Океанология, 2020, T. 60, № 2, стр. 323-330

Берега полузамкнутого Черного моря слабо изрезаны. Немного и островов, которые по происхождению можно разделить на два типа: материковые (отделившиеся от коренной суши) и аккумулятивные, образовавшиеся вследствие накопления донных наносов. Поскольку в различных источниках площади островов значительно разнятся, иногда на порядок, в настоящей работе приводятся площади, рассчитанные авторами с помощью инструмента “многоугольник” на спутниковых снимках сервиса “Google Earth”.

Материковые острова в Черном море прилежат к абразионным берегам и имеют небольшие размеры. Пять из семи болгарских островов расположены в Бургасском заливе, они названы в честь святых Ивана, Петра, Анастасии, Кирика и Фомы. Среди них только первый имеет площадь около 0.3 км², остальные существенно меньше. К ним можно отнести и о. Змеиный – единственный удаленный на достаточно большое расстояние от материка (около 33 км, площадь – 0.15 км²), и о. Березань (0.2 км²). На анатолийском побережье Турции самый большой – о. Кефкен (0.1 км²), более мелкие о. Гиресун и о. Ореке, здесь же имеются совсем небольшие островки – фактически скалы-останцы. Такие же скалы прилежат и к береговой линии РФ, на южном побережье Крыма – Эльчин-Кая и др. (скалы-корабли), Золотые ворота (Шейтан-Капу), Адалары и др.

Существенно бóльшими размерами отличаются аккумулятивные острова, наибольшее число из которых прилежит к аккумулятивным берегам северо-западной части Черного моря. Из них выделяется крупнейший – о. Джарылгач, площадь которого достигает 60 км² и о. Долгий – бывшая дистальная часть Покровской косы на Кинбурнском п-ве (4.5 км²). Остров Джарылгач в настоящее время отделен от материка только одной узкой промоиной (25–50 м), иногда замываемой, в корневой части бывшей Джарылгачской косы. Кроме перечисленных, можно отметить в северо-западном Крыму Лебяжьи о-ва и бывшие Конджалайские о-ва, превратившиеся относительно недавно, в конце ХХ в., в Сергеевскую пересыпь; о. Сакалин в Румынии, периодически соединяющийся с одноименной косой; о. Утриш южнее Анапы и о. Суджук у Новороссийска. Имеются и более мелкие аккумулятивные формы, обособленные от суши.

В отличие от материковых островов, которые уже в силу своего происхождения мало меняют свою форму и размеры, аккумулятивные острова чрезвычайно подвижны не только на исторических масштабах, но и в течение межгодовых и сезонных штормовых циклов. Тем не менее, появление нового острова – событие не рядовое и особенно интересное тем, что дает представление о современных процессах в береговой зоне Черного моря.

Цель данной работы – дать информацию о динамике Бакальской косы (Западный Крым) в последние десятилетия и превращении ее дистальной части в остров, третий по площади в Черном море и первый у черноморского побережья РФ. В работе использовались данные полученные в ходе экспедиций Морского гидрофизического института РАН и Южного отделения Института океанологии им. П.П. Ширшова РАН в период 2007–2018 гг. Особенно плодотворными явились исследования, выполненные в июне 2018 г. [3]. В состав работ входили: геодезические съемки c использованием GPS приемников, аэросъемки с использованием беспилотного летательного аппарата (БПЛА), [12] повторные эхолотные промеры [15], отбор проб с пляжа и берегового склона на гранулометрический состав [13] и состав зообентоса [11], повторные геоморфологическое обследования. Выполнялись исследования течений в районе Бакальской косы [5]. Кроме этого, привлекались материалы спутниковых и аэрофотосъемок, наблюдения на створах [4].

Длина береговой линии Бакальской косы, расположенной на северо-западном побережье Крымского п-ва в Каркинитском заливе (рис. 1), составляет сейчас 14.5 км (до отделения дистальной части – 18.2 км). Сама коса и прилегающая акватория имеют статус ландшафтно-рекреационного парка регионального значения. Бакальская коса до отделения острова морфологически представляла собой свободную причлененную двойную аккумулятивную форму длиной около 8 км. В настоящее время длина косы, ориентированной с юга на север, – 5.7 км, что меньше основания (6.6 км), и не позволяет отнести ее к свободным. Обе ветви косы сложены песчаными наносами, в состав которых входит большое количество биогенного материала (ракуши) [1, 11]. В корневой части они примыкают к интенсивно размывающемуся клифу, сложенному толщей бурых плиоценовых и четвертичных глин, между обеими ветвями расположено Бакальское соленое озеро. Площадь и глубины озера постоянно меняются в связи с сезонной и межгодовой изменчивостью его водного баланса.

Рис. 1.

Карта северо-западной части Крымского полуострова.

Впервые Бакальскую косу обстоятельно исследовал и дал ее описание основоположник советского береговедения Зенкович [7]. В этой работе он высказал предположение о ее генезисе и дальнейшем развитии. Происхождение Бакальской косы и одноименной банки связывалось с внешней блокировкой берега, происходящей вследствие сужения Каркинитского залива и уменьшения его глубин в восточном направлении. В.П. Зенкович считал, что на момент обследования (середина 40-х гг. ХХ в.) коса достигла максимальных размеров. Он писал: “Мы вправе считать так потому, что современное строение подводного склона и у тела косы, и у прилегающих участков берегов дает явные указания на ограниченное питание новым материалом, которое вряд ли даже может компенсировать потерю наносов на истирание”. Эволюцию косы в будущем В.П. Зенкович связывал с перемещением ее тела к востоку и отступанием к югу дистального конца. Он отмечал, что при отсутствии поступления наносов коса не может являться устойчивой, так как на ее дистальном конце неизбежно будет происходить размыв. При этом он указывал на важность двух независимых друг от друга процессов, которые и определяют за данный период времени темп нарастания или отступания косы: а) перемещение материала к оконечности косы по ее западному краю (ветры юго-западные и западные) и б) перемещение материала от оконечности косы к югу вдоль ее восточного края (ветры северо-западных и северных румбов).

Долгое время, более 50-ти лет, до начала XXI в., регион Бакальской косы практически, не упоминался в научных публикациях. Однако резкие изменения, произошедшие в нулевых годах текущего столетия в этом районе, привлекли внимание исследователей. Непосредственным поводом явилось обращение к ученым властей Крыма, обеспокоенных разрушением инфраструктуры рекреационной зоны косы в ходе штормов 2007 г. С тех пор Морской гидрофизический институт РАН, а с 2017 г. и Южное отделение Института океанологии им. П.П. Ширшова РАН проводит здесь мониторинговые наблюдения [3].

Сделанный нами качественный анализ старинных карт, начиная с 1817 г., показывает, что в последние 200 лет к востоку и западу от Бакальской косы отмечалось отступание береговой линии, одновременно шел процесс закрытия заливов пересыпями. Так Конджалайские о-ва превратились в Сергеевскую косу, обособив морской залив в Андреевский лиман. Некогда существовавшее с. Сергеевка (в 8 км северо-восточнее нынешнего пос. Стерегущее) в 40-х гг. прошлого столетия поглотило море. В 80-х гг. то же случилось и с. Андреевка, находившемся на пересыпи, отделяющей Андреевский лиман от моря. Здесь в настоящее время асфальтированная дорога упирается прямо в море.

На наиболее ранней карте, сделанной на основе топографических съемок (1817 г.), прямолинейная оконечность Бакальской косы показана резко сужающейся в дистальной части. Карта 1842 г. показывает дисталь косы, загнутой в виде крючка, а в 1865 г. как утончающийся крючок, загнутый под 45° к основному телу косы. Впервые коса названа Бакальской на карте 1897 г., а ее оконечность обозначена как Песчаный нос (Кыян-Мурун). На подробной карте 1941 г. в масштабе 1 : 100 000, дистальная часть косы уже показана не в виде сужающейся стрелки, а в виде каплеобразного полуострова, загнутого к востоку. Также она изображалась и на всех последующих картах, вплоть до самой подробной на сегодняшний день топографической карты Крыма в масштабе 1 : 50 000, которая отображает Крымский полуостров по состоянию местности на 1989 г.

Контактные измерения и спутниковые снимки сверхвысокого разрешения показывают, что в западной корневой части Бакальской косы в месте ее примыкания к активному глинистому клифу в нынешнем веке наблюдается значительное отступание. Измерения в находящемся здесь створе показывают, что между 2002 и 2018 гг. берег отступил на 54.3 м со средней скоростью 3.2 м/год. Причем, если в период 2002–2008 гг. средняя скорость отступания составляла 2.3 м/год, то в период 2008–2018 гг. (период резких изменений на дистали и образования острова) она возросла до 3.7 м/год. Сравнение спутниковых снимков 2003 и 2016 гг. показывают потерю площади величиной 26 000 м² на протяжении около 700 м в западной корневой части косы, что дает среднее отступание 37 м (2.8 м/год). Юго-западнее западной корневой части косы скорость отступания глинистого клифа за тот же период значительно меньше – около 0.7 м/год, что фактически совпадает с более ранними оценками, сделанными в [8, 17].

В корневой части восточной ветви косы количественно определить изменения береговой линии затруднительно. Анализ спутниковых данных не дает выраженных изменений. Формально между 1995 и 2019 гг. (по данным одного створа) берег выдвинулся на 2 м, однако это меньше величины межгодовых изменений. В целом, видимо, береговая линия здесь относительно стабильна, вместе с тем к востоку от корневой части восточной ветви за последние 10 лет обнаруживаются явные признаки нарастания берега за счет развития фитоберегов, образующихся за счет массового отмирания Zostera marina. Это эффект был ранее описан в [6].

Анализ спутниковых снимков высокого разрешения серии Landsat в период 1984–2009 гг. в районе Бакальской косы позволил определить, что за это время дистальная часть косы сместилась в северо-восточном направлении на 300 м, при этом наблюдалось уменьшение ширины косы в районе перешейка, соединяющего основное тело косы с дистальной частью (рис. 2). В то же время западная ветвь косы сместилась к востоку на 160 м, восточная – на 100 м, а на самой пересыпи неоднократно образовывались прораны. За этот период дистальная часть неоднократно отделялась от основного тела косы промоинами шириной до 50–100 м. Первое отделение острова от основного тела косы было отмечено в декабре 1997 г. Тогда остров просуществовал вплоть до мая 1998 г. В мае 1999 г. образовался новый проран в теле косы, он просуществовал два месяца. Следующее отделение острова произошло в марте 2000 г., после чего остров просуществовал более полугода. В продолжение последующих двух лет конфигурация и положение дистальной оконечности косы оставались относительно стабильными. Новый этап переформирования дистальной оконечности косы начался летом 2003 г., когда было отмечено перемещение наносов с запада на северо-восток оголовка косы, а перешеек стал приобретать нестабильную S-образную форму. Следующие семь лет эволюция дистальной оконечности Бакальской косы характеризовалась истончением ширины перешейка с дестабилизацией формы (попеременные изменения формы с прямолинейной на изогнутую) и изменением конфигурации оконечности косы (размыв с северо-запада, нарастание аккумулятивных форм к северо-востоку и юго-востоку с последующим их размывом). В 2007–2009 гг. этот процесс активизировался. Факт надвигания западной ветви пересыпи на озеро подтвердился находками на урезе озерных иловых отложений.

Рис. 2.

Бакальская коса из космоса (спутник LANDSAT). Слева – 1984 г., справа – 2018 г.

Расчеты по математической модели XBeach показали, что гидродинамические условия, которые могут приводить к отделению дистальной части от основного тела косы, формируются при набегании волн с запада, запада–северо-запада и северо-запада [16]. Контактные наблюдения, сделанные нами с помощью геодезических GPS систем, показывали, что каждый раз после цикла отделения-восстановления ширина перешейка уменьшалась. К лету 2010 г. она составляла всего 10–12 м, а конфигурация перешейка приняла резко выраженную S-образную форму, что говорило об одновременном гидродинамическом воздействии как с востока, так и запада.

Наконец, в сентябре–октябре 2010 г. произошло окончательное отделение дистальной части и превращение ее в остров [3]. Ширина образовавшегося пролива быстро нарастала и уже к лету 2011 г. составила 850 м. Эхолотный промер, проведенный нами в сентябре 2011 г., показал, что максимальная глубина в промоине достигала 3 м. К 2014 г. ширина разделившего косу пролива достигла 1 км. В последние пять лет расстояние составляет около 0.9–1.0 км (рис. 2). Промер, проведенный в июне 2018 г., показал, что глубина в промоине составляет 3–6 м (рис. 3), а площадь острова, по данным аэрофотосъемки БПЛА, 0.31 км². Длина и конфигурация новой оконечности косы быстро меняется. Так, уже в июле 2018 г. она увеличилась на 150 м, а к июню 2019 г. почти на столько же уменьшилась.

Рис. 3.

Рельеф дна вокруг о. Песчаный по данным промера 2018 г.

Мы считаем логичным называть новый остров Песчаным, поскольку на навигационных картах крайний мыс на бывшей дистальной части косы обозначался этим именем. Собственно, местные жители так его и называют в настоящее время. После отделения острова Песчаный, вдольбереговой поток наносов стал уходить в образовавшуюся промоину и перестал его достигать. С этого момента объем и площадь его надводной части неизменно сокращаются. Современный вид дистальной части косы и острова представлены на рис. 4 и 5.

Рис. 4.

Вид на дистальную часть Бакальской косы и о. Песчаный (июнь 2017 г.).

Рис. 5.

Вид на о. Песчаный (июнь 2018 г.). Фото В.В. Крыленко.

По спутниковым снимкам серии Landsat был произведен расчет значений площадей острова в период с 2010 по 2018 гг. Первоначально образовавшийся остров имел площадь 0.56 км². За следующие 8 лет она сократилась более чем на 0.2 км², или на 36% от первоначальной. Наиболее активное сокращение площади было в 2011 и 2017 гг. (около 0.06 км² в год). Остров Песчаный, как и ранее дистальная часть Бакальской косы, смещается к северо-востоку. Дополнительным подтверждением этого является тот факт, что маячный знак высотой 15 м в 2007 г. находился в 58 м от уреза, в декабре 2013 г. он находился уже в море в 16 м от уреза, а в 2015 г. был опрокинут и разрушился. Смещение западного берега к востоку в последние годы ускорилось, а рост северной и восточной частей практически прекратился. Съемка 2019 г. показала, что остров продолжает сдвигаться в северо-восточном направлении, при этом в восточной его части отмечается размыв, что представляется естественным, поскольку остров мигрирует в сторону бóльших глубин. На отделившемся острове к настоящему времени сформировались обширные колонии гнездящихся птиц, недоступные для наземных хищников [14].

Бакальская коса подвержена весьма активному гидродинамическому воздействию, поэтому динамика ее аккумулятивных образований зависит от режима волнения и уровня моря, периоды преобладания аккумуляции сменяются периодами преобладания размыва. Согласно имеющимся данным, в 60–70-е гг. и до середины 80-х гг. 20 в. здесь происходил размыв, а в последующее время рост аккумулятивных форм [10]. Спутниковые данные показывают, что в период с 1984 по 1997 гг. происходили небольшие смещения положения береговой линии Бакальской косы, очевидно связанные с сезонными изменениями штормового режима.

Анализ гидрометеорологических условий по данным близлежащей гидрометеорологической станции “Черноморское” показал, что в течение 2005–2010 гг. отмечалось значительное возрастание повторяемости штормовых западных и юго-западных ветров, при существенном уменьшении повторяемости ветров северо-западных и северных румбов. Немаловажно, что этот период совпал с ростом среднего уровня Черного моря, который в 2010 г. достиг своего максимума за все 150 лет наблюдений. Из внешних условий отметим, что в районе Бакальской косы и на Бакальской банке, начиная с 2007 г. проводилась незаконная, а с 2015 г. и по настоящее время лицензионная добыча песка в промышленных масштабах, следы которой видны даже из космоса. Возможно, что все эти факторы в совокупности, наряду с быстрым смещением дистальной части в сторону бóльших глубин и стали причиной отделения дистальной части Бакальской косы и превращения ее в остров, который существует уже 9 лет (рис. 2). Конфигурация дистальной части сейчас внешне похожа на существовавшую в ХIХ в.

Очевидно, что коса в настоящем состоянии является отмирающей аккумулятивной формой, наряду с такими же формами, как, например, косы Тузла и Суджук. Первая до 1925 г. существовала как единое целое с Таманским полуостровом. В ноябре 1925 г. во время сильного шторма юго-западного румба произошел прорыв в корневой части косы с образованием промоины шириной до 300 м, которая уже к 1926 г. выросла до 1 км, а в дальнейшем увеличилась до 3 км, в результате чего образовался о. Тузла [9]. Остров Суджук, по-видимому, отделился гораздо раньше, вероятно в XIX веке. В обоих случаях причиной отделения было истощение запасов наносов в области питания кос.

В заключение отметим, что образование нового острова, а точнее исчезновение перешейка, наряду с блокированием северо-крымского канала уже существенно изменило гидродинамический и гидрологический режим Каламитского залива, что требует отдельного изучения. Можно также предположить, что при существующей тенденции смещения о-ва Песчаный в сторону больших глубин и в условиях продолжающейся добычи песка он долго не просуществует. Прогноз В.П. Зенковича в части смещения Бакальской косы к востоку оправдался, однако дальнейшего роста косы, который проходил в течении последних десятилетий, он не предполагал. Для научно обоснованного прогноза дальнейшего развития берегов в рассмотренном районе необходимо продолжить систематические литодинамические наблюдения и привлечь математические модели с наиболее полным учетом всех воздействующих факторов.

Источник финансирования: Исследования проводились в рамках работ по программам № 0149-2019-0014 и № 0827-2019-0004. Камеральная обработка полевых данных и анализ литературы поддержаны грантами РФФИ №18-05-80035 и № 19-05-00041.