Cоотношение природных и техногенных факторов эволюции подземной связи вод Аральского и Каспийского морей

Б.Н. Голубов. (Институт динамики геосфер РАН, г. Москва, bgolubov@mail.ru) Cоотношение природных и техногенных факторов эволюции подземной связи вод Аральского и Каспийского морей. Материалы XVIII Международной научной конференции (Школы) по морской геологии Москва, 16–20 ноября 2009 г.http://rogov.zwz.ru/Marine%20geology%202009_t_5.pdf

Подземнaя гидравлическaя связь вод Аральского и Каспийского морей в плиоцен-четвертичное время - техногенные нагрузки на недра региона возобновили такую связь, что обусловило нынешнее стремительное
обмеление Аральского моря и способствовало аномальному подъему уровня Каспия.

Арало-Каспийский ареал- новейшеe прогибаниe в области внутреннего стока Евразии; множество форм связи поверхностных и подземных вод в пределах этой морфоструктуры. Экспансия нефтегазодобывающей промышленности и подземные ядерные взрывы спровоцировали подземную гидравлическую связь Арала и Каспия.

С 60-х годов облик Арало-Каспийского региона стал подвергаться значительным преобразованиям под влиянием двух необычных процессов. Первым из них явилось стремительное обмеление Аральского моря, которое зародилось в 1961-63 гг. и значительно ускорилось с 1975 г. К настоящему времени уровень Арала упал на 20 м, море распалось на несколько мелких плесов и тысячи квадратных километров его бывшего дна стали ареной интенсивного развития процессов опустынивания. Вслед за обмелением Арала с 1977 г. начался резкий длительный подъем уровня Каспийского моря, темпы которого достигали 32 - 40 см/год.

Противофазные всплески поведения Арала и Каспия воспринимались поначалу как заурядные отклонения уровней бессточных водоемов от их средних многолетних значений, равных соответственно +54,0 и – 28,0 м.абс., которые объяснялись природными ритмами климата, а также перехватом речного стока в бассейнах морей на хозяйственные нужды. Но по мере нарастания амплитуды таких отклонений становилось все более очевидным, что длительность и темпы противофазного поведения уровней Аральского и Каспийского морей не имеют своих аналогов в обозримом прошлом и должны расцениваться как аномальные.

Аральский кризис принято связывать с непомерным расширением площади орошаемых земель в долинах рек Амударья и Сырдарья. Критический анализ этой точки зрения, с которой не соглашались отдельные исследователи, показал, что укоренившееся истолкование последствий техногенного вмешательства в гидросферу региона не безгрешно в методическом отношении по трем основным позициям. Во-первых, выпячивание роли климатического фактора в наблюдаемых сдвигах состояния геосреды региона.

Следует признать, что до 60-х годов климатологические прогнозы колебаний уровней Арала и Каспия являлись успешными, но затем oни стали занижать темпы усыхания Арала, и предсказывали понижение, а не подъем уровня Каспияг. Это позволяло подозревать, что с 1960-70-х годов колебания уровней этих морей стали регулироваться не только климатическим, но и каким-то новым, неучтенным ранее фактором. Поиск необходимых поправок, однако, не был налажен.

Во-вторых, игнорируется многообразие форм связи вод Арала и Каспия с подземной гидросферой - эти моря неоправданно рассматриваются как разобщенные бессточные водоемы с практически непроницаемым дном, водный баланс которых определяется лишь соотношением притока поверхностных вод и потерь их на испарение. Подземный сток в моря со стороны суши в таких схемах признается пренебрежимо малым и постоянным, а факт внедрения вод Арала и Каспия в дно и берега не учитывается вовсе. Мысль о непосредственной подземной гидравлической связи этих морей не допускается. Oценки проводятся раздельно для каждого из морей, без учета особенностей геологического строения дна и берегов(Арал является потенциальной областью подземной подпитки Каспия - в постплиоценовое время неоднократно возникала и прерывалась непосредственная подземная связь вод Арала и Каспия).

В-третьих, от внимания исследователей ускользает еще одна примечательная особенность резких скачков уровней Арала и Каспия: эти скачки зародились на пике экспансии нефтегазодобывающей промышленности, набиравшей темпы с 1956 г., и совпали с периодом проведения множества подземных ядерных взрывов в окрестности этих морей. Характерно, что одновременно с обмелением Арала произошло сокращение на 14% площади бессточного озера Лобнор в Китае, которое соседствует с военным ядерным полигоном.

Геологические предпосылки подземной связи вод Арала и Каспия определяются, во-первых, превышением уровня Аральского моря над Каспийским на 70 м. Во-вторых, своеобразием водоносного комплекса миоценовых отложений плато Устюрт, сложенных пористыми, кавернозными, закарстованными карбонатными и терригенными породами. Эти отложения подстилаются региональным флюидоупором глин палеогена, поверхность которого залегает в ряде случаев на абсолютных отметках ниже уровня Аральского (+54 м) и Каспийского (-28 м) морей. Поэтому воды этих морей внедрились вглубь суши в пустотное пространство отложений миоцена в виде двух "клиньев" – восточного (приаральского) и западного (прикаспийского), контуры которых в горизонтах миоцена определяются стратоизогипсами +54 м и -28 м соответственно. До 60-х годов эти "клинья" были разобщены естественной перемычкой и восточный "клин" оставался подвешенным по отношению к западному. В геологическом прошлом, судя по уровням морских террас и горизонтальных ходов карстовых полостей Мангышлака и Устюрта, уровень Каспия поднимался, перемычка исчезала и устанавливалась непосредственная подземная гидравлическая связь Арала и Каспия. Поэтому не случайно остатки ископаемой фауны Каспия обнаружены в отдельных слоях плиоцена и плейстоцена, развитых в Приаралье у восточного чинка Устюрта, а обитатели подземных вод обнаружены в Каспийском море у берегов Мангышлака.

Техногенные механизмы подземной связи вод Арала и Каспия. В срабатывании таких механизмов выделяется два этапа. Первый связан с бурением густой сети буровых скважин в регионе, которые нарушили целостность флюидоупора глин палеогена и обусловили формирование множества депрессионных воронок в водоносном комплексе миоценовых отложений, что, однако, не сразу сказалось на поведении Арала. До 1961 г. его уровень продолжал находиться на средней абсолютной отметке + 53.06 м. Но в 1961-1969 гг., когда усилилось дренирование вод моря в недра, его уровень стал понижаться со скоростью 27 см/ год. С 1969г. скорость обмеления Арала возросла и к 1975 г. достигла 71 см/год. Причиной явились подземныe ядерныe взрывы, обеспечившие перехват подземного стока двух видов. Во-первых, взрывы на плато Устюрт разрушили указанную выше перемычку и обеспечили дренирование приаральского "клина" подземных вод в сторону Каспия. Во-вторых, подземныe ядерныe взрывы в долинах
Амударья и Сырдарья взрыхлили плиоцен-четвертичные и более древние отложения, сформировали тем самым ловушки фильтрационного перехвата стока поверхностных и подземных вод и перекрыли подпитку вод Арала. Уровень Каспийского моря с 1978 г, напротив, стал резко подниматься, что объясняется усилением разгрузки подземных вод со стороны Арала. Для Каспия характерны и другие формы связи с подземной гидросферой. Снижение темпов подъема уровня Каспия в последние годы связано с истощением его подземной подпитки с востока, а также с расширением зеркала воды и усилением испарения на мелководных участках Прикаспийской низменности.

Выводы:

- особенности неотектонического развития в плиоцен-четвертичное время структуры слоев водоупорных глин палеогена и нескольких возрастных генераций карста в карбонатных отложениях миоцена Устюрта и Мангышлака создали естественные предпосылки для подземной гидравлической связи вод Арала и Каспия, которая эпизодически возникала в периоды максимальных трансгрессий Каспия и была прервана в конце плейстоцена;

- мощные техногенные возмущения состояния недр и режима подземной гидросферы вновь спровоцировали такую связь и обусловили наблюдаемые ныне противофазные резкие скачки уровней Арала и Каспия, что затушевало действие климатического фактора, как одного из регуляторов водного баланса этих морей;

- укоренившееся представление о непомерном расширении площади орошаемых земель как основной причине Аральской катастрофы не выдерживает критики. Проекты территориального перераспределения стока сибирских рек должны быть подвергнуты ревизии с учетом особенностей техногенной дестабилизации недр.

C Б.Н. Голубов, А.Ю. Иванов(Институт динамики геосфер РАН, Москва, bgolubov@mail.ru; Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН, Москва, ivanoff@ocean.ru) Проявления флюидодинамики недр в Каспийском море по данным аэрокосмических наблюдений и геолого-геофизических исследований. Материалы XVIII Международной научной конференции (Школы) по морской геологии Москва, 16–20 ноября 2009 г.http://rogov.zwz.ru/Marine%20geology%202009_t_5.pdf

Приведены данные аэрокосмических наблюдений (самолетные, космические оптические и радиолокационные) разных лет, результаты морских геофизических (электроразведочных, сейсмических) и геохимических исследований, свидетельствующие о разгрузке подземных флюидов под дном Северного, Среднего и Южного Каспия. В тектоническом отношении очаги такой разгрузки приурочены к области развития соляных куполов Прикаспийской впадины древней Восточно-Европейской платформы, молодым Туранской и Скифской плитам, а также к грифонам, грязевым вулканам и другим подводящим каналам новейшей Южно-Каспийской впадины (область альпийской складчатости). Выявлена связь этих очагов с различными типами флюидодинамических систем. Показано, что импульсы наиболее интенсивного выброса пластовых флюидов приурочены к моментам активизации сейсмичности.