Элементы Элементы большой науки

Поставить закладку

Напишите нам

Карта сайта

Содержание
Энциклопедия
Новости науки
LHC
Картинка дня
Библиотека
Методология науки
Избранное
Публичные лекции
Лекции для школьников
Библиотека «Династии»
Интервью
Опубликовано полностью
В популярных журналах
«В мире науки»
«Знание — сила»
«Квант»
«Квантик»
«Кот Шрёдингера»
«Наука и жизнь»
«Наука из первых рук»
«Популярная механика»
«Потенциал»: Химия. Биология. Медицина
«Потенциал»: Математика. Физика. Информатика
«Природа»
«Троицкий вариант»
«Химия и жизнь»
«Что нового...»
«Экология и жизнь»
Из Книжного клуба
Статьи наших друзей
Статьи лауреатов «Династии»
Выставка
Происхождение жизни
Видеотека
Книжный клуб
Задачи
Масштабы: времена
Детские вопросы
Плакаты
Научный календарь
Наука и право
ЖОБ
Наука в Рунете

Поиск

Подпишитесь на «Элементы»



ВКонтакте
в Твиттере
в Фейсбуке
на Youtube
в Instagram



Новости науки

 
28.09
Новые геномные данные позволили уточнить историю заселения Евразии и Австралии

26.09
Муравьи-листорезы при уходе за потомством используют противогрибковый препарат

23.09
Впервые получены структуры контактной и сольватноразделённой ионных пар силенил-литиевого соединения

21.09
В условиях антропогенного шума летучие мыши перестают полагаться на слух

20.09
Третий — не лишний: в большинстве лишайников присутствуют два гриба и водоросль






Главная / Библиотека / В популярных журналах / «В мире науки» версия для печати

Восстановление Аральского моря

Филип Миклин, Николай Аладин
«В мире науки» №7, 2008

Об авторах

За последнее десятилетие Филип Миклин (Philip Micklin) и Николай Васильевич Аладин провели несколько полевых изысканий в районе Аральского моря. Миклин — почетный профессор географии в Университете Западного Мичигана, США. Аладин руководит лабораторией солоноватых вод в Зоологическом институте РАН, г. Санкт-Петербург, РФ.

Деградация Арала

Почти весь приток воды в Аральское море обеспечивается реками Амударья и Сырдарья. На протяжении тысячелетий случалось, что русло Амударьи уходило в сторону от Аральского моря (к Каспию), вызывая уменьшение размеров Арала. Однако с возвращением реки Арал неизменно восстанавливался в прежних границах. Сегодня на интенсивное орошение полей хлопчатника и риса уходит значительная часть стока этих двух рек, что резко сокращает поступление воды в их дельты и, соответственно, в само море. Осадки в виде дождя и снега, а также подземные источники дают Аральскому морю намного меньше воды, чем ее теряется при испарении, в результате чего водный объем озера-моря уменьшается, а уровень солености возрастает.

Деградация Арала. Изображение: «В мире науки»
Деградация Арала. Изображение: «В мире науки»

В Советском Союзе ухудшающееся состояние Аральского моря скрывалось десятилетиями, вплоть до 1985 г., когда М.С. Горбачев сделал эту экологическую катастрофу достоянием гласности. В конце 1980-х гг. уровень воды упал настолько, что все море разделилось на две части: северный Малый Арал и южный Большой Арал. К 2007 г. в южной части четко обозначились глубокий западный и мелководный восточный водоемы, а также остатки небольшого отдельного залива.


Чрезмерный забор воды для полива сельскохозяйственных угодий превратил четвертое в мире по величине озеро-море, прежде богатое жизнью, в бесплодную пустыню.

Объем Большого Арала сократился с 708 до всего лишь 75 км3, а соленость воды возросла с 14 до более чем 100 г/л. С распадом СССР в 1991 г. Аральское море оказалось поделенным между вновь образованными государствами: Казахстаном и Узбекистаном. Таким образом, был положен конец грандиозному советскому плану по переброске сюда вод далеких сибирских рек, и развернулась конкуренция за обладание тающими водными ресурсами.

Основные положения

  • В 1960 г. Аральское море в Центральной Азии было четвертым крупнейшим озером мира, а к 2007 г. оно уменьшилось до 10% от своих прежних размеров. Интенсивный и неэкономный полив пустынных земель вдоль рек Амударья и Сырдарья, питающих Арал, превратил приток в него пресной воды в ручейки.
  • От прежнего моря остались три крупных водоема, и в двух из них вода настолько соленая, что даже исчезла рыба. Не стало и некогда процветавшего рыболовного флота. Бывшие прибрежные города поразил хозяйственный кризис. Открылись огромные участки сухого морского дна; ветер поднимает в воздух соль и ядовитые вещества, разнося их по густонаселенным районам, что вызывает у людей серьезные проблемы со здоровьем.
  • Тем не менее благодаря построенной в 2005 г. дамбе площадь самого северного из этих водоемов начала быстро увеличиваться, а соленость воды — снижаться. Сейчас здесь восстанавливаются рыбные популяции и заболоченные территории, и одновременно появляются признаки экономического возрождения. Чтобы два больших расположенных южнее водоема окончательно не превратились в мертвую зону, необходимо построить ряд новых гидротехнических сооружений — в том числе на ранее питавшей их реке Амударья. Для осуществления такого плана нужны многомиллиардные средства и трудные политические соглашения и решения.
  • Печальную судьбу Арала начинают повторять другие крупные водоемы мира — в первую очередь озеро Чад в Центральной Африке и озеро Солтон-Си на юге американского штата Калифорния. Опыт, связанный с потерей, а затем с частичным восстановлением Аральского моря, может пойти всем на пользу.

Сухое морское дно

Высыхающее Аральское море ушло на 100 км от своей прежней береговой линии возле города Муйнак в Узбекистане. Изображение: «В мире науки»
Высыхающее Аральское море ушло на 100 км от своей прежней береговой линии возле города Муйнак в Узбекистане. Изображение: «В мире науки»

Высыхание Аральского моря имело тяжелейшие последствия. Из-за резкого уменьшения стока рек прекратились весенние паводки, снабжавшие плавни низовий Амударьи и Сырдарьи пресной водой и плодородными отложениями. Число обитавших здесь видов рыб сократилось с 32 до 6 — результат повышения уровня солености воды, потери нерестилищ и кормовых участков (которые сохранились в основном лишь в дельтах рек). Если в 1960 г. вылов рыбы достигал 40 тыс. т, то к середине 1980-х гг. местное промысловое рыболовство попросту перестало существовать, и было потеряно более 60 тыс. связанных с этим рабочих мест. Наиболее распространенным обитателем оставалась черноморская камбала, приспособленная к жизни в соленой морской воде и завезенная сюда еще в 1970-е гг. Однако к 2003 г. в Большом Арале исчезла и она, не выдержав солености воды более 70 г/л — в 2–4 раза больше, чем в привычной для нее морской среде.

Судоходство на Арале прекратилось т. к. вода отступила на многие километры от главных местных портов: города Аральск на севере и города Муйнак на юге. А поддерживать в судоходном состоянии все более длинные каналы к портам оказалось чересчур затратным делом. С понижением уровня воды в обеих частях Арала упал и уровень грунтовых вод, что ускорило процесс опустынивания местности. К середине 1990-х гг. вместо пышной зелени деревьев, кустарников и трав на прежних морских берегах виднелись лишь редкие пучки галофитов и ксерофитов — растений, приспособленных к засоленным почвам и сухим местообитаниям. При этом сохранилась только половина местных видов млекопитающих и птиц. В пределах 100 км от первоначальной береговой линии изменился климат: стало жарче летом и холоднее зимой, снизился уровень влажности воздуха (соответственно сократилось количество атмосферных осадков), уменьшилась продолжительность вегетационного периода, чаще стали наблюдаться засухи.

Изображение: «В мире науки»

Ядовитые вещества

Отступившее море оставило после себя 54 тыс. км2 сухого морского дна, покрытого солью, а в некоторых местах еще и отложениями из пестицидов и различных других сельскохозяйственных ядохимикатов, смытых когда-то стоками с местных полей. В настоящее время сильные бури разносят соль, пыль и ядохимикаты на расстояние до 500 км. Северные и северо-восточные ветры оказывают неблагоприятное воздействие на расположенную южнее дельту реки Амударья — самую плотно населенную, наиболее экономически и экологически важную часть всего региона. Переносимые по воздуху бикарбонат натрия, хлорид натрия и сульфат натрия уничтожают или замедляют развитие естественной растительности и сельскохозяйственных культур — по горькой иронии, именно орошение полей данных культур довело Аральское море до нынешнего плачевного состояния.

Отходы и пестициды, выброшенные когда-то в воду гавани Аральска, оказались сегодня на самом виду (слева). Сильные бури (справа) разносят ядовитые вещества, а также огромное количество песка и соли по всему региону, уничтожая сельхозкультуры и нанося ущерб здоровью людей. Изображение: «В мире науки»
Отходы и пестициды, выброшенные когда-то в воду гавани Аральска, оказались сегодня на самом виду (слева). Сильные бури (справа) разносят ядовитые вещества, а также огромное количество песка и соли по всему региону, уничтожая сельхозкультуры и нанося ущерб здоровью людей. Изображение: «В мире науки»

Как указывают медицинские эксперты, местное население страдает от большой распространенности респираторных заболеваний, анемии, рака горла и пищевода, а также расстройств пищеварения. Участились заболевания печени и почек, не говоря уже о глазных болезнях.

Еще одна, весьма необычная проблема связана с островом Возрождения. Когда он находился далеко в море, Советский Союз использовал его в качестве полигона по испытанию бактериологического оружия. Возбудители сибирской язвы, туляремии, бруцеллеза, чумы, тифа, оспы, а также ботулинический токсин проверялись здесь на лошадях, обезьянах, овцах, ослах и других лабораторных животных. В 2001 г. в результате ухода воды остров Возрождения соединился с материком с южной стороны. Медики опасаются, что опасные микроорганизмы сохранили жизнеспособность, а зараженные грызуны могут стать их распространителями в другие регионы. Кроме того, опасные вещества могут попасть в руки террористов.

Надежда на северный Малый Арал

Восстановление всего Аральского моря невозможно. Для этого потребовалось бы в четыре раза увеличить годовой приток вод Амударьи и Сырдарьи по сравнению с нынешним средним показателем 13 км3. Единственным возможным средством могло бы стать сокращение орошения полей, на что уходит 92% забора воды. Однако четыре из пяти прежних советских республик в бассейне Аральского моря (за исключением Казахстана) намерены увеличить объемы полива сельхозугодий — в основном, чтобы прокормить растущее население. В данной ситуации помог бы переход на менее влаголюбивые культуры, например замена хлопчатника озимой пшеницей, однако две главные водопотребляющие страны региона — Узбекистан и Туркменистан — намерены продолжать выращивать именно хлопок для продажи за рубеж. Можно было бы также значительно усовершенствовать существующие оросительные каналы: многие из них представляют собой обыкновенные траншеи, через стенки которых просачивается и уходит в песок огромное количество воды. Модернизация всей системы орошения помогла бы ежегодно сберегать порядка 12 км3 воды, однако обошлась бы в $16 млрд. Пока что у стран бассейна Азовского моря нет на это ни денег, ни политической воли.

Несмотря на обширный водосборный бассейн (вверху), Аральское море почти не получает воды из-за оросительных каналов, которые, как показывает фото внизу, забирают воду из Амударьи и Сырдарьи на протяжении сотен километров их течения по территории нескольких государств. В числе прочих последствий - исчезновение многих видов животных и растений. Изображение: «В мире науки»
Несмотря на обширный водосборный бассейн (вверху), Аральское море почти не получает воды из-за оросительных каналов, которые, как показывает фото внизу, забирают воду из Амударьи и Сырдарьи на протяжении сотен километров их течения по территории нескольких государств. В числе прочих последствий — исчезновение многих видов животных и растений. Изображение: «В мире науки»

Казахстан, тем не менее, предпринял попытку хотя бы частично восстановить северный Малый Арал. В начале 1990-х гг. была сооружена земляная дамба — с тем, чтобы препятствовать оттоку воды на юг, где она напрасно терялась из-за испарения. Несмотря на то что в результате катастрофического прорыва в апреле 1999 г. дамба была разрушена, предпринятая попытка показала принципиальную возможность поднять уровень воды и уменьшить ее соленость. Казахстан и Всемирный банк выделили на решение данной проблемы $85 млн. Главным элементом нового сооружения, законченного в ноябре 2005 г., стала гораздо более мощная земляная дамба длиной 13 км, включающая бетонную плотину с гидротехническим затвором для регулирования пропуска воды. Большой объем стока реки Сырдарья следующей зимой положил начало восстановлению северного Малого Арала. В результате за какие-то восемь месяцев уровень воды поднялся здесь с 40 до 42 м выше уровня Мирового океана — до рассчитанной заранее высоты. Площадь водной поверхности увеличилась на 18%, а соленость воды, начав примерно с 20 г/л, постоянно снижалась и сегодня достигла уровня 10 г/л. Рыбаки вновь начали вылавливать представителей различных видов рыб — включая столь ценных, как судак и сазан.

13-километровая дамба и плотина с гидротехническим затвором (вверху), построенные Казахстаном в 2005 г., спасли Малый Арал, прекратив отток воды по пересыхающим, ведущим в никуда каналам. С тех пор наблюдается повышение уровня воды и рост рыбных популяций (внизу). Гидротехнический затвор, законченный в ноябре того же года, позволяет пропускать лишнюю воду для регулирования уровня водоема. Уже к следующему лету вода в Малом Арале поднялась на 2 м. Изображение: «В мире науки»
13-километровая дамба и плотина с гидротехническим затвором (вверху), построенные Казахстаном в 2005 г., спасли Малый Арал, прекратив отток воды по пересыхающим, ведущим в никуда каналам. С тех пор наблюдается повышение уровня воды и рост рыбных популяций (внизу). Гидротехнический затвор, законченный в ноябре того же года, позволяет пропускать лишнюю воду для регулирования уровня водоема. Уже к следующему лету вода в Малом Арале поднялась на 2 м. Изображение: «В мире науки»

Возвращение к благополучию

Показатели восстановления за 2007 г. (после завершения дамбы в 2005 г.). Изображение: «В мире науки»
Показатели восстановления за 2007 г. (после завершения дамбы в 2005 г.). Изображение: «В мире науки»

Авторы данной статьи ожидают, что соленость воды в Малом Арале со временем установится в пределах 3–14 г/л, в зависимости от места. При таких показателях должны будут восстановиться и многие другие местные биологические виды (хотя почти повсеместно исчезнет морская камбала). Продолжится и общее восстановление водоема. Например, если путем усовершенствования системы орошения увеличить средний годовой сток Сырдарьи до 4,5 км3, то вода в Малом Арале стабилизируется на уровне около 47 м. В этом случае береговая линия расположилась бы в 8 км от прежнего крупного портового города Аральск — достаточно близко, чтобы провести дноуглубительные работы и привести в рабочее состояние старый канал. По нему крупные рыболовные суда могли бы опять выходить в море, и возобновилось бы судоходство. Дальнейшее уменьшение солености воды должно благоприятным образом сказаться на состоянии прибрежных плавней и на численности рыбы. Кроме того, мог бы увеличиться отток воды в водоемы южного Большого Арала, способствуя их восстановлению. Осуществление подобного плана потребовало бы сооружения гораздо более длинной и высокой дамбы, а также реконструкции имеющегося гидротехнического затвора. Впрочем, еще не ясно, есть ли у Казахстана средства и желание браться за осуществление этого проекта. Пока что в стране размышляют о способах решения гораздо более скромной задачи: как приблизить Арал к Аральску.

План для южного Большого Арала

Возвращение рыбы в Малый Арал дает рыбакам из близлежащих селений средства к существованию. Изображение: «В мире науки»
Возвращение рыбы в Малый Арал дает рыбакам из близлежащих селений средства к существованию. Изображение: «В мире науки»

Большой Арал переживает нелегкие времена: он продолжает быстро мелеть. Мелководный водоем на востоке и более глубокий западный водоем соединяет сейчас лишь длинный узкий канал, и нет уверенности в том, что он однажды полностью не пересохнет. По нашим оценкам, если страны, через которые протекает Амударья, ничего не изменят, то изолированный восточный водоем при нынешней скорости поступления грунтовых вод и испарения, может стабилизироваться на площади 4300 км2. При этом его средняя глубина составила бы 2,5 м, а соленость воды превысила бы 100 г/л, возможно даже достигла 200 г/л. Единственными обитателями такой среды смогли бы стать ракообразные артемии и бактерии.

Судьба западного водоема зависит от притока грунтовых вод. Один из авторов этой статьи (Аладин) заметил на западных береговых уступах многочисленные пресноводные родники. По нашим тщательным расчетам, этот водоем должен сохранить площадь около 2100 кв. км. Он будет оставаться относительно глубоководным, имея местами глубину 37 м, однако соленость его воды будет значительно превышать 100 г/л.

Способствовать восстановлению западного водоема могло бы крупномасштабное строительство ряда гидротехнических сооружений. Пригодится и один старый план восстановления всего Аральского моря, корректировку которого произвел недавно Миклин. Поскольку данный проект не подвергался тщательной оценке, стоимость его осуществления неизвестна, однако речь может идти о значительных средствах. Он предусматривает довольно умеренное увеличение объема стока Амударьи путем рациональных усовершенствований системы орошения в водосборном бассейне реки. Важным элементом плана является также восстановление местных камышовых плавней.

Заработал и рыбозавод в Заработал и рыбозавод в городе Аральск, способствуя росту местной экономики. Изображение: «В мире науки»
Заработал и рыбозавод в городе Аральск, способствуя росту местной экономики. Изображение: «В мире науки»

Подобная работа, начатая в конце 1980-х гг. в Советском Союзе, продолжена сегодня Узбекистаном. В настоящее время уже можно говорить о минимальных успехах в восстановлении биологического разнообразия водоемов, рыболовства и природной фильтрации сточных вод с помощью водной растительности (прежде всего камыша), однако быстрого решения проблемы не существует. Высыхание Аральского моря продолжалось на протяжении более чем 40 лет. Для осуществления долгосрочных, экологически рациональных решений потребуются не только крупные капиталовложения и технические инновации, но также коренные политические, социальные и экономические преобразования.

Сокращение и рост размеров улова (т). Изображение «В мире науки»
Сокращение и рост размеров улова (т). Изображение «В мире науки»
Виды рыбы в улове (осень 2007 г., в порядке убывания)
1. Карп
2. Аральский лещ
3. Аральская плотва
4. Судак
5. Камбала
6. Аральский красногубый жерех
7. Аральская белоглазка
8. Серебряный карась
9. Чехонь
10. Щука
11. Окунь
12. Красноперка
13. Аральская шемая
14. Сом
15. Змееголов
16. Туркестанский язь

Урок для всего мира

Изображение: «В мире науки»

Еще недавно многие эксперты считали Аральское море безвозвратно потерянным. Однако успехи в восстановлении северного Малого Арала показывают, что значительные по размеру участки этого водоема вполне могут снова стать экологически и экономически продуктивными. История Аральского моря — не только наглядный пример способности современного технологического общества губить мир природы и самих людей. Она же демонстрирует огромные возможности человека в деле восстановления окружающей среды. В мире существуют другие крупные водоемы, которые начинают повторять печальную судьбу Аральского моря, — в частности, озеро Чад в Центральной Африке и озеро Солтон-Си на юге американского штата Калифорния. Надеемся, что полученный урок был всеми хорошо усвоен, и из него теперь будут сделаны правильные выводы.

Люди способны быстро разрушать природную среду, однако ее восстановление является долгим и тяжелым процессом. Прежде чем предпринимать какие-либо активные действия, проектировщики должны внимательно оценить все возможные последствия крупномасштабного вмешательства в ту или иную природную систему, чего в Советском Союзе сделано не было.

Слева: Значительную часть объема воды для орошения забирает хлопчатник. Переход на выращивание менее влаголюбивых культур — таких как озимая пшеница — мог бы сберегать воду, столь необходимую для возрождения Аральского моря. Однако здешние страны делают упор на продажу хлопка за рубеж. Справа: Потребление воды сельхозкультурами (кол-во осадков и оросительной воды на сезон, мм). Изображение: «В мире науки»
Слева: Значительную часть объема воды для орошения забирает хлопчатник. Переход на выращивание менее влаголюбивых культур — таких как озимая пшеница — мог бы сберегать воду, столь необходимую для возрождения Аральского моря. Однако здешние страны делают упор на продажу хлопка за рубеж. Справа: Потребление воды сельхозкультурами (кол-во осадков и оросительной воды на сезон, мм). Изображение: «В мире науки»

Отсутствие сегодня серьезных проблем — не гарантия на будущее. Орошение сельхозугодий в течение многих столетий было широко распространено в бассейне Аральского моря и не наносило серьезного ущерба озеру-морю вплоть до 1960-х гг., когда дальнейшее расширение оросительной сети вывело из равновесия гидрологическую систему всего региона.

Мертвая рыба тилапия устилает берег озера Солтон-Си в американском штате Калифорния — из-за неумеренного забора воды для орошения полей вода в нем становится все солонее. Рассматриваются различные планы по опреснению этого озера. Изображение: «В мире науки»
Мертвая рыба тилапия устилает берег озера Солтон-Си в американском штате Калифорния — из-за неумеренного забора воды для орошения полей вода в нем становится все солонее. Рассматриваются различные планы по опреснению этого озера. Изображение: «В мире науки»

Следует остерегаться поспешных шагов в решении сложных экологических и социальных проблем. Несмотря на то что значительное сокращение масштабов выращивания хлопчатника могло бы увеличить приток воды в море, это нанесло бы ущерб национальной экономике, вызвав безработицу и недовольство общества. Принимаемые решения требуют не только финансирования и инновационного подхода — они должны быть политически, социально и экономически обоснованы.

Природная среда обладает поразительной способностью к восстановлению, поэтому не стоит терять надежду и прекращать попытки ее спасти. В свое время многие эксперты считали Аральское море обреченным, однако сегодня значительные его участки можно считать экологически восстановленными.

Помочь в восстановлении западного водоема Большого Арала могло бы создание ряда гидротехнических сооружений и сокращение потерь воды в оросительных каналах. Осуществление данного плана улучшит местный климат и создаст благоприятные условия для обитания птиц и водоплавающих млекопитающих. Отток в восточный водоем постепенно опреснял бы воду в западном водоеме, поскольку из последнего выносилось бы больше соли, чем поступало; соленость воды в нем могла бы, наверное, опуститься ниже 15 г/л, позволив вернуться сюда рыбе. В воде восточного водоема, ставшей сверхсоленой, смогли бы теперь жить лишь ракообразные из рода артемия и бактерии. Площадь Малого Арала продолжала бы увеличиваться, возрождая промышленное рыболовство и судоходство из Аральска.

В результате бурного развития орошения с 1960-х гг. озеро Чад в Африке уменьшилось до 1/10 своих прежних размеров. Фермеры, пастухи и местные жители из четырех прилегающих к озеру стран нередко яростно сражаются между собой за остатки воды (справа, голубой цвет), а глубина озера составляет сегодня всего лишь 1,5 м. Изображение: «В мире науки»
В результате бурного развития орошения с 1960-х гг. озеро Чад в Африке уменьшилось до 1/10 своих прежних размеров. Фермеры, пастухи и местные жители из четырех прилегающих к озеру стран нередко яростно сражаются между собой за остатки воды (справа, голубой цвет), а глубина озера составляет сегодня всего лишь 1,5 м. Изображение: «В мире науки»

Дополнительная литература:
1) Hydrobiology of the Aral Sea. Edited by Nikolay V. Aladin et al. Dying and Dead Seas: Climatic vs. Anthropic Causes. NATO Science Series IV: Earth and Environmental Sciences. Vol. 36. Kluwer, 2004.
2) The Aral Sea Disaster. Philip Micklin in Annual Review of Earth and Planetary Sciences. Vol. 35, pages 47–72; 2007.

Перевод: А.Н. Божко


Комментарии (4)


 


при поддержке фонда Дмитрия Зимина - Династия