Научная статья на тему 'Колебания уровня Каспийского моря: причины, последствия, прогноз'

Колебания уровня Каспийского моря: причины, последствия, прогноз Текст научной статьи по специальности «Науки о Земле и смежные экологические науки»

CC BY
123
39
Поделиться
Ключевые слова
УРОВЕНЬ / ТРАНСГРЕССИЯ / РЕГРЕССИЯ / ПРОГНОЗ / ПАЛЕОГЕОМОРФОЛОГИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ / ВОДНЫЙ БАЛАНС / SEA LEVEL / TRANSGRESSION / REGRESSION / FORECAST / PALAEOGEOMORPHOLOGIC ANALYSIS / WATER BALANCE

Аннотация научной статьи по наукам о Земле и смежным экологическим наукам, автор научной работы — Рычагов Г. И.

В статье приводятся краткие сведения о колебаниях уровня Каспийского моря и их влиянии на хозяйственную деятельность. Рассмотрены причины колебаний уровня. На основании данных геолого-геоморфологических исследований дается прогноз уровня, согласно этим данным, уровень Каспия в ближайшем будущем не превысит отметку −25 м абс., а с учетом хозяйственной деятельности и особенностей рельефа побережья и котловины моря не превысит отметку −26 м абс.

Похожие темы научных работ по наукам о Земле и смежным экологическим наукам , автор научной работы — Рычагов Г. И.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Fluctuations of the Caspian Sea level: causes, effects, forecast

The article gives brief data about the fluctuations of the Caspian Sea level and their economic effects. The results of geological and geomorphologic investigations provide a basis for the sea level forecast: according to them in the nearest future the Caspian Sea level will not exceed −25 m, and if the economic activities and the coastal relief features are considered it will not exceed −26 m.

Текст научной работы на тему «Колебания уровня Каспийского моря: причины, последствия, прогноз»

УДК 551.435.743 Г.И. Рычагов1

КОЛЕБАНИЯ УРОВНЯ КАСПИЙСКОГО МОРЯ: ПРИЧИНЫ, ПОСЛЕДСТВИЯ, ПРОГНОЗ

В статье приводятся краткие сведения о колебаниях уровня Каспийского моря и их влиянии на хозяйственную деятельность. Рассмотрены причины колебаний уровня. На основании данных геолого-геоморфологических исследований дается прогноз уровня, согласно этим данным, уровень Каспия в ближайшем будущем не превысит отметку -25 м абс., а с учетом хозяйственной деятельности и особенностей рельефа побережья и котловины моря не превысит отметку -26 м абс.

Ключевые слова: уровень, трансгрессия, регрессия, прогноз, палеогеоморфологический анализ, водный баланс.

Введение. Каспийское море — самый крупный замкнутый бассейн Земли. Его площадь составляет 18% от площади всех озер земного шара. Однако, несмотря на свои размеры, солоноватые воды и режим, сходный с морским, Каспийское море — это все-таки озеро, и этим определяются многие черты его гидрологического режима, прежде всего гипсометрическое положение уровня, который чутко реагирует на изменение параметров водного баланса: объема стока впадающих в море рек, испарения с водной поверхности и количества атмосферных осадков в пределах акватории. Существенные изменения последних во многом зависят от различия физико-географического положения акватории моря и его главного водосбора — водосборного бассейна р. Волга. Акватория моря вытянута с юга на север на 1200 км (от 37° до 47° с.ш.), т.е. расположена в северной части субтропического и южной части умеренного пояса. Этим обусловлено небольшое количество атмосферных осадков в его пределах (в среднем ~200 мм/год) и высокая испаряемость (средняя величина за ХХ в. — 980 мм/год). Главный же водосбор Каспия (бассейн р. Волга), расположенный в умеренном поясе (47—62° с.ш.), характеризуется значительным количеством атмосферных осадков, поэтому на долю Волги приходится не менее 80% суммарного речного стока в море и около 70% приходной части его водного баланса. Если к этому добавить, что значительная часть впадины, занятой морем, находится в тектонически активной зоне, то отсюда следует вывод: быстрые и значительные по амплитуде колебания уровня Каспия — это нормальное проявление неустойчивого состояния замкнутого бассейна с переменными условиями на его внешних границах.

Так как в четвертичное время перечисленные выше факторы изменялись довольно существенно, то и амплитуда колебания уровня менялась соответственно. В неоплейстоцене она превышала 150 м (рис. 1, А), в голоцене, в условиях более стабильного климата и тектонического режима, она не выходила

за пределы 12—14 м (рис. 1, Б), за историческое время (2000—2500 лет) диапазон изменения уровня не превышал 9—10 м. За время систематических инструментальных наблюдений (с 1837 г.) амплитуда колебания уровня составила 3,6 м. Почти такой же (3,4 м) она была в течение ХХ в. (рис. 1, В). Не остается постоянным уровень и в течение года, среднегодовая амплитуда достигает 30—40 см (рис. 1, Г). В отдельных пунктах, например в районе о-ва Тюлений, подъем уровня моря относительно среднемесячных данных может достигать 70 см, а спад — 60 см. Приведенные цифровые показатели даны без учета сгонов и нагонов, которые необходимо учитывать в практической деятельности. Так, в ноябре 1952 г. в районе г. Каспийский (бывш. Лагань) высота нагона составила 4,5 м, достигнув отметки -23,7 м, при среднегодовом уровне моря -28,2 м. Ширина зоны затопления составила от 30 до 50 км, в трех местах была размыта железная дорога Астрахань—Махачкала. Имели место и другие негативные последствия этого нагона. Высокие нагоны (от 1 до 2 м) неоднократно повторялись и в последующие годы.

Из сказанного следует, что из всех проблем, связанных с каспийским регионом, в том числе экологических, на первое место следует поставить проблему изменения его уровня и возможность его прогноза. Особое внимание эта проблема приобрела в ХХ в.: после 1929 г. — в связи с быстрым (в отдельные годы до 33 см) и значительным (на 3 м) падением уровня, а с 1978 г. — в связи с быстрым (в 1979 и 1991 гг. до 35 см) его подъемом на 2,4 м. Такие колебания уровня не могли не сказаться на инфраструктуре хозяйственной деятельности и условиях жизни населения побережья. В самом деле, в результате падения уровня в 30—70-х гг. ХХ столетия осушилась территория площадью более 48 тыс. км2, что превышает площадь таких государств, как Дания или Эстония, а повышение уровня в конце столетия привело к затоплению территории, превышающей площадь Бельгии или Молдавии.

1 Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, географический факультет, кафедра геоморфологии и палеоге-

ографии, профессор, e-mail: gir242@rambler.ru

Рис. 1. Колебания уровня Каспийского моря: А — в течение четвертичного периода (по Г.И. Рычагову). Основные этапы истории Каспия: 1 — бакинский, 2 — хазарский, 3 — раннехвалынский, 4 — позднехвалынский, 5 — новокаспийский; Б — в голоцене (по Г.И. Рычагову). Стадии новокаспийской трансгрессии: 1 — начальная (наиболее длительная), 2 — максимальная (туралинская), 3 — уллучай-ская, 4 — современная. Буквы в кружках: М — мангышлакская регрессия; Д — дербентская регрессия; Н — зона естественного колебания уровня моря в субатлантическую эпоху голоцена ("зона риска"); В — в течение ХХ столетия (Махачкала); Г — в течение 1997 г.

(Махачкала)

Последствия колебаний уровня Каспийского моря.

Колебания уровня Каспия (и понижения, и повышения) ведут к изменению не только геоморфологических процессов на берегах, но существенно влияют на всю социально-хозяйственную структуру побережья и, конечно, как на экологию прибрежных территорий, так и на состояние морской среды. Подробные сведения по этим вопросам можно найти во многих публикациях, и прежде всего в работах [5, 19]. Здесь приведем лишь некоторые из них. Снижение уровня в 30—70-х гг. прошлого столетия привело к зна-

чительному увеличению площадей, занятых солончаками и развеваемыми песками. Морские порты стали недоступны для приема не только крупных морских судов, но в ряде случаев и небольших рыболовецких шхун. Понесли ущерб коммунальные службы прибрежных населенных пунктов. Вследствие обмеления произошло интенсивное зарастание большей части взморья Волги, что ухудшило условия для захода проходных рыб на нерест в водотоки дельты. Уменьшились площади для нагула молоди рыбного стада. Увеличилась соленость вод Северного Каспия. Все это приве-

ло к резкому сокращению улова ценных пород рыб. Если в 30-х гг. прошлого столетия, при уровне моря около -26 м абс, из общего улова (около 500 тыс. т) на долю ценных пород (осетровые, крупный частик, вобла) приходилось около 90%, то в 70-х гг., при уровне Каспия -28,5 м абс. примерно из такого же общего улова на долю ценных пород приходилось чуть более 20%, главным образом за счет искусственного разведения осетровых. Нельзя не отметить и некоторое положительные последствия понижения уровня: за счет прирастания прибрежной суши увеличилась площадь пастбищ, образовались широкие пляжи, уменьшилось негативное влияние нагонов.

Еще больше негативных последствий связано с повышением уровня моря, начавшимся в 1978 г. Сократились площади пастбищных угодий и сельскохозяйственных земель. Произошло затопление и подтопление дорог, промышленных предприятий, рыборазводных заводов, расположенных в дельте Волги, нефтегазовых промыслов и нефтегазопроводов, предприятий коммунального хозяйства. Сократилось зарастание ивой островов в дельте Волги, что ухудшило условия для гнездования птиц и как следствие привело к уменьшению их численности. Были затоплены, а в ряде случаев размыты кладбища, скотомогильники, свалки, расположенные на территории, освободившейся из-под уровня моря после 1929 г. Произошло загрязнение моря нефтепродуктами, пестицидами, бытовыми отходами и т.д. (подробнее об этом см. в [5, 19]).

Отмечены и некоторые положительные последствия, связанные с повышением уровня: увеличились площади и улучшились условия для нагула рыб ценных пород (к сожалению, это не привело к увеличению их улова, что связано с распадом СССР, с осложнившимися социально-бытовыми условиями населения прибрежных территорий, а вследствие этого к многократно возросшему браконьерству); уменьшились соленость и промышленное загрязнение вод Северного Каспия (хотя последнее, скорее, связано с сокращением промышленного производства в бассейне Волги). Однако преобладание негативных последствий над позитивными заставило говорить об экологической катастрофе. Началась разработка мер по защите народно-хозяйственных объектов и населенных пунктов от наступающего моря.

Неизбежен ли экологический и хозяйственный ущерб в условиях нестабильности уровня Каспия? Исходя из сказанного выше о физико-географическом положении акватории и водосборного бассейна Каспийского моря, а главное из его замкнутости, можно сделать вывод, что колебания уровня Каспия — это его нормальное состояние, поэтому ничего необычного в недавнем понижении и повышении его уровня нет. Этот важный вывод помогает ответить на вопрос: является ли недавний резкий подъем уровня моря экологической катастрофой? С естественно-исторической точки зрения подъем уровня в конце ХХ столетия (как и паде-

ние в 30—70-х гг.) ни к какой экологической катастрофе не ведет. Подтверждением служит ситуация, которая имела место на Каспийском побережье в начале ХХ в. (при уровне моря более чем на метр выше современного, т.е. -26 м абс.) и в конце Х1Х в., когда уровень моря находился почти на 2 м выше современного (-25,2 м абс., 1882 г.), и это не воспринималось как экологическая катастрофа. При этих уровнях не испытывали никаких негативных последствий ни гг. Махачкала и Дербент, ни г. Каспийск и другие населенные пункты, расположенные на бэровских буграх. Вдоль западного побережья находились десятки рыбных промыслов, вылавливалось, как сказано выше, около 0,5 млн т ценных пород рыб. Более высокий уровень отмечался в ХШ—Х1У и ХУЛ вв. Между тем Астрахань, например, известна с середины ХШ в., здесь же в ХШ — середине ХУ1 в. находилась столица Золотой Орды — Сарай-Бату. Эти и многие другие населенные пункты на побережье Каспия не "страдали" от высокого стояния уровня, так как были расположены "с умом", т.е. на возвышенных местах.

Таким образом, причиной того материального ущерба, которое несет сейчас хозяйство прибрежных территорий, является не подъем уровня моря, начавшийся в 1978 г., а бездумное освоение полосы побережья, освободившейся из-под уровня моря после 1929 г., т.е. расположенной ниже -26 м. абс. Эта ситуация имеет место в городах Махачкала, Каспийск, Дербент, что хорошо иллюстрирует рис. 2, на котором приведен один из геолого-геоморфологических профилей, который выполнен Дагестангражданпроектом в черте г. Дербент (в районе вагонного депо). При уровне моря -26,66 м (1995 г.) здесь оказалась затопленной полоса городской застройки шириной более 80 м, и это без учета штормовых волнений и ветровых нагонов. Если же уровень поднимется до -26 м абс. (что при современных параметрах водного баланса вполне возможно), то будет затоплена прибрежная полоса шириной более 120 м. При этом резко усилится размыв берега, так как море будет наступать на территорию с насыпными грунтами, рельеф которой (уклоны) не соответствует вырабатываемому волнами профилю равновесия подводного берегового склона. Очевидно, что здесь нельзя было вести строительство, если вспомнить о высоком стоянии уровня моря совсем недавно, в конце Х1Х — начале ХХ столетия (о чем сказано выше).

Можно привести и другие примеры "невиновности" Каспия в наблюдаемых ныне на побережье негативных явлениях. Так, интенсивный размыв берега в г. Каспийск (рис. 3) объясняется непродуманным строительством порта у его южной окраины, молы которого перехватили вдольбереговое перемещение наносов, направленное с юга на север. Способствовали размыву построенные здесь лестничные сходы и другие сооружения, нарушившие естественный уклон берега. Сходная ситуация сложилась севернее Махачкалинской нефтебазы. Интенсивная абразия корне-

2

ЕПЗ1 2 ^^ 5 ШШ 4

Рис. 2. Геолого-геоморфологический профиль побережья Каспийского моря в районе вагонного депо в г. Дербент (по материалам Даге-стангражданпроекта): 1 — новокаспийские морские отложения (пески с редкой мелкой галькой, обломками и целыми створками раковин); 2 — сарматские известняки — ракушечники; 3 — техногенные грунты; 4 — зона затопления городских построек (1995 г., без учета

волнового воздействия и ветровых нагонов)

Рис. 3. Размыв берега моря в г. Каспийск (Дагестан) (А: 1 — береговая линия 1977 г.; 2 — полоса побережья, уничтоженная абразией в результате подъема уровня после 1978 г.; 3 — местоположение кинотеатра "Москва" до начала подъема уровня моря в 210 м от бровки берега; 4 — направление вдольберегового перемещения наносов) и современное положение кинотеатра "Москва" (Б)

вой части Аграханского п-ова в значительной степени связана с тем, что после искусственного спрямления русла Сулака в 1957 г. прекратилось поступление наносов на этот участок морского берега. Под угрозой воздействия нагонов находится железная дорога Астрахань—Махачкала, построенная без учета возможного повышения уровня. Можно привести и другие примеры неразумной хозяйственной деятельности.

Теперь, когда затоплена и затапливается территория, вышедшая из-под уровня моря после 1929 г., освоенная и загрязненная человеком, в ряде мест, в том числе в упомянутых выше городах, действительно создалась опасная экологическая ситуация, источником которой являются не естественно-исторические процессы, а социальные факторы — неразумная хозяйственная деятельность человека.

Причины колебания уровня. Среди причин, влияющих на изменение уровня Каспия, рассматриваются геологические и климатические. К числу первых относятся, с одой стороны, процессы, приводящие к изменению объема котловины Каспия (тектонические движения, заполнение котловины осадками), с другой — процессы, влияющие на водный баланс моря (субмаринная разгрузка подземных вод или, наоборот, поглощение вод поддонными слоями при чередовании фаз сжатия и растяжения).

Нет оснований считать причиной колебания уровня Каспия изменение емкости его впадины вследствие накопления осадков. Во-первых, этот процесс однонаправленный, а изменение уровня моря носит колебательный характер. Во-вторых, темп заполнения котловины донными осадками на несколько поряд-

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

ков меньше наблюдаемых значений скорости колебания уровня. Так, по имеющимся данным, заполнение котловины осадками в настоящее время оценивается величиной около 1 мм/год, а средняя скорость повышения уровня Каспия в 1978—1995 гг. составляла 13 см/год, а в отдельные годы, о чем сказано выше, превышала 30 см. Как видно, величины эти несопоставимы. (Кстати, следует заметить, однонаправленно должен был бы сказаться на уровне моря увеличивавшийся в первой половине ХХ столетия безвозвратный забор воды из питающих Каспий рек, что, действительно, могло вести к понижению уровня, но не к его подъему, который начался в 1978 г.).

Не влияют сколько-нибудь существенно на объем каспийской котловины сейсмодеформации, которые отмечаются только вблизи эпицентров землетрясений и затухают на небольшом расстоянии от них. Сходные с сейсмодеформациями нарушения дна происходят иногда и при грязевулканической деятельности, но и они проявляются локально и не способны влиять на положение уровня моря [8].

Из геологических факторов, которые могут влиять на водный баланс моря, следует назвать подземный сток. Но, по данным большинства исследователей, объем подземного стока составляет незначительную долю от поверхностного (4—5 км3) и поэтому не может заметно изменить уровень моря, тем более что он остается довольно постоянным. Однако в некоторых публикациях, например в [20], проводится мысль, что меняющиеся тектонические напряжения в горных породах, подстилающих дно Каспия (смена сжатий и растяжений), приводят либо к выдавливанию части вод, насыщающих эти породы, либо к их поглощению, что сказывается на высотном положении уровня. Ряд авторов [4] тектоническую дестабилизацию недр связывают с добычей нефти и газа и с подземными ядерными взрывами, ведущими к "прорыву высоконапорных флюидов" и к усиленной разгрузке подземных вод. В настоящее время нет данных, подтверждающих эти точки зрения. Им, согласно [7], противоречит, во-первых, ненарушенная стратификация иловых вод, указывающая на отсутствие заметной миграции воды через толщу донных отложений; во-вторых, для обеспечения потоков, способных влиять на изменение уровня, необходимо допустить такие объем и темп разгрузки "выдавливаемых" вод со своими значениями температуры, степени минерализации и солевым составом (а за время подъема уровня в море поступило более 900 км3 воды), что в этих местах должны были бы сформироваться мощные гидрологические, гидрохимические и седиментаци-онные аномалии. Такие аномалии, как известно, в придонных водах Каспия не зарегистрированы. Следует отметить, что пока неясен механизм периодической крупномасштабной разгрузки подземных вод в Каспий, о чем говорят и сами геологи [11].

Сложнее вопрос о влиянии тектоники на положение уровня. Несомненно, тектонические движения

играли определяющую роль на начальных этапах формирования впадины, которую занимает море. Существенна была их роль и в дальнейшей ее эволюции, доказательством чего служат деформации древнекас-пийских морских террас, залегание на разных гипсометрических уровнях одновозрастных прибрежно-мор-ских отложений, или, например, "сдвиг" акватории Каспийского моря с запада на восток за четвертичное время на десятки километров. Как будто в пользу тектонических факторов говорят аномалии геодезических и уровенных измерений, согласно которым скорость тектонических движений может достигать 5—7 см/год, т.е. они способны вносить заметный вклад в изменение уровня. Однако если учесть, что котловина Каспийского моря расположена в пределах геологически гетерогенной территории, следствием чего является периодический, а не линейный характер этих движений, с неоднократной сменой знака, то вряд ли следует ожидать существенных изменений емкости впадины. Такой характер движений в итоге ведет к их взаимной компенсации. Не в пользу тектонической гипотезы свидетельствует тот факт, что одновозрастные береговые формы рельефа новокаспийской трансгрессии на всем побережье Каспия (за исключением отдельных брахиантиклиналей в пределах Апшерон-ского архипелага) находятся на одном гипсометрическом уровне. О стабильной емкости котловины Каспийского моря в течение голоцена свидетельствуют и результаты специального исследования [12].

Главная причина, определявшая уровенный режим Каспийского моря в голоцене и в последние десятилетия, — изменение климата в пределах его водосборного бассейна и акватории. Доказательством этого служат многочисленные материалы полевых и камеральных исследований. Так, сравнение трансгрессивных и регрессивных горизонтов донных осадков Каспийского моря показывает, что они накапливались в разных условиях — при сменах потепления и похолодания, увлажнения и аридизации климата [7].

В пользу этой точки зрения свидетельствует четкая связь, существующая между высотным положением уровня и составляющими водного баланса моря, которую отмечают многие исследователи. Климатическая, а точнее, водно-балансовая концепция колебания уровня Каспия имеет, в отличие от других концепций, количественные подтверждения. За столетний период наблюдений за стоком Волги (а это наиболее надежно определяемый компонент водного баланса Каспия), которая, как сказано выше, дает не менее 80% суммарного речного стока в море и около 70% приходной части его водного баланса, коэффициент корреляции связи уровня моря с разностной интегральной кривой стока Волги составил 0,73. Если отбросить годы с небольшими изменениями уровня (1900—1928), то коэффициент корреляции возрастет до 0,85. Если же для анализа взять периоды с быстрым падением (1929—1941) и подъемом (1978—1995)

уровня, то общий коэффициент корреляции будет равен 0,987 [9]. Приведенные результаты расчетов показывают, что для обоснования причин современных колебаний уровня моря (по крайней мере в периоды его быстрого падения или повышения) достаточно проанализировать связь между уровнями и ординатами разностной интегральной кривой годового стока Волги и нет необходимости привлекать геологические гипотезы, упоминавшиеся выше. Количественная связь уровня Каспия с параметрами водного баланса в прошлом столетии хорошо прослеживается при сравнении расчетных величин приращения уровня с фактическими: разница между ними незначительна — от 0,3 до 1,8 см/год, и только для периода с 1970 по 1977 г. невязка составляет 8,7 см/год.

Что касается причин изменения стока Волги, то они обусловлены изменчивостью количества атмосферных осадков в ее бассейне, особенно зимних. А режим выпадения осадков в свою очередь определяется циркуляцией атмосферы. Важную роль в этом процессе играют пути циклонов через европейскую часть России. Еще Л.С. Берг [3] установил зависимость между суровостью зим в Арктике и уровнем Каспия. Северные районы европейской части России и средние широты, где находится бассейн Волги, являются как бы "антиподами" в синоптическом отношении. Если над бассейном Волги зимой устанавливается антициклон, способствуя более сухой погоде, то циклоны идут по "северной трассе", принося в Арктику теплые и влажные воздушные массы. Поэтому в годы с теплой зимой в Арктике количество осадков в бассейне Волги уменьшается, что приводит к уменьшению ее стока и понижению уровня Каспия. В суровые же зимы в Арктике циклоны проходят южнее, увеличивая количество зимних осадков в бассейне Волги. Сток реки в эти годы возрастает, что ведет к повышению уровня моря. Косвенным доказательством связи уровня Каспия с глобальным изменением циркуляции атмосферы служит совпадение периодов интенсификации явлений Эль-Ниньо с увеличением стока Волги и Урала, а, как следствие — с повышением уровня Каспия [21]. О связи уровня Каспия с изменениями атмосферной циркуляции свидетельствует и такой факт, как смена направлений господствующих ветров над акваторией Каспия в разные этапы его истории, что проявляется в изменении пространственного положения зон дивергенции вдольберего-вого перемещения наносов [17]. Сказанное выше не означает, что не нужно изучать другие факторы, которые, взаимодействуя в разных ситуациях, могут влиять на высотное положение уровня, в частности, требуется выяснить причины невязки расчетного и фактического приращения уровня в 1970—1977 гг. (см. выше).

Прогноз уровня Каспийского моря. Роль геоморфологических исследований в решении этой проблемы.

В статье не ставится цель подробного анализа много-

численных прогнозов колебания уровня Каспия. Можно сделать следующий основной вывод из оценки результатов этого прогнозирования. Хотя прогнозы были основаны на совершенно разных подходах (как детерминистических, так и вероятностных), среди них не было ни одного надежного. Основная сложность использования детерминистических прогнозов, построенных на уравнении водного баланса моря, — неразработанность ни теории, ни практики сверхдолгосрочных прогнозов изменения климата на больших территориях. Точно так же не вполне ясны последствия для бассейна Каспия и его акватории предсказываемого глобального потепления климата. В 30—70-х гг. прошлого столетия, когда уровень моря снижался, большинство исследователей предсказывали его дальнейшее падение. Эта точка зрения была официально закреплена в 1933 г. решением специальной сессии АН СССР, посвященной проблеме Волго-Каспия, в соответствии с которым впоследствии был разработан проект перекрытия пролива, соединяющего Каспий с заливом Кара-Богаз-Гол (этот проект был осуществлен только в 1980 г., когда уровень моря начал повышаться), а также проект переброски части стока северных рек в бассейн Каспийского моря. Как складывалась ситуация в 70-х гг. прошлого столетия в соответствии с существовавшими тогда прогнозами, красноречиво свидетельствует такой пример: согласно ТЭО переброски воды из Печоры в Волгу (Гидропроект, 1975), в качестве расчетных значений уровня Каспия принимались следующие: 1985 г. — минус 28,95 м абс., 1990 г. — минус 29,3 м абс., 2000 г. — минус 30,1 м абс., т.е. прогнозировалось понижение уровня на 1,15 м. В действительности же за эти годы уровень поднялся на 85 см, а в 2000 г. он наблюдался на абсолютной высоте -27,1 м, т.е. на 3 м выше прогнозируемого (рис. 4). Следует, правда, отметить, что были и довольно правдоподобные прогнозы, предсказывавшие повышение уровня Каспия в 80—90-х гг. прошлого столетия. Основывались эти прогнозы на исследовании солнечно-земных связей и изменении глобальной циркуляции атмосферы [2, 18].

В решении проблемы прогноза уровня Каспия весьма плодотворным оказался палеогеоморфологи-ческий метод исследования, базирующийся на деталь-

Рис. 4. Прогноз уровня Каспийского моря: 1 — по расчетам Гидропроекта (1975); 2 — действительный ход уровня Каспия (по данным наблюдений)

ном анализе геолого-геоморфологического строения побережья. На основании изучения приустьевых участков долин малых рек дагестанского и азербайджанского побережий Каспия и определения абсолютных высот подошвы базальных горизонтов ингрессион-ных террас, в строении которых принимают участие как аллювиальные, так и морские отложения, нами был сделан непопулярный в 70-х гг. прошлого столетия вывод: уровень Каспия, находившийся в то время на абсолютной высоте около -29 м, дальше понижаться не будет, вероятнее его повышение. Этот прогноз, как теперь известно, оправдался (подробно методика этих исследований изложена в [17]).

В последние десятилетия ХХ в., когда уровень Каспия начал повышаться, в большинстве прогнозов предсказывался чуть ли не линейный или ускоряющийся подъем уровня до -25 и даже до -21 м абс. в начале ХХ1 в. Не имея возможности в рамках статьи рассмотреть динамику уровня за историческое время, коротко остановимся на уровне Каспия в начале Х1Х в. Это важно по двум обстоятельствам: во-первых, многие исследователи полагают, что за последние 2000 лет именно в начале Х1Х в. уровень Каспия был наиболее высоким и достигал отметок -22...-21 м абс.; во-вторых, так как климатические условия того времени в бассейне Каспия мало отличались от современных, то делается вывод, что начавшийся в 1978 г. подъем уровня может достичь таких же высотных отметок.

Высокий уровень Каспия в начале Х1Х в. многие исследователи основывали, по существу, на результатах сравнения карт Нагаева (1796 г.) и Колодкина (1809—1814), а именно: на карте Колодкина, на месте о-ва Тюлений, который обозначен на карте Нагаева, показана отмель с глубиной над ее центральной частью 1,6 м. Полагая, что о. Тюлений во времена Нагаева имел высоту не менее 1,0 м, а в начале Х1Х в. на этом месте на карте Колодкина показана отмель с глубиной более 1,5 м, то, следовательно, за этот отрезок времени уровень моря поднялся более чем на 2,5 м и достиг указанной выше отметки, т.е. -22.-21 м абс. При этом были проигнорированы другие факты. На той же карте Колодкина показаны о-ва Чечень и Ку-лалы, абсолютные высоты которых не превышают -24 м. И пожалуй, наиболее достоверным доказательством высотного положения уровня Каспия в начале Х1Х в. ниже -24 м абс. является тот факт, что на карте показан узкий пролив, соединяющий море с заливом Кара-Богаз-Гол. При уровне моря -22.-21 м Кара-Богаз-Гол должен был бы превратиться в широко открытый залив типа Рижского или Чёшской губы, так как значения абсолютной высоты кос, отделяющих залив от моря, не превышают -24 м абс. При инструментальной съемке, а карта Колодкина является таковой, подобная ошибка невозможна. Следовательно, в начале Х1Х в. уровень Каспия был ниже этой отметки (подробнее об этом см. в [15]).

При интерпретации карты Колодкина сторонники высокого стояния уровня не приняли во внимание хорошо известный в современной геоморфологии морских берегов факт, что при подъеме уровня моря происходит не простое (пассивное) затопление островных баров (каковым является о. Тюлений), а их срезание (абразия) и размыв на глубину волнового воздействия. Этот двоякий процесс наблюдается в настоящее время на островах-барах Северного Каспия [6]. Из сказанного следует, что к использованию старых карт и историко-археологических материалов необходимо подходить с большой осторожностью, так как в большинстве случаев они дают возможность судить лишь о тренде поведения уровня, но не об его абсолютных отметках.

Достоверные данные об уровенном режиме моря в прошлом может дать только детальный геолого-геоморфологический анализ строения побережья. На основании полученных нами данных по гипсометрии ингрессионных террас в приустьевых частях долин малых рек, впадающих в Каспий, результатов тахеометрического нивелирования новокаспийских морских террас, результатов анализа более 200 нивелирных профилей, выполненных Б.А. Аполловым [1] по западному и восточному берегам Каспия и фиксирующих гипсометрическое положение волноприбой-ных ниш, был сделан вывод, что за последние 2—2,5 тыс. лет, т.е. с начала субатлантической эпохи голоцена, уровень Каспия не поднимался выше -25 м абс. Этому выводу соответствует ландшафтная структура побережья. Хотя участки, расположенные выше -25 м абс., и не совершенно однородные, но это единый литолого-морфологический комплекс со специфичным почвенно-растительным покровом. Территории, расположенные гипсометрически ниже, характеризуются иным рельефом и составом слагающих осадков, а почвенный покров на них находится на начальных стадиях формирования. Разновозрастность этих территорий подтверждается и геохронометрическими данными: возраст морских отложений, слагающих береговые валы на абс. высоте -25 м и ниже, не выходит за пределы 500 лет, возраст морских осадков, залегающих на более высоких гипсометрических уровнях, составляет 2—2,5 тыс. лет и более.

Труднее ответить на вопрос: как долго продлится подъем уровня, начавшийся в 1978 г.? Палеогеомор-фологический метод четкого ответа на него дать не может, как, впрочем, и все другие методы. Ранее в одной из своих работ автор статьи писал: ".можно полагать, что в ближайшие годы подъем уровня замедлится, а с приближением к отметке -26 м прекратится, так как при уровне, близком к -26 м абс., произойдет затопление новых площадей вдоль побережья Северного Каспия, соров Мертвый Култук, Кайдак, Балханский, Келькор, территорий, примыкающих с севера и юга к дельте р. Куры, и некоторых других. Это приведет к увеличению мелководных, хорошо прогреваемых площадей (более чем на 10 тыс. км2) и

как следствие к увеличению расходной части водного баланса (испарения) примерно на 10 км3. Способствовать этому процессу (стабилизации уровня) будет восстановленный в 1992 г. сток в залив Кара-Богаз-Гол" [14, с. 48]. Этот прогноз оправдывается: достигнув в 1995 г. отметки -26,7 м абс., уровень за последующие 14 лет с небольшими колебаниями понизился более чем на полметра и к началу 2010 г. находился на абс. отметке -27,21 м (рис. 1, В).

Выводы. 1. В климатических условиях, свойственных субатлантической эпохе голоцена, колебания уровня Каспия в интервале от -30 до -25 м абс. — это его нормальное состояние и с этой точки зрения ни к какой экологической катастрофе не ведут. На этот размах колебания уровня ("зону риска") и следует ориентироваться при разработке хозяйственных мероприятий в береговой зоне моря (разумеется, с учетом волнового воздействия и сгонно-нагонных явлений). Причина того материального (и экологического) ущерба, который наблюдается в настоящее время на побережье, заключается не в подъеме уровня, начавшегося в 1978 г., а в бездумном освоении территории, вышедшей из-под уровня моря после 1929 г., т.е. расположенной ниже -26 м абс.

2. Если в ближайшее время не произойдет экстраординарных изменений климата в бассейне Каспийского моря, то уровень его не превысит отметку -25 м абс., а с учетом хозяйственной деятельности,

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Аполлов Б.А., Федорова Е.И. Исследования колебания уровня Каспийского моря // Тр. Ин-та океанологии. АН СССР. 1956. Т. 15.

2. Афанасьев А.Н. Колебания гидрометеорологического режима на территории СССР. М.: Наука, 1967.

3. Берг Л.С. Уровень Каспийского моря за историческое время // Очерки по физической географии М.; Л.: Изд-во АН СССР, 1949. С. 205—272.

4. Голубое Б.Н. Аномальный подъем уровня Каспийского моря как результат многолетней эксплуатации недр региона // Междунар. конф. "Каспий-95". М., 1995. С. 9—10.

5. Каспий-95. Каспийский регион: экономика, экология, минеральные ресурсы: Сб. рефератов. М., 1995.

6. Космынин В.Н., Леонтьев О.К., Маев Е.Г. и др. Геоморфологический очерк островов Северного Каспия // Палеогеография и геоморфология Каспийского региона в плейстоцене. М.: Наука, 1991. С. 129—137.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

7. Маев Е.Г. Колебания уровня Каспийского моря: роль геологических факторов // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 5. География. 1993. № 4. С. 49—56.

8. Мамедов А.М. Виды проявления грязевых вулканов в Южно-Каспийской впадине // Докл. АН АзССР. 1976. Т. 32, № 5. С. 25—29.

9. Михайлов В.Н., Повалишникова Е.С. Еще раз о причинах изменений уровня Каспийского моря в ХХ веке // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 5. География. 1998. № 3. С. 35—38.

10. Найденов В.И. Нелинейная модель колебаний уровня Каспийского моря // Математическое моделирование. 1992. Т. 4, № 6. С. 50—64.

особенностей рельефа дна и побережья вряд ли превысит отметку -26 м. абс.

3. При средних параметрах водного баланса Каспия за ХХ столетие (сток рек 288 км3/год, видимое испарение 77,3 см/год с учетом геоморфологического строения котловины и побережья) его уровень будет стремиться к отметке близкой к -28 м абс., плюс-минус 1,0—1,5 м.

4. Полученные на основе палеогеоморфологи-ческих реконструкций выводы о колебании уровня Каспия находят подтверждение в математическом моделировании. Так, согласно расчетной кривой стационарной плотности вероятностей уровня Каспия [10], выявляются два устойчивых равновесных уровня вблизи отметок -28,3 и -25,8 м абс., хорошо согласующихся с палеогеоморфологическими реконструкциями.

5. Палеогеоморфологический метод не дает четких временных реперов в поведении уровня Каспия, как, впрочем, и все другие методы. Однако этот метод, базирующийся на детальном анализе геолого-геоморфологического строения побережья, т.е. на объективных данных, запечатленных в формах рельефа и слагающих их осадков, по информативности не только не уступает расчетно-вероятностным методам, но и оказывается более надежным для прогноза уровня Каспия на ближайшую и более отдаленную перспективу.

11. Родкин М.В., Костейн Дж.К. О связи водного баланса Каспия с режимом подземных вод и сейсмичность // Междунар. конф. "Каспий-95". М., 1995. С. 42.

12. Розанов Л.Л. О емкости котловины Каспийского моря в голоцене // Изв. АН СССР. Сер. геогр. 1982. № 2. С. 114—122.

13. Рычагов Г.И. Уровень Каспийского моря за последние 10 000 лет. // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 5. География. 1993а. № 2. С. 38—50.

14. Рычагов Г.И. Уровень Каспийского моря за историческое время // Там же. 19936. № 4. С. 42—49.

15. Рычагов Г.И. Уровень Каспийского моря на рубеже XVIII—XIX веков // Геоморфология. 1994а. № 2. С. 102—108.

16. Рычагов Г.И. Прогноз уровня Каспийского моря на основе палеогеографических реконструкций // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 5. География. 19946. № 3. С. 71—76.

17. Рычагов Г.И. Геоморфологический анализ при палеогеографических реконструкциях // Горизонты географии — к 100-летию К.К. Маркова. М.: Изд-во Моск. ун-та, 2005. С. 105—114.

18. Смирнова К.И. Расчет современного и прогноз будущего уровня Каспийского моря // Метеорология и гидрология. 1972. № 1. С. 34—45.

19. ТЭД "КАСПИЙ". М., 1992. С. 48.

20. Шило Н.А. Природа колебания уровня Каспия // Докл. АН СССР. 1989. Т. 305, № 2. С. 412—416.

21. Эль-Ниньо командует Каспием // Поиск. 1999. № 50.

Поступила в редакцию 20.07.2010

G.I. Rychagov

FLUCTUATIONS OF THE CASPIAN SEA LEVEL: CAUSES, EFFECTS, FORECAST

The article gives brief data about the fluctuations of the Caspian Sea level and their economic effects. The results of geological and geomorphologic investigations provide a basis for the sea level forecast: according to them in the nearest future the Caspian Sea level will not exceed -25 m, and if the economic activities and the coastal relief features are considered it will not exceed -26 m.

Key words: sea level, transgression, regression, forecast, palaeogeomorphologic analysis, water balance.