К востоку от Черного моря лежит величайшее в мире озеро — Каспийское море. Когда-то оно было частью древнего водного бассейна, названного геологами сарматским морем, но поднявшиеся на дне этого моря огромные складки земной коры, образовавшие Кавказский горный хребет, отделили от него Каспий.
О Каспийском море упоминали многие историки и географы прошлых веков.
Древние греки представляли себе мир в виде огромного щита, в центре которого лежала их страна — Эллада, омываемая водами Средиземного моря. Их купцы и путешественники проникали на запад до «Геркулесовых столбов» (Гибралтарский пролив), а на восток — до «Пруда Солнца», из вод которого восходил «божественный феб» — солнце. По представлениям греков, «Пруд Солнца» был частью океана, окружавшего всю известную в те времена сушу.
В древнейших легендах о путешествии полумифического аргонавта Язона, которое могло быть за три с половиной тысячи лет до наших дней, географ Страбон видел указания на посещение аргонавтами берегов Каспийского моря.
«Рассказывают, что Язон с фессалийцем Арменом во время своего плавания в землю Колхов дошел до Каспийского моря».
Приблизительно через тысячу лет после похода аргонавтов в Колхиду живший во времена персидского царя Дария I Гекатей Милетский совершил большое путешествие и оставил описание своих «странствований». В нем он говорит о Гирканском, или Каспийском, море, окруженном горами и лесами, называя его так по имени гирканцев, или каспиев, — дикого скифского племени, обитавшего на восточном его берегу.
У всех географов древности, в том числе у Эратосфена, написавшего знаменитую «Географику», представления о форме и размерах каспийского моря были не верны и часто даже фантастичны. Живший в начале нашей эры высокообразованный, совершивший много путешествий на запад и восток греческий географ Страбон так говорит об этом море: «Каспийское море — это спускающийся от океана к югу залив, сначала довольно узкий, но затем расширяющийся по мере углубления в материк и особенно в самой внутренней части даже до 5000 стадий (750 км)». Только знаменитый римский историк и географ Плиний, погибший во время извержения Везувия в 79 г. нашей эры, имел довольно правильное представление о Каспии.
Тем более, конечно, трудно ожидать надежных указаний об изменениях уровня Каспия в сочинениях древних греков или римлян. Но писатели средних веков уже оставили нам довольно достоверные сведения об изменениях высоты стояния воды в Каспийском море.
В Каспийское море вливаются крупнейшие реки — Волга, Урал, Терек и Кура, собирающие воду с поверхности более 3 млн. км2. Они доставляют ежегодно в Каспийское море сотни куб. километров воды, да, кроме того, выпадающие на поверхности моря осадки дают ежегодно около 80 км3 ее. Вся эта вода могла бы повышать его уровень почти на 1 м в год. Однако огромна и убыль воды, испаряющейся с поверхности моря, восточные берега которого примыкают к обширнейшим жарким песчаным пустыням — Кара-кумам и Кызыл-кумам.
В море, связанном проливами с океаном, как, например, в Черном или Средиземном, стояния воды изменяются в зависимости от положения Луны и Солнца, которые своим притяжением поднимают за собой приливную волну; на него оказывает влияние также направление ветра; уменьшение же количества приносимой реками воды не может изменить среднего уровня его, всегда одинакового со средним уровнем океана.
Но в закрытом бассейне, каковым является, например, Каспийское море, уровень может меняться и от действительного уменьшения количества воды, в зависимости от отношения между убылью ее вследствие испарений и притоком из впадающих в море рек. В закрытом бассейне летом средний уровень будет понижаться, а весной во время таяния снега повышаться.
Такие периодические колебания среднего уровня наблюдаются и в Каспийском море в связи с 35-летним «брюкнеровским периодом» смены сухого и мокрого климата. Эти периоды были известны жителям Каспийского побережья даже раньше, чем они были открыты Брюкнером. Но, как показывают расчеты, колебания уровня Каспия вследствие смены сухих и мокрых периодов Брюкнера не могут превосходить 1 м от среднего уровня моря.
Между тем имеются указания на другие, более резкие колебания, которые должны быть объяснены другими причинами.
О ежегодном поднятии уровня Каспийского моря на одну «пальму» (т. е. на 28 см) писал в XIV в. географ Марино Сакуто, а мусульманский писатель Гаджи Хальфа говорит о совпавшем с сильным землетрясением затоплении в 1304 г. известного своей торговлей с Индией города Абезгун, находившегося на юго-восточном берегу Каспия. Есть и другие исторические указания на наблюдавшееся изменение уровня Каспия. Но и кроме исторических данных в последние 200 лет можно было воочию убедиться в колебательном движении уровня этого моря: около 200 лет назад над поверхностью моря в Бакинской бухте показались остатки полуразрушенных крепостных стен и башен, которые, очевидно, находились ниже уровня воды, так как до этого времени никто о них не упоминал.
Впервые об этих развалинах говорит гидрограф времен Петра I И. Ф. Соймонов в своем описании Каспийского моря в таких выражениях: «В означенном заливе Бакийском, южнее города Баки в 2 верстах, на глубине 4 саженей, каменное строение, стена и башня; и хотя оная стена уже развалилась, однако в некоторых местах и выше воды знаки есть, и по известиям слышно, якобы в древние времена, построенное было на сухом пути, и был то гостиный двор».
Позднее развалины укрепления были осмотрены и описаны несколько раз путешественниками и учеными, посещавшими Баку, и их наблюдения позволили сделать важные выводы о колебаниях морского уровня в бухте.
Укрепление вытянулось на 170 м в длину, следуя форме холма. По концам его стоят остатки круглых башен с дверями, открывавшимися внутрь крепости. Между юго-восточными башнями в стене имеются остатки крепостных ворот, выходивших на перешеек, который когда-то соединял холм с Баиловым мысом. Крепость построена из серого раковистого известняка, подобно другим зданиям в Баку, кладка сделана очень аккуратно, и наружная сторона камней сглажена. По способу кладки крепость похожа на известную в Баку Девичью башню, т. е. на старинные арабские здания.
К 1925 г. уровень воды в Бакинской бухте понизился настолько, что обнажилось самое основание стен и башен старинного укрепления, вдоль которых во многих местах можно пройти по сухим камням.
Среди жителей окрестностей Баку ходит предание, что в давно прошедшие времена Бакинская бухта имела другие очертания: тогда острова Нарген и Вульф были частями суши, которая вдавалась далеко в море на восток от Баку, а вблизи от Баку для защиты против нападения туркмен была построена небольшая крепость — Салхим. Очевидно, что поднявшиеся из вод Каспия развалины и представляют собой остатки крепости Салхим, когда-то затопленной наступлением вод моря.
О времени, когда произошло это событие, можно судить по способу кладки крепости, и археологи относят ее к XII веку. Окончательное затопление укрепления, судя по историческим данным, произошло в начале XIV века.
Проследив по различным историческим сведениям высоту уровня Каспия, ученые рисуют такую картину его колебаний: с начала XII до середины XIII в. уровень этого моря поднялся на 3,5 м и достиг приблизительно его нынешней высоты; затем за 55 лет он быстро поднялся еще на 12,8 м, когда и было затоплено укрепление Салхим. В течение же дальнейших 100 лет он снизился на 5 м. Об изменениях уровня моря в последующие 250 лет данных очень мало.
Далее известно, что в конце XVII столетия он понизился на 1,4 м, в первой половине XVIII в. поднялся почти на 4 м.
Нужно, впрочем, упомянуть, что некоторые ученые не соглашаются с таким выводом и не видят в исторических сведениях за последнюю тысячу лет доказательств о поднятии и снижении уровня Каспия более чем на 5,5 м.
О колебаниях уровня Каспия в XVIII и первой половине XIX в. мы судим по эпизодическим, случайным измерениям, но, начиная с середины прошлого столетия, они хорошо изучены по наблюдениям гидрометеорологических станций. В настоящее время такие станции имеются в Баку, в Махач-Кале (б. Петровск) и близ Красноводска (Куули). Особенно тщательно ведутся наблюдения в последние 35 лет.
Согласно имеющимся сведениям об измерениях высоты стояния уровня Каспия, с 1740 по 1851 г. наблюдалось постоянное снижение его, лишь иногда прерываемое временными подъемами. За весь этот период средний уровень моря, по-видимому, снизился на 8 м.
С 1851 по 1925 г. уровень Каспия продолжал снижаться, причем медленное понижение также изредка прерывалось временными повышениями. За этот период уровень моря снизился на 0,53 м, а с 1882 г., когда было временное повышение уровня, — на 1,16 м.
В текущем веке самое резкое падение уровня наблюдалось в 1910 и 1911 гг., когда он упал в Бакинской бухте на 18 см и на 23 см против уровня предыдущего года.
Это последнее снижение объяснялось нашими учеными следствием сокращения на 80 мм выпадения осадков в бассейнах рр. Волги, Эмбы и Урала и уменьшением количества приносимой ими в море воды.
К числу явлений, неопровержимо доказывающих наличие длительных изменений высоты уровня Каспия в прошлые геологические эпохи, относятся береговые террасы. Морскими террасами называются площадки вдоль морских берегов, образующиеся вследствие разрушения прибрежных скал действием прибоя волн, обычно покрывающиеся наносами песка и гальки. Если берег моря поднимается, то терраса становится недоступной дальнейшему действию прибоя. В этом случае она остается свидетелем бывшего когда-то низкого положения берега, а волны начинают образовывать новую террасу.
На низких берегах прибой волн отлагает береговые валы из гальки и обломков скал. Если эти валы окажутся вне досягаемости прибоя волн, то это также служит признаком поднятия морского берега.
На высоких восточных берегах Каспия террасы были найдены на различной высоте, по которой можно судить об уровне стояния поверхности моря в различные эпохи его существования.
По данным последних наблюдений в районах Красноводска, Кара-богаз-гола и Балханского залива имеется шесть террас, образовавшихся в последнюю геологическую эру существования Земли.
Первые четыре (т. е. самые молодые) террасы очень хорошо согласуются между собой по высоте. Вышерасположенные две террасы в различных частях побережья лежат на сильно разнящихся между собой высотах, и одновременность их. образования требует еще доказательства.
Относительный возраст этих террас определить очень трудно, так как встречающиеся среди отложений на террасах остатки моллюсков весьма сходны между собой.
Террасы свидетельствуют о том, что в течение последнего геологического периода море то наступало на берега, то снова отступало. Эти наступления (трансгрессии) и отступления (регрессии) на теменном, северном берегу Каспия оставили след в виде разновременных отложений, отличающихся между собой по составу торных пород и заключающимся в них остаткам живших в те времена в водах моря животных.
Поднятия и опускания уровня моря на северном побережье происходили вследствие прогиба земной коры по оси, которая проходила почти по линии Волга-Ахтубинская долина. Наступления морских вод на сушу имели следствием накопление толщ морских отложений общей мощностью до 600 м. Разрез напластований можно наблюдать в высоких бортах долины Нижней Волги.
Во время периода самого высокого стояния воды в древнем море, уровень которого поднимался на 65—70 м над океаном, образовались слои рыхлых песков с шоколадно-бурой глиной.
Когда поднятие испытала северная окраина впадины, воды Каспия отступали не постепенно, а через длительные промежутки времени, в течение которых успевали образоваться дельты рек, отразившиеся на рельефе прилегающей к Каспию равнины.
На дне современного Каспия сохранились следы старых русел — Уральская бороздина, пропилы Волги, Кумы и Терека, а следы вторичного углубления мангышлакских оврагов, низовьев р. Урала и Волги также говорят об имевшем место поднятии северных берегов Каспия в это время.
Затем воды моря отхлынули далеко на юг и снова возвратились. В то время уровень Каспия был на 14 м выше современного.
После длительной регрессии новое наступление моря сопровождалось поднятием уровня Каспия на 15 м против современного, после чего уровень его стал постепенно понижаться и дошел до современного состояния. Таковы главнейшие этапы геологической истории Каспийского моря в последний (четвертичный) период жизни земли.
Чем же можно объяснить колебания уровня Каспийского моря в исторический период и даже, точнее, в течение последней тысячи лет?
Ученые, считающие недоказанными поднятия Каспия в этот период более чем на 4,5—5,5 м, объясняют их колебаниями в количестве воды, приносимой реками в Каспий.
Но есть ряд геологов, которые считают, что последнее поднятие уровня Каспийского моря на 15 м выше современного происходило в историческое время. Этим они объясняют и исторические сведения о затоплении побережья Каспия в XII веке.
Конечно, такое резкое изменение уровня моря не может быть объяснено климатическими причинами. Среднее годовое поднятие уровня в течение XII—ХIII вв. составляло 23 см, и для объяснения его пришлось бы предположить существование в недавней прошлом чрезвычайно резких изменений климата, чего не было на самом деле.
Сравнивая эпохи последовательной смены мокрых и сухих годов 35-летнего «брюкнеровского периода», для некоторых периодов мы не находим удовлетворительного соответствия с колебаниями уровня Каспийского моря.
Кроме того, изменения климата, вызывающие нарушение равновесия между притоком воды из рек и испарением ее с поверхности моря, должны были бы производить одновременные понижения или повышения уровня моря по всему побережью Каспия, чего не было в действительности. Наблюдения в Махачкале, Куули и Баку показывают, что уровень Каспия в этих трех пунктах в течение последних десятков лет менялся не одинаково. Для Махач-Калы и Куули, находящихся на противоположных берегах Каспия на расстоянии 740 км один от другого, установлена одновременность падений и повышений уровня воды, Район Баку, лежащий почти вдвое ближе от каждого из этих пунктов, имеет иногда другой ход изменений уровня моря. Это расхождение характера колебаний уровня Каспия также не позволяет считать основной причиной юс изменения количества воды, приносимой реками в Каспий.
Объяснение колебаний уровня Каспия нужно искать в геологических процессах — вековых поднятиях и опусканиях земной коры.
Геологические причины могли вызвать колебания уровня в весьма широких пределах. Ими могут быть объяснены колебания как на очень большой, так и на ограниченной небольшими участками поверхности земли, а также одновременные, но разного характера изменения уровня в разных точках побережья.
Вертикальные перемещения земной коры на больших пространствах, доступные непосредственному наблюдению, давно уже отмечены в разных странах. Впервые они были замечены на Скандинавском полуострове, берега которого поднимаются на высоту около 1 м в 100 лет. Такие движения земной коры по вертикали называются вековыми колебаниями суши.
Поднятия одних глыб и опускания других могут происходить и на небольших участках земли независимо друг от друга. Это наблюдается, например, на острове Капри в Средиземном море и на Молукских островах. Скорость поднятий и опусканий различна, и, например, остров Пальмаролла (в Тиррентском море) в течение 70 лет поднялся на 64 м.
По современным представлениям материки — это огромные каменные глыбы, плавающие в слое более тяжелой базальтовой магмы. Нижняя часть их уходит далеко в глубь расплавленной, вязкой магмы, а меньшая — наши горы и равнины — поднимается на несколько десятков километров над ее поверхностью. Вытесняя своим весом магму, континентальные глыбы находятся в состоянии равновесия (изостазия), которое может быть нарушено в случае дополнительной нагрузки или разгрузки какой-либо из плавающих глыб. Такая нагрузка может происходить, например, вследствие накопления осадков, приносимых реками в море.
При сопоставлении наблюдений поднятий и опусканий частей земной коры установлено, что страны, окружающие северный полюс, медленно поднимаются, а широкая полоса к югу от них опускается.
В последнюю ледниковую эпоху, которая окончилась около 25000—30000 лет тому назад, северная часть Европы, Азии и Америки была покрыта мощными сплошными, льдами. Толщина слоя льдов была более 2 км. Подобный ледяной покров мы наблюдаем теперь в Гренландии. Под тяжестью льдов материковые глыбы погрузились тогда глубже в вязкую магму. Когда же лед начал таять, материки стали всплывать. Это поднятие, конечно, происходило очень медленно. Оно продолжается и в наше время. При этом, конечно, поднятие одних глыб сопровождается опусканием других.
В некоторых случаях для медленных поднятий и опусканий поверхности земли установлена периодичность, укладывающаяся в рамки исторического времени. Так, например, близ г. Пуццуоли в Италии известны колонны древнего храма, просверленные на некоторой высоте морскими моллюсками — камнеточцами. Это говорит об опускании ниже уровня моря и последующем поднятии окрестностей Пуццуоли в течение 2000 лет, истекших со времени постройки храма.
Исторические сведения о поднятии берегов Каспия за последнюю тысячу лет можно было бы также объяснить подобными медленными колебаниями земной коры.
Другой причиной их могут быть горообразовательные процессы, происходящие в настоящее время на Кавказском перешейке. Молодой Кавказский хребет и его продолжение через Апшеронский полуостров до Красноводска продолжает подниматься; о сдвигах толщ земной коры вдоль хребта говорят частые землетрясения; эти сдвиги, несомненно, не ограничиваются Кавказским горным хребтом, а захватывают и побережье Каспия.
На фоне медленных поднятий и опусканий больших пространств в районе Баку могут происходить еще местные поднятия и опускания, связанные с деятельностью многочисленных грязевых вулканов. Древний грязевой вулкан на Биби-Эйбате, открытый в 1883 г., должен был оказывать влияние на состояние уровня моря в районе Баилова мыса.
Некоторые, сравнительно небольшие колебания уровня моря происходят, конечно, и от изменения количества осадков, выпадающих в бассейнах Волги, Эмбы и Урала.
Все эти разнообразные влияния действуют то в одну сторону, то в противоположных направлениях. В результате они дают наблюдаемую картину колебаний уровня моря, основной характер которых на протяжении сотен лет определяется поднятиями и опусканиями берегов моря.
Другое дело, если мы будем говорить о промежутках времени, измеряемых десятками тысячелетий. После окончания ледникового периода, когда север Европы и Азии освободился от огромной массы покрывавших эти страны льдов, количество осадков, конечно, постепенно уменьшалось, и этим явлением можно было бы объяснить снижение уровня Каспийского моря на 26—30 м в течение последних тысячелетий с ежегодным понижением на 3 см. Но на фоне этого медленного, постепенного снижения наблюдались, как мы видели, другие колебания уровня Каспия, которые нельзя объяснить периодическими изменениями количества осадков.
Огромное озеро — Каспийское море — служит главнейшим путем для вызова нефти из Баку; половина всего количества рыбы в нашей стране вылавливается в водах Каспия и Волги, а залив Кара-богаз-гол на восточном берегу моря служит неисчерпаемым источником получения глауберовой соли. На промыслах и судоходстве по Каспийскому морю, конечно, должны отражаться колебания его уровня, которые уже давно известны жителям его побережья.
Резкое изменение уровня воды в Каспии, наблюдавшееся в текущем веке в 1910—1911 гг., повлекло за собой ряд осложнений для рыбной ловли и судоходства. Судьба портов и рыболовецких организаций на побережье Каспия будет зависеть от размеров, какие может принять изменение уровня моря в дальнейшем. А размеры его, конечно, зависят от причин, вызывающих это явление, и периодов, в течение которых оно происходит.
Волжско-морской канал в устье Волги приходится все время углублять и чистить землечерпалками, и падение уровня воды в Каспии имеет для поддержания в нем надлежащей глубины большое значение.
Если снижение уровня моря будет продолжаться, это грозит катастрофой для судоходства из Волги в Каспий и обратно.
Невольно возникает вопрос также о надежности прикаспийского побережья как основы для сооружений.
В прикаспийских районах намечено построить крупные тепловые и гидроэлектростанции. От нефтяных промыслов Баку должны протянуться новые линии нефтепроводов к портам Черного моря. Транспорт нефти по Каспийскому морю потребует новых портовых сооружений. Все эти сооружения рассчитываются на длинные сроки существования и требуют затраты очень больших средств. Строители совместно с геологами выясняют поэтому те сроки, в течение которых возводимым сооружениям не будет угрожать никакая опасность.
Поэтому имеют-огромное значение дальнейшие наблюдения над уровнем Каспийского моря и нивелировки по его побережью, сравнение которых с прежними покажет изменение со временем относительной высоты различных точек берегов Каспийского моря.
Исследования отложений прикаспийских областей и установление периодов поднятий и опусканий суши позволяют также указать на новые площади, где можно ожидать находки соляных куполов и связанных с ними скоплений нефти и горючего газа.