big-archive.ru

Большой информационный архив

                       

Озера

Общее понятие. Для всякого озера характерно прежде всего наличие какой-то котловины, наполненной стоячей водой. В отличие от глубоко вдающихся в сушу морских заливов вода озера не имеет непосредственной связи с морем. Кроме того, в озерах почти всегда существует определенная растительная и животная жизнь, теснейшим образом связанная с жизнью озера. Если не считаться с биологической стороной озера, то можно сказать, что озером называется углубление суши, заполненное водой, не имеющей непосредственной связи с морем.

Размеры озер до крайности различны. В одних случаях поверхность озера исчисляется десятками квадратных метров, в других — десятками квадратных километров, а в третьих — тысячами и даже десятками тысяч километров. Примерами больших озер являются: Аральское (около 64 тыс. км2), Верхнее в Северной Америке (более 81 тыс. км2), Каспийское (свыше 424 тыс. км2). Общая площадь всех озер земного шара составляет 2,5 млн. км2, т. е. около 2% всей поверхности суши.

Происхождение озерных котловин. Первой неотъемлемой и наиболее характерной частью озера, как уже говорилось, является его котловина. От размеров и формы котловины зависит глубина и многие другие особенности озер.

Озерная котловина, как и всякая другая форма рельефа, может возникнуть в результате эндогенных или экзогенных процессов, а также тех и других вместе. Примерами первых могут служить все сбросовые котловины, характерные для большинства наиболее глубоких озер земного шара (Байкал 1940 м, Танганьика 1435 м и др.)» котловины-синклинали (шотты южного Алжира) и котловины, образованные деятельностью вулканов (Кроноцкое озеро на Камчатке). Примерами вторых, т. е. возникших под действием внешних сил, служат самые различные котловины, образованные деятельностью моря (лагунные озера), деятельностью рек (старицы, озера дельт), деятельностью подземных вод (карстовые), деятельностью ледников (ледниковые, каровые, моренные) и др.

Немалую рель, особенно в последние годы, в деле образования новых озер играет хозяйственная деятельность человека. Создание новых озер человеком известно с глубокой древности. Достаточно указать хотя бы на оз. Мериса в древнем Египте и некоторые другие искусственные водные бассейны. В настоящее время в связи с реконструкцией рек, с созданием грандиозных водохранилищ, с установкой мощных гидростанций создаются огромные озера в большом количестве. В качестве примера   назовем водохранилище «Московское море» — 327 км2, Рыбинское водохранилище — 4500 км2. Нет сомнения, что в дальнейшем подобных искусственных озер будет создаваться все больше и больше.

Очертание озер. Очертание озер в значительной мере зависит от их происхождения. Наиболее простая форма озера — круглая. Она характерна для вулканических кратерных озер и для некоторых карстовых. Близки к круглым овальные, также характерные для карстовых озер. Широко распространены вытянутые формы, характерные для тектонических сбросовых озер, а также для подпруженных долинных озер. Кроме этих простых форм, встречаются озера с извилистыми берегами. Эти формы характерны для моренных озер.

Форма котловины. Чтобы определить форму озерного ложа, необходимо произвести промеры глубин, и чем сложнее рельеф дна озера, тем больше должно быть промеров.

Промеры неглубоких озер производятся при помощи простого лота, состоящего из длинного шнура с грузом на  конце.    При    спуске    такого    лота

Линии промеров озёр

Проведение изобат

рука легко чувствует тот момент, когда груз коснется дна. Для удобства отсчета на шнуре лота наносятся деления с мерами длины, по которым глубина и определяется. Для измерения глубоких озер применяются глубомеры морского типа, о которых будет сказано позже.

Промеры глубин производятся по прямым направлениям, причем, если озеро округлой формы, то удобнее линии промеров располагать веерообразно, при вытянутых же формах берутся поперечные сечения (рис. 127). После того как промеры произведены, линии промеров наносятся на план (или карту) озера, обозначаются цифрами глубины, а потом пункты одинаковых глубин соединяют изолиниями — изобатами (рис. 128). Изобаты дают хорошее представление о характере рельефа дна озера. Понятно, что чем больше сделано промеров, тем точнее получается картина рельефа дна озера.

Форма котловины вместе с окружающим рельефом местности позволяет нам точнее определить происхождение озера.

Берега озера. В каждом озере различают береговую и глубинную часть. Прибой волн, непрерывно действующий на берега, постепенно меняет их форму. Высокие берега, разрушаясь, как бы отодвигаются от озера, и между ними и озером образуется более или менее отлогое побережье, состоящее из продуктов разрушения берегов.

Побережье — это зона прибоя. Здесь различают сухое побережье, затопляемое волнами только в сильные бури, затопляемое побережье — покрывающееся водой при более высоком стоянии уровня озера, и подводное побережье — всегда находящееся ниже уровня озера.

Между побережьем и глубинной частью лежит так называемая отмель, в которой различают размывную и намывную части. Размывная часть — это зона наиболее сильного движения воды во время прибоя волн. Намывная — область отложения рыхлых материалов, приносимых волнением с береговой части. Вся же остальная часть озера носит название глубинной. К ней относится и тот более крутой склон отмели, который обычно состоит из наиболее мелких, рыхлых материалов и нередко называется осыпью (рис. 129).

Под действием прибоя волн выдающиеся в озеро части берега разрушаются, а глубоко вдающиеся в берег заливы заносятся рыхлыми материалами. Таким образом, под действием волн, берега озера постепенно выравниваются. Последнее может служить одним из признаков, по которому можно судить о возрасте озера.

Схематический профиль подводного озёрного рельефа

Водный баланс озера. Вода поступает в озеро различными путями. Первый путь — это поступление воды из атмосферы. Второй путь — поступление воды из наземных или подземных потоков. Оба эти пути: составляют приходную часть баланса озера. Расход же осуществляется испарением с поверхности озера и стоком. Сток может быть видимый, путем наземного стока и скрытый — путем подземных потоков. Последнее особенно часто наблюдается в карстовых областях.

Озера, имеющие сток, называют сточными, а не имеющие стока — бессточными. Сточные озера обыкновенно бывают и проточными, т. е. имеющими притоки и исток. Бессточные озера чаще всего бывают солеными.

В тех случаях, когда приход превышает расход, уровень озера повышается. При этом следует отметить, что озера, не имеющие стока, повышают уровень значительно быстрее. В сточных же озерах процесс повышения уровня происходит очень медленно.

Колебания уровня озер. Суточные колебания у больших озер обыкновенно отсутствуют. Только в горах в связи с таянием снегов и льдов уровень озер к вечеру повышается, а к утру понижается. Годовое колебание выражено значительно сильнее. Оно чаще всего бывает связано с условиями климата. Кроме того, наблюдаются еще так называемые вековые колебания, связанные с колебаниями климата, с тектоническими причинами, с влиянием человека и др.

Волнение. Под влиянием ветра на озерах образуются волны, которые в зависимости от величины озера, очень различны. Волнение на озерах, по сравнению с морями, много слабее. Даже на таких озерах, как Байкал, наибольшая высота волн обыкновенно не превосходит 2,5 м. Близость берегов создает большое количество отраженных волн, которые, встречаясь с ветровыми волнами, нередко образуют так называемую толчею (беспорядочные волны с крутыми склонами).

Сейши. На больших озерах в некоторых случаях наблюдаются очень своеобразные движения воды, выражающиеся подъемом уровня в одной части озера и одновременным опусканием в другой. Эти движения, отчасти напоминающие качание весов, называют стоячими волнами, или сейшами. Так, например, на Женевском озере 26 марта 1891 г. в течение суток наблюдался целый ряд колебаний (каждое колебание 23 минуты), причем подъем достигал 20 см. Причиной, вызвавшей такое колебание, явилось резкое изменение давления атмосферы в одной части озера. Давление атмосферы нарушило равновесие воды в озере, которая дальше продолжала «качаться» наподобие коромысла весов. Наибольшие амплитуды колебаний на Женевском озере достигали 2 м.

Течения. Течения на озерах наблюдаются сравнительно редко и носят совсем иной характер по сравнению с морскими течениями. Здесь они могут быть связаны с оттоком вод (Онежское озеро в сторону истока Свири, Ладожское в сторону Невы). В других случаях течения вызываются ветрами или местным различием в уровнях (сильное течение на Каспии и Кара-Богаз-Голе).

Температурные условия озер. Озера получают   тепло    непосредственно    от

Частичная циркуляция

Солнца, а также от теплоты надводного слоя воздуха. Кроме того, некоторое количество тепла приобретается при конденсации водяных паров из воздуха (скрытая теплота). Понятно, что наибольшее значение имеют две первые причины.

Расход тепла осуществляется путем излучения, отдачей тепла воздуху, затратой на испарение.

Известно, что наибольшей плотностью пресная вода обладает при 4°С. Таким образом, в наших умеренных странах, где температура поверхности воды колеблется от 0 до 10—15° и более, в нижних слоях всегда будет господствовать температура наибольшей плотности воды, т. е. 4°С.

В жарком и холодном поясах температурный режим озер будет несколько иным. Так, например, в жарком поясе в течение всего года температура верхних слоев будет выше нижних.

Замерзание и вскрытие озер. В наших широтах в конце лета или в начале осени верхние слои воды начинают охлаждаться и, приобретая большую плотность, погружаются. Погружение продолжается до той глубины, плотность воды которой соответствует плотности охлажденной воды (рис. 130). Это явление называют частичной циркуляцией. Частичная циркуляция будет продолжаться до тех пор, пока вся толща воды не достигнет 4°, т. е. не приобретет одну и ту же плотность. При дальнейшем охлаждении поверхности плотность верхних слоев понижается и благодаря этому верхний слой остается на месте. Когда температура верхнего слоя достигнет 0°, начинается замерзание. Таким   образом,   замерзание озера может начаться лишь в том случае, когда устанавливается так называемая обратная термическая стратификация, т. е. когда верхние слои воды будут иметь понижающиеся вверх температуры от 4 до 0°. Обратная стратификация, как правило, захватывает лишь поверхностные слои воды.

Замерзание при спокойной погоде протекает обычным путем. Сначала образуются ледяные иглы, которые постепенно смерзаются в ледяную пленку. Ледяная пленка постепенно утолщается, образуя пластинчатый лед. При волнении образуется так называемый блинчатый лед, т. е. из ледяных кристаллов получаются ледяные «лепешки», которые смерзаются уже потом, при тихой погоде.

Глубокие озера, в которых большая масса воды требует большего времени для установления обратной стратификации, замерзают значительно позже. Так, например, Байкал замерзает только в начале января. Так же поздно замерзают Ладожское, Онежское и другие крупные и глубокие озера.

В течение зимы утолщение льда происходит снизу, а весеннее таяние под действием лучей Солнца начинается сверху.

Химический состав озерной воды. По составу и количеству солей, растворенных в воде, различают озера пресные и соленые. Пресными считают те, в которых общее содержание солей менее 10/00. В пресных водах преобладают углекислые соли (карбонаты). В отличие от рек карбонаты в озерных водах распределены неравномерно. Различные соли, в связи с различной температурой и давлением, содержат различное количество углекислых солей.

Соленые озера по своему составу очень разнообразны. Чаще всего встречаются озера с преобладанием хлористых солей (NaCl, MgCl2), с примесью сернокислого натрия (Na2SO4) и магния (MgSO4). В качестве примеров можно указать на Эльтон, Баскунчак, Мертвое море и др. Нередко к хлористым солям примешивается значительное количество углекислого натрия (Na2СОз) — это так называемые содовые озера. Реже встречаются борные озера, содержащие буру (Na2B4O7). Такие озера известны в Иране, Центральной Азии, Калифорнии и др.

Степень солености озер также очень разнообразна, что хорошо можно видеть по приложенной таблице (в °/оо).

При условии перенасыщения соляных растворов соль выделяется кристаллами, которые осаждаются на дне озер и образуют толщи твердых соляных осадков. Соленые озера, на дне которых осаждается соль, называют самосадочными. Наиболее известными самосадочными озерами у нас в СССР являются Эльтон и Баскунчак.

Органическая жизнь озера. В подавляющем большинстве случаев озера имеют богатую растительность и животный мир. Береговая область, отличающаяся значительной подвижностью воды и наибольшим количеством питательных веществ, имеет обыкновенно самую богатую флору и фауну. В затопляемой зоне побережья, на глубинах, не превосходящих 1 м, обыкновенно развиваются заросли осоки (Сагех), ситника (Heleocharia), стрелолиста (Sagittaria Sagitifolia) и других болотно-водяных растений (рис. 131).

Схема поясов растительности мелких водоёмов

Эти заросли в зависимости от условий создают сплошной или несплошной (прерывистый) первый прибрежный пояс. Вторым поясом являются обычно камышовые заросли, в состав которых чаще всего входят тростник (Phragmites communis), камыш (Scirpus), водяной хвощ (Equisetum linosum) и некоторые другие. Камышовые заросли развиваются на глубинах, не превышающих 2—3 м. Третий пояс состоит из растений с плавающими листьями: водяных лилий (кувшинок — Nyrnphaea), плавающего рдеста  (Potamogeton) и др.

Озера нашей таежной и лесотундровой зоны, кроме представителей высших растений, нередко имеют огромные заросли мхов. Чаще других встречается так называемый торфяной мох (Sphagnum). Он характерен для озер с малым содержанием карбонатных и других солей.

Прибрежные пояса растительности обычно являются местом богатейшей жизни животных, начиная от простейших и кончая рыбами и водяными птицами самых различных пород.

В глубинной части, где доступный для растительности грунт отсутствует, господствуют растительный и животный планктон (т. е. организмы, пассивно переносимые водой) и нектон (т. е. животные, движущиеся самостоятельно). Из растений это самые различные водоросли, из животных — простейшие, многочисленные мелкие ракообразные, насекомые и самые различные виды рыб.

Донные отложения озера. В свое время уже говорилось, что волны прибоя разрушают возвышенные берега озера и отлагают продукты разрушения в зоне побережья. Кроме того, здесь же отлагаются самые различные рыхлые материалы, приносимые временными и постоянными притоками. В результате в зоне побережья накапливаются значительные толщи грубого озерного и речного аллювия (пески, галька, валуны и др.). Особенно много таких материалов отлагается при устьях крупных притоков. В качестве примера можно указать на дельты Волги, Сыр-Дарьи, Аму-Дарьи, Селенги (притока Байкала) и многие другие.

Помимо механических осадков, на дне озер может происходить накопление отложений органического и химического происхождения. К первым относятся различные торфа, сапропель, диатомиты и др. Ко вторым — озерные руды и озерный мел.

Основные стадии жизни озера. В результате деятельности волн прибоя, наносов притоков, органической и химической жизни озера озерная котловина постепенно заполняется отложениями, зарастает и превращается в болото. Таким образом, каждое озеро переживает своеобразные периоды жизни и в конце концов как бы умирает, т. е. перестает быть озером. Различают четыре основных периода, или стадии в жизни озера.

1. Стадия юности — когда первоначальный рельеф озерной котловины почти не изменился.

2. Стадия зрелости — когда уже выработана   береговая отмель,  есть конусы дельт, но неровности дна еще не выровнены отложениями.

3. Стадия старости — когда отложения   выровняли  дно озера,  когда оно сплошь окружено откосами осыпей и склонами  дельт.  Для   пресных озер характерно широкое  развитие  водной   растительности  в зоне   побережья.

4. Стадия угасания и смерти озера — озеро становится мелким, причем   растительность   захватывает   большую   часть   поверхности   озера. В дальнейшем   подводная флора сменяется надводной болотной растительностью, т. е. озеро переходит в болото.

Однако не всегда озера переживают все эти стадии. При значительном уклоне русла мощный исток может прорезать один из краев озерной котловины и спустить озеро. Тогда на месте осушенного озера остается котловина, по дну которой протекает речка — бывший исток озера. Подобных спущенных озер особенно много в областях ледниковых наносов. Здесь нередко можно встретить речные долины четкообразной формы, причем расширенные части долин обычно являются котловинами спущенных озер. Понятно, что озера могут быть спущены при любой стадии в зависимости от характера истока.

Географическое распространение озер. Общая площадь озер в среднем составляет около 2% всей поверхности суши. Озера распространены повсеместно и существуют при самых различных условиях. В то же время следует отметить, что распространены они крайне неравномерно. Так, например, в области древнего оледенения Европы на площадь озер приходится уже не 2, а 4%, в Финляндии около 15%, а в некоторых районах Вилюйской котловины до 20%. Вообще нужно отметить, что большинство озер распределяется большими группами, образуя различные озерные области.

Озера, находящиеся в одной области, обычно имеют сходные климатические и геологические условия и генетически могут быть отнесены к одному и тому же типу.

 

Предыдущая глава ::: К содержанию ::: Следующая глава

 

                       

  Рейтинг@Mail.ru    

Внимание! При копировании материалов ссылка на авторов книги обязательна.