс. лет назад, уровень моря поднимался до отметки 5 абс. м. Во время хазарского этапа были две трансгрессии: раннехазарская (250-300 тыс. лет назад, максимальный уровень 10 абс. м) и позднехазарская (100-200 тыс. лет назад, наивысший уровень -15 абс. м). Хвалынский этап в истории Каспия включал две трансгрессии: самую крупную за период плейстоцена раннехвалынскую (40-70 тыс. лет назад, максимальный уровень 47 абс. м, что на 74 м выше современного) и позднехвалынскую (10-20 тыс. лет назад, подъем уровня до 0 абс. м). Эти трансгрессии разделила глубокая енотаевская регрессия (22-17 тыс. лет назад), когда уровень моря упал до – 64 абс. м и был на 37 м ниже современного.

Рис. 4. Колебания уровня Каспийского моря за последние 10 тыс. лет. Р - естественный размах колебаний уровня Каспийского моря при климатических условиях, свойственных субатлантической эпохе голоцена (зона риска). I-IV - стадии новокаспийской трансгрессии; М - мангышлакская, Д - дербентская регрессии

Значительные колебания уровня Каспия происходили и во время новокаспийского этапа его истории, совпавшего с голоценом (последние 10 тыс. лет). После мангышлакской регрессии (10 тыс. лет назад, понижение уровня до – 50 абс. м) отмечались пять стадий новокаспийской трансгрессии, разделенные небольшими регрессиями (рис. 4). Вслед за колебаниями уровня моря – его трансгрессиями и регрессиями – изменялось и очертание водоема (рис. 5).

За историческое время (2000 лет) диапазон изменения среднего уровня Каспийского моря составил 7 м – от – 32 до – 25 абс. м (см. рис. 4). Минимальный уровень в последние 2000 лет был во время дербентской регрессии (VI-VII века н.э.), когда он снижался до – 32 абс. м. За время, прошедшее после дербентской регрессии, средний уровень моря изменялся в еще более узком диапазоне – от – 30 до – 25 абс. м. Этот диапазон изменения уровня назван зоной риска.

Таким образом, уровень Каспия испытывал колебания и раньше, и в прошлом они были более значительными, чем в XX веке. Такие периодические колебания – нормальное проявление неустойчивого состояния замкнутого водоема с переменными условиями на внешних границах. Поэтому нет ничего необычного в понижении и повышении уровня Каспийского моря.

Колебания уровня Каспия в прошлом, судя по всему, не приводили к необратимой деградации его биоты. Конечно, резкие понижения уровня моря создавали временные неблагоприятные условия, например для рыбного стада. Однако с подъемом уровня ситуация сама собой исправлялась. Природные условия прибрежной зоны (растительность, донные животные, рыбы) испытывают периодические изменения вместе с колебаниями уровня моря и, по-видимому, обладают определенным запасом устойчивости и сопротивляемости внешним воздействиям. Ведь ценнейшее осетровое стадо было в Каспийском бассейне всегда, вне зависимости от колебаний уровня моря быстро преодолевая временное ухудшение условий существования.

Не подтвердились слухи о том, что повышение уровня моря вызвало наводнения по всей дельте Волги. Более того, оказалось, что повышение уровней воды даже в нижней части дельты неадекватно величине подъема уровня моря. Рост уровня воды в нижней части дельты в межень не превысил 0,2-0,3 м, а в половодье почти совсем не проявился. При максимальном уровне Каспия в 1995 году подпор со стороны моря распространился по самому глубокому рукаву дельты Бахтемиру не более чем на 90 км, а по другим рукавам не более чем на 30 км. Поэтому затопленными оказались лишь острова на взморье и узкая приморская полоса дельты. Затопления в верхней и средней частях дельты были связаны с высокими половодьями в 1991 и 1995 годах (что для дельты Волги нормальное явление) и с неудовлетворительным состоянием защитных дамб. Причиной слабого влияния подъема уровня моря на режим дельты Волги является наличие огромной мелководной зоны взморья, которая демпфирует воздействие моря на дельту.

Что касается отрицательного влияния повышения уровня моря на хозяйство и жизнь населения в береговой зоне, то следует напомнить следующее. В конце прошлого века уровень моря стоял выше, чем в настоящее время, и это никак не воспринималось как экологическая катастрофа. А раньше уровень был еще на более высоких отметках. Между тем Астрахань известна с середины XIII века, здесь же в XIII – середине XVI века находилась столица Золотой Орды Сарай-Бату. Эти и многие другие населенные пункты на побережье Каспия не страдали от высокого стояния уровня, так как их располагали на возвышенных местах и при аномальных уровнях половодья или при нагонах люди временно переселялись с низких мест на более высокие.

Почему же сейчас последствия подъема уровня моря даже на меньшие отметки воспринимаются как катастрофа? Причиной того огромного ущерба, который несет народное хозяйство, является не подъем уровня, а бездумное и недальновидное освоение полосы земель в пределах упомянутой зоны риска, освободившихся (как оказалось, временно!) из-под уровня моря после 1929 года, то есть при снижении уровня ниже отметки – 26 абс. м. Возведенные в зоне риска постройки, естественно, оказались затопленными и частично разрушенными. Теперь, когда затапливается территория, освоенная и загрязненная человеком, действительно создается опасная экологическая ситуация, источником которой являются не естественные процессы, а неразумная хозяйственная деятельность.

О ПРИЧИНАХ КОЛЕБАНИЙ УРОВНЯ КАСПИЯ

Рассматривая вопрос о причинах колебаний уровня Каспия, необходимо обратить внимание на противостояние в этой области двух концепций: геологической и климатической. Существенные противоречия в этих подходах выявились, например, на международной конференции "Каспий-95".

Согласно геологической концепции, к причинам изменения уровня Каспия относят процессы двух групп. Процессы первой группы, по мнению геологов, ведут к изменению объема каспийской впадины и как следствие – к изменениям уровня моря. В число таких процессов входят вертикальные и горизонтальные тектонические движения земной коры, накопление донных осадков и сейсмические явления. Во вторую группу входят процессы, воздействующие, как полагают геологи, на подземный сток в море, то увеличивая его, то уменьшая. Такими процессами называют периодическое выдавливание или поглощение вод, которые насыщают донные отложения под воздействием изменяющихся тектонических напряжений (смены периодов сжатия и растяжения), а также техногенную дестабилизацию недр, обусловленную добычей нефти и газа или подземными ядерными взрывами. Нельзя отрицать принципиальной возможности влияния геологических процессов на морфологию и морфометрию каспийской впадины и подземный сток. Однако в настоящее время количественная связь геологических факторов с колебаниями уровня Каспия не доказана.

Несомненно, что тектонические движения сыграли определяющую роль на начальных этапах формирования каспийской впадины. Однако если учесть, что котловина Каспийского моря расположена в пределах геологически гетерогенной территории, следствием чего является периодический, а не линейный характер тектонических движений с неоднократной сменой знака, то вряд ли следует ожидать заметного изменения емкости впадины. Не в пользу тектонической гипотезы свидетельствует и тот факт, что береговые линии новокаспийских трансгрессий на всех участках побережья Каспия (за исключением отдельных районов в пределах Апшеронского архипелага) находятся на одном уровне.

Нет оснований считать причиной колебаний уровня Каспия изменение емкости его впадины вследствие накопления осадков. Темпы заполнения котловины донными отложениями, среди которых основную роль играют выносы рек, оцениваются, по современным данным, величиной около 1 мм/год и менее, что на два порядка меньше наблюдаемых сейчас изменений уровня моря. Не могут сколько-нибудь существенно влиять на объем Каспийской котловины сейсмодеформации, которые отмечаются только вблизи эпицентра и затухают на близких расстояниях от него.

Что касается периодической крупномасштабной разгрузки подземных вод в Каспий, то ее механизм пока неясен. В то же время этой гипотезе противоречат, согласно Е.Г. Маеву, во-первых, ненарушенная стратификация иловых вод, указывающая на отсутствие заметных миграций вод через толщу донных отложений, а во-вторых, отсутствие доказанных мощных гидрологических, гидрохимических и седиментационных аномалий в море, которые должны были бы сопровождать крупномасштабную разгрузку подземных вод, способную повлиять на изменения уровня водоема.

Главным же доказательством несущественной роли геологических факторов в настоящее время является убедительное количественное подтверждение правдоподобности второй, климатической, а точнее, водно-балансовой концепции колебаний уровня Каспия.

ИЗМЕНЕНИЕ СОСТАВЛЯЮЩИХ ВОДНОГО БАЛАНСА КАСПИЯ КАК ОСНОВНАЯ ПРИЧИНА КОЛЕБАНИЙ ЕГО УРОВНЯ

Впервые колебания уровня Каспия были объяснены изменением климатических условий (конкретнее стока рек, испарения и атмосферных осадков на поверхность моря) еще Э.Х. Ленцем (1836 год) и А.И. Воейковым (1884 год). Позже ведущая роль изменения составляющих водного баланса в колебаниях уровня моря вновь и вновь доказывалась гидрологами, океанологами, физикогеографами и геоморфологами.

Ключевыми в большинстве упомянутых исследований являются составление уравнения водного баланса и анализ его компонентов. Смысл этого уравнения следующий: изменение объема вод в море является разницей между приходными (речной и подземный сток, атмосферные осадки на поверхность моря) и расходными (испарение с поверхности моря и отток вод в залив Кара-Богаз-Гол) составляющими водного баланса. Изменение уровня Каспия есть частное от деления изменения объема его вод на площадь моря. Анализ показал, что ведущая роль в водном балансе моря принадлежит соотношению стока рек Волги, Урала, Терека, Сулака, Самура, Куры и видимого или эффективного испарения, разнице между испарением и атмосферными осадками на поверхности моря. Анализ составляющих водного баланса выявил, что наибольший вклад (до 72% дисперсии) в изменчивость уровня дает приток речных вод, а если конкретнее, то зона формирования стока в бассейне Волги. Что касается причин изменения самого стока Волги, то они связаны, как полагают многие исследователи, с изменчивостью атмосферных осадков (в основном зимних) в бассейне реки. А режим осадков, в свою очередь, определяется циркуляцией атмосферы. Уже давно доказано, что увеличению осадков в бассейне Волги способствует широтный тип циркуляции атмосферы, уменьшению – меридиональный.

В.Н. Малинин выявил, что первопричину поступления влаги в бассейн Волги надо искать в Северной Атлантике, а конкретно в Норвежском море. Именно там возрастание испарения с поверхности моря приводит к увеличению количества влаги, переносимой на континент, и соответственно к возрастанию атмосферных осадков в бассейне Волги. Последние данные о водном балансе Каспийского моря, полученные сотрудниками Государственного океанографического института Р.Е. Никоновой и В.Н. Бортником, приведены с уточнениями автора в табл. 1. Эти данные убедительно доказывают, что основными причинами как быстрого падения уровня моря в 30-е годы, так и резкого подъема в 1978-1995 годах были изменения речного стока, а также видимого испарения.

Имея в виду, что сток рек – один из главных факторов, влияющих на водный баланс и как следствие – на уровень Каспийского моря (а сток Волги дает не менее 80% суммарного речного стока в море и около 70% приходной части водного баланса Каспия), интересно было бы найти связь между уровнем моря и стоком одной Волги, измеряемым наиболее точно. Непосредственная корреляция этих величин не дает удовлетворительных результатов.

Однако связь уровня моря со стоком Волги хорошо прослеживается, если учитывать сток реки не за каждый год, а брать ординаты разностной интегральной кривой стока, то есть последовательную сумму нормированных отклонений ежегодных значений стока от среднемноголетней величины (нормы). Даже визуальное сравнение хода средних годовых уровней Каспия и разностной интегральной кривой стока Волги (см. рис. 2) позволяет выявить их сходство.

За весь 98-летний период наблюдений за стоком Волги (с. Верхнее Лебяжье в вершине дельты) и уровнем моря (Махачкала) коэффициент корреляции связи уровня моря с ординатами разностной интегральной кривой стока составил 0,73. Если отбросить годы с небольшими изменениями уровня (1900-1928), то коэффициент корреляции возрастает до 0,85. Если для анализа взять период с быстрым падением (1929-1941 годы) и подъемом уровня (1978-1995 годы), то общий коэффициент корреляции будет 0,987, а отдельно для обоих периодов 0,990 и 0,979 соответственно.

Приведенные результаты расчетов полностью подтверждают вывод о том, что в периоды резкого понижения или повышения уровня моря сами уровни тесно связаны со стоком (точнее, с суммой его ежегодных отклонений от нормы).

Особой задачей является оценка роли в колебаниях уровня Каспия антропогенных факторов, и прежде всего сокращения стока рек из-за безвозвратных его потерь на заполнение водохранилищ, испарение с поверхности искусственных водоемов, водозабор на орошение. Полагают, что начиная с 40-х годов безвозвратное водопотребление неуклонно возрастало, что привело к сокращению притока речных вод к Каспию и дополнительному снижению его уровня по сравнению с естественным. По В.Н. Малинину, к концу 80-х годов разница между фактическим уровнем моря и восстановленным (естественным) достигла почти 1,5 м. При этом суммарное безвозвратное водопотребление в бассейне Каспия оценивалось в те годы в 36-45 км3/год (из них на Волгу приходилось около 26 км3/год). Если бы не изъятие речного стока, то повышение уровня моря началось бы не в конце 70-х, а в конце 50-х годов.

Рост водопотребления в бассейне Каспия к 2000 году прогнозировался сначала до 65 км3/год, а потом до 55 км3/год (36 из них приходилось на долю Волги). Такое увеличение безвозвратных потерь речного стока должно было снизить уровень Каспия к 2000 году еще более чем на 0,5 м. В связи с оценкой влияния безвозвратного водопотребления на уровень Каспия отметим следующее. Во-первых, встречающиеся в литературе оценки объемов водозабора и потерь на испарение с поверхности водохранилищ в бассейне Волги, по-видимому, существенно завышены. Во-вторых, прогнозы роста водопотребления оказались ошибочными. В прогнозах закладывали темпы развития водопотребляющих отраслей хозяйства (особенно орошения), которые не только оказались нереальными, но и сменились спадом производства в последние годы. В действительности, как указывает А.Е. Асарин (1997 год), к 1990 году водопотребление в бассейне Каспия составило около 40 км3/год, а в настоящее время снизилось до 30-35 км3/год (в бассейне Волги до 24 км3/год). Поэтому и "антропогенная" разница между естественным и фактическим уровнем моря в настоящее время не столь велика, как прогнозировалось.

О ВОЗМОЖНЫХ КОЛЕБАНИЯХ УРОВНЯ КАСПИЯ В БУДУЩЕМ

Автор не ставит перед собой цель подробно анализировать многочисленные прогнозы колебаний уровня Каспийского моря (это самостоятельная и непростая задача). Основной вывод из оценки результатов прогнозирования колебаний уровня Каспия можно сделать следующий. Хотя прогнозы были основаны на совершенно разных подходах (как детерминистических, так и вероятностных), не было ни одного надежного прогноза. Основная сложность использования детерминистических прогнозов, построенных на уравнении водного баланса моря, – это неразработанность теории и практики сверхдолгосрочных прогнозов изменения климата на больших территориях.

Когда уровень моря в 30-70-х годах снижался, большинство исследователей предсказывали его дальнейшее падение. В последние два десятилетия, когда началось повышение уровня моря, в большинстве прогнозов предсказывался чуть ли не линейный и даже ускоряющийся рост уровня до – 25 и даже – 20 абс. м и выше в начале XXI века. При этом не учитывали три обстоятельства. Во-первых, периодическую природу колебаний уровня всех бессточных водоемов. Неустойчивость уровня Каспия и его периодическая природа подтверждаются анализом современных и прошлых его колебаний. Во-вторых, при уровне моря, близком к – 26 абс. м, начнется затопление обсохших при низком стоянии уровня крупных заливов-соров на северо-восточном побережье Каспия – Мертвый Култук и Кайдак, а также низменных территорий в других местах побережья. Это привело бы к увеличению площади мелководий и как следствие – возрастанию испарения (до 10 км3/год). При более высоком уровне моря увеличится отток вод в Кара-Богаз-Гол. Все это должно стабилизировать или по крайней мере замедлить рост уровня. В-третьих, колебания уровня в условиях современной климатической эпохи (последние 2000 лет), как было показано выше, ограничены зоной риска (от – 30 до – 25 абс. м). С учетом антропогенного уменьшения стока уровень вряд ли превысит отметку – 26- 26,5 абс. м.

Снижение среднегодовых уровней в последние четыре года в общей сложности на 0,34 м, возможно, свидетельствует о том, что в 1995 году уровень достиг своего максимума (- 26,66 абс. м), и о перемене в тенденции хода уровня Каспия. Во всяком случае предсказание, что уровень моря вряд ли превысит отметку – 26 абс. м, по-видимому, оправдывается.

В XX веке уровень Каспийского моря изменялся в пределах 3,5 м, сначала понизившись, а затем резко поднявшись. Такое поведение Каспия – нормальное состояние замкнутого водоема как открытой динамической системы с переменными условиями на ее входе.

Каждому сочетанию приходных (сток реки, осадки на поверхность моря) и расходных (испарение с поверхности водоема, отток в залив Кара-Богаз-Гол) компонентов водного баланса Каспия соответствует свой уровень равновесия. Поскольку составляющие водного баланса моря под влиянием климатических условий также изменяются, то уровень водоема колеблется, стремясь достичь равновесного состояния, но никогда его не достигает. В конечном счете тенденция изменения уровня Каспия в данное время зависит от соотношения осадки минус испарение на водосборе (в бассейнах питающих его рек) и испарение минус осадки над самим водоемом. В недавнем подъеме уровня Каспия на 2,3 м в действительности нет ничего необычного. Такие изменения уровня многократно бывали и в прошлом и не наносили непоправимого ущерба природным богатствам Каспия. Нынешний подъем уровня моря стал катастрофой для хозяйства береговой зоны лишь из-за неразумного освоения человеком этой зоны риска.

Вадим Николаевич Михайлов, доктор географических наук, профессор кафедры гидрологии суши географического факультета МГУ, заслуженный деятель науки РФ, действительный член Академии водохозяйственных наук. Область научных интересов – гидрология и водные ресурсы, взаимодействие рек и морей, дельты и эстуарии, гидроэкология. Автор и соавтор около 250 научных работ, в том числе 11 монографий, двух учебников, четырех научно-методических руководств.

Каспийское море названо так за свои большие размеры, однако с географической точки зрения морем оно не является. Это самый крупный по площади внутренний водоем планеты, то есть Каспийское море - самое большое озеро планеты.

Но в последние годы происходит уменьшение площади Каспия в связи падением его уровня, и в скором времени он может лишиться своего титула. Ежегодно начиная с 1996 года наблюдается снижение уровня водоема на 6,7 сантиметра. До исторического минимума, который был зафиксирован в 1977 году, осталось около 1 метра. Больше всего страдает от падения уровня северная, российско-казахстанская часть озера как наиболее мелководная. Также заметно деградируют дельты Волги и Урала, происходит их обмеление. Подобная ситуация негативно отражается на состоянии Каспия: увеличивается соленость водоема, снижается величина рыбных запасов. Несет потери и транспортная система региона: вода отступает от портовых городов. По подсчетам специалистов, если сохранится текущая скорость обмеления, к концу XXI века северная часть водоема может стать сушей. А Волга, по всей вероятности, будет впадать в болотистую местность.

Научные коллективы стран, расположенных на берегах моря, а также международные специалисты пытаются выяснить причину этого негативного процесса. Хотя уровень воды в Каспийском море падает не впервые. Как удалось выяснить, в последние 3 тысячи лет происходили регулярные колебания уровня моря в пределах 15 метров.

На графике: колебания уровня Каспийского моря в последние 170 лет

По мнению ученых, обмеление Каспия обусловлено множеством факторов. Но основной причиной падения уровня озера считается потепление климата в Центрально-Азиатском регионе, а также в бассейне реки Волги - основного источника питания Каспия. По оценкам специалистов, среднегодовая температура воздуха в районе Каспия увеличилась на 1 градус в течение последних 20 лет. В связи с тем, что Каспийское море-озеро не имеет связи с другими морями и океанами, его уровень зависит в основном от атмосферных осадков, поступления воды с притоками и от величины испарения. Из-за увеличения температуры воздуха повышаются затраты воды на испарение, что в пересчете на такую гигантскую площадь выливается в значительные потери. На сегодняшний день Каспий имеет отрицательный водный баланс: с его поверхности испаряется больше влаги, чем приносят атмосферные осадки, Волга, Урал и другие притоки.

Но при анализе многолетних изменений уровня озера учеными были выявлены несоответствия между величиной стока и уровнем воды в озере. То есть в годы полноводных притоков уровень моря падал, в то время как с уменьшением стока он даже незначительно повышался. В связи с этим была выдвинута другая гипотеза изменения уровня озера –-геологическая. Ученые предположили, что уровень озера падает по причине движения земной коры в районе водоема. Сдвиги приводят к увеличению объема котловины моря.

Но каковы бы ни были причины обмеления Каспия, сегодня ученый мир занят разработкой мероприятий по предотвращению этого процесса. Предлагаются различные проекты по переброске стока северных рек Русской равнины, по строительству канала, который свяжет Азовское и Каспийское моря, по сооружению дамбы, которая разделит мелеющую северную и глубоководную южную части. Ну а пока ученые, экономисты и политики выбирают подходящие варианты, Каспий продолжает мелеть. И подобная ситуация может привести к крупнейшей экологической катастрофе в регионе уже в обозримом будущем.