Некоторые исследователи прошлого века считали Узбой старым морским проливом из Каспия в Арал, но другие уже тогда видели в нем типичную долину реки.
В последние поды снова возобновились экспедиции на Узбой для выяснения возможности орошения прилегающих к нему районов. Советские исследователи изучали не только вопрос о возможности направить в Узбой часть вод Аму-Дарьи, но также о наличии в нем поверхностных и грунтовых пресных вод.
В результате экспедиции А. И. Глуховского и новых исследований наших геологов можно считать доказанным, что Узбой действительно представляет собой долину, прорытую рекой. Однако она протекала, по-видимому, не в историческое время, а в гораздо более отдаленную эпоху.
Между дельтой Аму-дарьи, плоскогорьем Усть-Урт и горой Кугунек раскинулась обширная Сарыкамышская котловина, занимающая около 10000 км2. Центральные части ее лежат на 16 м ниже уровня Каспия, и еще в наше время на ней встречаются остатки покрывавших ее когда-то вод — усыхающие соляные озера и солончаки. О существовавшем на месте впадины огромном озере говорят теперь только остатки раковин моллюсков и береговые валы. Но в далекие времена уровень его стоял на 84 м выше уровня Каспия, и избыток воды стекал из него по ныне (сухому руслу Узбоя в Каспий.
Сухое русло Узбоя начинается от оконечности Сары-камышской котловины, которая с запада ограничена возвышенностью плато Усть-Урт. Эта возвышенная равнина лежит на высоте 85–90 м над уровнем Каспия, медленно снижаясь на восток, и в этой части покрыта отложениями озера. Вдоль древних берегов когда-то плескавшиеся здесь воды отложили широкие полосы гальки. При наблюдении их с самолета совершенно ясно, видно, что они образованы прибоем волн.
Дно бывшего озера покрывает мощная толща песков. Нижние слои белого песка содержат раковины пресноводных моллюсков, а сверху залегают пески с остатками моллюсков, живущих в соленых водах.
Очевидно, что в древнейшую эпоху существования озера, когда его уровень поднимался на 84 м над уровнем Каспия, оно было пресноводным. От этой эпохи остались белые пески по окраинам котловины. А затем уровень его стал постепенно понижаться, и воды делались все более и более солеными.
Южная часть котловины переходит в длинную, вытянутую с севера на юг, ограниченную на западе склонами Усть-Урта долину, дно которой покрыто речными и озерными отложениями. Эта долина, начиная от колодцев Чарышли, к югу постепенно суживается, и в районе горы Кугунек ширина ее не более 7–8 км.
Если бы в наше время воды снова заполнили Сары-камышскую котловину, то вся долина от колодцев Чарышли до горы Кугунек также оказалась бы под водой… На всем протяжении этой равнины явственно видно русло Узбоя, прорезанное в подстилающих горных породах, которое хорошо прослеживается далеко на север от горы Кугунек. Однако это русло имеет обратное падение, что можно объяснить только поднятием в недавно прошедшую геологическую эпоху этого района.
Сухое русло Узбоя, вполне ясно начинаясь от колодца Чарышли, имеет в ширину 1,5–2 км. Дальше на юг до горы Кугунек ширина его часто и резко меняется, и русло его то суживается, то расширяется. Оно местами покрыто водой, которая кажется розовой от залегающей на дне красной соли, местами же занято солончаками.
Как и все реки, Узбой должен был подмывать высокий берег и уносить с собой камни и обломки разрушенных выветриванием: горных пород. Увлекая их течением воды, он пропиливал в подстилающих горных породах углубленное русло. А самые обломки и камни, истирая друг об друга острые углы, превращались в округлую гальку и мелкий песок, которые отлагаются реками на дне и на участках долины, покрываемых весенними водами.
Вдоль сухого русла реки тянутся террасы, т. е. плоские полосы берегов, обязанные своим происхождением размывающему действию вод реки во время весенних разливов или речным отложениям.
Эти террасы, свидетельствующие О высоте над уровнем Каспия, на которой протекал Узбой в различные периоды своего существования, во. многих местах размыты молодыми потоками вод, прорезавшими в них глубокие, узкие русла.
От горы Кугунек русло Узбоя сначала идет прямо на юг, а затем поворачивает в общем на запад, образуя много больших порогов. За порогами русло Узбоя глубоко врезается в коренные породы, и у подножья нависшего обрыва древнего водопада, между вертикальными берегами, зеленеют глубокие соляные озера. Несомненно, что этот водопад должен был поражать своим видом древних путешественников, оставивших многочисленные описания его.
Далее тянутся низовья Узбоя до солончака Келькор. В область, в которой находилось нижнее течение Узбоя, в далеком прошлом вторгались морские воды в периоды поднятия уровня Каспия, и это наложило на долину своеобразный отпечаток.
Нижняя часть долины Узбоя теряется, сливаясь с солончаком Келькор, на месте которого когда-то, очевидно, был глубокий морской залив. Солончак представляет собой пониженную местность почти круглой формы, около 40 км в поперечнике. Посреди него возвышается гора Небит-даг (Нефте-даг). Поверхность солончака состоит из песчано-глинистых пород, нередко покрытых коркой соли. От северного конца солончака Келькор тянется к Балканскому заливу глубокая долина — русло Актам. Дно его лежит на уровне Каспийского моря. С одной стороны к нему спускаются покрытые высокими песками террасовидные склоны полуострова Дарджа, а с другой — расстилается песчано-глинистая равнина. Борты долины высоки и круты, а местами высятся над дном ее вертикальными обрывами. По дну извивается русло, подходящее то к одному, то к другому берегу ее. Выше Молла-Кара в русле найдена крупная залежь поваренной соли и соляное озеро.
Террасы, которые тянутся справа и слева вдоль долины, часто покрыты буграми песков или подвижными барханами. Ближе к Балханскому заливу вдоль долины Актам пески уступают место глинистым и галечным равнинам. Наконец, долина Актам сливается с солончаком, окаймляющим Балканский залив.
Теперь легко восстановить историю происхождения Узбоя.
Он образовался одновременно с заполнением Сарыкамышской котловины водами Аму-дарьи, которые далее проложили себе путь из озера по низине между равниной Кара-кумов и возвышенностями по другую сторону Уз-боя. Поэтому не точно считать Узбой «руслом Аму-дарьи»: он был самостоятельной рекой, вытекавшей из Сарыкамышского озера. По его руслу протекала лишь та часть приносимой Аму-дарьей воды, которая являлась избытком ее после испарения с поверхности Сарыкамышского озера. Первый период жизни Узбоя, когда он начал формировать четвертую террасу, совпадает с наступлением 38 моря. Из западного залива Сарыкамыша вода устремлялась вдоль склонов плоскогорья Усть-Урт на юг. Водный поток энергично размывал известняки Усть-Урта и песчано-глинистые толщи равнины, унося продукты разрушения горных пород вниз по течению. Только приближаясь к Куртышу, где известняковый массив преграждал дорогу водному потоку, дно русла поднималось, течение замедлялось, и начиналось отложение белого ила.
Дальше Узбой огибал юго-восточную оконечность возвышенности Усть-Урт и, встретив поднимающуюся к западу равнину, разливался широким озером по ней.
Ниже горы Дордуль река встретила пониженную равнину, откуда сравнительно недавно схлынули воды моря, и разлилась по ней, откладывая глиняную гальку, песок и ил.
Когда же уровень Каспия снова стал подниматься и воды его вторглись в долину низовий Узбоя, река образовала в этом районе дельту, отлагая песок и ил. Каждое новое понижение уровня Каспия заставляло: Узбой, следуя за уровнем моря, возобновлять размывающую работу и углубление долины на всем протяжении реки. На месте нынешнего солончака Келькор воды Узбоя разливались, образуя пресноводное озеро, из которого они текли дальше в море.