В память о первом исследователе Аральского моря и острова Барсакельмес по предложению академика Л. С. Берга, посетившего остров в 1900 году, самый высокий, юго-западный мыс его назван именем А. И. Бутакова.
Перед революцией на острове хозяйничал купец по имени Петька. Несколько семей казахов, работавших на него, заготовляли саксаул, выжигали из него древесный уголь, ловили рыбу, разводили скот. Ими была построена плотина на одной из балок в северо-западной части острова, и образовавшийся пруд до сего времени сохранил название «Петькин куль».
В 1929 году на острове было организовано охотничье хозяйство, которое завезло сюда в 1929–1931 годах около 4,5 тысячи сусликов-песчаников, сайгаков, джейранов, фазанов, зайцев-русаков и серых куропаток. На базе этого хозяйства в 1939 году был организован заповедник.
Положение, рельеф, климат. Остров Барсакельмес расположен в северной части Аральского моря. Он имеет форму усеченного треугольника, протянувшегося с юго-запада на северо-восток. Длина его — 27 километров, наибольшая ширина в западной части— 11,5 километра, на востоке — 2,5 километра; площадь острова — около 185 квадратных километров. Береговая линия слабо изрезана, совершенно лишена бухт и заливов. Ближайший материковый берег — полуостров Куланды. Город Аральск находится в 180 километрах от острова.
Остров Барсакельмес представляет собой участок суши, не покрывавшийся водами моря по крайней мере с раннечетвертичного периода. В конце миоцена, примерно 20 миллионов лет назад, когда образовалась как результат сбросов впадина Аральского моря, выделился в виде горста и остров Барсакельмес. Однако окончательная изоляция острова произошла, вероятно, только в верхнем плейстоцене, т. е. около 50 тысяч лет назад, во время заполнения водой впадины Арала реками Сырдарья и Амударья.
Основной массив острова сложен олигоценовыми гипсоносными глинами, песчаниками и мергелями.
Северо-западный, северный и восточный берега острова окаймлены полосой песчаных дюн. В северной части происходит намыв песчаных мелей и кос с явным преобладанием процессов аккумуляции, в результате которых и образовалась полоса песчаных дюн до 2 километров шириной. Юго-западные и южные берега, напротив, имеют абразионный характер. Здесь непрерывно происходит разрушение основного массива острова — постоянные оползни, иногда очень большого размера, или обвалы, вызванные подмывом вертикальных стен обрывов. В разрушении обрывов, сложенных мергелями, заметную роль играет термическое выветривание.
Берега острова разнообразны: то это песчаные пляжи, то гряды песков, заросшие кустарниками, то невысокие дюны, отделившиеся от моря лагунные озера, поросшие тростником. Велико разнообразие и обрывистых берегов. Здесь и отвесные скалы, спускающиеся к морю, и нагромождение обломков в местах оползней и обвалов. Глинистые обрывы обычно прорезаны вертикальными жилами кристаллического гипса. Высота обрывов достигает 30–50 метров над уровнем Аральского моря.
Основной массив острова разделяется на две части: южное, возвышенное плато и северная, более низкая часть.
Плато имеет среднюю абсолютную высоту около 100 метров, наиболее высокая точка острова — гора Чайка — 117 метров. В восточной части плато прорезано системой балок Кебир-сай, открывающихся к морю. Совершенно лишенные растительности склоны балок и холмов, сложенных зеленоватыми третичными глинами и сверкающими на солнце кристаллами гипса, создают впечатление мертвого ландшафта. На западе плато есть также глубокая впадина и система впадающих в нее балок, открывающаяся на север. Дно и склоны этой системы балок, как и ряда других, например юго-восточной балки Сенизсай, поросли кустарником.
Северная, пониженная часть острова представляет собой волнистую равнину, пересеченную с юга на север долинами. Здесь обычны и неглубокие бессточные впадины, в которых образуются такыры или пухлые солончаки.
Соленые озера лагунного происхождения — единственные естественные постоянные водоемы, которые были на острове. В западной части острова лежало Большое озеро длиной около 6 километров и шириной 700 метров. Глубина его — до 1,5–2 метров. Благодаря интенсивному испарению уровень воды в нем летом почти на один метр был ниже уровня моря, и через песчаную гряду 100–200 метров шириной, отделявшую озеро от моря, постоянно шла фильтрация морской воды. В результате соленость в озере была ниже у берегов, обращенных к морю, и здесь рос тростник; у внутренних берегов озера, где соленость очень высока, выпадала соль. На Большом озере было два острова, занятых колониями чаек. Рыбы, за исключением колюшки, в озерах не было. Эти озера в связи с падением уровня Аральского моря в конце 60-х годов начали постепенно исчезать, острова оказывались соединенными с берегами, и колонии чаек истребили лисицы. Уже к 1970 году озера превратились в солончаки, временно заливаемые водой, подобно тем, что ежегодно образуются в понижениях глинисто-солончаковой пустыни и на такырах. Глубина их не превышает 60–70 сантиметров, и, как правило, к концу мая они уже пересыхают.
Климат острова типичный для северных пустынь. Он характеризуется жарким летом, сравнительно холодной для этих широт зимой и небольшим количеством осадков (100–200 миллиметров в год), которые неравномерно распределяются в течение года. Нередки ливневые дожди, когда выпадает до 30 процентов суммы годовых осадков. Средняя месячная температура июня, июля и августа выше 20°. Абсолютный максимум достигает 39°. Заморозки бывают в ноябре, а в конце февраля уже тает снег. Абсолютные минимумы — до —31°, при постоянных сильных ветрах морозы переносятся трудно. Снежный покров нередко отсутствует, или, что бывает чаще, почти весь снег с возвышенных частей острова сдувается ветрами в понижения и в море.
Аральское море не вызывает существенных изменений в климате острова. Влажность воздуха летом на острове очень низкая, всего 40–50 процентов. Вероятность пасмурных дней летом — менее 10 процентов. Дождевые тучи часто обтекают остров из-за сильных восходящих токов горячего воздуха, и над морем идет дождь, а в центре острова — чистое небо и солнце. Не редкость на острове и типичный для пустынь феномен «сухого дождя», когда капли воды испаряются, не долетев до земли.
Очень часты над островом вихри различной силы, поднимающие столбы пыли. Летом по утрам из-за сильных восходящих токов воздуха обычны причудливые миражи.
Растительность. Находясь в подзоне северо-западных пустынь, Барсакельмес покрыт типичной пустынной растительностью: многолетними кустарниками, полукустарничками, ксерофитами и эфемерами. По общему облику растительность острова очень сходна с таковой Устюрта и других арало-каспийских пустынь.
Флора острова содержит примерно 160 видов высших растений, среди которых господствуют представители маревых, сложноцветных, злаков, крестоцветных и бобовых. Большая часть, 9/10 территории острова, занята глинистой полынно-биюргуновой пустыней с редкими кустами саксаула. Из куртинок сизо-серой полыни, темно-зеленых и бурых биюргунов складывается типичная мозаика пустынь; здесь же обычны светло-зеленые или желтовато-белесые дерновины пырея и ковыля. На супесях у песчаных гряд пырей и ковыль с примесью мятлика и мортука образуют лужайки. Деревья саксаула на острове сейчас редко превышают 2 метра высоты. Из-за неумеренной эксплуатации в прошлом некогда богатые саксауловые рощи острова сильно изрежены.
Весной с появлением эфемеров пустыня преобразуется. То тут, то там пестреют тюльпаны, пышные розовые соцветия крупноплодника, фиолетовые герани, желтые цветы леонтицы сомнительной, вздутые шарами плоды которой летом будут хлопать по ногам, как выстрелы. Вокруг кустов, где влажность почвы больше, расцветают нежные хохлатки. Особый вид придает пустыне ревень благодаря его огромным, распростертым по земле листьям и высоким красно-розовым соцветиям. Кое-где в центре плато встречаются участки, поросшие персидской розой.
