В 1929 году водная поверхность залива пре­вышала 18 тыс. кв. км, т. е. равнялась по­чти половине Азовского моря, а глубины достигали 6—10 м. Тогда из Каспия в за­лив утекало до 26 куб. км воды в год (это равно примерно годовому поступлению ее из Куры и Терека, вместе взятых). Море постепенно суживало пролив, наращивая перед входом в него песчаные косы, что год за годом сокращало отток воды в Кара-Богаз, и залив стал мелеть. После сниже­ния, уровня Каспия на 2 м отдача вод со­кратилась еще резче, и теперь море сли­вает в залив менее 9 куб. км воды в год.

Понижение уровня в Кара-Богазе стало обгонять обмеление Каспия, и перепад между их зеркалами возрос, достиг уровня в 4 м. В результате единственная в мире река-пролив начала врезаться в свое ложе и да­же образовала тоже единственный в своем роде морской водопад!

Реки несут в Каспий вместе с 355 куб. км воды около 70 млн. тонн различных солей. Соленость поверхностных вод на большей части моря равна 12—13 %, и только на севере она снижается до 5—6%. Но в те­чение года в Кара-Богаз-Гол выносится бо­лее 130 млн. тонн солей— почти вдвое больше, чем получает Каспий от всех рек. Сейчас в заливе соленость достигла 356%. Уче­ные много лет наблюдали, как с нараста­нием солености в Кара-Богаз-Голе один за другим вымирали последние представите­ли фауны. В начале XX в. здесь еще жили рачки, привлекавшие стаи красивых фла­минго. Теперь нет ни рачков, ни фламинго. Тут уживаются лишь немногие водо­росли и бактерии.

С изменением притока Каспия сильно менялись и химические свойства Кара-Бо­газ-Гола. В увлекательной повести Паустовского «Кара-Бугаз» описано, какой чудесной природной лабораторией служил этот залив: прямо из пены его прибоя вы­падала ценная соль — мирабилит. Теперь поверхностный рассол обогатился хлори­стым магнием, и чистый мирабилит пере­стал осаждаться на берегах.

Зато он со­хранился «в погребенном заливе» под пя­тиметровым слоем илов, так что добыча этой соли ведется из рассолов нижнего го­ризонта. Разрабатывается и донный пласт уже отложенного мирабилита.