دریای خزر بزرگترین حوضه‌ی آبی محصور در خشکی است، در واقع خزر یک دریاچه است که به دلیل گستردگی‌اش به عنوان دریا نامیده می‌شود. البته دریای خزر در گذشته‌ی زمین‌شناختی خود از طریق دریای سیاه به دریاهای آزاد وصل می‌شد. از حدود پنج میلیون سال پیش اتصال دریای خزر به دریای سیاه  قطع شد و دریای خزر به دریاچه تبدیل شد. اکنون اتصال آبی دریای خزر با دریاهای آزاد، از طریق دو کانال کشتیرانی از رودخانه‌ی ولگا به دریای آزوف (سپس دریای سیاه) و از ولگا به دریای بالتیک، برقرار است.

دریای خزر به طول حدود ۱۲۰۰ کیلومتر، عرض حدود ۲۰۰-۴۵۰ کیلومتر،‌ عمق متوسط حدود ۲۰۸ متر، مساحت ۳۷۶۰۰۰ کیلومتر مربع و حجم ۷۸۰۰۰ کیلومتر مکعب، گسترده شده است. طول خط ساحلی دریای خزر حدود ۷۵۰۰ کیلومتر و حداکثر عمق آن ۱۰۲۵ متر است. حوضه‌ی آبریز دریای خزر، سرزمینی که بارندگی روی آن در نهایت به دریای خزر سرازیر می‌شود، دارای مساحتی حدود ۳،۵۰۰،۰۰۰ کیلومتر مربع است. حوضه‌ی آبریز خزر در کشورهای ساحلی خزر شامل ایران، روسیه، قزاقستان، ترکمنستان و جمهوری آذربایجان و بخش کمی نیز در ترکیه، ارمنستان و گرجستان قرار دارد (شکل ۱). ابعاد دریای خزر (طول، عرض، عمق، مساحت، حجم آب،  و طول خط ساحلی) وابسته به تراز آب است. ارقام آورده شده در بالا مربوط به تراز ۲۸- است. در اینجا تراز آب خزر هم نسبت به تراز نقشه برداری در دریای بالتیک است که با ترازی که در ایران استفاده می شود مقداری تفاوت دارد. نقشه های بستر  و بسیاری از منابع بین المللی بر مبنای تراز بالتیک ارایه می شوند.

از حوضه‌ی آبریز  دریای خزر ۱۳۰ رودخانه به دریای خزر وارد می‌شود. رودخانه‌های پرآب خزر عبارتند از ولگا، اورال، ترک، سولاک،‌ کورا و سفید‌رود. حدود ۸۰٪ آب رودخانه ای ورودی به خزر تنها از طریق ولگا تامین می‌شود.

آب و هوای دریای خزر متاثر از سامانه‌های جوی است  که از طریق اقیانوس اطلس شمالی و دریاهای شرقی آن،‌ اقیانوس منجمد شمالی و سیبری شکل می‌گیرد. دریای خزر توسط رشته کوه البرز در جنوب و رشته کوه قفقاز در غرب احاطه شده است که به نوبه‌ی خود باعث تغییرات منطقه ای در آب و هوا می‌شوند. میانگین بارندگی در بیشتر سواحل خزر و روی دریای خزر حدود ۲۰۰ میلی‌متر در سال است و تنها در سواحل ایران و بخش‌هایی از جنوب آذربایجان به طور استثنایی دارای آب و هوای مرطوب با بارندگی حدود ۷۰۰ تا ۱۷۰۰ میلی متر است. وجود رشته کوه مرتفع البرز در کنار بدنه آبی بزرگ دریای خزر  و قرار گیری در این عرض جغرافیایی سبب ایجاد دو پدیده مهم در ساحل جنوبی شده است که یکی به عنوان اثر دریاچه (که سبب بارش باران و برف می شود) و دیگر اثر فون(Foehn Effect) که سبب وزش باد گرم(گرمش) در نیمه سرد سال می شود.

ناهمواری های بستر دریای خزر به طور نایکنواخت در گستره آن توزیع شده است. بخش شمالی آن بسیار کم عمق و کم شیب است و عمق آن حداکثر به 25 متر می رسد، ولی در بیشتر قسمت ها دارای عمق حدود پنج متر است. در بخش میانی، یک فرورفتگی نسبتاً عمیق با عمق ۷۸۸ متر وجود دارد و بخش جنوبی که عمیق‌ترین بخش است، دارای بیشینه عمق ۱۰۲۵ متر است. مرز میان بخش میانی و جنوب یک برآمدگی زیر دریایی قرار دارد که ادامه رشته‌ کوه‌ها در دو سوی دریا در ترکمنستان و جمهوری آذربایجان محسوب می‌شود و به برآمدگی آبشوران معروف است(شکل ۲). عمق آب بر روی برآمدگی آبشوران حدود ۱۵۰ متر است.

دریای خزر پس از جدا شدن از دریاهای آزاد، ویژگی‌های زیستی و اقیانوس‌شناختی منحصر به فردی پیدا کرد. تنوع زیستی در خزر و تولیدات زیستی در آن کاهش یافت و مشخصات شیمیایی آب آن متاثر از آب ورودی رودخانه‌های خزر شد. به طوری که یون‌های سازنده‌ی شوری آب خزر دارای سولفات، کربنات، و کلر بیشتر در مقایسه با آب‌های اقیانوسی است. شوری آب خزر حدود یک سوم شوری دریاهای آزاد است و از حدود یک گرم در لیتر در بخش شمالی، به حدود ۱۲گرم در لیتر در خزر میانی و جنوبی می رسد و در بخش‌های شرقی حدود ۱۴گرم در لیتر است.

نوسان تراز آب دریای خزر

تراز نسبي آب درياي خزر (تراز سطح آب خزر  نسبت به نقطه اي ثابت روي ساحل در  دریای بالتيك  به عنوان نقطه صفر ارتفاعی در نقشه برداری براي كشورهاي شوروي سابق و ساحل خلیج فارس برای ايران) در  طول زمان و در بخش های مختلف خزر متغییر است. چگونگی ارایه یک عدد به عنوان تراز آب سالانه نیز در ایران و روسیه تفاوت دارد. هنوز سیستم اندازه گیری و روش محاسبه واحد برای بیان تراز آب خزر توسط کشورهای ساحلی ارایه نشده است. در واقع کشورهای استقلال یافته از شوروی از یک سیستم استفاده می کنند و با سیستم رایج در ایران تفاوت دارد. علی رغم تفاوت در دو سیستم،  روند تغییرات و مقدار مطلق تغییرات تراز آب خزر  بسیار به هم نزدیک است.

 نقشه دریای خزر بر اساس تراز دریای بالتیک تهیه شده و خط ساحلی در این نقشه ۲۸ متر پایین تر از نقطه صفر نقشه برداری ساحل بالتیک است، بنا بر این به صورت ۲۸- نشان داده می شود. یعنی اگر دریای خزر به دریا های آزاد اتصال می داشت، سطح آب آن ۲۸ متر بالاتر می آمد.

تراز آب دریاها و اقیانوس ها در یک زمان واحد در بخش های مختلف داری تفاوت است. بنابراین از میانگین تراز آب برای یک حوضه آبی استفاده می شود. در بیان میانگین تراز آب هم عواملی که سبب جا به جایی موقت در تراز آب می شوند و همچنین عواملی که سبب حرکت عمودی ترازسنج (مانند فرونشت زمین یا بالا آمدن زمین) می شوند را حذف می کنند.

تراز آب دریای خزر نیز نیز به دلایل مختلفی تغییر می کند. مهمترین دلیل تغییر تراز آب خزر تغییر در مقدار آب موجود در دریا است که وابسته به ورود آب و تبخیر آب است. این نوع از تغییر تراز آب خزر را به عنوان میانگین سالانه تراز آب بیان می کنند.

تراز آب خزر می تواند به طور موقت از چند ساعت تا چند ماه تغییر کند و دوباره به حالت اول برگردد.

در این موارد تراز آب ممکن است چند سانتی متر تا چند متر (حدود ۴ متر) از نقطه ای از ساحل نسبت به نقطه دیگر ساحل تفاوت داشته باشد. دلایل آن عمدتا  کشند، وزش باد، تغییر فشار هوا، تغییر در ورود آب رودخانه ای و تغییر دمای آب است. 

پرسش و پاسخ:

1- نخستين سازه هاي مهم در درياي خزر كدام است؟
دیوار در بند و ديوار گرگان كه در زمان ساسانيان براي جلوگيري از يورش اقوام خزر بنا شد.

۲- در چه زماني ارتباط آبي درياي خزر با درياهاي آزاد براي كشتيراني برقرارشد؟
در سال ۱۸۴۶ نخستين كشتي تجاری هلندي وارد ولگا شد.

۳- آيا ارتباط آبي رودخانه‌هاي ولگا از طريق كانال ولگا - دن به درياي سياه و كانال ولگا به درياي بالتيك باعث افزايش تراز آب خزر خواهد شد؟
نه، زيرا دريچه هاي تعبيه شده روي كانال ها امكان جريان آب از درياهاي آزاد به ولگا را مانع مي شود.

۴- آيا اگر يخ هاي قطب شمال ذوب شود، جريان آب در ولگا و به دنبال آن تراز آب افزايش مي يابد؟
نه، زيرا قطب شمال اقيانوس است و ذوب يخ در اقيانوس نمي‌تواند دریاچه محصور در خشكي را متأثر کند.

۵- آيا حوضه ي آبريز خزر داراي يخبندان دايمي است، كه با ذوب آ ن ها تراز آب افزايش يابد؟
يخبندان دايمي در حوضه ي آبريز درياي خزر به جز در قله هاي البرز و قفقاز وجود ندارد. يخبندان هاي موجود در ارتفاعات از نظر مقدار فاقد اهميت هستند.

۶- آيا فرآيندهاي زمين شناختي مانند گلفشان هاي بستر خزر ، فعاليت هاي كوهزايي يا گسل ها مي توانند سبب تغيير تراز آب شوند؟
اهميت فرآيندهاي زمين شناختي در زمان هاي كوتاه ناچيز است و مجموع مقادير آن ها كمتر از يك ميليمتر در سال است.

۷- آيا برداشت آب از درياي خزر و انتقال آن به مناطق كويري باعث كاهش تراز آب خزر مي‌شود؟
مقاديري که اکنون در ترکمنستان و قزاقستان برداشت می شود و مقاديري كه در طرح های توسعه پيش بيني شده، داراي اهميت كمي بر روي تراز آب خزر است.

۸- آيا برداشت آب از رودخانه هاي منتهي به خزر در كشورهاي ساحلي باعث كاهش تراز آب خزر مي‌شود؟
آري، سالانه حدود ۴۳ كيلومتر مكعب از آب رودخانه‌ها در حوضه ي آبريز خزر مصرف مي شود. مساحت درياي خزر اكنون حدود ۳۷۶۰۰۰ كيلومتر مربع است. در صورتي كه آب در رودخانه‌هاي حوضه‌ي آبريز خزر مصرف نشود، تراز آب خزر بنا به برخی تخمین ها حدود يك متر بالاتر خواهد آمد. اما میزان بالا آمدن بر حسب رژیم تبخیر در خزر در حد چند سانتیمتر در سال خواهد بود تا پس از مدتی ( دو دهه یا بیشتر) تثبیت خواهد شد. اما عملا رساندن مصرف آب به حالت ۷۰ سال پیش (پیش از ساخت سدهای بزرگ) غیرواقع بینانه است. اکنون مصرف آب در رودخانه های ورودی به خزر جنوبی تقریبا معادل مصرف آب در رودخانه ورودی به خزرمیانی و شمالی(از جمله رودخانه ي ولگا) است. مصرف آب در مجموع حوضه آبریز خزر در چهل سال گذشته تثبیت شده است، در حالی که در بخش شمالی مصرف آب کاهش داشته در بخش های جنوبی حوضه آبریز خزر افزایش یافته است.

۹- آیا اگر همه سدهای ولگا تخلیه شوند، تراز آب خزر بالا می آید؟
مجموع حجم سدهای ولگا پس از ساخت حدود ۱۸۰ کیلومتر مکعب بود که با پرشدن با رسوب اکنون به ۸۰ کیلومتر مکعب کاهش یافته است. با فرض این که مساحت خزر اکنون سی صدو هفتاد و شش هزار کیلومتر مربع باشد و با فرض این که همه سدهای ولگا پر باشد، با تخلیه آب سدها به سوی خزر تراز آب باید ۲۰ سانتیمتر افزایش یابد. اما در سال ۲۰۱۶ میلادی حدود همین مقدار آب نسبت به ۲۰۱۵ از ولگا وارد خزر شد و تنها ۵ سانتیمتر تراز خزر افزایش یافت. دلیل عمده آن هم افزایش تبخیر در سال های اخیر در دریای خزر است. حجم مفید سدهای ولگا و میزان اثرگذاری آن بر تراز خزر اکنون قابل توجه نیست.

۱۰- آيا ورود آب به خليج قره بغاز و ديگر خليج‌هاي شرق خزر باعث كاهش تراز آب مي شود؟
آري ، شرق خزر آب و هواي بياباني دارد و ورود آب به خليج ها باعث تبخير آب و كاهش تراز آب مي شود. در صورتي كه تراز آب بسيار پايين بيايد ارتباط برخي خليج ها مثل قره بغاز با خزر قطع مي شود و از آن پس اثر گذار نخواهد بود. در شمال¬شرق خزر دره هاي عميقي وجود دارد كه اگر تراز آب خزر بسيار بالا بيايد به درياي خزر متصل خواهند شد و خود به عنوان حوضه هاي تبخيري عمل خواهند كرد كه باعث تعادل در تراز آب خزر خواهند شد.

۱۱- آيا امكان ورود آب از حوضه‌ي درياي سياه و درياچه ي آرال به خزر وجود دارد ؟
نه ، تحقيقات روي آ ب هاي زير زميني ورودي به درياي خزر چنين چيزي را نشان نداده است. در گذشته رودخانه آمودریا که اکنون به دریاچه آرال می ریزد، به سوی دریای خزر منحرف و موجب افزایش تراز خزر شد. اما امکان چنین انحرافی در شرایط امروز وجود ندارد.

۱۲- آيا در زمان شوروي حوضه هاي جانبي درياي خزر با كانال به هم وصل شدند ؟
نه، در دهه‌ي هفتاد و اوايل دهه‌ي هشتاد ميلادي قرن گذشته طرح بزرگي در شوروي مطالعه شد كه مي خواستند توسط كانال و تونل رودخانه هاي حوضه هاي آبريز درياي خزر، درياچه ي آرال، سيبري، درياي بالتيك، قطب شمال و درياي سياه را به هم وصل كنند. همه ي مطالعات و محاسبات مهندسي طرح انجام شده بود. اما به دليل مشكلات اقتصادي شوروي و مطرح شدن مشكلات زيست محيطي آن، اين طرح مسكوت ماند.

۱۳- آيا تراز آب خزر مي تواند آن قدر بالا بيايد كه تا مراكز استان هاي ساحلي برسد؟
در كوتاه مدت امكان پذير نيست.

۱۴- اثرات تراز آب خزر تا پاي كوه هاي البرز ديده مي شود، چگونه تراز آب دوباره به آن حد نمي رسد؟
شرايط آب و هوايي گذشته و رودخانه هاي ورودي به خزر با شرايط كنوني متفاوت بود. امكان تغيير سريع اين شرايط وجود ندارد. به طور مثال در گذشته آمودريا به درياي خزر مي ريخت ولي اكنون به درياچه‌ي آرال می‌ريزد. همچنين فرض مي شود كه در گذشته يكي از رودخانه هاي سيبري از طريق قزاقستان و تركمنستان به درياي خزر مي ريخته است (رودخانه ي فرضی اوز بوي). تغييرات ناشي از كوهزايي باعث انحراف اين رودخانه ها شده است. پس از ذوب شدن یخ های آخرین عصر یخبندان، بخشی از آب حاصل از ذوب یخ ها از ناحیه اروپایی روسیه و اسکاندیناوی به سوی جنوب سرازیر شد و از طریق ولگا وارد خزر شد که تراز آب خزر را حدود ۷۵ بالا آورد. اکنون چنین یخبندانی وجود ندارد، به علاوه پس از ذوب یخ ها، زمین های منطقه ارتفاع گرفتند و برخی رودخانه ها به سوی دریای بالتیک و قطب شمال منحرف شده اند.

۱۵- محدود ه‌ي نوسان تراز آب خزر در آيند ه‌ي نزديك چه قدر است ؟
در طي حدود ۳۰۰۰ سال گذشته كه تمدن هاي انساني در پيرامون خزر توسعه يافته اند تراز آب خزر تا حدود ۵ متر پایین‌تر و ۸ متر بالاتر از تراز امروزی نوسان داشته است. در طی اندازه گیری های دستگاهی در یک صد و پنجاه سال گذشته تراز آب خزر حول دو تراز(مبنای بالتیک) ۲۶- و ۲۸- نوسان داشت، در شرايط كنوني نيز نوسان تراز در اين محدوده محتمل است.

۱۶- آيا درياي خزر مي‌تواند سرنوشتي مانند درياچه‌ي آرال و درياچه ي اروميه پيدا كند و كم كم خشك شود؟
سرنوشت همه ي اقيانوس ها، درياها و درياچه ها چنين است. درياي خزر زماني به همراه درياي سياه و درياي مديترانه جزو اقيانوس تتيس بود كه اكنون خشكي‌هاي گسترده بين آن ها ظاهر شده است. زماني درياي مديترانه به كلي خشك شد (حدود پنج ميليون سال پيش). اما اين رويدادها در زمان كوتاه بروز نمي‌كند. اكنون درياي خزر با ميزان آبي كه توسط كشورهاي ساحلي از رودخانه هاي آن برداشت مي كنند خشك نمي‌شود.

۱۷- آیا در تراز فعلی تالاب های ساحلی خزر خشک می شوند؟
در تراز کنونی و در تراز پایین مشابه تراز سال ۱۳۵۶ تالاب هایی مانند خلیج گرگان و انزلی به طور طبیعی خشک نخواهند شد، اما از عمق و مساحت آن ها کاسته خواهد شد. مشکل در دخالت انسانی است که ممکن است سبب خشک شدن آن ها در تراز کنونی شوند. فعالیت های انسانی در پیرامون تالاب و در بالا دست باعث ورود مواد مغذی به تالاب ها شده که به تبع آن باعث رشد فزاینده گیاهان تالابی و افزایش بار آلی و به تله افتادن رسوبات و کاهش عمق تالاب می شود. همچنین فرسایش بیشتر حوضه آبریز با کاهش پوشش جنگلی باعث ورود بیشتر رسوبات به تالاب ها شده و سبب کاهش عمق آن ها می شود.

۱۸- آيا در درياي خزر امكان بروز سونامي وجود دارد؟
آري، در درياي خزر امكان بروز امواج بلند مانند سونامي وجود دارد. دليل آن مي تواند رويداد زمينلرزه و زمينلغزه در خزر مياني و گلفشان و زمين‌لغزه در خزر جنوبي باشد. اما ، وجود برآمدگي آبشوران در زير دريا مانع از گسترش آن مي شود.

۱۹- آيا در درياي خزر آتشفشان وجود دارد؟
نه

۲۰- آیا از آب دریای خزر برای آب شیرین کن بهره برداری می شود؟
آری، نخستین آب شیرین کن در آکتااو (اکنون در قزاقستان) در سال ۱۹۶۸ میلادی در زمان شوروی راه اندازی شد که چند سال پس از فروپاشی شوروی تعطیل گردید. اکنون در ترکمنستان و قزاقستان از آب شیرین کن در ساحل خزر استفاده می شود.

۲۱- آیا استفاده از آب دریای خزر در آب شیرین کن ها سبب کاهش تراز آب خزر می شود؟
نه، میزان آبی که اکنون استفاده می شود و میزان آبی که برای استفاده در دهه آینده برنامه ریزی شده نسبت به حجم دریای خزر بسیار کم است و تغییر تراز آب حاصل از آن کمتر از دقت اندازه گیری تراز آب دریا است ( کاهش تراز حدود یک دهم تا دو دهم میلیمتر در سال).

۲۲- آیا ورود پساب حاصل از آب شیرین کن ها سبب شور شدن دریا می شود؟
نه، با میزان پساب فعلی و برنامه ریزی شده برای دهه آینده تغییر شوری در دریای خزر محسوس نخواهد بود ( افزایش شوری در حدود یک ده هزارم واحد در سال).
بسته به چگونگی آب گیری و برگشت پساب می تواند اثر محسوس در همان ناحیه داشته باشد و سبب تخریب محیط زیست منطقه آبگیری و منطقه برگشت پساب شود.

۲۳- چه مخاطرات مهمي درياي خزر را تهديد مي‌كند؟
مخاطرات زيست محيطي ناشي از فعاليت‌هاي انساني بزرگترين تهديد براي درياي خزر است. ورود مواد آلاينده به ویژه پلاستیک و مواد مغذی به دريا و فعاليت انساني غير آلاينده مثل ماهي گيري بي رويه، تغيير دهانه ي رودخانه ها، شکار در تالاب ها و جلوگيري از تخم ريزي طبيعي ماهيان و از بین بردن یکپارچگی بوم سامانه خزر (جنگل- جلگه-رودخانه -تالاب-دریا) از مهمترين مشكلات زيست محيطي خزر است.

۲۴- چه کار هایی انجام بدهیم تا دریای خزر دست کم مانند گذشته دارای ساحلی زیبا و دریا نیز سرشار از ماهی باشد؟
- همه شهر و نقاط مسکونی، صنعتی و تجاری باید دارای سامانه جمع آوری، تصفیه و بازیافت فاضلاب و زباله باشند، همزمان مردم نیز در حفظ پاکیزگی سواحل و رودخانه ها همکاری کنند. همه بنادر سامانه جمع آوری پسماند از شناورها داشته باشند تا در دریا رها سازی نشود.
- رودخانه های ساحلی برای تکثیر طبیعی ماهیان بهسازی شود، از صید بی رویه و خارج از فصل جلوگیری شود،
- از شکار پرندگان جلوگیری شود. یکپارچگی چند منطقه در ساحل از دریا تا جنگل ایجاد شود.

با انجام کارهای فوق پس از چند سال نتیجه عملی و مثبت آن را در ساحل و دریا خواهیم دید. ممکن است گفته شود که این کار باید در همه سواحل خزر انجام شود، آری درست است. اما آن چه که در ساحل ایران در دریای خزر می بینیم در کمتر جایی از ساحل دریای خزر دیده می شود. البته در سواحل جمهوری آذربایجان مناطق بسیار آلوده وجود دارد که نیاز به توجه جدی دارد. اما حجم زباله و فاضلاب ورودی به ساحل ایران و نوع شکار و صید قاچاق در ساحل ایران از پدیده های بسیار نامناسب هستند که لازم است مدیریت جدی در این زمینه ها اعمال شود.

معرفی چند منبع علمی مرتبط:

Lahijani, H. A. K., Azimpour, J., Arpe, K., Abtahi, B., Rahnama, R., Ghafarian, P., Hamzeh, M. A., Hamzehpour, A., Mohammadpour Penchah, M., Mahmoudof, S. M., 2023. Tracking of sea level impact on Caspian Ramsar sites and potential restoration of the Gorgan Bay on the southeast Caspian coast, Science of The Total Environment 857(1), 158833.

 Leroy S.A.G., Lahijani H.A.K., Crétaux J.-F., Aladin N.V., Plotnikov I.S., 2020, Past and current changes in the largest lake of the world: The Caspian Sea In: Michke, S.,( Ed.)2019, Large Asian Lakes in a Changing World, Springer

 Arpe, K., Molavi-Arabshahi, M., Leroy, S. A. G., 2020, Wind variability over the Caspian Sea, its impact on Caspian seawater level and link with ENSO, Int J Climatol, 40, 6039–6054.

 Arpe. K., Leroy, S. A. G., Lahijani ,H.,Khan, V., 2012, Impact of the European Russia drought in 2010 on the Caspian Sea level., Hydrology and Earth System Sciences, 16, 19–27.

 Kostianoy, A., Kosarev, A., 2005, The Caspian Sea Environment. Springer

 Serykh, I. V. and Kostianoy, A. G., 2020, The Links of Climate Change in the Caspian Sea to the Atlantic and Pacific Oceans, Russian Meteorology and Hydrology, 2020, Vol. 45, No. 6, 430–437.