Азовское море и Сиваш: как работает общая система двух сообщающихся водоемов
Два разных водоема, связанные одной системой
Если посмотреть на карту северо-западной части Азовского моря, Сиваш может показаться практически самостоятельным водоемом, отделенным от моря длинной Арабатской стрелкой. Однако гидрологически Азовское море и Сиваш непосредственно связаны. Между ними существует постоянный водообмен, причем именно поступление азовской воды в значительной степени поддерживает существование огромной системы мелководных сивашских заливов.
Главными воротами этой системы является Генический пролив, известный также как пролив Тонкий. Он находится возле Геническа и соединяет район Утлюкского лимана с Восточным Сивашем. Пролив сравнительно небольшой, но через него ежегодно перемещаются огромные объемы воды. Исследования водообмена за 1966–2013 годы показывают, что среднегодовой приток азовской воды через Тонкий изменялся примерно от 0,3 до 1,18 кубического километра. Обратный сток сивашской воды составлял в среднем около 0,26 кубического километра в год.
Поэтому представлять систему как простую схему «Азовское море наливает воду в Сиваш» не совсем правильно. Вода действительно преимущественно поступает из Азовского моря, но периодически движется и в обратном направлении.
Сиваш работает как гигантский испарительный бассейн
Главное отличие двух водоемов заключается в их водном балансе. Азовское море получает значительные объемы пресной воды от рек и одновременно обменивается водой с Черным морем через Керченский пролив. Сиваш находится в совершенно других условиях.
Это чрезвычайно мелкий водоем. На значительной территории глубины составляют около метра или даже меньше, а глубины более нескольких метров для него вообще нехарактерны. Летом огромная поверхность воды интенсивно прогревается, поэтому испарение становится одним из главных факторов водного баланса.
Можно представить Сиваш в виде огромной природной чаши, куда поступает относительно менее соленая вода Азовского моря. Затем часть воды испаряется, но растворенные соли остаются. Следующая порция азовской воды приносит новые соли, вода опять испаряется, а концентрация растворенных веществ постепенно увеличивается.
Именно этот механизм объясняет одно из наиболее заметных различий между Азовским морем и Сивашем.
| Характеристика | Азовское море | Сиваш |
|---|---|---|
| Тип водоема | Внутреннее море | Система мелководных заливов |
| Основной внешний водообмен | Через Керченский пролив | Через пролив Тонкий |
| Приток пресной воды | Значительный речной сток | Ограниченный |
| Испарение относительно объема | Существенное | Очень высокое |
| Средние глубины | Значительно больше | Преимущественно очень мелководный |
| Минерализация | Относительно невысокая | Может быть значительно выше |
| Реакция на ветер | Сгонно-нагонные колебания | Очень сильная из-за мелководности |
Почему Сиваш не переполняется водой из Азовского моря
На первый взгляд здесь возникает интересный вопрос. Если вода из Азовского моря постоянно поступает в Сиваш, почему уровень последнего не повышается до тех пор, пока оба водоема практически не сравняются?
Ответ заключается в испарении.
Сиваш находится в регионе с жарким и сухим летом. Его огромная площадь при небольшой средней глубине создает идеальные условия для потери воды в атмосферу. Поэтому поступающая из Азовского моря вода постоянно компенсирует дефицит, возникающий в результате испарения.
Дополнительное питание Сиваш получает от осадков, поверхностного и подземного стока, однако морской приток имеет принципиальное значение для его гидрологического режима.
Получается своеобразный природный насос без механических деталей. Солнце обеспечивает испарение, дефицит воды способствует поступлению новой воды из Азовского моря, а растворенные соли постепенно концентрируются внутри Сиваша.
Ветер может менять направление течения
Самая интересная особенность этой системы заключается в том, что течение через пролив Тонкий непостоянно. У него нет обязательного направления, как у обычной реки.
Азовское море очень мелкое, поэтому его уровень возле побережья чрезвычайно чувствителен к ветру. Продолжительный ветер способен переместить огромную массу воды и создать нагон возле одного участка побережья и сгон возле другого.
Именно разность уровней между Азовским морем и Сивашем определяет направление течения через Генический пролив. Исследования показывают, что на водообмен влияют уровень Азовского моря возле пролива, направление, скорость и продолжительность ветра, а также уровень воды непосредственно в Сиваше.
При определенной ветровой ситуации азовская вода идет через Тонкий в Сиваш. При противоположной ситуации возникает обратное течение и более минерализованная сивашская вода выходит в сторону Азовского моря.
Поэтому жители Геническа хорошо знакомы с явлением, когда течение в проливе буквально меняет направление в зависимости от погоды.
Почему преобладает приток из Азовского моря
Хотя движение возможно в обе стороны, многолетний баланс оказывается несимметричным. Исследование водообмена показало преобладание притока азовской воды над обратным стоком из Сиваша. Средняя разница за исследованный период составляла около 0,45 кубического километра воды в год.
И это вполне логично. Сиваш постоянно теряет воду через испарение. Если бы устойчивого компенсирующего притока не существовало, его площадь и глубина постепенно сокращались бы.
Получается система с интересным балансом:
- Азовское море поставляет воду в Сиваш.
- Солнце и сухой воздух испаряют значительную часть поступившей воды.
- Соли остаются и концентрируются.
- Ветер периодически разворачивает течение и возвращает часть сивашской воды обратно.
- В многолетнем масштабе приток из Азовского моря все равно оказывается больше обратного стока.
Таким образом поддерживается относительно устойчивое существование Сиваша как отдельного высокоминерализованного водоема.
Откуда берется огромная соленость Сиваша
Здесь проявляется главное следствие работы всей системы. В Азовском море вода сравнительно слабосоленая по морским меркам. Его соленость сильно зависит от речного стока и водообмена с Черным морем. Исторически зарегулирование Дона уже приводило к заметному повышению средней солености Азовского моря.
Но в Сиваше механизм совершенно другой. Вода поступает, испаряется, а соль остается.
Причем минерализация внутри самого Сиваша неодинакова. Чем дальше участок находится от источников поступления менее минерализованной воды, тем сильнее может становиться концентрация солей. Поэтому разные части огромного водоема способны заметно отличаться по химическим характеристикам.
Именно эта особенность исторически сделала Сиваш важным районом добычи соли и сырья для химической промышленности.
Арабатская стрелка играет роль огромной естественной дамбы
Ключевым элементом всей системы является Арабатская стрелка. Эта узкая полоса суши протянулась между Азовским морем и Сивашем и практически полностью отделяет один водоем от другого.
Если представить гипотетическую ситуацию, при которой Арабатской стрелки не существовало бы, свободный водообмен был бы несравнимо интенсивнее. Сиваш фактически превратился бы в большой открытый залив Азовского моря, а его современный высокоминерализованный режим вряд ли мог бы существовать.
Стрелка резко ограничивает водообмен. Вместо сотен километров открытой границы вода получает лишь несколько сравнительно небольших проходов.
Главным остается пролив Тонкий возле Геническа. Существует также пролив Промоина в районе Арабатской стрелки, однако его значение для общего водообмена значительно меньше из-за мелководности.
Поэтому Арабатскую стрелку можно рассматривать не просто как географическую границу. Она является важнейшей частью природного механизма, благодаря которому сформировался современный Сиваш.
Что произойдет, если водообмен изменится
Особенно интересно, что эта система довольно чувствительна к вмешательству человека. Изменение количества пресной воды, поступающей в Сиваш, способно радикально менять его соленость.
Хороший исторический пример связан с Северо-Крымским каналом. После его строительства в Сиваш начало поступать значительное количество пресных дренажных вод с орошаемых земель. В результате средняя соленость Сиваша резко снизилась. По опубликованным данным, она уменьшилась со 141 промилле в 1955 году до 22,6 промилле к 1989 году, а в 1997 году достигала около 17 промилле.
Это наглядно показывает, насколько баланс Сиваша зависит от соотношения поступающей воды и испарения. Изменить один компонент системы, и постепенно изменится весь водоем.
Аналогично изменение водообмена с Азовским морем способно влиять на уровень, соленость и экологические условия Сиваша.
Азовское море и Сиваш нельзя рассматривать отдельно
Несмотря на совершенно разный внешний вид, глубину и минерализацию, Азовское море и Сиваш представляют собой связанную гидрологическую систему. Азовское море служит главным резервуаром, из которого Сиваш получает морскую воду, а пролив Тонкий работает как узкий регулирующий канал, течение в котором постоянно реагирует на ветер и разницу уровней.
При этом Сиваш не является просто уменьшенной копией Азовского моря. Это огромный естественный испаритель. Вода приходит из моря, значительная ее часть уходит в атмосферу, соли остаются, а ограниченность водообмена не позволяет быстро выровнять минерализацию двух водоемов.
Именно сочетание четырех факторов, мелководности Сиваша, интенсивного испарения, почти полной изоляции Арабатской стрелкой и ограниченного водообмена через проливы, создало уникальную систему.
Поэтому любое серьезное изменение уровня Азовского моря, климата, количества осадков, испарения или пропускной способности проливов неизбежно отражается и на Сиваше. Эти два водоема разделены узкой полосой суши, но с точки зрения движения воды они продолжают работать как части одного природного механизма.