В ИВП РАН прошел онлайн-семинар по палеогидрологии Каспия

Проблемы формирования экстремальных гидрологических явлений в древнем бассейне Каспийского моря обсуждали на научном семинаре «Колебания уровня Каспия в позднем плейстоцене - раннем голоцене: масштабы, датировки, возможные механизмы» гидрологи, климатологи, геоморфологи, палеогеографы из МГУ им. М.В. Ломоносова, Института географии РАН, Института физики атмосферы им. А.М. Обухова РАН, Института водных проблем РАН.

Программа семинара состояла из двух частей: в первой речь шла о палеогеографических и палеогидрологических реконструкциях, во второй – о моделировании многолетних колебаний уровня Каспия и их механизмов.

Как сообщил, открывая онлайн-заседание А.Н. Гельфан, чл.-корр. РАН, директор ИВП РАН, проблема Каспийского моря и его бассейна всегда была одной из ключевых в научной тематике Института. В настоящее время ИВП выполняет работы по гранту РНФ «Исследование и моделирование возможных сценариев формирования экстремальных палеогидрологических явлений в бассейне Каспия в позднеледниковье». Семинар организован для обмена информацией между представителями различных направлений системы географических наук по проблематике Каспия: известно, что темой занимаются палеогеографы, климатологи, геоморфологи, гидрологи.

Т.А.Янина, д.г.н., проф. Географического факультета МГУ, представила доклад «Колебания уровня Каспия в позднем плейстоцене - голоцене. Состояние проблемы». Она рассказала об итогах исследования изменений уровня Каспия по анализу береговых отложений на всех побережьях моря. Изучались скважинные материалы из семи скважин, проводилось сейсмическое зондирование. В итоге обнаружено несколько трансгрессий, при этом в Хвалынской эпохе удалось выделить не три,  как предполагалось ранее, а четыре трансгрессии. Интересные материалы получены по фактам сброса вод Каспия в те времена по Манычу в Азовское море. Удалось внести уточнения в датировки этих событий.

Исследования А.В.Панина, д.г.н., проф. Географического факультета МГУ, ИГ РАН, на тему «Реконструкция стока верхней Волги и Оки в позднем валдае» посвящены изучению водосбора Каспия и исследованиям стока притоков в конце валдайской эпохи. Один из важных вопросов – существовал ли сток из соседних бассейнов? Нет. Согласно итогам исследований, бассейн Каспия был в ту эпоху точно таким же, как и ныне. Талые ледниковые воды питали притоки моря, однако они не могли служить основной причиной трансгрессии из-за малого из объема.

А.В.Панин «Реконструкция стока верхней Волги и Оки в позднем валдае».pptx

А.Ю.Сидорчук, д.г.н., вед.н.с. Географического факультета МГУ, представил доклад «Поправки в метод расчета стока по ширинам палеорусел». Современным аналогом для древних рек бассейна Каспия он предлагает считать водотоки Большеземельской тундры, Ямала и бассейна Вилюя. В докладе он привел математический инструментарий для такого рода аналогий и расчетов среднегодового стока рек в эпоху голоцена.

А.Ю.Сидорчук «Поправки в метод расчета стока по ширинам палеорусел».pptx

В.А. Семенов, чл.-корр. РАН, д.ф.-м.н. из Института физики атмосферы им. А.М. Обухова РАН, ИГ РАН, представил исследование на тему «Моделирование составляющих гидрологического баланса Каспийского моря и их долгопериодных вариаций». Он моделировал влияние Северной Атлантики на водность Волги, имея в виду, что аномалии температуры вод океана в этой части синфазны изменениям климата в северном полушарии. А также моделировал испарение с поверхности Каспия при разных вариантах климата и уровнях моря. Расчеты показали, что для изменения уровня моря на 50 метров требуется аномалия температуры вод океана порядка 2К, но продолжительность таких температур должна составлять около 500 лет. Эти условия работают для постоянной величины испарения.

В.А. Семенов «Моделирование составляющих гидрологического баланса Каспийского моря и их долгопериодных вариаций».pptx

П.А. Морозова, ИГ РАН, содокладчик В.А.Семенова, проводившая палеоклиматическое моделирование, показала результаты расчетов вклада климатического и ледникового стока в бассейне Каспия в изменение уровня моря. Представлен доклад «Моделирование составляющих гидрологического баланса Каспийского моря и их долгопериодных вариаций. Часть 2. Палеоклиматическое моделирование»

П.А. Морозова «Моделирование составляющих гидрологического баланса Каспийского моря и их долгопериодных вариаций. Часть 2. Палеоклиматическое моделирование».pptx

Еще один пример изучения палеоклимата привела О.К.Борисова, д.г.н., гл.н.с. ИГ РАН, в докладе «Реконструкция палеоклимата и речного стока в Восточной части России в конце позднего валдая по палеофлористическим данным». Предметом изучения стали образцы ископаемой пыльцы растений. Методом ареалограмм ей удалось выделить районы - аналоги позднеледниковых флор – они находятся в горных районах Южной Сибири.

О.К.Борисова «Реконструкция палеоклимата и речного стока в Восточной части России в конце позднего валдая по палеофлористическим данным».pptx

А.Н. Гельфан, чл.-корр. РАН, д.ф.-м.н., директор ИВП РАН, представил результат работы коллектива авторов ИВП на тему «Многолетняя мерзлота в бассейне Каспия как возможный триггер поздней Хвалынской трансгрессии: проверка гипотезы с помощью модели формирования стока р. Волги».

Поскольку в позднеледниковье и в период валдайского оледенения амплитуда колебания уровня Каспия составляла десятки метров, что значительно превышает эти величины в голоцене, изучались условия формирования стока рек бассейна Каспия, а именно – влияние на него многолетнемерзлых пород. Впервые с применением расчетно-моделирующего комплекса ECOMAG ИВП РАН разработана единая физико-математическая модель формирования речного стока на всем водосборе р. Волги. По модели проведен численный эксперимент в двух вариантах – с учетом оттаивания многолетнемерзлых пород и без него.

Получен, в частности, вывод о том, что глубокое промерзание почвогрунтов в сочетании с их сезонным оттаиванием повышает средний годовой сток примерно на 20%. И максимальный среднемноголетний сток Волги, возможный при отсутствии сезонного оттаивания многолетнемерзлых почвогрунтов, составляет 476 км3/год. Эта величина близка к оценке притока речных вод, рассчитанной для максимального уровня позднехвалынской трансгрессии. Поставлены задачи дальнейших исследований.

А.Н. Гельфан, А.С.Калугин «Многолетняя мерзлота в бассейне Каспия как возможный триггер поздней Хвалынской трансгрессии проверка гипотезы с помощью модели формирования стока р. Волги».pdf 

А.В. Фролов, д.т.н., вед.н.с. ИВП РАН, представил доклад «Динамико-стохастическое моделирование многолетних колебаний уровня Каспия в палеовремени (12 – 4 тыс. лет до н.э.)».

Он проводил исследование водного баланса моря, учитывая три параметра: речной приток, испарение с поверхности моря и отток воды в Кара-Богаз-Гол. Испарение зависит от уровня воды при этом в трех различных частях Каспия – южной, средней и северной – значения испарения различны. Выявлена нелинейная зависимость роста испарения от уровня, увеличение испарения на мелководьях.

А.В. Фролов «Динамико-стохастическое моделирование многолетних колебаний уровня Каспия в палеовремени (12 – 4 тыс. лет до н.э.)».pptx

А.В. Кислов, д.г.н., проф. Географического факультета МГУ, рассказал о результатах своих подходов к исследованию причин изменения уровня моря. Тема доклада – «Теоретическая оценка функции распределения вероятности аномалий уровня Каспийского моря».

Отметив постоянство масштабов колебания уровня воды в море, он исследовал функцию спектральной плотности: вид этой функции описывается математической моделью «красного шума». В то же время, ряд событий не вписывается в эту модель: речь идет о трансгрессиях моря. Изучено влияние оттока воды из Каспия в Кара-Богаз-Гол. По данным исследований, при сильном снижении уровня (на 6 метров и ниже) Кара-Богаз-Гол исчезает, при сильном повышении уровня (на 6 и более метров) Кара-Богаз-Гол превращается в обычный залив. В обоих случаях изменение уровня Каспия подчиняется Гауссову распределению, но для каждого случая – оно свое.

А.В. Кислов «Теоретическая оценка функции распределения вероятности аномалий уровня Каспийского моря».pdf

После семинара спикеры ответили на вопросы по своим докладам и прошла дискуссия.

Видео семинара представлено на YouTube-канале ИВП РАН