Вряд ли найдется человек, ничего не слышавший об аральской катастрофе. Пересыхание во второй половине XX века четвертого по площади поверхности озера планеты, по исторической традиции именовавшегося морем, наглядно показало нынешним поколениям, к чему приводит нерациональное природопользование.
Ученые из Института океанологии им. П.П.Ширшова РАН вот уже более двадцати лет исследуют механизмы изменений физического и биогеохимического режимов самой динамичной в мире озерной системы, состоящей из изолированных мелеющих водоемов, в которую превратился Арал.
Об этом направлении деятельности и результатах работ, выполненных при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (ныне — РЦНИ) по проекту 20-55-12007 ННИО_а, газете «ПОИСК» рассказал исполняющий обязанности заместителя директора ИО РАН по научно-организационной работе, руководитель Лаборатории взаимодействия океана с водами суши и антропогенных процессов, член-корреспондент РАН Петр ЗАВЬЯЛОВ.
— Петр Олегович, что сегодня происходит с Аралом?
— Как известно, с 1960-х годов прошлого века уровень Аральского моря стал быстро снижаться из-за интенсивного забора воды для орошения сельхозугодий из основных питающих его рек — Амударьи и Сырдарьи.
Высыхание моря пагубно сказалось на климате региона, прибрежная часть которого превратилась в настоящую пустыню. Песчаные бури разносят на сотни километров покрывшие обнажившееся дно солевые отложения с примесью ядохимикатов. Флора и фауна моря в своей значительной части уничтожены, рост солености воды привел к исчезновению в оставшихся водоемах, за исключением Малого моря, всех видов рыб. Люди, занимавшиеся рыбным промыслом, остались без работы. Многие жители Приаралья покинули эти места, оставшиеся часто страдают заболеваниями, связанными с плохой экологией.
— Каковы перспективы пересыхающего моря? Есть ли надежда на какие-то улучшения?
— Восстановить все море сейчас невозможно. Тем более что большинство стран региона не снижает отбор воды из питающих его рек, а даже расширяет плантации хлопчатника и риса, которые требуют обильного орошения. Тем не менее положительные сдвиги есть.
Надо сказать, что даже в лучшие годы Арал делился на две полуобособленные части — северную, в которую впадала Сырдарья, называли Малый Арал, южную, получавшую воду от Амударьи, — Большой Арал. В данном случае Большой и Малый — это просто части названий водоемов, которые соединялись через узкий пролив Берга. Когда море стало сохнуть, они полностью отделились друг от друга.
Казахстан, на территории которого располагается Малый Арал, при поддержке мирового сообщества в 2005 году построил в бывшем проливе Берга 17-километровую дамбу, которая отгородила этот водоем от остальной части бывшего моря.
Теперь там скапливается весь сток Сырдарьи, уровень воды значительно поднялся, соленость уменьшилась, что позволило разводить некоторые промысловые виды рыб.
Однако при этом Большой Арал совсем перестал получать воду из Сырдарьи (кроме отдельных эпизодических сбросов через плотину). Фактически прекратился и сток Амударьи. Место впадения этой реки в озеро отошло от бывшей дельты на сто и более километров, поэтому приходящая вода стала растекаться на ручьи по большой площади и испаряться.
Есть программа строительства локальных гидротехнических сооружений — полдерных озер, в которых могла бы собираться вода. Такие водоемы имеют определенное климатическое и рекреационное значение, в них можно выращивать рыбу. Однако пока этот проект выполнен только частично.
Из реализуемых программ по улучшению ситуации стоит выделить посадку растений, в основном саксаула, на высохшем дне. Он успешно приживается и помогает уменьшить вынос пыли и соли.
— Чем привлекает умирающий Арал океанологов? Это чисто академический интерес?
— Мы занимаемся в основном фундаментальными исследованиями, но оценка влияния происходящих изменений на будущее развитие этой уникальной аридной водной экосистемы, безусловно, имеет практическое значение.
Хотя Арал располагается на территории Казахстана и Узбекистана, происходящее с ним небезразлично и России, в том числе в социально-экономическом плане. Это наше ближнее зарубежье.
Климатические последствия катастрофы, в том числе упоминавшиеся ветровые выносы соли, могут достигать и российских территорий. Актуальны и демографические проблемы, связанные с усилением миграции из проблемного региона.
С научной точки зрения Аральское море интересно как модель того, что происходит во многих других мелеющих внутренних водоемах Земли (и даже в некоторых прибрежных районах океана), но в менее экстремальных формах. На примере Арала ученые получили уникальную возможность в природе проследить за гидрофизическими и гидрохимическими процессами, протекающими в таких условиях, которые раньше можно было создавать только в лабораторных бассейнах.
— В проекте, который сотрудники Института океанологии РАН реализовывали на средства гранта РФФИ, вы искали ответ на вопрос, становится ли Большой Арал меромиктическим водоемом? Почему так важно это знать? Что означает этот термин?
— Для начала несколько слов о Большом Арале. Он является своего рода «наследником» старого Арала. Ранее отличавшийся относительно большой глубиной водоем по мере высыхания стал дробиться на отдельные водные объекты. Самый крупный из них — западный бассейн — не такое уж маленькое по привычным нам меркам озеро: его длина по оси — около 200 километров, ширина — 15-20, глубина все еще достигает двадцати метров.
Термин «меромиктический» применяется к водоемам, в которых практически отсутствует водообмен между слоями различной минерализации. Крупнейшим меромиктическим водоемом является, например, Черное море, большая часть водной толщи которого содержит сероводород, что делает этот слой непригодным для жизни аэробных организмов.
Надо сказать, что до начала высыхания Аральское море было хорошо перемешанным, однородным. Благодаря этому кислород с поверхности разносился по всей толще вод, что создавало благоприятные условия для жизни биологических сообществ.
Даже когда началось обмеление, Арал в течение нескольких десятилетий оставался хорошо вентилируемым. Но в 1990-е годы наступил момент, когда он стал сильно стратифицированным — двухслойным, местами трехслойным.
Такие изменения повлекли за собой целый комплекс последствий. Нижний слой стал испытывать кислородное голодание. В нем возникло сероводородное заражение, по концентрации примерно десятикратно превышающее черноморское. Дело в том, что во всех морях планктон и другая органика, отмирая, опускаются вниз. В присутствии кислорода они нормально разлагаются, а без него начинается сульфат-редукция с образованием сероводорода. В Арале было исходно относительно высокое содержание сульфат-ионов, так что этот процесс пошел достаточно бурно.
Кроме того, расслоение ускорило процесс высыхания. Механизм в общих чертах таков. Летом водоем нагревается. Чем выше температура воды, тем больше испарение и тем быстрее снижается ее уровень. В перемешанном водоеме тепло равномерно распределяется, и вода прогревается меньше, а в стратифицированном верхний слой начинает испаряться значительно интенсивнее.
Поэтому в последние годы Аральское море стало высыхать гораздо быстрее, чем ранее предсказывалось.
Одной из научных задач гранта было определить, потерял ли нижний слой Большого Арала связь с атмосферой. Ответ: нет, регулярное перемешивание пока происходит.
Показано, что меромиктические условия реализуются пока только в бывшем заливе Чернышова, который стал крупнейшим в мире гелиотермальным озером площадью 80-90 квадратных километров.
— Какие методы полевых исследований, имеющиеся в арсенале океанологов, вы использовали?
— Выходили на лодке и в разных локациях, на разных уровнях отбирали пробы. Для определения ионно-солевого состава и общей минерализации, а также для газометрических исследований содержания метана брали образцы воды. Для гидробиологических исследований вылавливали специальными сетями фито- и зоопланктон.
Гидрологические показатели измеряли с помощью СТД-зонда, которым определяют электропроводность, температуру, глубину, и по этим показателям рассчитывают соленость. Методика стандартная, но проблема в том, что зонды калиброваны под состав солей Мирового океана.
Удивительный факт, известный всем океанологам: соленость воды в океанах разная, она может меняться практически от 0 до 40 промилле (содержание солей в граммах в литре воды) и даже более, а вот соотношение различных солей везде одинаково.
В замкнутых водоемах, в частности, в Арале оно, конечно, совершенно другое. Поэтому нам пришлось разрабатывать специальную методику пересчета с применением регионального алгоритма.
Кстати, проведение комплексных полевых измерений требуется и для адаптации к реальной обстановке спутниковых данных, анализом которым мы тоже занимались.
Мониторинг температуры и солености в течение длительного срока (до года) проводился с помощью устройства под названием термокоса. Оно представляет собой заякоренный буй и трос с закрепленными на разных уровнях глубины цифровыми датчиками температуры и электропроводности.
С термокосой случилась любопытная история. Зимой в результате пересыщения солевого раствора при похолодании на тросе, буйке и датчиках кристаллизовалась соль. Под ее тяжестью вся конструкция легла на дно. Нам с трудом, но удалось ее достать.
Благодаря этим данным впервые в западном бассейне Большого Арала были зафиксированы момент полного перемешивания водной колонны к началу декабря, а также выхолаживание до отрицательных температур всего профиля в декабре-январе.
Сделан вывод, что в этот период происходят вентиляция придонного слоя и исчезновение там сформировавшихся за летний период анаэробных условий.
— Что еще интересного выяснилось в ходе последних экспедиций?
— Получено много новых данных, связанных с гидробиологическим состоянием Большого Арала на современной стадии высыхания. Удивляет и радует относительное обилие фитопланктона, а также одноклеточных и многоклеточных водорослей, способных осуществлять процесс фотосинтеза. Приспособляемость микроорганизмов к таким жестким условиям, как высокая соленость (150 промилле), плюс специфический кислородный режим, оказалась гораздо выше, чем ранее предполагалось. Биоразнообразие, конечно, сократилось, видовой состав изменился, но система остается живой. Зоопланктон, по нашим наблюдениям, сейчас представлен единственным видом — жаброногим рачком Artemia parthenogenetica.
Яйца артемий — ценный корм для рыб, выращиваемых в аквакультуре. По своей питательной ценности они не имеют аналогов, их сбалансированный состав значительно ускоряет рост мальков. К сожалению, из-за отсутствия в Приаралье инфраструктуры (там почти нет даже дорог) добычу этого продукта трудно сделать экономически выгодной.
— Как вы можете оценить значение работ?
— Проблемы Арала имеют глобальную значимость и не выпадают из фокуса внимания мирового научного сообщества. В свое время я проводил анализ упоминаний этой темы в профильных изданиях и СМИ: их количество постоянно растет.
Дело в том, что в результате развития гидроэнергетики и ирригации во всем мире увеличивается отбор воды на хозяйственные нужды. Как антропогенное воздействие, так и изменение климата существенно влияет на водный баланс водоемов и вызывает различные долгосрочные и труднопредсказуемые последствия. Наблюдаемое усыхание многих бессточных озер требует количественных оценок относительного вклада в этот процесс естественной изменчивости и влияния деятельности людей.
Между тем Аральское море по-прежнему остается малоизученным водоемом. Натурными наблюдениями в нем занимаются не так много групп. Ученым из дальнего зарубежья попасть туда непросто.
Сотрудники нашего института вместе с коллегами и партнерами из Узбекистана и Казахстана являются одним из немногих коллективов, ежегодно выполняющих экспедиционные исследования водной массы Арала. Поэтому получаемые в ходе реализации проекта результаты обладают высокой научной значимостью.
Свою аральскую программу мы начали в 2002 году. Экспедиции с тех пор проводили ежегодно, а иногда и не один раз в год. Исключением стал только 2020-й, когда из-за ковида было трудно куда-либо выехать. За все время по теме были выпущены две книги и десятки статей.
Будем продолжать делать эту работу, хотя данная тема по понятным причинам не считается основной для океанологов. Средства на аральские экспедиции мы всегда собирали, что называется, с миру по нитке. Многое удалось сделать, в частности, благодаря поддержке РФФИ.
Хочу отметить, что, несмотря ни на что, современный Арал не производит впечатление района экологического бедствия. Это особенная, но очень красивая природная зона, где есть жизнь. И это не только водная биота. По берегам ходят дикие животные — сайгаки, лисы — гнездится много птиц. И почти нет людей. Своего рода заповедник, в котором очень интересно побывать.
Надежда Волчкова
Фотоснимки предоставлены Институтом океанологии РАН
На снимках: участники экспедиции с поднятой со дна термокосой; сотрудник ИО РАН Александр Ижицкий готовится к измерениям.
Нет комментариев