ЧТО ПРОИСХОДИТ С КАСПИЙСКИМ МОРЕМ?

ЧТО ПРОИСХОДИТ С КАСПИЙСКИМ МОРЕМ?

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.

^{Рис. 31. Колебания уровня воды в Каспийском море} 

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 рис. 31. Только конечная его часть подтверждена постройками человека, описанными выше затонувшими городами, крепостями и храмами. Основные же сведения получены палеогеоморфологическими 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 к 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 км³. 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 км³, 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 безвозвратных 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, Сулак, 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 в период оледенения, когда уровень Мирового океана значительно падал, для Каспийского моря наступил «золотой» век. Здесь установился так называемый «плювиальный» режим, т.е. невысокая температура воздуха, повышенная влажность, а следовательно, и небольшое испарение с морской поверхности. К тому же в бассейн Каспийского моря постоянно поставлял около 120 км³ 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. рис.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 изменения 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 соединении Каспийского моря с Азовским в историческое время через Манычский пролив могли действительно иметь место. Вертикальные колебания поверхности Земли в районе Кума-Манычского перешейка могли 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 долговременный длительный характер. На них, как на общий фон, накладываются периодические тектонические изменения — прогибы морского дна и, может быть, в какой-то мере искусственный отбор пресной воды из рек, питающих Каспийское море.

Если мы с трудом объясняем прошлое, то тем более не в состоянии достоверно предсказать будущее. Долгосрочные прогнозы режима уровней воды в Каспийском море также сомнительны, как предсказания климата и сейсмической активности Земли на отдаленные периоды времени.

Ведь для ответа на вопрос, как изменяется уровень Каспия, нужно знать очень многое. Например, по мнению С.В. Варущенко (МГУ), для такого прогноза следует ясно представлять, в каком направлении будет развиваться климатическая обстановка не только в пределах Каспийского бассейна, но и во всей Европе, северной Африке и части Атлантического океана. Так, необходимо предсказать как поведут себя зарождающиеся над Атлантикой циклоны, насколько они активны и влагонасыщены, куда они направятся и где остановятся. Пока мы предвидеть этого не можем.

Еще с прошлого века предлагались разные проекты спасения Каспийского моря от обмеления. Все их можно разделить на две группы. Одна из них относится к расходной статье водного баланса моря и к проблеме снижения величины испарения с морской поверхности. Другая, наоборот, основывается на приходной части баланса и необходимости повышения величины водного стока в море.

Одним из наиболее известных проектов первой группы является предложение Б.А. Аполлова отрезать земляной дамбой северную часть Каспийского моря и создать в ней пресноводное водохранилище. Вода из Северо-Каспийского водохранилища таким образом не будет уходить в глубоководную южную часть, площадь которой за счет испарения и уменьшения притока постепенно, будет сокращаться, обнажая нефтеносные районы морского дна. Этот план не учитывал возможного серьезного нарушения экологического равновесия района. В частности, нарушение нынешней степени солености моря может привести к изменению флоры и фауны моря, исчезновению ценных пород полупроходных рыб.

В 1879 г. русский инженер М. Данилов предложил искусственным путем восстановить связь Каспийского моря с Мировым океаном по Манычскому проливу. В нашем столетии эти планы нашли конкретное выражение в проекте строительства Манычского морского канала. При этом рассматривались два варианта трассы: от Черного моря (с началом вблизи Новороссийска) и от Азовского (от устья Дона). Вода должна самотеком поступать в Каспийское море и поддерживать его уровень на заданной отметке.

Главное сомнение в этом проекте вызывает нарушение экологического равновесия района. Подача сильно минерализованной морской воды из Черного моря (по 1-му варианту трассы канала) серьезно изменила бы гидрохимический режим северного Каспия. Подача же более пресных вод из Азовского моря (по 2-му варианту) не целесообразна в связи с опасностью его засоления.

В последние 10 лет шла борьба вокруг проекта переброски части стока северных рек в бассейн Каспийского моря. Согласно ему, должна была быть подана вода в Волгу и Каспий из рек Сухоны и Печоры. Здесь предусматривалось строительство крупных водозаборных гидроузлов, которые позволили бы отобрать и направить на юг сначала 20, а потом 40 и даже 60 км? воды. Такая помощь Каспию должна была стать весьма ощутимой. Но, главное, многочисленные водопотребители, снабжающиеся ныне из Волги и имеющие крайне напряженный режим водоподачи, также должны были получить дополнительное питание.

Однако в наше время к любым планам «исправления» ошибок природы приходится относиться очень осторожно. Как и всякое другое воздействие человека на окружающую среду, переброска речного стока из одного бассейна в другой может иметь самые серьезные последствия.

Одни из них видны сразу же, и поэтому их не так уж сложно учесть и предотвратить. Другие можно предсказать заранее, но как и насколько они себя проявят в будущем, оценить довольно трудно. А вот третьи, самые неприятные, это те, которые сейчас и предвидеть-то нельзя. Они незаметны, скрытны и могут проявиться так неожиданно, что их устранение будет невозможно.

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 региональных 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 поднимается 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 общественно! о 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.