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 / © 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.
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.
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.
Комментарии
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
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.
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.