Как происходит образование соленых озер? Что происходит при изменении уровня воды в соленых озерах? Как влияет на соленые озера глобальное изменение климата? На эти и другие вопросы отвечает кандидат биологических наук Егор Задереев.

Соленые озера чаще всего распространены в так называемом аридном климате, в котором количество осадков небольшое, а количество испарений довольно велико. Если мы посмотрим на карту нашей планеты, то огромные территории Азии, Африки, Южной и Северной Америки очень удобные, типичные для соленых озер. И интересная для ученых проблема — это соленые озера, которые исчезают. К ней привлечено огромное внимание в первую очередь прессы, но научные вопросы там не менее интересные. С чем они связаны?

Для начала нужно понять, как образуются соленые озера. Соленые озера — это обычно бессточные бассейны, в которые стекает огромное количество воды, и эта вода испаряется. Все в принципе просто: вода притекла — вода испарилась. Но не все просто с точки зрения озера. Дело в том, что соль, по сути, там накапливается. Понятно, что в воде всегда есть какие-то соли, мы так упрощаем, конечно, ситуацию — они вымываются либо из пород, либо из грунтов, либо это могут быть подземные воды, которые несут соль. Но раз вода притекает, вода испаряется, то испаряется, конечно же, чистая вода, а вся соль остается в этом бассейне. Там она за тысячи, десятки тысяч лет накапливается, и озеро становится соленым. Но оно очень чувствительно к тому, сколько в него воды прибежит и сколько из него воды испарится.

Все просто, пока мы не начинаем рассматривать длинный временной ряд. Климат меняется, даже если человек никак на него не действует. Соответственно, количество воды, которое притекает в бассейн, может уменьшиться, а количество испарений может увеличиться. Тогда уровень озера начинает довольно резко уменьшаться — резко даже для жизни человека. Например, за десятки лет оно стало намного меньше. Когда соленое озеро уменьшается в размере, соль из него никуда не девается, значит, соленость увеличивается. Или, наоборот, уровень озера вырастает, значит, соленость падает.

Соленость — это ключевой фактор, определяющий условия жизни и распространения многих видов, которые живут в водных экосистемах. Так как соленые озера внутренне удалены достаточно далеко от океанов, от морей, то там биота чаще всего специфичная — не так много организмов, которые адаптированы к жизни при высокой солености. Как только уровень озера начинает уменьшаться или увеличиваться, у него меняется соленость, и меняется вся трофическая цепочка. Условно говоря, были рыбы, вода стала сильносоленая — рыбы исчезли, одни рачки заменились другими рачками, одни виды фитопланктона заменились другими видами фитопланктона, и это происходит очень быстро и очень резко.

Первая задача для ученых — оценить уровень воды в озере. Казалось бы, что тут такого? Сколько кубометров притекло, сколько кубометров испарилось. Это не так просто, потому что, во-первых, водосборный бассейн может быть огромный. Всем известное Аральское море — яркий пример исчезающего соленого озера. Огромный водосборный бассейн; на этой территории выпадает какое-то количество осадков, каждый год оно может быть разным; все это где-то стекает, по каким-то речкам, ручьям приходит в озеро; есть еще грунтовые воды, которые могут приходить в озеро. То есть приход на большом промежутке времени оценить достаточно сложно. Расход тоже оценить сложно, потому что испарения воды с поверхности озера зависят не только от того, сколько на него светит солнышко, они зависят от того, какая влажность воздуха, какой дует ветер, то есть от всех погодных факторов испарения. Поэтому построение полной модели водяного баланса для крупного озера — это отдельная сложная задача, которую нужно решать.

Потом добавляется человек, который начинает воду, например, разбирать на полив своих растений, в эту картинку вторгается — знаменитый пример Аральского моря, которое примерно за 60 лет высохло практически полностью, разбилось на несколько небольших бассейнов с огромной соленостью. Понятно, что там умерла вся рыба, деревни, которые были на берегу озера, оказались вдруг в пустыне. Ловить рыбу негде, вода неизвестно где, жить непонятно как.

Дополнительная проблема — эти озера чаще всего расположены в довольно плоской местности, перепад высот на единицу расстояния маленький. Поэтому уменьшение уровня на небольшой объем приводит к большому пространственному изменению: было озеро здесь, а через год оно на 10 километров ушло.

Освобождаются большие площади земли, вода испаряется, соль остается, и получается соляная пустыня.

Дуют ветры, поднимают соль, соляные бури, которые засоляют территории вокруг, и происходит полная деградация ландшафта. И таких озер на самом деле очень много. Известно больше всех Аральское море. Сейчас в Иране огромная проблема — озеро Урмия, которое уменьшается с большой скоростью, и Иран не знает, что делать, хотя в принципе понятно, что делать: нужно уменьшить количество воды, которое забирают на свои нужды. Озеро Мар-Чикита в Аргентине, которое меняется туда-обратно даже не от действий человека, а просто от климата; Солтон-Си в Америке, более мелкие озера по всему континенту, Мертвое море в Израиле — это тоже закрытый соленый водоем.

Самое интересное, что по большому счету это нормальное состояние для таких экосистем. В 2013–2014 годах вышло несколько хороших статей по истории Арала примерно за 200–300 тысяч лет. На протяжении этого периода Арал уменьшался и увеличивался в объемах очень сильно. Идут локальные вариации климата, локальное увеличение испарения, локальное увеличение притока — и уровень озера меняется на метры и на десятки метров с точки зрения его размеров. То есть для соленых озер это норма.

Но эта норма бросает вызов водопользованию, человеку, который в принципе не привык и не готов к таким быстрым изменениям. Мы обычно воспринимаем окружающий мир как что-то более-менее статичное: вот здесь граница моря, здесь граница озера, здесь мы живем, здесь у нас лес. А получается, что, когда мы планируем свою активность, мы должны учитывать, что это озеро может даже без учета нашего вмешательства взять и уйти на 10 километров. Как происходит, например, в Аргентине на озере Мар-Чикита: деревня, курорт, гостиницы, все построились, прошло 50 лет, озеро поднялось — все затопило, и все оттуда уехали, потом ушло и оставило огромные поверхности, которые раньше были дном озера, а теперь это слой полусоленой грязи. И такой ландшафт очень динамичный, очень сложный для использования.

Основной вызов для ученых — это, во-первых, оценка водного баланса и попытка предсказать, что будет с озером в течение ближайших 10-20-50 лет, а во-вторых, как будет вести себя экосистема озера, потому что, как только начинает меняться соленость, тут же меняется весь видовой состав. Получается очень интересная комплексная задача — это и гидрофизика, и биология, и социология, и экономика, которые в таком комплексе вокруг таких озер концентрируются. И это на самом деле проблема для большого количества территорий — это практически все пустыни, полупустыни Азии, Китая, Африки, Европы и Америки.

Рекомендуем по этой теме:
2314
Соленые меромиктические озера

Глобальное изменение климата чаще всего обсуждается в связи с изменением береговых зон моря, уходом, приходом, затоплением каких-то территорий. А проблема, которая касается внутренних водоемов, так остро не поднимается. Для этого типа озер и не только, для многих пресных озер эта проблема начинает в полной мере выходить на первый план. Почему? Потому что глобальное изменение климата — это не просто повышение температуры, а это изменение всех климатических погодных факторов: это и количество осадков, и количество ветров, и солнечная радиация, прозрачность атмосферы — здесь все эти факторы влияют.

Прогнозируется даже, что во многих пресных озерах сегодня начинается процесс солонизации, так называемое засоление, когда соленость увеличивается, и они переходят в режим закрытых бассейнов. Там будет совершенно новая проблема. Когда соленое озеро изменяется в размере, то изменяется соленость; изменяется соленость — влияет на все. Для пресного озера это в принципе не проблема: изменился уровень озера, вода та же самая, пресная, виды живут те же самые, изменилась, может быть, береговая зона, уменьшилось число мест обитания для каких-нибудь рыбешек, но это не принципиально. А если озеро, которое традиционно было пресным, переходит в режим увеличивающейся солености, то там начинают возникать и биологические, и социально-экономические проблемы.

Мой интерес к этому связан в первую очередь с тем, что я являюсь членом Международного общества по исследованию соленых озер. Каждые три года проходит конференция, в 2011 году мы были в Аргентине на озере Мар-Чикита, а в 2014 году посетили соленые озера в Тибете, в Китае. И текущая оценка состояния соленых озер по всему миру и прогноз состояния озер, которые находятся в близких климатических условиях, но пока еще не испытали тех проблем, — это тоже одна из задач общества.

По большому счету с соленым озером в полупустынном сухом климате все понятно: притекает вода в закрытый бассейн, испаряется, соль накапливается. Мы говорили о проблемах озер, которые есть: Арал, Урмия, Мар-Чикита, Солтон-Си. Сейчас в Туркменистане начали проект, по их мнению, замечательный. Немного южнее Аральского моря у них есть довольно объемная впадина в пустыне, ее размер где-то 100 километров на 20–30. Проект начали реализовывать, по-моему, в 2002 году, в 2012–2014 годах началось очень активное строительство, и в ближайшие годы они планируют его закончить.

Рекомендуем по этой теме:
5109
FAQ: Микроорганизмы в болотах

Планируется, что сеть каналов длиной около трех тысяч километров соберет все сточные воды с территории Туркменистана и направит их в эту впадину, в которой должно образоваться огромное озеро размером 100 на 20 километров. В чем здесь проблема? Проблема в том, что они собирают воду в закрытый бассейн в очень сухом климате. Мало того, что эти воды несут большое количество соли и пестицидов, которые образуются во время сельского хозяйства, — эти воды, приходя в закрытый бассейн, в силу того что это сухой климат, будут испаряться, и соль будет постепенно в этом закрытом бассейне накапливаться.

Сейчас у них планы, объявленные президентом Туркменистана, что это будет новый оазис жизни в центре пустыни, в котором будет плескаться рыба, будут отдыхать на курортах люди, и это будет такая жемчужина Туркмении. Но реальные прогнозы, основанные на довольно очевидных расчетах и на состоянии подобных экосистем, которые устроены в бессточных бассейнах на основе прихода воды и испарения, — что там будет повышаться соленость, и это будет очередной огромный, мертвый, очень соленый и загрязненный разными химикатами водоем.

Так что бывают природные соленые озера, которые исчезают, а бывают, наоборот, озера, которые начинают появляться соленые, но их судьба, конечно, может быть очень печальной.