Изменения гидрологического режима каспийского и аральского морей

Проблемы, связанные с судьбой Каспийского и Аральского морей

Комплекс проблем, связанных с судьбой Каспийского и Аральского морей, приобрел особую актуальность в последние 30—40 лет. Это объясняется, во-первых, существенными изменениями и природного облика и режима этих озер, происшедшими буквально на глазах одного и того же поколения людей (причем изменения Аральского моря оказались поистине драматическими и могут рассматриваться как крупнейшая в XX в. экологическая катастрофа на Земле); во-вторых, большим экономическим и экологическим значением этих водоемов и заметным ущербом хозяйству и природе, нанесенным в последние десятилетия; в-третьих, большими расхождениями в оценках в научной литературе и СМИ не только причин изменений режима водоемов, но и того, что вообще в них происходит, в особенности в Арале. Поскольку в рассматриваемых проблемах важнейшая роль принадлежит факторам гидрологическим, острым вопросам, связанным с судьбой Каспийского и Аральского морей, решено посвятить – в учебнике специальный раздел.

Каспийское и Аральское моря, несмотря на различное географическое положение и разную судьбу, имеют много общего.

Первое.Каспий и Арал — крупнейшие бессточные озера на Земле (см. табл. 7.1). Каспийское море — вообще самое крупное озеро в мире. По размеру площади оно намного превосходит занимающие второе и третье места озера Верхнее и Виктория. Аральское море в середине XX в. по своему размеру занимало среди озер мира четвертое место. В настоящее время оно это положение утратило, но по-прежнему остается вторым после Каспия крупнейшим бессточным водоемом планеты. Деградируя, оно постепенно приближается по размеру к оз. Балхаш.

Второе.Режим этих озер во многом напоминает морской (частично поэтому эти озера и называют морями). Ветровые течения, термика, режим солености воды, ее солевой состав имеют черты морских, и поэтому изучались в основном специалистами-океанологами, в частности, из Государственного океанографического института и Московского государственного университета.

Третье.Будучи бессточными водоемами, Каспий и Арал не обладают способностью регулировать свой режим, изменяя сток вытекающей из водоема реки, как это происходит у сточных озер. В Каспии и Арале действует другой механизм регулирования режима. В периоды повышенного речного притока уровень и площадь озер увеличиваются, что должно привести к возрастанию потерь воды на испарение (они в этой климатической зоне достаточно велики). Наоборот, при уменьшении притока речных вод сокращение площади водоема должно привести к уменьшению потерь воды на испарение. Однако эти возможности саморегулирования режима Каспия и Арала ограничены. Поэтому для этих водоемов характерны значительные вековые и многолетние колебания уровня.

Четвертое.Крупномасштабные колебания уровня обоих водоемов влекут за собой изменения всех других гидрологических, гидрохимических и экологических характеристик озер, а также возможностей их хозяйственного использования.

Пятое.У Каспия и Арала велики значения удельного водосбора (для условий середины XX в. 4,7 и 7,9 соответственно), поэтому режим обоих озер в сильной степени зависит от притока речных вод. Он же формируется в бассейнах впадающих в озера рек и под­вержен существенным естественным и антропогенным изменениям. Не имея надежных сверхдолгосрочных климатических прогнозов на обширных территориях и аналогичных прогнозов речного стока, точно предсказать заранее изменения режима Каспия и Арала практически невозможно.

Каспийское море

Уровень Каспийского моря в настоящее время находится на отметке около -27 м в Балтийской системе высот (БС). В 2004 г. средний годовой уровень на посту Махачкала составил -27,04 м БС. Таким образом, Каспий лежит приблизительно на 27 м ниже уровня Мирового океана. При уровне -27 м БС площадь моря составляет 392,6 тыс. км². Это означает (см. формулу (7.5)), что изменение уровня на 1 см равнозначно увеличению (уменьшению) объема вод в озере или увеличению (уменьшению) поступления или потерь воды на величину около 4 км³ (точно — 3,926). Объем вод водоема при уровне -27 м БС составляет 78,84 тыс. км³. Деление величины объема на площадь дает среднюю глубину озера около 201 м.

Для Каспийского моря характерны сильные ветровые течения (особенно в Северном Каспии), небольшие сейшевые и даже приливные колебания уровня, сильное волнение, значительные нагоны, небольшие изменения солености воды (вдали от устьев рек она равна 11—13‰). Каспий чрезвычайно богат рыбой; на его долю приходилось около 90 % уловов осетровых в бывшем СССР.

Основная черта Каспия — это неустойчивый режим его уровня. За период плейстоцена (последние 700 тыс. лет), по данным Г.И. Рычагова, уровень водоема претерпел крупномасштабные колебания в диапазоне около 200 м от -140 до +50 м БС, т.е. уровень опускался на 113 м ниже и поднимался на 77 м выше современного. В истории Каспия были крупные трансгрессии (бакинская, хазарская, хвалынская, каспийская) и регрессии (например, енотаевская, мангышлакская и др.). Доказано (Г. И. Рычагов), что в раннехвалынскую трансгрессию (40—70 тыс. лет назад) уровень Каспия поднимался до 47 м БС, а во время глубокой енотаевской регрессии (17—20 тыс. лет назад) уровень падал до отметки -64 м БС.

Значительные колебания уровня Каспия происходили и в период голоцена (последние 10 тыс. лет). За историческое время (последние 2000 лет), по данным Г.И. Рычагова, диапазон изменения уровня Каспия составил около 7 м: от -32 до -25 м; самый низкий уровень был во время дербентской регрессии (VI—VII вв.), самый высокий уровень отмечался в XVIII в. Диапазон отметок уровня за последние 1000 лет от -32 до -25 м БС Г.И. Рычагов назвал «зоной риска»; это означает, что в этом диапазоне в современную климатическую эпоху возможны изменения уровня Каспия и этого нельзя не учитывать при хозяйственном освоении побережья.

Надежные данные инструментальных наблюдений за уровнем воды на посту Махачкала имеются лишь с 1900 г. (см. рис. 6.7, в). За это время средний годовой уровень Каспия изменялся в диапазоне от -29,01 (1977) до -25,55 м БС (1903), т.е. почти на 3,5 м.

За 1900—2004 гг. в колебаниях уровня Каспия четко выделяются пять периодов: 1) медленного понижения (1900—1929); 2) быстрого и резкого падения (1930—1941); 3) медленного понижения (1942—1977); 4) быстрого и резкого подъема (1978—1995); 5) медленного понижения в последние годы (1996—2004) (табл. 7.2).

Наибольший интерес представляют периоды снижения уровня Каспия в 1930—1941 и 1942—1977 гг. и повышения в 1978-1995 гг. Когда уровень водоема в 40—70-х годах неуклонно снижался, большинство прогнозов сводилось к тому, что это падение будет продолжаться и дальше, и уровень моря может упасть к 2000 г. до -30 м БС. Подъем уровня, начавшийся с 1978 г., был не только резким, но и неожиданным. По средним годовым величинам он составил к 1995 г. 2,35 м; если же учитывать средние месячные уровни (-29,16 в октябре 1977 г. и -26,46 м БС в июле 1995 г.), то величина подъема уровня составила 2,70 м. Когда в 80—90-х годах уровень Каспия быстро повышался, в ряде прогнозов предсказывалось, что в начале XXI в. уровень достигнет отметки -25 или даже -20 м БС. Этого не произошло, и с 1996 г. уровень стал медленно понижаться, а в последние годы стабилизировался.

Таблица 7.2.Данные об изменениях средних годовых уровней Каспийского моря (Махачкала) в 1900—2004 гг.

Период (число лет)	Уровень воды, м БС	Изменение уровня за период
в начале периода	в конце периода	м	см/год
1900-1929 (30) 1930-1941 (12) 1942-1977(36) 1978-1995 (18) 1996-2004 (9)	-25,57 -25,88 -27,84 -29,01 -26,66	-25,88 -27,84 -29,01 -26,66 -27,04	-0,31 -1,96 -1,17 +2,35 -0,38	-1,0 -16,3 -3,3 +13,1 -4,2

Падение уровня Каспия в 1930—1970-х гг. привело к обмелению прибрежной зоны, выдвижению береговой линии в сторону моря, образованию широких пляжей. Последнее было, пожалуй, единственным положительным следствием падения уровня. Негативных последствий было значительно больше: сократились площади кор­мовых угодий для рыбного стада в Северном Каспии; обмелевшее устьевое взморье Волги стало интенсивно зарастать водной растительностью, что ухудшило условия прохода рыб на нерест в реку; резко сократились уловы рыбы, особенно ценных пород (осетра, стерляди); уменьшились глубины в судоходных каналах. Подъем уровня в 1978—1995 гг. привел к еще большим негативным послед­ствиям. Хозяйство и население к этому времени «приспособились» к низкому стоянию уровня и, к сожалению, уже освоили «зону риска». В результате в зоне затопления и подтопления оказались значительные освоенные территории, особенно в равнинной части Дагестана, в Калмыкии и Астраханской области. От подъема уровня моря пострадали приморские районы городов Дербент, Каспийск, Махачкала, Сулак, Каспийский (Лагань) и десятки более мелких населенных пунктов. Были затоплены значительные площади сельскохозяйственных угодий. Усилился размыв морского берега (абразия). Пожалуй, единственными (хотя и немаловажными) положительными следствиями подъема уровня Каспия были увеличе­ние глубин и сокращение площадей, занятых на взморье Волги водной растительностью, что улучшило условия миграции рыб и воспроизводства рыбных ресурсов.

В чем же причины быстрых и значительных колебаний уровня Каспийского моря?

В ответах на вопрос о причинах крупномасштабных колебаний уровня Каспия уже давно противостоят две концепции — геологическая и климатическая.

Согласно геологической концепции к причинам изменения уровня водоема относят процессы двух групп. Процессы первой группы, по мнению геологов, ведут к изменению размеров каспийской впадины и, как следствие, к изменению уровня водоема. К числу таких процессов относят вертикальные и горизонтальные тектонические движения земной коры, накопление донных осадков, сейсмические явления. Во вторую группу включают процессы, которые, по мнению геологов, воздействуют на подземный сток в море, то, увеличивая его, то, уменьшая (например, периодическое выдавливание или поглощение вод при сжатии и растяжении горных пород).

Геологические процессы, безусловно, влияют на каспийскую впадину и подземный сток. Однако действуют они медленно и локально. Накопление донных отложений, например, дает прирост отметок дна не более 1 мм в год. Крупномасштабная разгрузка подземных вод в Каспийское море пока подтверждений не получила. Такой гипотезе противоречат, по мнению геоморфолога Е.Г. Маева и океанолога А.Н. Косарева, например, ненарушенная структура иловых вод на дне моря и отсутствие заметных гидрологических и гидрохимических аномалий в водоеме, которые неизбежно должны были бы сопутствовать разгрузке подземных вод в объемах достаточных для изменения уровня моря.

Главным же доказательством несущественной роли геологических факторов в режиме всего Каспийского моря является убедительное количественное подтверждение второй — климатической, а точнее — воднобалансовой концепции колебаний уровня Каспия!

Впервые о климатической природе колебаний уровня Каспийского моря написали еще Э.X. Ленц (1836) и А.И. Воейков (1884) Позже ведущая роль изменений составляющих водного баланса озера в колебаниях уровня Каспия неоднократно доказывалась многими гидрологами, океанологами, геоморфологами. Ключевым при таких доказательствах является анализ уравнения водного баланса Каспия и его составляющих.

Такое уравнение может быть записано в следующем виде:

X+Y+W=Z+Y_КБГ ±∆V, (7.25)

где X — атмосферные осадки на поверхности водоема; Y — водный сток всех рек, впадающих в море; W — подземный сток; Z — испарение с водной поверхности водоема (кроме зал. Кара-Богаз-Гол); Y_кбг – отток вод в зал. Кара-Богаз-Гол (там, где воды полностью тратятся на испарение); ±∆V – изменение объема вод в море. Обычно члены уравнения (7.25) задают в км³/год или пересчитывают в см/год.

Наиболее достоверные и новые данные о водном балансе Каспийского моря приведены в табл. 7.3.

Как следует из таблицы, полученные воднобалансовым расчетом величины изменения уровня водоема в целом соответствуют данным наблюдений. Особенно хорошо совпали данные расчета и наблюдений за два периода наиболее значительных изменений уровня (падение в 1930-1941 и подъем в 1978-1995 гг.). Это как раз и подтверждает обоснованность климатической (воднобалансовой) концепции колебаний уровня Каспия. Уровень моря повышается тогда, когда приходная часть водного баланса (прежде всего водный сток рек) возрастает и начинает превышать расходную часть-уровень понижается, если приток вод сокращается. Роль изменений атмосферных осадков и испарения в колебаниях уровня Каспия значительно меньше.

Весьма показательна роль стока Волги в водном балансе Кас­пия и колебаниях его уровня (см. рис. 6.7, табл. 6.2 и 7.3). В маловодные и средние по водности периоды Волга дает около 75% стока всех рек в Каспий и более 60% приходной части водного баланса. А в исключительно многоводный период 1978—1995 гг. Волга дала 87% всего речного притока в море и 68% приходной части водного баланса.

Учитывая большую роль стока Волги в водном балансе Каспия, неоднократно делались попытки скоррелировать сток Волги и уровень моря. Такая прямая корреляция не дает удовлетворительных результатов. Однако корреляция уровня моря с ординатами нормированной разностной интегральной кривой (НРИК) стока Волги (сопоставление кривой хода уровня и НРИК дано на рис. 6.7) позволила получить для периода значительного падения и подъема уровня уравнение регрессии с коэффициентом корреляции 0,987, а для каждого из этих периодов 0,990 и 0,979 соответственно. Это еще раз подтвердило воднобалансовую природу колебаний уровня Каспия.

Хотя в многолетних колебаниях уровня Каспия главная роль принадлежит фактору климатическому, важное значение имеет также и оценка влияния на уровни воды хозяйственной деятельности. Изъятие больших объемов воды на заполнение водохранилищ, водозабор на хозяйственные нужды, потери воды на испарение с поверхности водохранилищ, безусловно, сократили приток речных вод в Каспий. И со временем объем этого «недополученного» водоемом стока возрастал (см., например, табл. 6.3), и поэтому фактический (наблюденный) уровень моря постепенно становился все ниже и ниже по сравнению с «естественным», т. е. с тем, который был бы при отсутствии влияния антропогенного фактора (этот уровень определяют путем воднобалансовых расчетов).

По расчетам И.А. Шикломанова, антропогенное сокращение стока рек, впадающих в Каспий, начало заметно увеличиваться в 50-х годах XX в. и достигло максимума (40 км³/год) в начале 80-х годов. Это ускорило снижение уровня водоема. В настоящее время, обусловленное хозяйственной деятельностью сокращение стока всех рек, впадающих в Каспий, составляет лишь 28 км³/год.

Таблица 7.3. Водный баланс Каспийского моря *

Период (число лет)	Сред-ний уровен, м БС	Средняя площадь моря, тыс км2	Приход, км3/год см/год	Расход, км3,,/год см/год	Результирующий баланс, км3/год см/год	Изменение уровня за период, см, по балансовым расчетам по наблюдениям
речной сток	осадки	подзем-ный сток	испа-рение	сток в Кара-Богаз-Гол
1900-1929 (30)	-26,08	404,2	332	70	4	390	22	-6 -1	-30 -31
1930—1941 (12)	-26,81	394,4	269	72	4	397	12	-64 -16	-192 -196
1942—1977 (36)	-28,28	369,0	275	71	4	354	10	-14 -4	-144 -117
1978—1995 (18)	-27,77	379,1	315		4	349	8	+48 +13	+234 +235
1996—2000 (5)	-26,98	392,8	283	74	4	397	19	-55 -14	-70 -44

* По данным Р.Е. Никоновой (Государственный океанографический институт) с уточнениями и округлениями автора главы; фактические изменения уровня — по посту Махачкала.

Немного повлияли на уровень Каспия и перекрытие пролива, соединяющего море с зал. Кара-Богаз-Гол в 1980 г., его частичное и полное открытие соответственно в 1984 и 1992 гг. Перекрытие пролива уменьшило потери воды на испарение и тем самым ускорило рост уровня моря, открытие — наоборот, несколько замедлило повышение уровня моря.

По расчетам В.Н. Малинина (1994), совокупное влияние всех видов хозяйственной деятельности уменьшило фактический уровень Каспия по сравнению с «естественным» к началу 60-х годов XX в. всего на 5 см, к 1965 г. (когда большой объем воды пошел на наполнение крупных водохранилищ) — уже на 76 см, к 1980 г.— на 127 см, к 1990 г.— на 157 см. В настоящее время разница между «естественным» и фактическим уровнем, по-видимому, составляет около 170 см. Заметим, что если к наивысшему уровню Каспия (около -26,7 м БС в 1995 г.) прибавить упомянутую разницу (в 1995 г.— около 1,6 м), то получим как раз верхний предел диапазона, названного Г.И. Рычаговым «зоной риска» — около -25 м БС. Таким образом, можно считать доказанным, что основной причиной происходивших в прошлом крупномасштабных колебаний уровня Каспийского моря были факторы климатические. При этом важно отметить (это следует из анализа табл. 7.3), что в периоды, когда сток рек, впадающих в водоем, повышался (а это, безусловно, следствие увеличения осадков в речных бассейнах), одновременно немного возрастали осадки на поверхность озера и уменьшалось испарение. Периоды же пониженного речного стока (и пониженных осадков в речных бассейнах), как правило, совпадали с периодами уменьшения осадков на поверхность моря и увеличения испарения. Иными словами, однородные климатические изменения захватывали огромные пространства — и бассейны питающих Каспий рек и само озеро; причем изменения определяющих факторов влияли на водный баланс водоема в одном направлении.

Дискуссионным остается вопрос о том, как изменялась соленость воды в Каспии во время трансгрессий и регрессий водоема. Поскольку объем Каспия очень велик, произошедшие в последние 100—150 лет изменения его объема не превышают 2%. По этому и изменения солености воды крайне малы, и их наблюдениями оценить нельзя. Однако аналогия с Аральским морем (см. разд. 7.10.3) свидетельствует о том, что понижение уровня бессточного водоема должно сопровождаться увеличением солености воды.

Сравнение солевого состава вод Каспия с солевым составом вод пресных озер и океана (табл. 7.4) говорит о том, что каспийская вода по своему химическому составу радикально отличается от воды пресных озер (например, Байкала) и приближается к океанской. В отличие от вод рек и пресных озер в ней преобладают хлор-ион, сульфат-ион (из анионов) и натрий и магний (из катионов). Сходный состав имеют и очень сильно минерализованные воды залива Кара-Богаз-Гол.

Вопрос о возможных колебаниях уровня Каспийского моря в будущем остается открытым. Надежные сверхсрочные прогнозы речного стока — ведущего фактора в изменениях уровня моря — тем более в условиях нестационарности климата, пока отсутствуют. В настоящее время можно говорить лишь о том, что уровень Каспия в обозримой перспективе не может превысить, с учетом влияния антропогенного фактора, -26—26,5 м БС. В ближайшие же годы, возможно, некоторое понижение уровня (например, до -27,5 м БС) или небольшие колебания в ту или иную сторону, как в 1997—2004 гг.

Таблица 7.4. Содержание главных ионов в водах океана и некоторых озер

Ионы	Оз. Байкал1	Каспийское море2	Аральское море	Зал. Кара-Богаз-Гол 1	Океан2
до 19612	20013
Сl-	0,6 0,6	5,347 41,3	3,009 34,2	23,46 40,2	142,5 49,0	18,98 55,1
SOJ"	5,2 5,4	3,038 23,5	2,690 30,6	15,09 25,8	46,9 16,1	2,65 7,7
НСОз	66,5 69,0	0,214 1,6	0,172 1,9	0,28 0,5	0	0,14 0,4
Na+	5,8 6,0	3,156 24,4	1,946 22,1	15,05 25,8	81,2 27,9	10,56 30,6
K+	0,100 0,8	0,097 1,1	0,19 0,3	0,38 1,1
Са2+	15,2 15,8	0,334 2,6	0,413 4,7	0,61 1,0	0,29 0,1	0,41 1,2
Mg2+	3,1 3,2	0,740 5,7	0,459 5,2	3,64 6,2	19,9 6,8	1,27 3,7
Сумма ионов	96,4 100,0	12,93 100,0	8,79 100,0	58,41 100,0	290,80 100,0	34,45 100,0

Примечания: 1. В числителе — концентрация ионов в мг/л для Байкала и в г/кг (%о) для других объектов; в знаменателе — доля иона в солевом составе в %. 2. Использованы данные: ¹А.М. Никанорова, ²А.И. Симонова, ³А.Н. Косарева.

Аральское море

Подобно Каспию Аральское море — также водоем с очень изменчивым уровнем. В далеком прошлом происходили периодиче­ские трансгрессии и регрессии Арала. Это было в основном связано с тем, куда впадала Амударья — в Арал, Сарыкамышскую впадину или через Узбой в Каспийское море. По данным А.С. Кесь, в позднем плейстоцене Амударья впадала в Арал, и его уровень стоял на отметках 68—72 м БС (т. е. значительно более высоких, чем до 60-х годов XX в.). В нижнем и среднем голоцене (вплоть до II тысячелетия до н. э.) Амударья впадала в Сарыкамышскую впадину и по Узбою — в Каспий. Уровень воды в Арале в то время был очень низким (30—35 м БС), т. е. близким к современному (см. ниже). В II—I тысячелетиях до н. э. Амударья вновь впадала в Арал, и его уровень повысился до 58—60 м БС. В дальнейшем Амударья еще несколько раз поворачивала на запад, что приводило к понижению уровня Арала. Наиболее продолжительные регрессии Арала были в IV—VI, XIII и XIV—XVI вв., когда уровень водоема снижался до 40—41 м БС. В VII—XIII вв. и в XVII в. сток Амударьи в Арал полностью восстановился, и уровень водоема составлял 50—55 м БС. В этом диапазоне уровень озера колебался вплоть до середины XX в.

Совсем недавно, всего 40—50 лет назад, Аральское море представляло собой уникальный водоем среди пустынь Средней Азии, который славился обилием рыбы, пляжами, голубой водой. Дельты рек Амударьи и Сырдарьи были своеобразными зелеными оазисами среди пустынь; природные богатства дельт составляли густые заросли тростника, непроходимые тугайные леса, озера, населенные рыбой, водоплавающей птицей и ондатрой, сенокосные угодья, орошаемые земли и пастбища. Арал в то время получал регулярное питание водой впадающих в него рек — Амударьи и Сырдарьи и имел почти стабильный уровень на отметке около 53 м БС.

Однако в 60—70-х годах XX в. ситуация резко изменилась. Начиная с 1961 г. уровень Арала стал быстро понижаться, а само озеро усыхать. За 40 минувших лет уникальный водоем утратил свой прежний природный облик (см. космические снимки на рис. 7.14).

Заметим, что систематические гидрологические исследования Аральского моря прекратились с начала 90-х годов XX в.; в это же время были закрыты последние гидрологические посты на островах Лазарева и Барсакельмес. В последние годы единственным способом систематического контроля за состоянием Арала является съемка из космоса (не считая эпизодических и локальных наблюдений). В Московском государственном университете разработана специальная методика расчета неизвестных характеристик Арала (уровня, объема вод и даже солености воды) по данным о площади водоема и его частей, полученных с помощью космических снимков. В основу методики положены: 1) выраженные аналитически связи между уровнем водоема и его отдельных частей с их площадью и между уровнем и соответствующими объемами (эти связи получены с помощью детальной карты рельефа дна Арала на 1961 г.); 2) эмпирическая зависимость между объемом водоема и соленостью воды по данным наблюдений до 1990 г. С помощью указанной методики (она была проверена по данным за те годы, когда уровни и соленость воды еще измерялись) рассчитаны некоторые характеристики Арала за период, начиная с 1990 г. (табл. 7.5).

Радикальные изменения коснулись всех физико-географических, гидрологических и экологических характеристик водоема (рис. 7.15, 7.16, табл. 7.4, 7.5):

1. С 1960 по 2002 гг. уровень Арала упал более чем на 22 м. Средняя интенсивность снижения уровня за 42 года составила более 0,5 м/год. В отдельные годы уровень водоема падал на величину более 1 м.

2. За этот же период площадь всего Аральского моря сократилась приблизительно с 67 до 19 тыс. км², т. е. в 3,5 раза. Объем всего водоема сократился с 1090 до 130 км³, т. е. более чем в 8 раз. Средняя глубина уменьшилась за это время с 16 до 6,8 м, а наибольшая (эта точка находится в западной глубоководной части озера) — с 69 до 47 м.

3. В 1988—1989 гг. Арал разделился на два водоема — Большое и Малое море. Эти два «плеса» существовали и раньше; при едином Арале их соединял пролив Берга. После разъединения излишки воды из Малого моря периодически перетекали в Большое море по небольшому протоку. Отчленившееся от основной части Арала Малое море после 1989 г. мало изменило свою площадь, объем и уровень. В то время как уровень, площадь и объем Большого моря продолжали уменьшаться, размеры Малого моря «законсервировались» на 2800—3000 км² (площадь), около 18 км³ (объем); уровень в Малом море сохранялся на отметке 39,5— 40,5 м БС.

4. Береговая линия Арала (в основном Большого моря и его мелководной восточной части) переместилась на довольно большие расстояния и выровнялась (см. рис. 7.15). Осохли многие заливы (в особенности на востоке и юге водоема), острова сомкнулись с берегом и превратились в полуострова. Практически высохли дельты Амударьи и Сырдарьи. В 2001 г. соединился с южным берегом Арала о. Возрождения, самый большой остров в водоеме. Постепенно происходит разделение Большого моря на две части — глубоководную западную, примыкающую к плато Устюрт, и мелководную восточную. Это разделение Большого моря может произойти в самые ближайшие годы. Максимальная глубина в восточной части Большого моря была в 2002 г. всего около 6 м.

5. По мере уменьшения объема Арала быстро (почти «зеркально» по отношению к понижению его уровня) увеличивалась соленость его вод. До начала падения уровня соленость вод Арала была схожа с соленостью вод Каспия и составляла 10—11‰. К концу 80-х годов XX в. соленость превысила 25‰, т. е. водоем изменил свой класс с солоноватого на соленый. Приблизительно в 1992—1993 гг. соленость вод Арала достигала средней солености вод Мирового океана (35‰). К 2000 г. Арал (в данном случае речь идет только о Большом море) вновь изменил свой класс: его вода из соленой превратилась в рассол (5>50‰). В конце 2003 г. экспедиция Института океанологии РАН измерила в западной части Большого моря на поверхности соленость около 85‰, а у дна — еще больше. Столь быстрое возрастание солености воды в Арале объясняется тем, что при высыхании водоема и уменьшении его объема общая его солевая масса изменяется мало: осаждение солей на дно или их вынос ветром по сравнению с общим содержанием солей невелики. Поэтому выполняется условие S~kV^-n, где К — объем моря, а п около 1.

Рис. 7.14. Изменения очертаний Аральского моря за 1975-1999 гг. (космические снимки)

Таблица 7.5. Некоторые характеристики Аральского моря и стока втекающих в него рек

Год	Уровень, м БС	Площадь, км2	Объем всего моря, км3	Средняя глубина, м	Соленость воды в Большом море, ‰	Сток рек, км3/год
Большого моря	Малого моря	всего Арала	Амударьи	Сырдарьи	Обеих рек
19891	52,76 52,83 53,17 53,41 52,30 51,42 49,01 45,76 41,95 39,10	59 840 59 980 60 660 61 140 58 920 57 160 52 340 47 000 41 170 36 450		66 070 66 230 67 010 67 560 65 010 62 990 57 443 51 294 44 570 39 450		15,9 16,0 16,1 16,2 15,8 15,4 14,4 12,7 10,5 8,8	– – – 9,9 10,7 11,4 13,8 16,9 23,1	– – – 37,9 25,2 28,7 10,1 8,3 0,0 0,8	– – – 12,0 3,2 6,5 0,3 1,7 0,0 3,0	– – – 49,9 28,4 35,2 10,3 10,0 0,0 3,8
19903	38,5 40,0	35 500		38 500		8,4		9,9	2,5	12,4
	36,1 39,5	29 800		32 600		7,7		–	–	–
	34,0 39,5	23 900		26 600		7,2		–	–	–
	31,0 39,5	16 000		18 800		6,8		–	–	–

¹ В 1989 г. Арал разделился на две части – Большое море и малое море; ² начиная с 1990 г. В числителе уровень Большого моря, в знаменателе – Малого; ³ с 1990 г. Данные приближенные; прочерк означает отсутствие данных.

Рис. 7.15 Схема изменений береговой линии Аральского моря с 1957 по 2002 гг.

(по данным В. И. Кравцовой)

Рис. 7.16. Изменение гидрологических характеристик Аральского моря:

а — уровня моря (м БС): отдельно Большого моря — 1 и Малого моря — 2; б — солености воды (‰);

в — стока рек, впадающих в водоем: отдельно Амударьи — 3, Сырдарьи — 4 и обеих рек в сумме — 5

6. Одновременно с увеличением солености воды изменялся и ее солевой состав. В результате осолонения вод сильно возросло относительное содержание хлор-иона, натрия, магния, уменьшилось — сульфат-иона, кальция (из-за выпадения в осадок карбонатов кальция) (см. разд. 7.4). Трансформация солевого состава вод Арала, по-видимому, идет в направлении, приближающем его по солевому составу к водам зал. Кара-Богаз-Гол (см. табл. 7.4).

7. Существенно изменился термический режим водоема. При солености воды более 80‰температура замерзания воды (см. гл. 1) падает до -4 °С. Поверхностный слой в водоеме стал иметь зимой очень низкую температуру. Одновременно с этим весной и летом обширные мелководья стали лучше прогреваться, и температура воды здесь немного возросла. Таким образом, увеличились сезонные колебания температуры воды. Ледовый режим озера также изменился и стал более суровым.

8. Нарушилась экосистема Арала. Вымерли все пресноводные и солоноватоводные организмы. Резко сократились видовой состав водных организмов и общая биомасса.

9. Ухудшились природные условия не только самого озера, но и всего Приаралья. Водоем стал оказывать зимой сильное охлаждающее влияние на окружающие территории. Уменьшилось влагосодержание воздуха. Увеличилась повторяемость пылевых бурь, усилился ветровой вынос песка и солей с высохшей части водоема, превратившейся в солончак. Происходит прогрессирующее опустынивание всего Приаралья.

Как и в случае с Каспийским морем, в объяснении причин значительного понижения уровня Арала и его деградации противостоят геологическая и воднобалансовая концепции. Так, например, некоторые геологи считают, что между котловинами Арала и Каспия существует подземный переток вод, который периодически изменяет свое направление; суть другой гипотезы состоит в том, что имеется односторонний подземный переток из русла Амударьи в Каспий, особенно активизирующийся после землетрясений.

Упомянутые гипотезы пока подтверждения не получили. Однако убедительно доказано, что, во-первых, все изменения размеров и режима Арала могут быть объяснены на основе анализа уравнения водного баланса; во-вторых, главная причина этих изменений — антропогенное сокращение стока Амударьи и Сырдарьи.

Уравнение водного баланса Аральского моря до его разделения на две самостоятельные части можно записать в таком виде:

Y_Ад+Y_Cл+ X=Z ±∆V, (7.26)

где Y_Ад и Y_Cл — сток воды рек Амударьи и Сырдарьи; X — осадки на поверхность озера; Z — испарение; ±∆V — изменение объема озера. Результаты расчета водного баланса Арала приведены в табл. 7.6.

Таблица 7.6. Водный баланс Аральского моря *

Период (число лет)	Приход, км3/год см/год	Расход, см/год км3/год	Результирую-щий баланс, км3/год см/год	Изменение уровня за период, по расчетам по наблюдениям
речной сток	осадки	испарение
1911-1960 (50)	56	9	66	-1 -1	-50 –
1961-1970(10)	43	8	65	-14 -22	-220 -199
1971-1980(10)	17	6	55	-32 -57	-570 -566
1981-1985(5)	2	7	46	-37 -77	-385 -381
1985-1988 (3)	11	6	47	-30 -73	-219 -228

* По данным В.Н. Бортника, В.И. Куксы, А.Г. Цыцарина (1991) с уточнениями и округлениями автора главы. Прочерк означает отсутствие данных.

Из табл. 7.6 следует, что данные расчета хорошо совпадают с данными наблюдений и что места для каких-либо заметных подземных потерь вод из Арала в таком анализе не находится.

Таким образом, причина понижения уровня Аральского моря — воднобалансовая, а именно — значительное сокращение стока рек Амударьи и Сырдарьи. Полагают, что это сокращение приблизительно на 20% объясняется климатическими причинами (усилением засушливости всей Средней Азии) и на 80% — антропогенным фактором.

О значительном антропогенном сокращении стока рек Амударьи и Сырдарьи уже говорилось в гл. 6 (см. табл. 6.3). Крупномасштабный забор воды на орошение привел к тому, что к 80—90-м годам XX в. водные ресурсы этих двух рек были практически исчерпаны. Об этом свидетельствуют также данные табл. 7.4 и 7.5. Из рис. 7.16 также видно, как неуклонно снижался сток Амударьи и Сырдарьи в Аральское море. В отдельные годы эти реки вообще не доносили свою воду до Арала. В 1982 г. сброс воды Амударьи по основному руслу в Арал был прекращен: у кишлака Кызылджар построили глухую насыпную плотину, и весь остаточный сток реки направили на орошение левобережной части дельты и обводнение ее осохших водоемов. В 1982, 1985 и 1986 гг. приток амударьинских вод к Аралу полностью отсутствовал. Точно так же не было поступления сырдарьинских вод в Арал в 1982—1987 гг. Только лишь в многоводные годы в конце 80-х — начале 90-х годов часть речного стока попадала в Арал. К сожалению, данных о стоке этих рек после 1994 г. не имеется.

Какие изменения Аральского моря и его режима возможны в ближайшем будущем? Несомненно, что деградация Арала будет продолжаться. Через несколько лет он будет уже состоять из трех практически изолированных водоемов: Малого моря с более или менее стабильным режимом, обусловленным периодическими поступлениями туда стока Сырдарьи и искусственно регулируемым сбросом вод в остальную часть Арала; быстро мелеющей восточной частью Большого моря, которая полностью осохнет, если уровень упадет до отметки 26 м БС; глубокой западной частью Большого моря, которая превратится в водоем с соленостью более 100‰. Интенсивность деградации восточной и западной частей Большого моря будет зависеть от величины поступающего туда стока Амударьи. Если речная вода не будет поступать в остаточные водоемы бывшего Аральского моря, то они неизбежно и быстро высохнут, а их дно превратится в солончаки. Это объясняется тем, что, как следует из данных табл. 7.6, ежегодный слой испарения с водной поверхности в этих климатических условиях (~1000 мм) значительно больше годовой суммы осадков (~140 мм).

Тенденция к ухудшению природных условий Приаралья скорее всего сохранится.

Очевидно, что спасти Аральское море практи