Петр Завьялов
Море отступило. В свое время экосистема Арала включала сотни видов морской фауны и флоры.
Фото из альбома "Авангард, остановленный на бегу", 1989
До середины прошлого века Арал был четвертым по размеру внутренним водоемом планеты, уступая лишь Каспийскому морю, озеру Верхнему (крупнейшему из Великих озер Северной Америки) и озеру Виктория в Африке. Море, вмещавшее тогда свыше тысячи кубических километров воды, было солоноватым – соленость его была около 10 промилле, то есть более чем втрое ниже, чем средняя соленость вод Мирового океана.
Экосистема Арала включала сотни видов морской фауны и флоры, некоторые из которых были эндемиками, то есть встречались только здесь. Рыболовство и мореплавание традиционно обеспечивали занятость и относительный достаток местного населения. Ежегодные уловы рыбы достигали 50 тыс. тонн. На долю Арала приходилось до 15% осетровых рыб, добываемых в СССР. Присутствие крупного водоема оказывало смягчающее влияние на климат, что превращало Приаралье в своего рода оазис среди пустыни. Но в начале 1960-х море начало стремительно отступать.
Кто ответит за регрессии
Сегодня Арал по площади уменьшился на три четверти, а по объему – примерно на девять десятых. В результате катастрофически возросла соленость водоема, которая теперь более чем втрое превышает океанскую. Счастливым исключением оказалась лишь крайняя северная часть бывшего моря, известная как Малый Арал – уровень воды там более или менее стабилизировался после отделения ее от основной части.
А вот в Большом Арале содержание солей превысило 100 г на литр (представьте себе пачку соли, растворенную в ведре!), а в мелководной восточной его части нами были отмечены значения до 211 г на литр. Аральское море пока уступает по солености разве что абсолютному рекордсмену среди крупных озер планеты – Мертвому морю. Впрочем, возможно, что все еще впереди – высыхание Арала продолжается, хотя, по некоторым оценкам, равновесие будет достигнуто скоро.
Так или иначе, Аральское море остается более чем заметным внутренним водоемом. Характерный продольный размер его зеркала составляет почти 200 км, а максимальная глубина – почти 40 м.
Не без оснований принято считать, что главными причинами высыхания Арала стали нерациональное использование водных ресурсов питающих его рек Амударьи и Сырдарьи и чрезмерный разбор воды на орошение хлопковых и рисовых полей. Многие специалисты, однако, склонны думать, что в столь быстром уменьшении моря виноват не только этот фактор – тем более что есть убедительные геологические и археологические указания на то, что подобные отступления (регрессии) Арала случались и в далеком прошлом.
По некоторым данным, наиболее сильная (но отнюдь не первая) регрессия произошла 1900–1500 лет назад, когда поверхность моря опустилась даже чуть ниже сегодняшнего уровня. Зримым напоминанием об этой эпохе является слой мирабилита, наблюдаемый в донных отложениях, – чтобы этот минерал начал выпадать из рассола, соленость моря в те времена должна была превышать 100 г на литр!
Еще одно сильное отступление моря, по-видимому, имело место 800–400 лет назад. Недавно археологи нашли на только что обнажившемся дне неплохо сохранившиеся остатки средневековых культовых сооружений, что неопровержимо свидетельствует о том, что уровень моря тогда был никак не выше нынешнего. Считается, что уже та историческая регрессия Арала была отчасти антропогенной, поскольку водосборные бассейны Амударьи и Сырдарьи всегда были районами интенсивного земледелия и, по некоторым оценкам, безвозвратный отбор воды на орошение уже тогда был значительным.
Кроме того, предполагается, что местное население уже тогда могло оказывать существенное воздействие на водный баланс Арала при строительстве плотин, каналов, перераспределяющих сток Амударьи между Аральским морем и озером Саракамыш.
Не вызывает сомнений, однако, и важнейшая роль естественной изменчивости климата и колебаний водности рек в регионе, а также, возможно, и геодинамических факторов. За регрессионными фазами жизни Арала неизменно следовали периоды высокого стояния моря (трансгрессии). Вероятнее всего, и за современное высыхание моря ответственно какое-то наложение антропогенных и естественных причин.
Анатомия по вертикальной оси
Вообще о сегодняшнем состоянии Аральского моря мы знаем гораздо меньше, чем хотелось бы. Несмотря на самоотверженные усилия целого ряда ученых и научных коллективов и неослабевающий интерес к этой проблеме во всем мире, поток научной информации об Арале, некогда прекрасно обеспеченном данными наблюдений, в целом значительно снизился за последние двадцать лет. А ведь именно в этот период море претерпело наиболее радикальные изменения.
Виной тому экономические и политические потрясения 1990-х, и физическая труднодоступность моря в его нынешних границах, далеко ушедших от населенных пунктов и дорог. О многом могут рассказать приборы на искусственных спутниках Земли, ежедневно наблюдающие Арал. Но далеко не обо всем – ведь космические аппараты видят только поверхность воды, а многие секреты современного Арала, ключи к пониманию его поведения скрыты в его соленых глубинах.
Начиная с 2002 года Институт океанологии имени П.П.Ширшова РАН в сотрудничестве с Гидрометцентром РФ и рядом научных организаций Узбекистана и Казахстана регулярно проводит комплексные экспедиции на Аральское море. Таких экспедиций было уже 13, и эти исследования будут продолжаться.
Зондирования толщи вод Арала в экспедициях последних лет принесли интересные и отчасти неожиданные результаты. Ключевым словом тут, пожалуй, может служить принятый у гидрологов термин «стратификация», то есть существенная неоднородность солености, температуры, плотности и других свойств воды по вертикальной оси. Как до начала высыхания, так и на его ранних стадиях, вплоть до первой половины 1990-х, Аральское море оставалось достаточно однородным по вертикали, «хорошо перемешанным». Теперь ситуация резко изменилась.
Как показали измерения, в большинстве случаев колонна воды имела слоистую структуру, причем придонная вода была тяжелее приповерхностной на 10–12 кг/м3 и более. С учетом того, что эти два слоя разделяют всего какие-то два-три десятка метров, такая стратификация плотности по понятиям нормальной океанологии является неслыханно высокой.
Ясно, что с точки зрения энергетических затрат такую сильно стратифицированную колонну воды гораздо труднее «перевернуть» или перемешать. По крайней мере ветру и иным поверхностным источникам турбулентной кинетической энергии зачастую не удается это сделать. В результате придонный слой оказывается фактически изолированным от поверхности. Одним из следствий этого является дефицит кислорода, а редукция органики в условиях аноксии приводит к образованию сероводорода. Когда Арал был «здоров» и полноводен, в его глубинах не было этого газа с резким характерным запахом.
Впервые сероводородное заражение Арала было обнаружено в экспедициях 2002 года, причем концентрация H2S у дна Арала оказалась на порядок более высокой, чем, например, концентрация сероводорода на абиссали Черного моря. Впрочем, последующие экспедиции показали, что сероводород в Аральском море все же не является постоянным, а придонные воды могут вентилироваться кислородом за счет зимней конвекции в холодные зимы.
Анализ новых данных говорит о том, что стратификация в глубокой западной части Большого Арала в значительной мере определяется эпизодическими затоками очень соленых, а потому тяжелых вод из мелководного восточного бассейна, который действует как гигантский испаритель.
 Когда-то рыболовецкий поселок Урга стоял на берегу Арала и в нем проживали 5 тысяч человек. Фото из альбома «Авангард, остановленный на бегу», 1989 |
Море – в гипсе
Большая группа экспедиционных результатов последних лет связана с исследованиями так называемой метаморфизации солевого состава вод Аральского моря. Дело в том, что по мере возрастания солености моря «рассол» оказывается перенасыщенным по отношению к тем или иным минералам, что приводит к последовательному выпадению их в осадок. В первую очередь это относится к карбонатам кальция и магния, а при дальнейшем росте солености начинается осаждение гипса.
При еще более высоких значениях солености осаждаются мирабилит и другие минералы. Повсюду на обсохшем дне Арала видны гипсовые отложения, относящиеся как к современным, так и к историческим регрессиям моря. Иногда эти отложения имеют форму пластов, а иногда выглядят как небольшие отдельные конкреции, получившие за свою специфическую форму название «ласточкины хвосты». Осаждение минералов привело к значительным изменениям ионно-солевого состава оставшейся водной массы моря.
Так, результаты химических анализов показали, что относительное содержание кальция в воде уменьшилось почти в 10 раз, а характеризующее химический тип водоема хлоридно-сульфатное соотношение, то есть отношение концентрации хлор-иона к концентрации сульфат-иона, увеличилось на 30%. Метаморфизация ионного состава, в свою очередь, привела к изменениям важнейших физических характеристик аральских вод, таких как зависимость плотности от температуры и солености (так называемое уравнение состояния), зависимость электропроводности от солености и температуры, зависимость температуры льдообразования (кстати, сейчас для Аральского моря эта температура около – 7оС) от солености и других. Эти физические свойства исследуются в настоящее время в Институте океанологии на основе лабораторных измерений над десятками проб воды, привезенными из экспедиций.
Физические и химические свойства вод Арала определяют состояние тех живых организмов, которые сумели выжить при чудовищной солености. Нужно сразу сказать, что, несмотря на поистине экстремальные условия окружающей среды, экосистему современного Аральского моря нельзя назвать мертвой, хотя она и приняла весьма специфические формы. Конечно, биоразнообразие многократно сократилось, но некоторые биологические сообщества продемонстрировали удивительную способность к адаптации.
Биологами, участвовавшими в недавних полевых исследованиях (в экспедициях Института океанологии этим направлением руководили Е.Г.Арашкевич и Ф.В.Сапожников), описаны видовой состав и пространственные распределения водорослей (кладофора, навикула и др.), хирономид живущих в иле личинок двукрылых насекомых, а также ракушковых рачков. Но главная часть биомассы Арала представлена другим рачком, жаброногим – артемией.
Артемия – галофил, то есть в буквальном переводе «солелюб», прекрасно чувствующий себя в сложившихся условиях при отсутствии конкурентов и естественных врагов. Он в изобилии (десятки и сотни организмов на куб. м) населяет почти всю толщу воды. Артемия известна как идеальный корм для прудового разведения ценных пород рыб, и предпринимаются даже попытки его коммерческой добычи в Большом Арале.
А вот сами рыбы, по-видимому, находятся там на грани исчезновения, хотя еще в 2002 году мы с удивлением наблюдали там отдельные живые экземпляры атерины (серебристая рыбка размером с кильку) и камбалы – ранее принято было считать, что предельная соленость для камбалы около 65 промилле, между тем фактическая соленость в момент наблюдения была уже далеко за 80 промилле. Однако в последних экспедициях на фоне еще более возросшей солености живую рыбу в Большом Арале зафиксировать не удалось. В Малом же Арале среда обитания является вполне благоприятной для рыб.
Динамическое равновесие
Что ожидает Арал через десять, двадцать, пятьдесят лет? Главным фактором, определяющим дальнейшее развитие событий, является объем поступающих в море речных и грунтовых вод, динамику которого трудно предсказать. До начала катастрофического обмеления моря Амударья и Сырдарья ежегодно приносили в Арал в среднем около 56 куб. км воды, чем и обеспечивалось динамическое равновесие приходных и расходных компонентов водного баланса. Однако при последующем сокращении зеркала водоема соответственно уменьшилось и суммарное испарение, поэтому для стабилизации моря в настоящее время был бы достаточен и значительно меньший сток.
Сегодня для консервации Большого Арала требуется поступление в море речного и подземного стока в объеме примерно 8 куб. км в год. В некоторые из последних лет приток был близок к этому. В 2011 году уровень Большого моря впервые за долгое время поднялся, пусть и ненамного. Если приток воды в море будет на этом уровне или возрастет, море сможет оставаться в нынешнем состоянии неопределенно долго или начать наполняться. В этом смысле можно говорить о том, что в настоящее время Аральское море близко к динамическому равновесию.
Если же реализуется худший сценарий и поступление воды в Арал упадет почти до нуля, то относительно медленное понижение уровня продолжится до тех пор, пока испарение все же не уравновесится притоком остаточных поверхностных и подземных вод. Это, по оценкам, может произойти через 10–30 лет. Полное исчезновение Аралу в обозримом будущем едва ли грозит.
