Природа. Опускание Каспия

Впервые колебание уровня вод Каспийского моря (вернее все-таки считать его соленым озером) ученые обнаружили в начале XIX столетия; тогда же величина этих колебаний была замерена инструментально. Первые замеры были произведены в 1837 году, но особенности и причины наблюдавшегося колебания так и не были установлены.

Более внимательно отнесся к проблеме изменения уровня вод в Каспии академик K.M. Бэр, который в марте 1853 года организовал первую крупную экспедицию по изучению Каспия. Штаб-квартира экспедиции разместилась в Астрахани, но K.M. Бэр, занимаясь научной работой, провел много времени в форте Ново-Петровский, где он и осуществлял необходимые замеры многолетних колебаний уровня моря.

Ученый посоветовал коменданту порта ежегодно вырубать на одной из береговых скал отметку, фиксирующую высоту вод в Каспии. Сам Бэр вырубил первую такую отметку. С этого момента и на протяжении всего XIX столетия уровень Каспия оставался без каких-либо изменений. Он находился на 25,8 м ниже поверхности Мирового океана.

Схема показывает изменение очертаний Каспия за последние 5 млн лет вследствие периодических колебаний его водного уровня. С этим озером связано немало других загадок.

В первой половине XX века наблюдалось понижение уровня каспийских вод до отметки —26,2 м. Начиная с 1930 года Каспийское море принялось катастрофически мелеть, и к 1977 году его уровень оказался ниже поверхности Мирового океана на 29 м.

В течение последующих 13 лет обмеление Каспия приостановилось и сменилось на прямо противоположный процесс: море стало возвращаться к исходным объемам. В целом уровень воды в Каспии увеличился на 1,5 м по сравнению с первоначальным значением, зафиксированным K.M. Бэром.

Попытки искусственно регулировать уровень Каспия оказались неудачными. Первоначально ученые решили, что обмеление каспийского бассейна связано с повышенным испарением воды через залив Кара-Богаз-Гол. Каспий связан с этим заливом (фактически самостоятельным водоемом) узким проливом, на котором находился когда-то единственный в мире соленый водопад.

Пролив, соединяющий Каспий и Кара-Богаз-Гол, спешно перегородили сплошной плотиной. Динамика Каспия от этого ничуть не изменилась, зато прекратил свое существование уникальный водопад. В результате материальные затраты превзошли ожидаемые, а природе был нанесен непоправимый ущерб. Сегодня понятно, что на Каспии требовалось возводить не глухую перегородку, а плотину, снабженную водорегулирующими шлюзами. Еще лучше было бы вообще обойтись без подобных сооружений.

Схема усыхания залива Кара-Богаз-Гол с 1980, когда он был отрезан от Каспия плотиной, по 1984 год, когда сквозь эту плотину пришлось проводить трубы.

Впоследствии геологи установили, что острой потребности в возведении плотины не было. Колебания уровня моря можно объяснить вековыми движениями земной коры. Под Каспием она не отличается стабильностью. Впрочем, надо заметить, что земная кора сохраняет свою подвижность постоянно — даже в местах, где не происходит землетрясений и извержений вулканов,

Земная кора разбита на множество блоков, часть из которых медленно поднимается, в то время как другие участки медленно опускаются.

Наиболее заметны последствия таких подвижек при изучении строения кристаллического фундамента блоков коры (поверх него находятся осадочные отложения).

Необдуманное вмешательство человека привело к осушению залива: всего за два года площадь Кара-Богаз-Гола сократилась в несколько раз. На месте прежних вод образовалась большая пустыня; песчаные бури поднимали в воздух облака из частичек соли, перенося их к человеческим поселениям. В Средней Азии могла произойти настоящая экологическая катастрофа, если бы через плотину своевременно не провели трубы большого диаметра для восстановления стока в залив.

Земная поверхность может быть сильно сглажена и выровнена различными стихиями — ветром, дождями, морозами, зноем и так далее. Перепады высот на ней (на равнинах) незначительны. Зато кристаллический фундамент точно отражает все движения блоков коры.

Под Каспием находится группа блоков, которые испытывают существенное понижение. Они принадлежат к обширной Евроазиатской литосферной плите, состоящей из множества геологических структурных элементов. Главный такой элемент для ученых, исследующих колебания Каспия, — это Русская платформа. Значительная ее часть стабильна, входящие в ее состав блоки кристаллического фундамента совершают ничтожные перемещения.

Но своим южным краем Русская платформа соприкасается с очень подвижной областью, где происходит интенсивное горообразование. Это район иранского хребта Эльбурс. Высшая его точка — вулкан Демавенд (5604 м), который все еще активен.

Кора Земли сложена девятью плитами, которые перемещаются в горизонтальной плоскости, что обусловливает дрейф континентов. Слагающие плиты блоки коры движутся еще и по-вертикали.

Под влиянием неспокойного Эльбурса южная часть платформы прогибается и понижается. Это снижение начинается еще в пределах Нижнего Поволжья. Примерно под городом Новоузенском Саратовской области кристаллический фундамент платформы расколот, а чудовищные разломы отделяют стабильные блоки от понижающихся. Разрыв между ними составляет более 5000 м.

Если бы у человека была возможность снять с кристаллического фундамента толщу осадочных пород, стало бы видно, как начиная от этих разломов фундамент колоссальными ступенями опускается в гигантскую котловину, занятую Каспийским морем.

Под Прикаспийской низменностью впадина достигает глубины 12 км, то есть в нее легко могли бы поместиться высочайшие пики планеты, В южной части моря, где проходит граница Русской платформы, располагается огромный котлован, который время от времени становится еще глубже.

Нередко блоки этого чудовищного понижения, уходящего от земной поверхности на глубину свыше 20 км, начинают двигаться в обратном направлении. Каждое новое понижение вызывает углубление Каспия, отчего уровень моря снижается.

Повышение блоков в котловане вызывает возвращение вод озера-моря в прежние границы. Однако эта схема представляется слишком упрощенной. Она не отвечает на ряд существенных вопросов, имеющих принципиальное значение при освоении ресурсов Каспийского моря.

В частности, в ней не учтен климатический фактор. О влиянии разнообразных климатических процессов на уровень вод Каспия ученым хорошо известно, хотя до сих пор не ясен механизм этого влияния.

На протяжении последних 2 млн лет Каспий колебался в пределах 50 м от современного уровня, согласуя свои ритмы с потеплениями и похолоданиями, с наступлением и отступлением ледников на Восточно-Европейской равнине, с изменением гидрологического режима сети питающих его рек.

Таяние древних ледников вызывало повышение уровня Каспия. Затем он принимал изначальный вид. Вдобавок своей массой льды вызывали прогибание коры, что способствовало расширению границ моря.

Очевидно, что во время оледенения Земли, начавшегося более 700 тыс. лет назад и закончившегося 10 тыс. лет назад, уровень Каспия не оставался неизменным. Каменная летопись планеты сохранила следы величайших разливов гигантского соленого озера.

Кроме того, на уровень Каспия в геологические эпохи влияло Черное море, которое периодически, во время своих разливов, соединялось с ним через Кумо-Манычскую впадину. Загадки вековых, тысячелетних и миллионолетних колебаний уровня Каспийского моря многочисленны.

Блоки фундамента — массивы древнейших магматических и метаморфических пород, приводящиеся в движение внутренними силами Земли. Под каждым блоком находится расплавленное вещество мантии. За счет колоссальной тепловой энергии, сосредоточенной в недрах планеты, оно течет под земной корой, оказывая давление на ее блоки и вызывая их горизонтальные и вертикальные смещения.

Мы пока не знаем точно, какие причины регулируют уровень этого моря в настоящее время, какие факторы влияли на великий бассейн в прошлом и какие условия будут определять состояние каспийских вод в обозримом будущем.