В нескольких словах
Исследование показало, что дно высохшего Аральского моря поднимается из-за уменьшения массы воды, что является следствием катастрофического высыхания водоема. Этот подъем вызывает деформацию земной коры в регионе, влияя на экологическую ситуацию и создавая новые вызовы для Центральной Азии.
Автор текста: Алексей Смирнов
Аральское море: от озера до пустыни
Аралкум – это пустыня, расположенная на границе между Узбекистаном и Казахстаном (Центральная Азия). Однако, еще в 60-х годах прошлого века это было четвертое по величине озеро в мире. В результате одного из самых масштабных безумств человеческого разума, развитие тех лет привело к катастрофе: стремясь оросить обширные территории региона, власти Советского Союза (в состав которого тогда входили обе республики) усеяли реки, питавшие Аральское море, плотинами и водохранилищами. Последствия проявились спустя несколько десятилетий, но когда это произошло, было слишком поздно, чтобы повернуть вспять. Арал потерял почти 90% своей площади и более 93% своего объема, оставив после себя бесплодную землю из-за накопления соли. Теперь группа ученых обнаружила, что древнее морское дно поднимается, освобождаясь от массы воды.
История Аральского моря
Несколько миллионов лет назад динамика тектонических плит сдвинула континентальные массы, зажав Паратетис, огромное море, от которого остались, с одной стороны, Средиземное море, а с востока – Черное, Каспийское и Аральское моря. Около 3 миллионов лет назад площадь последнего, составлявшая чуть менее 68 500 км², не менялась. Расположенный в засушливом регионе с небольшим количеством осадков, он питался от двух крупных рек: Амударьи на юге и Сырдарьи на северо-востоке. Но в 50-х и 60-х годах, во время правления Никиты Хрущева и стремясь увеличить производство хлопка и гидроэлектроэнергии, на обоих течениях было построено несколько плотин и каналов. В течение многих лет не наблюдалось никаких изменений в уровне моря, максимальная глубина которого составляла 69 метров. Но в 80-х годах спутниковые снимки не оставляли сомнений: Арал высыхал и разделился на две части – северную и южную. Совпадение первых тревожных сигналов с падением и распадом Советского Союза не способствовало поиску решений. Считается, что южную часть моря невозможно восстановить, а северная часть теперь называется Малым Аральским морем. Остальная часть поднимается.
Подъем древнего морского дна
«Согласно нашему моделированию, древнее морское дно Аральского моря поднялось на один метр с 60-х годов», – сообщает в электронном письме Тэн Ван, исследователь Школы наук о Земле и космосе Пекинского университета (Китай) и соавтор исследования, недавно опубликованного в Nature Geoscience. Он говорит о моделировании, потому что цифра является оценкой, основанной на семи миллиметрах в год, на которые земля поднималась с 2016 по 2020 год, за который у них есть данные. В принципе, наиболее распространенным методом оценки изменений на поверхности Земли является альтиметрия со спутника, которая основана на лазерных импульсах и измеряет возврат. Но в этом регионе Центральной Азии не так много записей, поэтому они использовали то, что называется радиолокационной интерферометрией с синтезированной апертурой (InSAR, аббревиатура на английском языке), той же самой, с помощью которой в прошлом году было обнаружено, что все крупные китайские города тонут. Изображения InSAR, которые они использовали, – это изображения со спутника Sentinel-1, являющегося частью программы Copernicus миссии Европейского космического агентства, который уже более десяти лет снимает изображения всей планеты от полюса до полюса. Но у них была информация только за четыре года, поэтому им пришлось экстраполировать этот период на весь период.
Методика исследования InSAR
Почти через 20 лет после того, как первые плотины украли воду у рек, питающих его, Арал все еще сохранял большую часть своей воды. На изображении его состояние в 1977 году, слева, вместе с его состоянием в 2023 году. НАСА/ДжСКМарта Бехар является частью лаборатории InSAR Геологического и горнодобывающего института Испании (IGME). Не связанная с этим исследованием, она объясняет, что это такое и что дает эта техника, отличная от лазера. «Это радар на спутниках, который посылает микроволновое излучение, измеряя время, необходимое для его возвращения», – говорит она. В этом он работает как GPS, «но ему нужно много инструментов на земле, в то время как системы InSAR получают миллионы точек отражения с большим количеством инструментов», – добавляет Бехар. Двумя наиболее распространенными применениями интерферометрии являются изучение смещения грунта после землетрясения или деформации земной коры, как это происходит в Арале. В Испании, например, он используется для измерения оседания грунта в верхнем бассейне реки Гуадалентин, в районе Лорки, из-за эксплуатации водоносных горизонтов. В районе Арала происходит обратное – отскок.
Причина подъема
Этот отскок происходит на десятки километров за пределами старой береговой линии, согласно изображениям InSAR, не ограничиваясь морским дном. Авторы объясняют это тем, что «источник подъема имеет очень глубокое происхождение, около 170 км», – говорит Ван из Пекинского университета. «Горные породы, которые текут в зону под Аральским морем на такой глубине, вызывают широко распределенный подъем за пределами его первоначальной границы», – добавляет он. Таким образом, горные породы под земной корой ведут себя как жидкость, более вязкую, но текут.
Изостатический отскок
«Литосфера [самый внешний слой планеты] движется по астеносфере, верхней части мантии Земли», – напоминает геолог из Университета Гранады Хуан И. Сото, эксперт по тому, что происходит под поверхностью Земли. «Горные породы текут, потому что от 7% до 8% астеносферы на самом деле являются вязкой жидкостью», – добавляет этот исследователь, не связанный с работой Арала. «Это заставляет литосферу опускаться или подниматься в зависимости от нагрузки, которую она несет, которая может быть льдом над Гренландией, ледниками или, как здесь, массой воды. Когда он освобождается от этих нагрузок, происходит медленный изостатический отскок», – объясняет Сото.
Возражения к результатам
Однако у Сото есть возражение против результатов, полученных в Арале: если источник деформации находится в 170 километрах под литосферой, «отскок должен быть в гораздо более широкой области, порядка 1000 километров», выходя далеко за пределы береговой линии. Так что сравнение с этими вязкоупругими матрасами, которые возвращаются в свою первоначальную форму после того, как мы встаем с кровати, не совсем верно.
Другие точки зрения
Профессор Университета Аликанте Роберто Томас является экспертом в области оседания, другой стороны медали, когда земля опускается. «Но оседание, как и в Пекине, происходит на глубине около 200 или 300 метров. Происхождение этого отскока достигает мантии Земли», – отмечает он в этой работе. Его также удивляет скорость подъема. Скандинавские территории все еще поднимаются, освобождаясь от льда и снега, которые у них были после последнего оледенения, которое закончилось около 12 000 лет назад. «Нагрузка массы воды в Арале, глубиной в несколько метров, не так велика, как километры льда, которые были в Скандинавии», – отмечает он в качестве объяснения.
Прогнозы на будущее
Авторы исследования считают, что подъем будет уменьшаться. «Земля будет продолжать подниматься и деформироваться в течение десятилетий, хотя и с замедляющейся скоростью», – говорит Сильвен Барбо, который исследует динамику системы литосфера-астеносфера в Университете Южной Калифорнии, и один из соавторов. «Земля постоянно деформируется из-за земных приливов, постледниковых отскоков, теплового расширения и землетрясений. Со временем процесс деформации вокруг Аральского моря исчезнет», – добавляет Барбо. Он исчезнет, как и само море. Его коллега Роберто Томас, профессор и эксперт в области оседания, несколько лет назад был в Узбекистане в составе миссии Европейского союза для консультирования узбекского космического агентства. Он вспоминает, как ему сказали, что «частота песчаных бурь, которые всегда существовали, увеличивается». Дело не только в том, что доступно больше песка, но и в том, что песок, поступающий из нынешней пустыни Аралкум, несет в себе соль, которая сушит хлопковые поля, орошение которых высушило море.
