Аралкум – пустеля на кордоні між Узбекистаном і Казахстаном (Центральна Азія)

Аралкум – пустеля на кордоні між Узбекистаном і Казахстаном (Центральна Азія). Не так давно, у 60-х роках минулого століття, це було четверте за величиною озеро у світі. В одному з найбільших божевіль людського розуму, тогочасна ідея розвитку призвела до катастрофи: прагнучи зрошувати великі території регіону, влада Радянського Союзу (до якого тоді належали обидві республіки) перегородила дамбами та водосховищами річки, що живили Аральське море. Наслідки проявилися через кілька десятиліть, але коли це сталося, було вже надто пізно, щоб повернути назад. Арал втратив майже 90% своєї площі та понад 93% свого об’єму, залишивши після себе безплідну землю через накопичення солі. Зараз група вчених виявила, що колишнє морське дно піднімається, звільнене від маси води.

Історія Аральського моря

Кілька мільйонів років тому динаміка тектонічних плит зрушила континентальні маси, затиснувши Паратетіс, величезне море, від якого залишилися, з одного боку, Середземне море, а на сході – Чорне, Каспійське та Аральське моря. Близько 3 мільйонів років тому площа останнього, трохи менше 68 500 км², не змінювалася. Розташоване в посушливому регіоні з незначною кількістю опадів, воно живилося водами двох великих річок: Амудар’ї з півдня та Сирдар’ї з північного сходу. Але в 50-х і 60-х роках, за часів правління Микити Хрущова і з метою збільшення виробництва бавовни та гідроелектроенергії, на обох річках було збудовано кілька дамб і каналів. Протягом багатьох років не спостерігалося змін рівня моря, максимальна глибина якого становила 69 метрів. Але в 80-х роках супутникові знімки не залишали сумнівів: Арал висихав і розділився на дві частини – північну та південну. Збіг перших тривожних сигналів з падінням і розчленуванням Радянського Союзу не сприяв пошуку рішень. Південна частина моря вважається незворотно втраченою, а північна тепер називається Малим Аральським морем. Решта території піднімається.

Спостереження за підйомом землі

«За нашою симуляцією, колишнє морське дно Аральського моря піднялося до одного метра з 60-х років», – розповідає в електронному листі Тенг Ванг, дослідник Школи наук про Землю та космос Пекінського університету (Китай) і співавтор нещодавнього дослідження, опублікованого в Nature Geoscience. Він говорить про симуляцію, оскільки цифра є оцінкою, заснованою на семи міліметрах на рік, на які піднімалася земля з 2016 по 2020 рік, за цей період у них є дані. В принципі, найпоширенішим методом оцінки змін на поверхні Землі є висотометрія з супутника, яка спирається на лазерні імпульси та вимірює повернення. Але в цьому районі Центральної Азії не так багато записів, тому вони використовували те, що називається радіолокаційною інтерферометрією із синтезованою апертурою (InSAR, акронім англійською), за допомогою якої минулого року було виявлено, що всі великі міста Китаю занурюються. Знімки InSAR, які вони використовували, були з супутника Sentinel-1, частини програми Copernicus місії Європейського космічного агентства, який фотографує всю планету з полюса до полюса вже більше десяти років. Але вони мали інформацію лише за чотири роки, тому їм довелося екстраполювати цей період на весь час.

Методи вимірювання підйому землі

Майже через 20 років після того, як перші дамби вкрали воду з річок, що його живили, Арал все ще зберігав більшу частину своєї води. На знімку його стан у 1977 році, ліворуч, разом із його станом у 2023 році. NASA/JSC Марта Бехар є частиною лабораторії InSAR Геологічного та гірничого інституту Іспанії (IGME). Не пов'язана з цим дослідженням, вона пояснює, що це за техніка і що вона дає, на відміну від лазера. «Це радар на супутниках, який посилає мікрохвильове випромінювання, вимірюючи час, який потрібен для повернення», – каже вона. У цьому він працює як GPS, «але цьому потрібно багато інструментів на землі, тоді як системи InSAR отримують мільйони точок відбиття з великою кількістю приладів», – додає Бехар. Двома найпоширенішими застосуваннями інтерферометрії є вивчення зсуву ґрунту після землетрусу або деформації земної кори, як та, що відбувається в Аралі. В Іспанії, наприклад, її використовують для вимірювання осідання ґрунту у верхній частині басейну річки Гвадалентін, в районі Лорки, через експлуатацію водоносних горизонтів. У районі Аралу відбувається зворотне – відскок.

Глибина походження підйому

Цей відскок відбувається на десятки кілометрів за межами колишньої берегової лінії, згідно зі знімками InSAR, і не обмежується морським дном. Автори пояснюють це тим, що «джерело підйому має дуже глибоке походження, близько 170 км», – каже Ванг з Пекінського університету. «Породи, які течуть у зону під Аральським морем на такій глибині, спричиняють широко розподілений підйом за межами його первісної межі», – додає він. Таким чином, породи під земною корою поводяться як рідина, більш в'язка, але текуча.

Механізм ізостатичного підйому

«Літосфера [найбільш зовнішній шар планети] рухається по астеносфері, верхній частині мантії Землі», – нагадує геолог Університету Гранади Хуан І. Сото, експерт з того, що відбувається під поверхнею Землі. «Породи течуть, тому що від 7% до 8% астеносфери насправді є в’язкою рідиною», – додає дослідник, не пов'язаний з роботою в Аралі. «Це змушує літосферу занурюватися або підніматися залежно від навантаження, яке вона несе, яким може бути лід над Гренландією, льодовики або, як тут, маса води. Коли вона звільняється від цих навантажень, відбувається повільний ізостатичний відскок», – деталізує Сото. Минулого року дослідження показало, що танення льодовиків у Гренландії призводить до того, що величезний острів піднімається, і це сповільнює обертання Землі.

Заперечення та обмеження дослідження

Однак у Сото є заперечення щодо результатів, отриманих в Аралі: якщо джерело деформації знаходиться на глибині 170 кілометрів під літосферою, «відскок має бути в набагато більшій зоні, близько 1000 кілометрів», що виходить далеко за межі берегової лінії. Тож порівняння з тими віскоеластичними матрацами, які повертаються до своєї первісної форми після того, як ми встаємо з ліжка, не зовсім підходить.

Порівняння з осіданням землі

Професор Університету Аліканте Роберто Томас є експертом з осідання, іншої сторони медалі, коли земля опускається. «Але осідання, як у Пекіні, відбувається на глибині близько 200 або 300 метрів. Походження цього відскоку сягає мантії Землі», – підкреслює він. Його також вражає швидкість підйому. Скандинавські території все ще піднімаються, звільнені від льоду та снігу, які вони мали після останнього зледеніння, яке закінчилося близько 12 000 років тому. «Навантаження маси води в Аралі, глибиною в кілька метрів, не таке велике, як кілометри льоду, які були в Скандинавії», – зазначає він як пояснення.

Прогнози на майбутнє

Автори дослідження вважають, що підйом сповільниться. «Земля продовжуватиме підніматися та деформуватися протягом десятиліть, хоча і з дедалі меншою швидкістю», – каже Сільвен Барбо, який досліджує динаміку системи літосфера-астеносфера в Університеті Південної Каліфорнії, і один зі співавторів. «Земля постійно деформується через земні припливи, післяльодовиковий відскок, теплове розширення та землетруси. З часом процес деформації навколо Аральського моря зникне», – додає Барбо. Він зникне, як і саме море. Його колега Роберто Томас, професор-експерт з осідання, кілька років тому був в Узбекистані з місією Європейського Союзу, щоб консультувати узбецьке космічне агентство. Він згадує, як йому розповіли, що «частота піщаних бур, які завжди були, зростає». Справа не лише в тому, що є більше піску, а й у тому, що пісок, який надходить з нинішньої пустелі Аралкум, наповнений сіллю, яка висушує бавовняні поля, зрошення яких висушило море.