ПРИЧИНЫ И ПОСЛЕДСТВИЯ КОЛЕБАНИЯ УРОВНЯ КАСПИЙСКОГО МОРЯ

На современном этапе процесс экологизации географии состоит не только в получении новых знаний, но и в систематизации имеющихся. Содержание школьного курса географии располагает объективными возможностями для формирования и развития у школьников системы экологических знаний, ценностных ориентаций, нравственных норм поведения в природе.

Уникальные возможности изучения экологических проблем крупного водного объекта предоставляет огромное количество материалов о географии и экологии Каспийского моря.

Наибольший практический и научный интерес представляют вопросы, связанные с исследованием современной динамики гидрометеорологических процессов. Подобные исследования невозможны без оценки изменчивости уровня по характерным климатическим периодам ХХ-начала XXI столетий, в течение которых наблюдалось как относительно стабильное и высокое его положение, так и катастрофическое падение (в 1930-ые годы) и интенсивный рост (с 1978 по 1995 гг.) (рис.1). Естественно, что эти события в жизни одного из интереснейших водоёмов Земли не остались незамеченными и нашли многообразное отражение в научной литературе.

Тенденция векового падения уровня Каспийского моря, наметившаяся в конце 80-х годов XIX столетия, завершилась в 1977 г., когда впервые за последнее тысячелетие средняя отметка уровня достигла критически низкого положения (-29,0 м БС). Вслед за этим неожиданно, с 1978 г. уровень моря стал интенсивно повышаться. В результате современного, наиболее продолжительного за весь период инструментальный наблюдений периода непре­рывного роста (18 лет), среднегодовая отметка уровня моря, рассчитанная по 4 ГМС (Баку, Махачкала, Шевченко и Красноводск), повысилась на 2,4 м относительно уровня 1977 г. и в 1995 г. достигла значения -26,6 м БС. Затем, с 1996 г., последовало незначи­тельное понижение уровня моря, в 2007 г. его среднегодовая отметка достигла значения -27,08 м БС.

Рисунок 1 Динамика уровня Каспийского моря

Последствия колебаний уровня моря

Резкие колебания уровня отрицательно влияют на социально-экономические условия жизни населения, негативно сказываются на биологической продуктивности моря, экологической системе его вод и прибрежных территорий. Поэтому вполне закономерно возникают вопросы о причинах непостоянства уровня моря, о продолжительности резких колебаний и возможности их предсказания. Впервые со всей остротой проблема исследования причин колебаний уровня встала в тридцатые годы XX в., когда произошло резкое катастрофическое падение уровня моря (на 1,8 м), сменившееся в 1940-ые и последующие годы замедленной регрессией.

Понижение уровня Каспия в ХХ столетии привело к осушению значительной территории (около 50 тыс.км²), сопоставимой с площадью некоторых европейских государств. В северо-восточной части Северного Каспия береговая линия местами отступила на 120-­140 км. Вслед за уходящим морем перемещались и расширялись территории городов. В результате падения уровня моря возникли трудности судоходства в низовьях рек. Регрессия моря, продол­жавшаяся до конца 1970-х годов, вызвала и много других негативных проблем, в том числе отрицательно повлияла на нефтегазодобычу в шельфовой зоне моря. Понижение уровня моря привело к коренному переформированию берегов и опустыниванию прибрежных территорий, обусловило снижение уровня грунтовых вод, сопро­вождалось значительными изменениями экосистемы Каспия, особенно неблагоприятными в мелководной северной части. Повышение солености вод Северного Каспия отрицательно сказалось на состоянии кормовой базы полупроходных и осетровых рыб и привело к снижению биомассы большинства донных организмов. Была уничтожена почти половина рыбных кормовых угодий, что привело к снижению уловов, значительно затруднило условия рыболовства и рыбоводства [10, c. 42.].

Новая волна интереса к основной проблеме Каспия связана с интенсивным и неожиданным ростом уровня, наступившим в 1978 г., негативный характер которого существенно превысил последствия предшествующей продолжительной регрессии моря.

Современный подъем уровня вызвал новые проявления социально-экономического и природного кризиса. Обширные прибрежные территории стали районами экологических бедствий. Повышение уровня моря привело к изменению природных, социально-экономических и медико-экологических условий прибрежных территорий в процессе их подтопления и затопления. В результате современного подъема уровня площадь затопленных территорий составила 35-40 тыс. км2. Так, в западном Туркменистане береговая линия местами отступила на 25-50 км, а на Нижне-Куринской равнине - на 7-10 км. На обширных участках произошел подъем грунтовых вод, вызывающих заболачивание и засоление земельных угодий [10, c. 45].

Из зон затопления и подтопления происходило переселение населения. Только в Северном Прикаспии пострадали десятки населенных пунктов, из которых переселено около 100 тыс. человек и перемещены многие промышленные объекты. В результате подъема уровня наблюдалось разрушение инфраструктуры прибрежных частей городов, таких как Астрахань, Махачкала, Баку, Туркмен­баши, Актау, Дербент и многих других.

В настоящее время наиболее острую актуальность приобрели вопросы, связанные с продолжительностью современного подъема уровня, его отметками, причинами, способствовавшими такому продолжительному непрерывному и интенсивному росту, тенденциями изменчивости уровня на ближайшую перспективу.

Основные концепции непостоянства уровня моря

Среди многочисленных причин и факторов, определяющих непостоянство уровенной поверхности Каспия (эвстатические колебания уровня), выделяются в основном три. Это, главным образом, климатическая изменчивость (глобальная и региональная и их взаимодействие), антропогенная деятельность и геолого-тектонические процессы, меняющие объем морской впадины. Воздействие этих факторов на межгодовые и сезонные колебания уровня моря далеко не одинаково.

Геолого-тектоническая концепция

Среди сторонников чисто тектонических причин колебаний уровня Каспийского моря большой популярностью пользуется мнение, согласно которому трансгрессии моря вызываются периодическими поднятиями участков дна, ранее испытавших погружения, что якобы приводит к выжиманию водной массы и соответственно вызывает трансгрессию уровня [5, c. 29].

Исследователи современного периода также считают, что циклам понижения и подъема уровня моря Каспия через определенный период соответствует смена знаков направления современных движений земной коры, которая произошла в 1978 г. После этой смены трансгрессия моря стала развиваться с высокими скоростями и достигла максимальных значений (18 см в год) через 10 лет. Затем последовал плавный спад скоростей до уровня 3-5 см в год. Колебательный процесс происходит неравномерно, высокие скорости трансгрессии моря развиваются быстрее и держатся в два раза дольше, чем скорости регрессии. Период между максимумами скоростей регрессии и трансгрессии составляют 48 лет (1937-1985 гг.), а время между максимами трансгрессии и регрессии - 352 года (полный цикл 400 лет) [8, c. 93].

Сравнение современных тектонических движений земной коры на побережье Каспия с характеристиками, полученными за историческое прошлое, свидетельствуют о том, что тектоническое влияние на колебания уровня не может быть соизмеримо с климатическим и антропогенным воздействием. Современные разнонаправленные вертикальные смещения дна и берегов в различных частях морского побережья и на островах Каспийского моря в большинстве случаев не превышают ± 2,5-11 мм в год. За период инструментальных наблюдений вертикальное смещение отметки нуля водjпоста Бакинского футштока, вызванное тектоническими процессами, составило в 1977 г. около -50 см, а общее снижение уровня моря - свыше 3 м.

Антропогенное воздействие

Одна из причин многолетних изменений уровня Каспийского моря в настоящее время - всё возрастающее влияние хозяйственной деятельности, прежде всего, на режим поступающего в море речного стока. В начале ХХ столетия формирование гидрометеорологического режима моря происходило в естественных условиях [2, c. 71].

Снижение уровня моря под влиянием водохозяйственных мероприятий в его бассейне в 1930-1940-х годах не превышало 2-3 см/год, а в конце 1970-х - начале 1980-х годов достигло 10-12 см/год. К концу 1980-х годов в результате хозяйственной деятельности речной сток уменьшился примерно на 13 % от нормы. В 1980-ые годы водопотребление в бассейнах рек каспийского бассейна достигло своего максимального значения, суммарный водозабор из поверхностных и подземных источников составлял в бассейне Волги 35-37 км³/год, Терека и Сулака - 10-11 км³/год. В отдельные годы, по данным И.А. Шикломанова и др., объем безвозвратного водопотребления в бассейне Каспия доходил до 40-50 км³/год [11, c. 148].

Во второй половине 1990-х годов водопотребление в бассейне Волги снизилось более чем в два раза. Современное уменьшение стока Волги составляет 5%, а Урала, Терека и Сулака - 20-30 % по отношению к естественной их норме, на остальных реках антропогенное снижение стока очень незначительно, в т.ч. в бассейнах рек иранского побережья, где современное водопотребление оценивается величиной около 6,0 км³/год [1, c. 751.

Антропогенное воздействие на гидрологический режим моря было также связано с перекрытием пролива Кара-Богаз-Гол глухой плотиной, временно изолировавшей залив от моря, в результате чего сток морской воды в залив в 1980-1984 гг. прекратился. С сентября 1984 по июнь 1992 гг. осуществлялось незначительное регули­руемое поступление вод в залив в объеме менее 2 км³/год, затем естественный сток в залив возобновился. Перекрытие пролива Кара- Богаз-Гол и последующая регулируемая незначительная подача морских вод в залив способствовали повышению уровня моря примерно на 40 см, что составило около 20% его современного подъема [3, c. 261].

Климатическая концепция.

Общая закономерность долгопериодных колебаний уровня Каспийского моря состоит в их тесном временном соотношении с климатической ритмикой. Результаты многочисленных исследований позволили весьма определенно связать колебания уровня Каспия с крупномасштабными изменениями климата, происходящими на протяжении многих тысячелетий.

Гипотеза климатической обусловленности многолетних колебаний уровня моря получила развитие в ряде современных исследований, где была установлена зависимость колебаний уровня моря от различных климатических характеристик (суровостью зимы в Арктике, интенсивностью общей циркуляцией атмосферы, изменчивостью общей увлажненности Европы, солнечной активностью, изменениями температуры воздуха и т.п.) [11, c. 148].

Исследования колебаний уровня Каспийского моря показывают не только широкий диапазон его изменений и циклических составляющих, но и многообразие в объяснении причин изменчивости.

Как свидетельствуют многочисленные исследования, климат - основной фактор, определяющий многолетние изменения уровня Каспийского моря. Это подтверждено анализом многолетней изменчивости составляющих водного баланса Каспия по характерным периодам, условно выделенным в ХХ столетии, и их связи с климатообразующими элементами. Колебания уровня Каспийского моря обусловлены также воздействием антропогенной деятельности, влияние тектоники весьма незначительное.

Наиболее сложным остается вопрос о возможных тенденциях изменений уровня моря. Анализ имеющихся прогнозов показывает, что однозначного ответа не существует. Сверхдолгосрочные прогнозы уровня отличаются как различием методической основы, так и конечным результатом. Большинство существующих в настоящее время оценок прогноза уровня показывают вероятность его повышения до 2005-2010 гг. В то же время, некоторые авторы предполагают, что в ближайшее время подъем уровня замедлится, а с приближением к отметке -26 м прекратится и произойдет его стабилизация. Ни в одном из прогнозов не было показано понижение уровня с 1996 по 2001 гг., поскольку сверхдолгосрочные прогнозы, в основном, определяют только тенденцию, а не флуктуации его изменчивости.

Список литературы:

1. Воропаев Г.В. Сток рек и устойчивость Иранского побережья Каспийского моря [Текст]/ Г.В.Воропаев, Г.Ф. Красножон, Х.К. Лахиджани // Водные ресурсы. 1998. Том 25. №6. – М.:  - С. 747-758.
2. Данилов-Данильян В.И. Управление водными ресурсами. Согласование стратегий водопользования [Текст]/ В.И. Данилов-Данильян, И.Л. Хранович. – М.: Науч. мир, 2010. – 232 с.
3. Демин А.П. Современные изменения водопотребления в бассейне Каспийского моря // Водные ресурсы, 2007. – Т.34. – №3. – М.: – С. 259–275.
4. Зонн И.С. Каспий: иллюзии и реальность / И.С. Зонн. – М.: ТОО "Коркис", 2007. - 467 с.
5. Иванова Т.П. Сейсмотектоника и современные колебания уровня Каспийского моря/ Т.П. Иванова, В.Г. Трифонов // Геотектоника. 2002. №2. – М.:  - С. 27-42.
6. Мещерская А.В. О статистических сверхдолгосрочных прогнозах уровня Каспийского моря с использованием крупномасштабных климатических параметров // Гидролдогические аспекты проблемы Каспийского моря и его бассейна. - СПб.: Гидрометеоиздат, 2003,- С.351- 363
7. Рычагов Г.И. Экологические аспекты нестабильности уровня Каспийского моря //Материалы ХХХV Тектонического совещания. – М.: ГЕОС, 2002, № 6. – С. 263-265.
8. Свиточ А.А. Большой Каспий: строение и история развития/ А.А. Свиточ. - М.: Издательство Московского университета, 2014. - 272 с.
9. Фролов А.В. Моделирование многолетних колебаний уровня Каспийского моря: теория и приложения / А.В Фролов. -  М.: ГЕОС, 2003. - 174 с.
10. Чуйков Ю.С. Экологические проблемы Северного Прикаспия и Каспия // Каспий – настоящее и будущее (доклады на пленарном заседании) / под общей редакцией Чуйкова Ю.С. – Астрахань, Изд-во «Интерпресс», 1995. С. 30-60.
11. Шикломанов И.А. Влияние изменений климата на гидрологический режим и водные ресурсы рек России // Гидрологические последствия изменений климата: Тр. Британ.-Рос. конф. – Барнаул: Изд-во ООО «Пять плюс», 2009. – С. 143–151.