Люшвин П.В., Научный центр оперативного мониторинга Земли (НЦ ОМЗ),
Москва, E-mail: Lushvin@mail.ru
Егоров С.Н., Каспийский научно-исследовательский институт рыбного хозяйства (КАСПНИРХ), Астрахань, E-mail: sneg@aport.ru
Сапожников В.В.; Всероссийский научно-исследовательский институт рыбного хозяйства и океанографии (ВНИРО), Москва, тел.: (495) 264-66-85
Аннотация
Работа посвящена констатации бедственной тенденции уменьшения численности кильки в Каспийском море, составляющей более 70% улова всех рыб в море, — основного звена пищевой цепи Каспия. Среди массы антропогенных и естественных факторов, обуславливающих стрессовые условия для биоты в Каспии, рассмотрено влияние сейсмической активности в регионе. Сопоставление уловов и урожайности кильки в Каспии с количеством землетрясений и энергией сейсмических волн в регионе свидетельствует о совпадении тенденций уменьшения добычи и урожайности кильки с активизацией сейсмической активности, и, наоборот, увеличение популяции кильки наблюдается при ослаблении сейсмической активности.
Введение
За последние 40 лет в Каспийском море условия существования биоты претерпевали существенные изменения. Изменения были обусловлены как антропогенной деятельностью, так и глобальными климатическими изменениями, и сейсмической активностью. Техногенное вмешательство, включая зарегулирование стока большинства рек и стока вод в залив Кара Богаз, привело к изменению солевого состава вод и плотностной стратификации, объема речного стока, объема и состава биогенных элементов, поступающих в море, токсичному загрязнению вод моря углеводородами, промышленными и бытовыми отходами. С балластными водами танкеров в море вселен чужеродный вид гребневика – Мнемиопсис, существенно выедающего кормовую базу кильки. Неоднократно вылов рыб и истребление млекопитающих едва не приводили к исчезновению их популяций. Бурение скважин, «антропогенные грифоны», интенсивное замещение углеводородов в толще Земли водой также способствовали развитию локальных катастрофических явлений. Глобальные климатические изменения общей циркуляции атмосферы приводили к существенным колебаниям уровня моря, что опять-таки отразилось на изменении стока рек, солевом составе и плотностной стратификации вод моря [1-6]. По нашим наблюдениям, активизация сейсмической активности в регионе приводит к залповым загрязнениям обширных районов моря — появлению пятен нефтепродуктов размерами свыше 30 км? на Апшеронском пороге и активизации грифонов на юго-западе моря.
Физические и биологические предпосылки
При активизации сейсмической активности из повышенно проницаемых разломных зон земной коры выходят литосферные воды и газы (радон, водород, углекислоты, метан, сероводород, пары ртути и др.). Современная наука в области исследования влияния на жизнедеятельность рыб легких углеводородов определила, что пороговые реакции избегания таких вод отмечены у рыб уже при концентрации бытового газа 0.02-0.10 мг/л, а при концентрации 1-3 мг/л гибнет 50% рыбы, причем это особенно касается мелких рыб. Отмечены неоднократные случаи существования причинно-следственных связей между фактами массовой гибели и поступлением природного газа в водную толщу после аварий на буровых установках. Основные патологические изменения в рыбах при этом заключались в нарушении координации движения, ослаблении мышечного тонуса, патологии внутренних органов, развитии дегенеративных процессов в системах кроветворения и биосинтеза белков и других физиолого-биохимических аномалиях, характерных для острого отравления рыб [7, 12-18].
Совпадение замора рыб с сейсмикой
13 июля 2004 г. у восточного берега Среднего Каспия во время активного апвелинга специалистами КАСПНИРХа зафиксирован массовый замор кильки и повышенная мутность придонных слоев воды. Оказалось, что это совпало по времени и пространству с разломом земной коры, на котором в сотнях километров от района исследования 11 июля 2004 г. произошло землетрясение (рис. 1) [9]. Над разломами, идущими от очага землетрясения, наблюдались линиаментные сейсмогенные облака [5,6,8], в водах над Апшеронским порогом по радиолокационной информации [10] был большой слик, очень возможно, что это нефтепродукты (рис. 2). Отметим также, что пятно нефти на Апшеронском пороге [11], зафиксированное в том же месте 13.05.1996 г., возможно, также было обусловлено активизацией грифонов, так как 08.05 и 12.05.1996 г. на Кавказе зарегистрированы землетрясения. Кроме того, 13.05.1996 г. на юго-западе Каспия вдали от судоходных путей и нефтепромыслов наблюдались слики в виде кругов, полос размером 5-20 км, шириной до 1 км. Аналогичные по форме слики в этом районе Каспия (рис. 3), как правило, приурочены по времени к зарегистрированным в регионе землетрясениям [9]. Согласно сообщениям Л.А. Пахомова, он видел эти нефтяные слики неоднократно с кораблей и самолетов в 50-70 гг. — по всей видимости, это грифоны.
|
Рис. 1. Слева снимок AVHRR/NOAA (0.8 мкм в %) Каспия от 11.07.2004 г. В центре карта температуры поверхности воды в ?С по данным AVHRR. Справа карта дифференциации региональных разломов, заимствованная с рис. 3. из монографии «Вопросы геодинамики и прогноза землетрясений»; линии на этом рис. — региональные разломы; слева – направо: высокой активности, высокой активности по историческим сведениям, средней активности, низкой активности или без активности, региональные надвиги, направление смещений по разломам. (Стрелки на левом рис. указывают на облака, трассирующие разломы земной коры, идущие от эпицентра землетрясения; справа эти разломы даны толстыми линиями; эллипс у залива Кара Богаз – положение судна, эллипс к востоку от Красноводского залива – очаг землетрясения). |
|
Рис. 2. Слева радиолокационный снимок Envisat [10] центрального Каспия от 11.07.2004 г. (стрелкой указан, по всей видимости, нефтяной слик на Апшеронском пороге). В центре радиолокационный снимок ERS 13.05.1996 г., вверху на снимке разлив нефти на Апшеронском пороге, внизу в прямоугольнике слики в виде кругов, полос. Справа — увеличенный прямоугольник с центрального рис. |
|
Рис. 3. Вверху (а) слики на радиолокационных снимках Envisat [10] в виде кругов, полос (в верхнем ряду слева – направо: 05.07.2003, 09.08.2003, 18.10.2003 гг.; в нижнем ряду — 15.05.2004, 19.06.2004, 09.07.2005 гг. Внизу (б) повтор левого рис., повторяющиеся по местоположению слики (возможно, грифоны) оконтурены эллипсами). |
Сопоставление сейсмической активности с численностью популяции кильки
Из сопоставления уловов кильки в Каспии (рис. 4), а также ее урожайности в текущем году с количеством землетрясений и энергией сейсмических волн в регионе [9], следует совпадение тенденции уменьшения популяции (добычи) и урожайности кильки с активизацией сейсмической активности в регионе. Во время активизации сейсмической активности, например, в 2001 г. по сообщениям специалистов КАСПНИРХа С.И. Седова и Г.Г. Колосюка поверхность Каспия была усеяна килькой, оставшаяся в живых килька не скосячивалась. В годы после активизации сейсмической деятельности (в 1970 — 50, 1990 — 109, 2000 — 96 и в 2004 г – 83 землетрясения) наблюдался обвал добычи кильки. Выжившая килька, по-видимому, утрачивает способность к воспроизводству, что подтверждается резким уменьшением ее урожайности с 2-6 тыс. экз. на подъем сетки до 0,5 тыс. экз. при увеличении числа землетрясений в регионе с 20 до 30 и более в год. Это, например, наблюдалось после 1970 г. в 70 и 71 гг., в 1975, 1984 и 1986 гг. [1]. Всплески сейсмической активности 1970, 1990 и 2001 гг. совпадают с последующим уменьшением популяции кильки вдвое. Лишь после 6-8 лет относительного затишья сейсмической активности в регионе популяция восстанавливается.
|
Рис. 4. Слева положение эпицентров землетрясений по месяцам [13]. Справа добыча кильки предприятиями Астраханской области в тыс.т.; количество землетрясений в регионе в период с января 1949 по ноябрь 2005 г. и суммарная по годам энергия сейсмических волн этих землетрясений в Дж*10**7; урожайность поколений анчоусовидной кильки в сотнях экз. на подъем сетки с 1964 по 1987 гг. [1]; прямые линии — линейные тренды указанных характеристик. |
Литература
1. Гидрометеорология и гидрохимия морей // Том VI, Каспийское море, вып. 2, Гидрохимические условия и океанографические основы формирования биологической продуктивности, Санкт-Петербург, Гидрометеоиздат, 1996, 323 с.
2. Приходько Б.И. История изучения каспийских килек // Сб. статей. Развитие рыбохозяйственных исследований на Каспии. Астрахань, Нижневолжское книжное изд-во, 1980, С. 91-112.
3. Сапожников В.В. Современное состояние экосистемы Каспийского моря и сценарий дальнейшего развития событий // Каспийский плавучий университет, Научный бюллетень №1, Астрахань, КаспНИРХ, 2000, С. 64-71.
4. Экологическая политика ОАО «ЛУКОЙЛ» на Каспийском море // Том.1, Астрахань 2000, 133 с.
5. Люшвин П.В. Приближение спутниковых карт температуры поверхности воды (ТПВ) к картам ТПВ, построенным по данным контактных наблюдений // Сборник научных статей, том II, ИКИ РАН, М. 2005, С. 140-144.
6. Lyushvin P.V., Egorov S.N., Nikitin P.A. Use of Satellite Data in Monitoring of the Caspian Sea Biota. 31st International Symposium on Remote Sensing of Environment // Saint Petersburg, 2005.
7. Никаноров А.М., Страдомская А.Г., Иваник В.М. Локальный мониторинг загрязнения водных объектов в районах высоких техногенных воздействий топливно-энергетического комплекса // С.П. Гидрометеоиздат, 2002, С.155.
8. Морозова Л.И. Исследование Земли из космоса // 2003, вып.4, С.78-83.
9. http://www.ncedc.org/cgi-bin/catalog-sea.
10. http://muis-env.esrin.esa.it/geteolisa/manual.html.
11. Ермошкин И.С. Загрязнение Каспийского моря нефтепродуктами. ARCREVIEW, №4 (27), 2003. С. 16.
12. Войтов Г.И., Добровольский И.П. Химические и изотопно-углеродные нестабильности потоков природных газов в сейсмически активных регионах.// Физика Земли. 1994. № 3. С. 20-31.
13. Пулинец С.А., Хегай В.В., Боярчук К.А., Ломоносов А.М. Атмосферное электрическое поле как источник изменчивости ионосферы // Успехи физических наук. М, 1998, №5, С. 582-589.
14. Соколов В.А., Виноградова Г.А. Влияние бытового газа на поведенческие реакции молоди рыб // Тез. докл. II Всесоюз. конф. по рыбохозяйственной токсикологии. Т.2, СПБ, 1991, С. 162-163.
15. Борисов В.М., Осетрова Н.В., Понаморенко В.П., Семенов В.И. Влияние разработки морских месторождений нефти и газа на биоресурсы Баренцева моря: методические рекомендации по оценке ущерба рыбному хозяйству. М. Изд. ВНИРО, 1994, 251 с.
16. Уморин П.П., Виноградов Г.А.,Маврин А.С., и др. Влияние бытового газа на ихтиофауну и зоопланктонные организмы // Тез. докл. II Всесоюз. конф. по рыбохозяйственной токсикологии. СПБ, 1991, С. 183-184.
17. Патин С.А. Эколого-токсикологическая характеристика природного газа как экологического фактора водной среды. М. Изд. ВНИРО, 1993, 40 с.
18. Шемьи-Заде А.Э. Трансформация импульса солнечно-геомагнитной активности в возмущения радонового и аэроионного полей планеты // Биофизика, М., 1992, т.37, вып.4, С. 690-699.
