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随着非洲板块及印度洋板块北移，地中海不断萎缩，里海从地中海分离，有学者研究表明，末次冰期晚期气候转暖，里海一度为淡水湖。当气候进一步转暖，里海北方的大陆冰川大幅消退后，其补给类型发生变化，里海演化为咸水湖，但目前湖水盐度远小于地中海的盐度，下图示意里海所在区域的自然地理环境。