22.02.2024, 12:19
РНФ
6
43,8 тыс

Уровень воды в древнем Каспии был на десятки метров выше современного из-за изменений палеоклимата

❋ 4.5

Ученые показали, что экстремальный подъем уровня Каспийского моря на десятки метров, произошедший 18-13 тысяч лет назад и получивший название «Великая Хвалынская трансгрессия», мог быть вызван, вопреки существующим гипотезам, не таянием ледника, а естественными изменениями палеоклимата. Оказалось, что из-за холодного климата того периода обширные территории, с которых собирали воду впадающие в Каспий реки, были покрыты многолетней мерзлотой. В результате массы дождевых и талых вод почти не впитывались в мерзлые грунты и стекали в море, испарение с поверхности которого было небольшим. Все эти факторы привели к повышению уровня Каспия и увеличению площади моря более чем вдвое по сравнению с современным. Полученные данные помогут уточнить представления о масштабе колебаний уровня Каспийского моря при изменении климата.

Площадь Каспийского моря при разном уровне воды в нем. Желтым цветом показаны границы распространения Хвалынской трансгрессии моря
Площадь Каспийского моря при разном уровне воды в нем. Желтым цветом показаны границы распространения Хвалынской трансгрессии моря / © Александр Гельфан

Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в одном из ведущих европейских журналов Hydrology and Earth System Sciences.

Каспийское море — крупнейший в мире водоем, напрямую не сообщающийся с океаном. Исследования указывают на то, что уровень Каспийского моря за всю историю его существования сильно менялся: разница между минимальным и максимальным значениями достигала более 100 метров. Самое известное и масштабное повышение уровня моря — Хвалынская трансгрессия — произошло в период 18-13 тысяч лет назад. В течение этого времени уровень Каспийского моря держался более чем на 50 метров выше современного. Ученые выдвигали немало гипотез, объясняющих причины Хвалынской трансгрессии.

Большинство из них сводилось к поиску ответа на вопрос: каков источник огромного притока воды, необходимого для столь высокого подъема древнего моря в холодном и сравнительно сухом климате того времени? Многие ученые объясняли это явление дополнительным притоком воды в Каспий, который возник, во-первых, в результате таяния гигантского Скандинавского ледника, а во-вторых, из ледниковых озер с реками, которые сейчас не впадают в Каспий. Еще одним подтверждением огромной водности древних рек бассейна Каспийского моря стали найденные на Русской равнине следы когда-то существовавших русел, во много раз превышающих по размерам современные реки.

Расположение древних палеорусел в долинах современных рек / © Вадим Украинцев

Научный коллектив, объединяющий гидрологов из Института водных проблем РАН (Москва), геоморфологов, палеогеографов, климатологов и океанологов из Института географии РАН (Москва), Института физики атмосферы имени А. М. Обухова РАН (Москва), Московского государственного университета имени М. В. Ломоносова и Института океанологии имени П. П. Ширшова РАН (Москва), поставил амбициозную задачу: найти с помощью современных методов моделирования и палеогеографического анализа наиболее вероятные причины формирования Хвалынской трансгрессии Каспия.

Работа велась по нескольким направлениям. Группа климатологов и океанологов с помощью современных численных моделей общей циркуляции атмосферы и океана исследовала климатические условия разных периодов существования Каспия, его водный и тепловой режимы с учетом динамики ледового покрова. Ученые показали, что уровень моря, характерный для периода Хвалынской трансгрессии, мог поддерживаться, если приток воды в Каспий был на 30–50 процентов выше современного с учетом незначительного испарения с поверхности моря.

Группа палеогеографов и геоморфологов изучила следы древних русел рек на Русской равнине, которые несли свои воды в Каспий. Отобрав сотни образцов грунта и исследовав их на современном аналитическом оборудовании, ученые показали, что возраст этих русел составляет 17,5–14 тысяч лет, то есть совпадает с периодом Хвалынской трансгрессии. Рассчитанный объем водного стока, поступавшего в Каспийское море по этим огромным руслам, также оказался близок к оценкам, полученным при моделировании.

Бурение палеорусел / © Вадим Украинцев

Третья группа исследователей — гидрологическая — с помощью численной модели воспроизвела процессы, которые могли привести к формированию столь масштабного притока воды в море в исследуемый период. Ученые показали, что основной причиной стало повсеместное распространение многолетней мерзлоты, которая препятствовала впитыванию воды в почву и испарению. В этих условиях даже пониженные по сравнению с современными атмосферные осадки могли сформировать речной сток на 40 процентов больше современного.

«Выполненные модельные расчеты и результаты палеогеографического анализа подтвердили гипотезу о том, что подъем уровня древнего Каспия на десятки метров выше современного мог произойти в холодном и сравнительно сухом климате 18-13 тысяч лет назад, когда вклад талых ледниковых вод либо уже отсутствовал, поскольку ледник растаял, либо был незначимым. Независимые оценки, полученные тремя группами исполнителей проекта, дали сходные величины: приток воды в Каспий был до полутора раз больше современного, что обеспечивало поддержание столь высокого уровня моря при небольшом испарении с его поверхности. Такой приток в отсутствие ледникового стока объясняется распространением на Русской равнине многолетнемерзлых пород», — рассказывает руководитель проекта, поддержанного грантом РНФ, Александр Гельфан, доктор физико-математических наук, член-корреспондент РАН, главный научный сотрудник Института водных проблем РАН.

В дальнейшем авторы планируют продолжить исследования по реконструкции масштабных подъемов и падений уровня Каспийского моря в другие эпохи как отражения изменений климата. 

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl (Cmd) + Enter.
РНФ
РНФ осуществляет финансовую и организационную поддержку фундаментальных и поисковых научных исследований посредством финансирования прошедших конкурсный отбор научных, научно-технических программ и проектов.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Дзен и в последнюю очередь на VK
Предстоящие мероприятия
16 сентября, 12:12
Александр Березин

Спустя три года после начала испытательных полетов крупнейшую ракету и космический корабль в истории человечества объявили готовыми к первому запуску на орбиту. Причем его планируют сразу десятичасовым и с выводом большой группы спутников Starlink нового поколения. По пропускной способности один этот запуск добавит столько же, сколько десять запусков Falcon 9, современного лидера серийного земного ракетостроения.

16 сентября, 12:58
Любовь С.

Необычный радиоисточник VT J1906+0849 в нашей Галактике остается активным около 20 лет. Правда, пока не удалось отнести его ни к одному известному типу галактических объектов. Судя по всему, ученые наткнулись на крайне редкий источник неизвестной природы.

16 сентября, 14:29
Татьяна Зайцева

Анализ данных о почти 300 тысячах километров римских дорог, проложенных по территории бывшей империи, показал, что они вовсе не были такими прямыми, как принято считать. Кроме того, выяснилось, что известная поговорка «Все дороги ведут в Рим» тоже не соответствует истине.

14 сентября, 14:43
Елизавета З.

Совместная миссия Европейского космического агентства (ESA) и Японского агентства аэрокосмических исследований (JAXA) по исследованию Меркурия началась в 2018 году. На видео, созданном из кадров с бортовых камер, можно проследить восьмилетний путь зонда BepiColombo.

11 сентября, 10:25
Александр Березин

Современная космология до недавнего времени опиралась на так называемый космологический принцип, по которому у Вселенной нет какого-то выделенного направления. И наблюдатель в любой ее точке должен видеть однородную в этом смысле картину. Астроном из Северокавказской астрофизической обсерватории показал, что это не так даже для очень древней Вселенной.

16 сентября, 12:12
Александр Березин

Спустя три года после начала испытательных полетов крупнейшую ракету и космический корабль в истории человечества объявили готовыми к первому запуску на орбиту. Причем его планируют сразу десятичасовым и с выводом большой группы спутников Starlink нового поколения. По пропускной способности один этот запуск добавит столько же, сколько десять запусков Falcon 9, современного лидера серийного земного ракетостроения.

9 сентября, 22:44
Александр Березин

Нейросеть OpenAI добилась серьезного прорыва в математике, решив одну из семи «задач тысячелетия». Получат ли США, чьи нейросети опираются на гораздо более мощное «железо», чем у Китая, монополию на конвейер научных открытий? Даст ли это возможности сравнимые с их атомной монополией 80 лет назад?

28 августа, 15:43
Татьяна Зайцева

Сопротивление жителей Европы самой идее употребления насекомых в пищу может иметь эволюционные корни, уходящие вглубь тысячелетий, пришли к выводу авторы нового исследования. Оказалось, предки современных европейцев ели насекомых лишь эпизодически. Кроме того, из-за генетических мутаций они плохо переваривали их экзоскелеты.

19 августа, 18:31
Александр Березин

После сокращения длины очередей и роста доступности бензина в первую неделю августа ситуация снова ухудшилась. Если с 20 июня по начало августа кризис носил в основном психологический характер, то сейчас ситуация принципиально иная: августовские атаки на НПЗ показали, что меры по усилению их противовоздушной обороны не были достаточно полными. Значит, прогноз автора Naked Science от 19 июля о том, что острая фаза кризиса закончится до конца лета, был частично неверным.

[miniorange_social_login]

Комментарии

6 Комментариев
Jora Bayramow
23.02.2024
Изучение истории Каспия не спасет её от обмеления. Известно, что Каспийское море и Аральское море остатки древнего океана под названием Тетис. Арал высыхает. У Каспия тоже появилась признаки высыхания в виде быстрого её обмеление. Если это произойдет, то это будет огромная экологическая катастрофа для региона. Экологическую катастрофу можно избежать. Каспию и Арал спасет только большая вода извне. Для этого прикаспийским государством необходимо договориться и построить, причём судоходный, канал от Каспия до Персидского залива и сначала заполнить Каспию, а затем построив такой же судоходный канал от Каспия до Арала заполнить и бассейн Арала в пределах ее прежних размеров. Это очень амбициозный план однако если взяться за дело в современном этапе развития человеческой цивилизации, вполне осуществимый проект. А как и каким образом этот проект безопасно осуществить (учитывать уровень мирового океана, построить шлюзы др.гидросооружении необходимые для контроля сброса воды мирового океана в Каспию) это уже дело рук специалистов. Таким образом прикаспийские государства, включая и Узбекистан не только спасут Каспию и Арала и тем самым предотвратят экологическую катастрофу, но и для них это будет выход на мировой океан, что очень необходимо им с экономической точки зрения. Для России это будет самый короткий путь - выход в Индийский океан, что тоже очень крайне немаловажно. А для Ирана от этого будет огромная экономическая польза. Так что необходимо только волевое решение государственных мужей региона.
    Jora, это Вы сами придумали, или кто-то подсказал? Ладно, что напрямки до Персидского залива 1000 (тысяча!!!) километров. Так ещё нужно пройти Эльбурс и др горные цепи от 1500м и выше... P.S. Уровень Каспия, насколько мне известно, сейчас растёт и в ближайшем обозримом будущем также будет расти.
    +
      Еще 2 ответа
      Jora Bayramow
      23.02.2024
      Виктор, такой проект существует ещё с царских времён. Дорабатывался во времена СССР. И ещё, длина канала, причём судоходного, составляет по этому проекту всего 700 км. По проекту из них более 400 км. пройдет по русле реки Ирана. И Иран в первую очередь заинтересован в осуществлении проекта. Ещё к Вашему сведению сообщаю, что обмеление Каспия идёт очень быстрыми темпами и опустился уже более 3 х метров и в некоторых местах вода от берега ушла на многие километры. А Арал вообще прямо на глазах высыхает. Так что это огромная экологическая катастрофа не только в масштабе центральной Азии, но и Казахстана и России. Так что в современном этапе, с учётом развития науки и технологий, осуществление этого проекта по плечу человечеству.
        Jora, сейчас больше актуальны авиа и ж/д-перевозки. Многосоткилометровый канал с адекватной пропускной способностью через горные цепи Загроса - мао-цзе-дун идея в ближайшем обозримом будущем. + вроде бы, с глобальным потеплением кол-во осадков в европейской части РФ возрастёт (статейка на эту тему где-то здесь была). Паводок этой весны, кстати, обещает быть рекордным... Если же, всё-таки будет продолжать мелеть - снова перекрыть Кара-Богаз-Гол. Арал - отдельная тема, имеющая мало общего с Каспийским морем.
А какже Тургайский пролив, вероятно соединявший Каспийское (остатки Сарматского) море с Западно-Сибирским (подпираемым с севера ледником)?
    Виктор, во-первых, согласно новейшим представлениям, в это время Западная Сибирь была перигляциальной зоной, последний раз территория равнины была покрыта оледенением в ранневалдайскую эпоху. Во-вторых, Тургайская ложбина уже пробурена коллегами в самом низком месте водораздела, результаты появятся через пару лет, но в целом уже понятно, что последний раз перелив происходил там гораздо раньше хвалынской трансгрессии