Что такое оз по географии. Крупнейшие озера земли
ОЗЕРО
водоем, окруженный сушей. По размерам озера варьируют от очень крупных, таких как Каспийское море и Великие озера в Северной Америке, до крошечных водоемов площадью несколько сотен квадратных метров и даже меньше. Вода в них может быть пресной, как в оз. Верхнем, или соленой, как в Мертвом море. Озера встречаются на любых высотах, от самой низкой на Земле абсолютной отметки на поверхности суши -408 м (Мертвое море) и почти до самой высокой (в Гималаях). Некоторые озера не замерзают круглый год, тогда как другие, например оз. Ванда в Антарктиде, большую часть года скованы льдом. Многие озера существуют постоянно, а другие (например, оз. Эйр в Австралии) - лишь изредка заполняются водой. Несмотря на разнообразие, озера всех типов имеют ряд общих физических, химических и биологических характеристик и подчиняются многим общим законам. Поэтому изучением озер во всем их многообразии и во всех аспектах занимается одна научная дисциплина - озероведение, или лимнология (от греч. lmn - озеро, пруд и logos - слово, учение). Вероятно, наилучший путь к пониманию природы озер заключается в том, чтобы рассматривать их не только как формы рельефа, но и как водные экосистемы, в которых взаимодействие всех компонентов приводит к установлению наблюдаемых условий и где изменение одной характеристики вызывает более или менее значительные изменения во всех прочих компонентах экосистемы. В этом смысле озера подобны океанам, однако между ними существуют и различия: озера меньше по размерам и более уязвимы к внешним воздействиям, включая естественные климатические изменения. Возраст является одним из существенных различий между озерами и океанами. Лишь немногие из ныне существующих озер, такие как Танганьика или Байкал, имеют возраст в несколько миллионов лет. Большинство озер, вероятно, моложе 12 тыс. лет, а озера, созданные человеком - искусственные водохранилища, - насчитывают всего несколько десятков лет.
ВОСТОЧНОЕ ПОБЕРЕЖЬЕ ОЗ. ТАНГАНЬИКА, приуроченного к Восточно-Африканской зоне разломов.
ПРОИСХОЖДЕНИЕ ОЗЕРНЫХ КОТЛОВИН
Озера заполняют котловины, которые имеют разный генезис. Поскольку процессы формирования этих котловин часто зависят от местных условий, озера концентрируются в определенных районах, например в Озерном округе на северо-западе Англии, озерном районе в Австрии и обширном поясе озер, охватывающем штаты Миннесота, Висконсин и Мичиган. На формирование озерных котловин влияют тектоническая активность, вулканизм, оползни, ледниковые процессы, карст и суффозия, флювиальные процессы, эоловые процессы, береговые процессы, аккумуляция органогенных отложений, подпруживание водотоков человеком или бобрами и падение метеоритов. Древнейшие и самые глубокие из ныне существующих озер возникли под влиянием тектонической активности, однако большинство озер образовалось благодаря ледниковым процессам. Тем не менее роль других перечисленных факторов тоже немаловажна.
Тектоническая активность. Тектонические впадины возникают в результате движений земной коры, и многие озерные бассейны тектонического происхождения занимают большую площадь и имеют древний возраст. Как правило, они очень глубокие. Тектонические процессы проявляются по-разному. Например, Каспийское море приурочено к прогибу на дне древнего моря Тетис. В неогене произошло поднятие, в результате которого обособилась Каспийская впадина. Ее воды постепенно опреснялись под воздействием атмосферных осадков и речного стока. Котловина оз. Виктория в Восточной Африке образовалась в результате сводового поднятия окружающей суши. Большое Соленое озеро в штате Юта тоже возникло благодаря тектоническому поднятию территории, через которую прежде осуществлялся сток из озера. Тектоническая активность часто приводит к образованию разломов (трещин в земной коре), которые могут превратиться в озерные котловины, если в этом районе затем произойдет взброс или если опустится блок, заключенный между разломами. В последнем случае говорят, что озерная котловина приурочена к грабену. Такое происхождение имеют несколько озер в пределах Восточно-Африканской рифтовой системы. Среди них - оз. Танганьика, образовавшееся ок. 17 млн. лет и отличающееся очень большой глубиной (1470 м). На продолжении этой системы к северу находятся Мертвое море и Тивериадское озеро. Оба они очень древние. Максимальная глубина Тивериадского озера в настоящее время составляет всего 46 м. К грабенам приурочены также озера Тахо на границе штатов Калифорния и Невада в США, Бива (источник пресноводного жемчуга) в Японии и Байкал, вмещающий крупнейшую в мире массу пресной воды (23 тыс. км3), в Сибири.
Вулканическая деятельность приводит к образованию разнообразных озерных котловин - от небольших кратеров округлой формы с низкими бортами (мааров) до крупных глубоких кальдер, формирующихся при излиянии магмы через боковой кратер, расположенный вблизи вершины вулкана, что приводит к обрушению вулканического конуса. Наглядным примером кальдерного озера является оз. Крейтер в Орегоне, образовавшееся при извержении вулкана Мазама ок. 6000 лет назад. Это живописное озеро почти округлой формы имеет глубину 608 м (седьмое в мире по глубине). Посреди озера расположен остров Уизард, возникший в результате более позднего извержения. Озера подобного типа встречаются в Японии и на Филиппинах. В вулканических районах озерные котловины могут также формироваться, когда горячая лава вытекает из-под более холодного поверхностного лавового горизонта, что способствует проседанию последнего (так образовалось оз. Йеллоустон), или в случае подпруживания рек и ручьев лавой или грязевым лавовым потоком при извержении вулканов. Именно так возникли котловины многих озер в Японии и Новой Зеландии.
Оползни , подпруживая водные потоки, способствуют образованию озер. Однако если запруда разрушится или вода перельется через нее, эти озера вскоре исчезают. Например, в 1841 р.Инд на территории современного Пакистана была подпружена оползнем, возникшим в результате землетрясения, а через шесть месяцев "плотина" рухнула, и озеро длиной 64 км и глубиной 300 м было спущено за 24 часа. Озеро такого типа может оставаться стабильным, только если избыток воды отводится через устойчивые к эрозии твердые породы. Так, например, Сарезское озеро, образовавшееся на Восточном Памире в 1911, существует до сих пор и имеет глубину 500 м (десятое место по глубине среди озер мира). Ледниковая деятельность является наиболее эффективным фактором создания озерных котловин. Покровные ледники мощностью несколько километров, покрывавшие в геологически недавнее время большую часть Северной Америки и значительную часть Северной Европы, разными способами формировали озерные котловины, и большинство озер в этих районах имеет ледниковое происхождение. Например, много озер приурочено к котловинам выпахивания, которые образовались при движении ледников по разнородной поверхности. При этом ледники сносили рыхлые отложения. Тысячи озер, заполнивших такие котловины, встречаются на территории северной Канады, Норвегии и Финляндии, где занимают значительные площади.
Каровые озера расположены на склонах гор в верховьях трогов. Для них характерны котловины, по форме напоминающие амфитеатры. В образовании лож таких озер принимают участие и процессы морозного выветривания. Фьордовые озера имеют вытянутую форму, крутые берега и U-образный поперечный профиль. Они занимают понижения на дне речных долин, переработанные и переуглубленные крупными ледниками. Наглядные примеры озер такого типа - Лох-Несс в Шотландии и многие озера Норвегии. Отчасти ледниковыми процессами была сформирована группа озер, радиально расходящихся из одного центра в Озерном округе на северо-западе Англии. Сходное происхождение имеют и крупные озера северной Канады - Атабаска, Большое Медвежье и Большое Невольничье. Глубина последнего достигает 640 м. Даже котловины Великих озер, имеющие сложный генезис, испытали воздействие ледников. Кроме того, озера образуются при подпруживании речных долин моренами. Наконец, во время отступания ледников под толщей отложений, вынесенных талыми ледниковыми водами за пределы ледника, оказались погребенными огромные глыбы мертвого льда. Многие из них растаяли только спустя сотни лет, когда улучшился климат, и на их месте возникли котловины, заполнившиеся водой.
См. также ЛЕДНИКИ .
Карст и суффозия.
Карстовые озера образуются, когда такие растворимые минералы и горные породы, как известняк, гипс и каменная соль, выносятся водой, причем формируются либо котловины на поверхности, либо подземные пустоты, кровля которых затем проваливается. Эти озера не обязательно бывают мелкими: так, оз. Жирот во Французских Альпах имеет глубину 99 м при площади всего 57 га.
Флювиальные процессы.
В результате деятельности рек озера образуются несколькими способами: водобойные колодцы возникают у подножий водопадов; западины вырабатываются в скальном грунте текучими водами под воздействием процесса эворзии (когда высверливаются ямы за счет трения камней и другого абразивного материала о дно в водоворотах); преграждаются русла рек в ходе выноса речных наносов другими реками и их аккумуляции. Например, р.Миссисипи образовала оз. Сент-Крой около Сент-Пола (шт. Миннесота), подпрудив р.Сент-Крой, но затем сама была запружена ниже по течению наносами р.Чиппева, и в результате образовалось оз. Пепин. Наконец, в долинах с хорошо развитыми поймами, например, в долине р.Миссисипи в штатах Луизиана и Арканзас, в результате прорыва шеек меандров и русловых процессов отчленяются старичные озера, имеющие форму крупных извилин.
Эоловые процессы.
В котловинах эолового происхождения встречаются озера, подпруженные эоловыми песками или заключенные среди дюн. Различают также дефляционные озера, приуроченные к котловинам выдувания, которые распространены в аридных или семиаридных районах Техаса, Южной Африки и Австралии. Происхождение дефляционных озер, иногда называемых плайями, не до конца выяснено, но, возможно, они иногда формируются за счет совместного действия ветрового выдувания и раскапывания грунта животными, которые используют их для водопоя.
Береговые процессы.
При перемещении вдольберегового потока наносов морские бухты могут отчленяться песчаными барами и превратиться в озера. Если такой бар остается стабильным, образовавшееся соленое озеро затем опресняется. Процессы аккумуляции органогенных отложений. Озеро Окичоби во Флориде - одно из наиболее известных озер, образованных в результате таких процессов. Хотя его котловина возникла при поднятии впадины на дне моря, первоначально оз. Окичоби было подпружено густой водной растительностью и скоплением ее остатков. Подпруживание водотоков человеком или бобрами. Плотины, построенные бобрами, могут достигать больших размеров - длиной более 650 м, - но они недолговечны. Непреднамеренная деятельность человека привела к созданию тысяч озер на месте карьеров и горных выработок, и, кроме того, специально строились плотины. При сооружении крупных плотин в Африке, возникли огромные водохранилища, в том числе Насер на р.Нил, Вольта на р.Вольта и Кариба на р.Замбези. Некоторые плотины возводились с целью производства электроэнергии для выплавки алюминия на базе крупных местных залежей бокситов.
Воздействие метеоритов.
Вероятно, наиболее редкими и необычными озерными котловинами являются впадины, образованные в результате падения метеоритов. Достоверно выяснено, что одно из озер п-ова Унгава в пров. Квебек (Канада) приурочено к метеоритному кратеру Нуво-Квебек. Это округлое озеро расположено среди озер ледникового происхождения, имеющих неправильную форму.
ИСТОЧНИКИ ОЗЕРНЫХ ВОД
Чтобы называться озерной, котловина, образованная одним из описанных выше способов, безусловно, должна хотя бы эпизодически заполняться водой, которая может попадать в озеро различными путями. Во многие крупные озера в гумидных регионах значительная часть воды может поступать непосредственно от атмосферных осадков, выпадающих на поверхность озер. Например, питание оз. Виктория в Восточной Африке примерно на 75% атмосферное. Главным источником воды более мелких озер или озер более аридных районов обычно служит поверхностный сток рек и ручьев. Озера могут питаться грунтовыми водами, выходящими в подводной части озерной котловины. Многие озера, в частности ледникового происхождения, приурочены к котловинам, выработанным в толщах рыхлых водоносных отложений, и расположены ниже уровня грунтовых вод. В этом случае вода попадает в озеро или вытекает из него, просачиваясь через борта котловины. Существуют также ключевые озера, хотя бы частично получающие питание от подводных родников. Иногда из источников в озеро поступает огромное количество солей, захваченных при прохождении водотока через легкорастворимые породы (например, в Тивериадском озере). Самые пресные воды характерны для озер, питающихся исключительно атмосферными осадками. Тем не менее соленость озер зависит также от того, каким образом вода покидает озеро. Содержание минеральных солей в проточных озерах обычно близко их концентрации в питающем потоке. Озера, в котловинах которых происходит фильтрация воды как в озеро, так и из него, обычно пресные. Однако некоторые озера имеют приток воды, но не имеют стока, и вода лишь испаряется с их поверхности, в результате чего в водоемах повышается концентрация растворимых солей. В таких бессточных, или "закрытых", озерах (в противоположность "открытым") часто формируются высокоспециализированные сообщества растений и животных, например некоторых ракообразных или насекомых. Еще одним фактором, влияющим на соленость озер, является количество атмосферных осадков. Наконец, важное значение имеет характер горных пород, среди которых расположены озера. Так, озера в области Канадского щита в основном очень пресные, поскольку породы, по которым происходит сток воды, совершенно не растворимы. Существенным аспектом водного баланса озер являются темпы водообмена. Эта характеристика определяется либо временем полной смены воды в озере (в годах), который выражается через отношение объема озера к годовому стоку воды из него, либо через обратную величину, называемую коэффициентом водообмена водоема. Время полной смены воды может быть очень коротким - одна неделя и менее, что соответствует коэффициенту водообмена 50 раз в год - у водохранилищ, расположенных на реках выше плотин, но может быть и длительным - до 500 лет, с годовым коэффициентом водообмена 0,002 (как у оз. Верхнего). Водоемы с более коротким циклом полной смены воды (и, соответственно, с высокими коэффициентами водообмена) быстрее очищаются от загрязняющих веществ и в целом имеют более низкие их концентрации.
ВЕЩЕСТВА, РАСТВОРЕННЫЕ В ОЗЕРНЫХ ВОДАХ
Вода является превосходным растворителем, и поэтому в озерных водах содержится много растворенных веществ. Примечательно, однако, что подавляющая масса этих веществ в большинстве озер представлена ограниченным числом соединений, а именно, положительно заряженными ионами (катионами) кальция, магния, натрия и калия и отрицательно заряженными ионами (анионами), состоящими из углерода и кислорода (бикарбонаты), серы и кислорода (сульфаты) и хлора (хлориды) (обе группы ионов перечислены в порядке убывания их содержания). Эти семь ионов составляют от 90 до 95% общего количества растворенных веществ в водах большинства озер, а их суммарная концентрация, обычно измеряющаяся в миллиграммах на литр (мг/л), характеризует соленость (минерализацию) воды. Другие вещества, например элементы питания растений (азот и фосфор) и металлы (железо и марганец), присутствуют в существенно меньших количествах, так что их концентрации измеряются в микрограммах на литр (мкг/л). В бессточных озерах испарение приводит к изменению состава солей. Озера называются хлоридными, сульфатными или карбонатными в зависимости от того, какие анионы накопились в них в наибольшем количестве под воздействием испарения или атмосферных осадков.
СТРАТИФИКАЦИЯ ОЗЕРНЫХ ВОД
В некоторых озерах, особенно в мелководных или подверженных воздействию сильных ветров, вообще отсутствует заметная стратификация воды. Это означает, что водные массы более или менее постоянно перемешиваются под действием ветра и довольно однородны по всем параметрам. Однако для большинства глубоких озер и тех, которые находятся в ветровой тени, характерна отчетливая стратификация водной толщи по физическим свойствам, в результате которого менее плотные воды располагаются над более плотными. Такая стратификация существенно отражается на химическом составе и биологии озер.
При взаимодействии солнечной энергии с водой последняя приобретает уникальное свойство: ее плотность достигает максимальной величины (1,0) при температуре ок. 4° С, постепенно уменьшаясь как при повышении, так и при понижении температуры. В озерах солнечный свет используется растениями для фотосинтеза, а животными - чтобы видеть под водой. Свет влияет также на вертикальные миграции некоторых организмов, но главный результат воздействия солнечной энергии - нагревание воды. Приток энергии от Солнца значителен. Приход солнечной энергии в течение одного летнего дня может достигать 500 кал на 1 см2 поверхности озера. Часть этой энергии отражается от зеркала озера, часть рассеивается водной поверхностью в пространство, а часть поглощается водой и превращается в тепловую энергию. Эта тепловая энергия частично излучается вновь в атмосферу или затрачивается на испарение. Нагревается главным образом верхний слой воды толщиной несколько метров, поскольку радиация быстро поглощается по мере ее проникновения вглубь. Нагревание приводит к расширению воды в этом верхнем слое, отчего ее плотность уменьшается по сравнению с плотностью нижележащих холодных слоев. Нагретая вода скапливается поверх холодных и потому более плотных вод. Однако ранней весной, особенно в районах с умеренным климатом, температура воды в целом остается низкой, так что уменьшение плотности, обусловленное таким нагреванием, незначительно, и ветер перемешивает нагретую воду во всей ее толще. Позже, по мере возрастания прихода солнечной энергии, температура воды в озере в целом повышается, и снижение плотности на единицу приращения температуры становится больше, равно как увеличивается и объем нагретого приповерхностного слоя воды. В конечном счете ветер уже не способен перемешивать всю водную массу, и приход солнечной энергии сосредоточивается в нескольких верхних метрах воды. В результате озерные воды оказываются разделенными на два горизонта: верхний, менее плотный, теплый - эпилимнион, и нижний, более плотный, холодный - гиполимнион. Промежуточный слой, в котором происходит быстрое понижение температуры с глубиной, называется металимнионом, или термоклином. Такая стратификация определяется скорее плотностью воды, чем ее температурой. Поскольку в тропических регионах, где температура воды в целом выше, изменения плотности намного больше (см. график), и разность температур между эпилимнионом и гиполимнионом может быть значительно меньше, чем в районах с умеренным климатом. В любом случае, если плотность воды в эпилимнионе и гиполимнионе различается на величину от 0,001 до 0,003, достигается заметная устойчивая стратификация. Столь небольшие различия позволяют озерным водам противостоять перемешиванию даже под воздействием сильных ветров. В конце лета, когда дни становятся короче, а поступление солнечной радиации уменьшается, верхний слой воды остывает, становится плотнее и вскоре вместе с нижележащими водами подвергается ветровому перемешиванию, из-за чего мощность эпилимниона увеличивается. Этот процесс продолжается до тех пор, пока температура воды по всей глубине озера в результате перемешивания не сравняется с температурой гиполимниона или не станет близкой к ней. В тропических районах, где температуры постоянно выше 0° С, такого рода циркуляция озерных вод может продолжаться на протяжении всей зимы. Однако там, где зимние температуры воздуха опускаются ниже 0° С, озерные воды продолжают остывать и перемешиваться до установления температуры 4° С. Если в дальнейшем поверхностные воды охлаждаются ниже этой температуры, соответствующей максимальной плотности воды, они вновь становятся легче и остаются на поверхности, создавая в озере стратификацию, которая не только зависит от плотности, но и связана обратной зависимостью с температурой. Сковывание льдом водной поверхности оказывает стабилизирующее воздействие, и такая стратификация сохраняется на протяжении всей зимы, пока весной вновь не произойдет полное перемешивание озерных вод. Таким образом, обычно в годовом цикле озер выделяются периоды летней и зимней стратификации и весеннего и осеннего перемешивания озерных вод. В большинстве озер в зависимости от климатических особенностей региона стратификация устанавливается один или два раза в год или же вообще не устанавливается на более или менее заметный срок. Однако стратификация других озер сохраняется постоянно, обычно вследствие того, что плотность глубинных вод повышается не за счет температурных различий, а скорее из-за более высокой концентрации растворенных химических соединений. Такие озера, в отличие от периодически полностью перемешиваемых, называются частично перемешиваемыми, поскольку в нижнем слое перемешивание не происходит. Такой же слой может существовать в очень глубоких озерах, как, например, Танганьика, где сезонная динамика температур воздуха протекает столь быстро, что вода в озере не успевает полностью перемешаться. Свойство озер накапливать тепло в течение лета и отдавать его зимой может оказывать существенное смягчающее воздействие на местный климат. Это особенно справедливо для крупных озер, таких как Великие. Например, оз. Мичиган ежегодно поглощает и затем отдает более 50 ккал тепла на 1 см2 своей поверхности.
ГИДРОДИНАМИКА ОЗЕР
Движение воды в озерах значительно отличается от высокоамплитудных приливо-отливных и мощных океанических течений. Только в таких крупнейших озерах, как Верхнее и Мичиган, существуют постоянные течения, но даже в них практически отсутствуют приливо-отливные колебания (их амплитуда в оз. Верхнем составляет лишь 3 см). Тем не менее под воздействием температурного градиента, впадающих водотоков и ветров в озерах совершается движение воды. Например, в конце лета, когда ночью с поверхности озер происходит отдача тепла в атмосферу, вода, охлаждаясь таким образом, становится тяжелее и опускается по направлению к гиполимниону, смешиваясь с его верхним слоем. Это один из основных механизмов разрастания эпилимниона в глубину, который приводит к полному перемешиванию воды осенью. Когда в стратифицированное озеро впадает река, либо в поверхностном слое, либо на средних глубинах возникает стоковое течение. Поверхностные течения формируются, когда воды притока имеют меньшую плотность, чем воды самого озера, как, например, летом при впадении р.Иордан в Тивериадское озеро. Среднеглубинные течения образуются, если водоток устремляется вниз к слоям, соответствующим его собственной плотности. Если одновременно происходит сток воды сквозь плотину, такое течение может распространяться на большие расстояния и переносить воды со специфическими свойствами (например, с более высоким или более низким содержанием ила) через все водохранилище. Если плотность водотока выше плотности любого слоя озерной воды, он опустится на дно и образует придонное течение. При этом возможно даже формирование подводного русла, как, например, при впадении р. Роны в Женевское озеро. Под влиянием ветра возникает несколько типов движений озерных вод. Один из них - вихревое ветровое течение (или циркуляция Лэнгмюра) - отчетливо выделяется на поверхности озер чередованием гладких и покрытых мелкой рябью полос. Когда дует ветер, вода перемещается по ветру и образует цилиндрические завихрения, оси которых параллельны как направлению ветра, так и поверхности озера. В одних вихрях движение происходит по часовой стрелке, а в других - против часовой стрелки. В результате формируются продольные (вытянутые по ветру) зоны конвергенции (встречного и нисходящего движения воды), чередующиеся с продольными же зонами дивергенции (восходящего и расходящегося движения воды). Зоны дивергенции находятся на некотором расстоянии одна от другой (например, от 5 до 15 м). Они легко распознаются как гладкие полосы, поскольку пузыри, пыль и другие плавающие предметы собираются вдоль зон конвергенции, где вода опускается, но скорость ее недостаточна для того, чтобы увлечь этот материал за собой. Другой тип движения воды происходит, когда ветер постоянно дует над поверхностью озера. Поскольку вода перемещается по ветру, уровень воды в дальнем конце озера несколько поднимается, что приводит к формированию компенсационного течения - либо вдольберегового, если озеро мелкое, либо, в более глубоких озерах, противоположно направленного и проходящего на некоторой глубине от поверхности. Однако, если ветер стихнет, в результате нагона воды к дальнему берегу компенсационное течение образуется на поверхности озера, и вода перемещается то в одну сторону, то в другую, пока эти колебания не затухнут. Такие поверхностные движения воды с переменным направлением называются поверхностными сейшами. На больших озерах их высота может превышать несколько метров. Сейши могут наносить огромный ущерб низменным прибрежным районам. К счастью, такие сейши затухают довольно быстро, и озера возвращаются в обычное состояние. Если озеро очень глубокое или имеет четкую стратификацию, может возникнуть другой тип движения воды, называемый внутренними сейшами. Когда вода перемещается по ветру, ее уровень повышается приблизительно на 1 мм на каждый погонный километр. Если ветер устойчив, то равновесие водной массы нарушается. Как у нагонного, так и сгонного берегов озера теплые менее плотные водные массы располагаются над холодными и более плотными, но у нагонного берега слой воды больше на несколько миллиметров. Чтобы уравновесить избыток давления, создаваемого этим добавочным слоем воды, более плотные придонные воды перемещаются против ветра к противоположному берегу озера, а менее плотные поверхностные воды движутся по ветру. Это приводит к перекосу термоклина: с подветренной стороны озера он приподнимается. Однако, поскольку разница плотности поверхностных и придонных вод составляет часто всего ок. 0,001 средней плотности воды, изменение соотношения этих двух типов воды, необходимое для уравновешения сдвига, превосходит величину нагона примерно в 1000 раз. Поэтому перекос термоклина очень велик по сравнению с величиной нагона: на таких крупных озерах, как Байкал, он может достигать или превышать 150 м. Когда ветер прекращается, поверхностные сейши быстро выравнивают уровень воды, однако озеро вновь оказывается в неравновесном состоянии из-за перекоса термоклина. В результате поверхностные и придонные воды продолжают свои колебания, причем термоклин, как маятник, меняет наклон то в одну, то в другую сторону, пока, наконец, это движение не затухнет, и озеро не придет в состояние внутреннего равновесия. Продолжительность таких колебаний определяется параметрами озерной котловины, но она значительно больше, чем период затухания поверхностных сейш, и, например, на оз. Байкал может достигать 30 дней. Примечательно, что в результате таких колебательных движений придонных вод происходит лишь незначительное вертикальное перемешивание, но при этом вода переносится на большие расстояния по горизонтали и может даже вступать в контакт с донными отложениями и изменять свои химические свойства. Кроме того, такие движения способствуют переносу загрязняющих веществ, сброшенных в верхнюю часть придонного слоя воды у одного берега озера, на многие километры в другое место, где, возможно, осуществляется водозабор для промышленных или бытовых нужд. При некоторых условиях внутренние сейши могут даже приводить к тому, что глубинные воды с очень низким содержанием растворенного кислорода достигают поверхности озера вблизи берега, где из-за этого происходит замор рыбы. Такое явление периодически наблюдается в Тивериадском озере с характерным 24-часовым периодом внутренних сейш, совпадающим с суточной периодичностью летних ветров.
ЖИЗНЬ ОЗЕР
В озерах обитает множество разнообразных живых организмов - от вирусов и бактерий до пресноводных тюленей и акул. Эти организмы не только подвержены воздействию физических и химических свойств среды обитания, но и сами оказывают влияние на нее, особенно в стратифицированных озерах. В озерах существуют три типа местообитаний: зона контакта атмосферы и воды, зона контакта донных отложений и воды и собственно водная толща. В каждой зоне встречается набор организмов, приспособленных к специфическим условиям данного типа местообитания.
Зона контакта атмосферы и воды. Организмы, обитающие в этой зоне, носят собирательное название "нейстон" (от греч. neusts - плавающий). Хотя эти организмы и интересны сами по себе, группа в целом довольно малочисленна. Наиболее известными ее представителями являются клопы-водомерки, жуки-плавунцы и личинки комаров, которые висят, прикрепившись к поверхностной пленке воды.
Зона контакта донных отложений и воды. Совокупность организмов, обитающих в этой зоне, называется бентосом (от греч. bnthos - глубина). Эта группа включает как растения, так и животных. Растения, обычно известные как водные, или макрофиты, обитают на мелководьях, где им доступен свет, и образуют определенную зональность. На дне вдоль кромки озера растут полупогруженные макрофиты, включающие осоки и рогоз. Далее от берега и несколько глубже укореняются такие макрофиты, как, например, кувшинки с длинными стеблями, увенчанными плавающими листьями, через которые поглощается углекислый газ из атмосферы. Еще дальше от берега, на большей глубине произрастают полностью погруженные в воду макрофиты (например, рдесты). В Северной Америке эта группа включает множество видов, в том числе рдест курчавый (Potamogeton scirpus), уруть (Myriophyllum exalbescens) и др. Большинство этих растений (хотя и не все) укореняется в донном грунте, откуда они извлекают питательные вещества. Величина площади озера, занятой такими растениями, зависит от ряда факторов: от того, какая доля площади озера мелководна, свойств донных отложений и особенностей волновой деятельности. В то время как в некоторых озерах с крутыми подводными склонами (например, в Верхнем) макрофитов почти нет, во многих озерах меньших размеров или в больших, но мелководных (например, в оз. Нойзидлер-Зе на границе Австрии и Венгрии), дно может быть сплошь покрыто такими растениями. В тропических регионах распространены плавающие водные растения, например, эйххорния, или водяной гиацинт (Eichhornia), и пистия (Pistia), в умеренных широтах - крошечная ряска (Lemna). Эти растения, особенно более крупные, могут сильно разрастаться и образовывать на озерах и водохранилищах плотный сплошной покров. Огромная площадь поверхности растений мелководий служит средой обитания для группы прикрепляющихся к ним организмов, называемой перифитоном (от греч. peri - вокруг, около и phytn - растение), в которую входят бактерии, простейшие и водоросли. Эти организмы делают подводные части растений скользкими на ощупь. Мелководные (литоральные) участки также дают приют разным животным организмам - брюхоногим и двустворчатым моллюскам, пиявкам, личинкам насекомых, которые обитают среди растений и камней, часто встречающихся в прибрежной зоне. Глубже, за пределами литорали, макрофиты не растут. Здесь располагается сублиторальная зона, где дно постепенно опускается по направлению к глубокой части озера. В сублиторальной зоне обитают бактерии, простейшие и настоящие черви, а также похожие на них личинки разных видов насекомых. С глубиной условия обитания становятся менее благоприятными (особенно в стратифицированных озерах), и там встречаются лишь немногие приспособившиеся виды.
Водная толща. Обитающие здесь организмы делятся на две группы: нектон и планктон, т.е. мелкие организмы, которые парят в воде и в целом не способны к движению против водотока. Оба термина имеют греческие корни: nektos - плавающий и plankton - блуждающий.
Нектон. По особенностям питания озерные рыбы делятся на несколько групп. Рыбоядные или хищные рыбы, которые часто относятся к непромысловым видам, питаются в основном более мелкой рыбой и мальками прочих видов рыб. Планктоноядные рыбы питаются планктоном, взвешенным в водной толще, и сами часто поедаются хищными рыбами. Выделяются рыбы, питающиеся водорослями, и растительноядные рыбы, такие как карп, питающиеся растениями мелководий. Бентосоядные рыбы поедают животных, обитающих на дне водоемов, и органические частицы, падающие на дно озера.
Планктон. Термин "планктон", первоначально введенный для обозначения пассивно плавающих в верхней части толщи океанических вод организмов (растений и животных), применяется также для организмов, обитающих в озерах. Различают фитопланктон (растительные организмы) и зоопланктон (животные организмы). Все они микроскопические и имеют удельный вес, близкий удельному весу пресной воды, но если бы он был выше, планктон быстро опускался бы на дно.
Синезеленые водоросли: 1 - Oscillatoria, 2 - Microcystis aeruginosa, 3 - Anabaena, 4 - Coelosphaerium, 5 - Spirulina, 6 - Aphanizomenon flos-aquae. Зеленые водоросли: 7 - Scenedesmus, 8 - Closterium, 9 - Spirogyra, 10 - Staurastrum, 11 - Chlorella, 12 - Micrasterias, 13 - Xanthidium, 14 - Cosmarium, 15 - Pediastrum.
Фитопланктон представлен микроскопическими водорослями, состоящими из отдельных клеток или их колоний (иногда погруженных в слизь) или нитчатыми водорослями. В пресных водоемах выделяются четыре функциональные группы фитопланктона, состоящие из представителей шести или семи отделов растительного царства. В хлоропластах (специфических внутриклеточных образованиях) зеленых водорослей содержится зеленый пигмент хлорофилл, не замаскированный другими пигментами. В диатомовых хлорофилл сопровождается другими пигментами, которые часто придают им золотисто-коричневый цвет. В синезеленых водорослях, которые многие биологи считают бактериями (цианобактериями), хлорофилл растворен в протоплазме клетки и замаскирован другими пигментами, из-за чего они имеют голубовато-зеленую окраску. Пигментированные жгутиковые, способные активно перемещаться, - группа мелких организмов, принадлежащих к разным отделам растительного царства. Хотя все типы водорослей обычно присутствуют одновременно, преобладание тех или иных из них носит сезонный характер. Например, в районах умеренного климата диатомовые водоросли наиболее обильны весной, затем в конце весны их сменяют зеленые водоросли, летом - синезеленые, а осенью - вновь диатомовые. В тех же климатических условиях в озерах, богатых питательными веществами, синезеленые водоросли доминируют на протяжении большей части года, что часто происходит и в тропическом поясе. Жгутиковые, как и некоторые синезеленые водоросли, часто присутствуют зимой подо льдом. Причины последовательных смен типов водорослей на протяжении года и преобладания одних из них над другими различны. Существуют многочисленные противоречивые теории, объясняющие эти явления. В некоторых озерах одновременно может быть обнаружено до 200 видов водорослей при концентрациях, достигающих сотен тысяч клеток в 1 мл воды. Весенний максимум концентрации диатомовых часто называют весенним цветением водоемов, а осенний максимум, соответственно, осенним цветением. Важным свойством диатомовых является то, что они используют кремнезем (SiO2) для строительства вокруг клетки твердой оболочки, называемой панцирем. Поэтому диатомовые тяжелее других водорослей. У некоторых синезеленых водорослей плавучесть клеток регулируется при помощи газовых вакуолей. Водоросли играют важную роль в озерах, поскольку они вместе с более крупными растениями составляют первое звено пищевой цепи водоемов. В процессе фотосинтеза они, используя солнечный свет, улавливаемый хлорофиллом и другими пигментами, извлекают из озерной воды примерно 18-20 элементов и используют их в построении нового клеточного вещества. При этом в поверхностном слое воды, где протекает фотосинтез, высвобождается растворенный кислород. Энергия, накопленная таким образом в первичной продукции, затем используется для жизнедеятельности других организмов, обитающих в озере. Зоопланктоном обычно называются микроскопические животные или иные микроскопические организмы, не осуществляющие фотосинтез. Зоопланктон включает некоторые группы бактерий, а также простейших, коловраток и мельчайших ракообразных. Хотя непатогенные (не вызывающие заболеваний) бактерии и не являются животными, их включают в состав зоопланктона. Они изобилуют в озерной воде, где их концентрация может превышать 100 млн. в 1 мл. Если бы не эти бактерии (многие из них разлагают органическое вещество на составные части), обмен веществ в озерах замедлился бы и в конце концов прекратился, поскольку все доступные минеральные вещества оказались бы связанными в органические соединения в живых или погибших организмах. Вместо этого бактерии превращают мертвое органическое вещество в свободные химические элементы и замыкают таким образом круговорот, снова делая эти элементы доступными для фотосинтеза и роста. Простейшие - это микроскопические одноклеточные животные, иногда называемые неклеточными, например амебы и парамеции (ресничные инфузории). Они часто в изобилии встречаются в водах озер. Некоторые из них прикрепляются к более крупным организмам, другие свободно плавают в воде, питаясь бактериями или мельчайшими органическими остатками - детритом. Более сложное строение, чем простейшие, имеют коловратки, названные так за венчик волосков, или ресничек, вокруг ротового отверстия. Эти реснички слаженно вибрируют таким образом, что создают впечатление вращающегося колеса. Коловратки - многоклеточные животные. Они питаются мелкими водорослями, бактериями и органическим детритом, а иногда - другими коловратками. В большинстве случаев их размножение половое, в нем участвуют как женские, так и мужские особи. Тем не менее во многих случаях происходит партеногенетическое размножение, в котором участвуют только самки. Самки откладывают яйца, несущие диплоидный набор хромосом, из которых развиваются также самки. Только в суровых условиях внешней среды самки откладывают яйца с гаплоидным набором хромосом. Некоторые из таких яиц затем развиваются (без оплодотворения), и из них вылупляются самцы, которые продуцируют гаплоидную сперму. Эти самцы оплодотворяют гаплоидные яйца, и образуются особые, т.н. покоящиеся (латентные) яйца, имеющие повышенную устойчивость в суровых условиях, например при высыхании. Когда условия среды вновь становятся благоприятными, из покоящихся яиц развиваются женские особи, размножающиеся партеногенетически. Мельчайшие ракообразные представляют собой одну из наиболее заметных составляющих зоопланктона. Эти рачки очень малы - длиной 0,3-12 мм. В большинстве озер они являются главным связующим звеном между первичными продуцентами (водорослями) и последующими звеньями пищевой цепи (рыбами). Они настолько малы, что питаются лишь микроскопическими водорослями, но достаточно велики для того, чтобы стать пищей для рыб. Таким образом, обилие этих ракообразных контролируется двумя факторами: доступностью пищи и хищниками. Прежде всего поедаются более крупные, т.е. более заметные, рачки. Иначе говоря, хищничество носит избирательный характер. Существуют две группы озерных ракообразных: веслоногие и ветвистоусые. Веслоногие ракообразные по виду напоминают креветок, так как у них четко выделяются голова, грудь и брюшко, оканчивающееся хвостом. Отдельные группы веслоногих различают главным образом по длине антеннул: у некоторых они очень короткие, у других - длина антеннул превосходит длину тела. Хотя некоторые веслоногие питаются нитчатыми водорослями, многие из них поедают более мелких животных. Размножение половое, причем на свет появляется примерно одинаковое число самцов и самок. Яйца переносятся в однокамерном или двухкамерном яйцеводе, расположенном у основания хвоста. Из яиц развиваются личинки, внешне совершенно не похожие на взрослых рачков. После шести линек они приобретают вид взрослых особей. Веслоногих рачков можно узнать по характерной скачкообразной манере плавания. К веслоногим относятся циклопы (Cyclops), у которых, как и у мифологического тезки, посреди "лба" имеется единственный глаз. Тело ветвистоусых ракообразных заключено в полупрозрачный двустворчатый хитиновый карапакс (панцирь). Большинство ветвистоусых растительноядны. Они процеживают воду при помощи плавательных конечностей, снабженных перистыми щетинками, извлекая из нее мельчайшие частицы органического детрита, бактерии и особенно водоросли, хотя некоторые из ветвистоусых являются хищниками. Отфильтрованная пища по специальному желобку продвигается к ротовому отверстию и попадает в кишку, где происходит пищеварение. Яйца переносятся и развиваются в выводковой камере, находящейся на спине самки. Молодь покидает ее во время линьки. В основном ветвистоусые размножаются партеногенетически, откладывая диплоидные яйца, из которых вылупляются только самки. Однако в суровых условиях из этих яиц выводятся самцы и оплодотворяют гаплоидной спермой образующиеся гаплоидные яйца, превращая их в диплоидные "покоящиеся". Такие яйца откладываются попарно в интенсивно пигментированных защитных оболочках, которые сбрасываются при линьке и способны пережить неблагоприятные периоды, а когда условия улучшаются, из них выводятся самки, размножающиеся партеногенетически. Иногда под воздействием ветра вдоль кромки берега образуются массовые скопления таких оболочек. В составе зоопланктона встречаются также и другие организмы, например мизиды (Mysis) - мелкие ракообразные, часто обитающее в нижних холодных богатых кислородом слоях воды глубоких озер, и прозрачная личинка комара, которая обычно живет на дне озер. Иногда встречаются даже пресноводные медузы диаметром до 38 мм.
ХИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ В ОЗЕРАХ
Хотя химический состав озера важен для всех организмов, о чем свидетельствуют, например, специализированные виды растений и животных, обитающие в соленых озерах, именно растения, осуществляющие фотосинтез, сильнее всего влияют на химизм озерных вод. В процессе фотосинтеза солнечная энергия используется для превращения углекислоты и воды в углеводороды и кислород. При этом помимо диоксида углерода и воды в фотосинтезе участвуют еще 18-20 химических элементов, и уменьшение содержания любого из них ниже оптимальной потребности существенно замедляет процесс фотосинтеза. Эта т.н. гипотеза лимитирующей роли питательных элементов, выдвинутая в середине 19 в. Юстусом Либихом, до сих пор используется при характеристике водных экосистем. В пресных водоемах большинство питательных элементов присутствует в количествах, превышающих потребность в них, однако два из них - азот и фосфор - относительно редки. Именно эти элементы, порознь или совместно, лимитируют процесс фотосинтеза, или первичную продукцию. Более того, поскольку некоторые синезеленые водоросли способны связывать атмосферный азот, превращая его в аммоний и используя в процессе фотосинтеза, а фосфор не имеет такого источника, то последний становится наиболее важным лимитирующим элементом. В результате многие существенные характеристики озер, как, например, суммарный прирост первичной продукции или обилие водорослей, находятся в прямой зависимости от содержания фосфора в озерах. Поэтому озера классифицируют по этому показателю. Выделяются олиготрофные озера (с низким содержанием питательных веществ), мезотрофные (со средним содержанием) и эвтрофные озера (с высоким содержанием питательных веществ). Эпилимнион почти всегда насыщен растворенным кислородом, образующимся здесь в процессе фотосинтеза, а также захваченным из пограничного слоя атмосферы при циркуляции воды. В то же время все прочие элементы, необходимые для фотосинтеза и роста, извлекаются из воды водорослями, и химизм вод эпилимниона подвергается соответствующим изменениям. Одновременно эпилимнион производит много органического детрита, состоящего из отмерших фрагментов водорослей, опускающегося в гиполимнион. Там растворенный кислород затрачивается на дыхание и разложение, и многие неорганические вещества возвращаются в воду. Таким образом, в стратифицированном озере первоначально однородная водная масса подразделяется на два четко различающихся слоя: верхний, более теплый, с дефицитом доступных питательных элементов, и нижний, более холодный, с более высокой концентрацией питательных элементов. В условиях умеренного климата это разделение имеет место и зимой и летом, хотя зимой оно менее выражено, поскольку подо льдом из-за меньшего доступа света значительно снижается уровень первичной продукции вод. В нестратифицированных озерах сезонные изменения происходят во всей водной толще. Во многих озерах, богатых питательными элементами, фотосинтез протекает настолько интенсивно, что растворенный кислород оказывается полностью израсходованным непосредственно у поверхности донных отложений. В этом случае наблюдаются еще более значительные изменения химического состава воды. На поверхности раздела донных осадков и воды содержащие кислород нерастворимые соединения железа теряют кислород и становятся растворимыми, в результате чего большое количество железа, марганца, фосфора и азота поступает в воду. Этот процесс называется внутренней эвтрофикацией, так как в некоторых озерах в результате ветрового перемешивания или влияния внутренних сейш высвободившиеся из осадков питательные элементы попадают в верхний слой воды, повышая таким образом трофический уровень озера. В районах умеренного климата в период весеннего и осеннего перемешивания вод поверхностный слой осадков вновь поглощает кислород, все различия в химическом составе воды по глубине исчезают, и водная масса вновь становится химически однородной.
ОЗЕРНЫЕ ОТЛОЖЕНИЯ
Озерные отложения, которые играют важную роль в химизме озер, большей частью образуются в самих озерах. Обычно они состоят из полуразложившихся остатков водорослей, зоопланктона и более крупных организмов и в озерах, сформировавшихся примерно 10 тыс. лет назад, могут достигать большой мощности (ок. 20 м). Изучение колонок озерных отложений показывает, что концентрация бактерий в них очень велика, особенно на контакте донных осадков и воды. Такая же закономерность прослеживается и в концентрации разных химических веществ, например фосфора и аммония. Поскольку озерные отложения обычно холодные и бедны кислородом, в них прекрасно сохраняются свидетельства состояния озера в прошлом, что находит отражение либо в составе и количестве специфических пигментов водорослей, либо в составе поддающихся определению остатков наиболее устойчивых к разложению частей организмов. Для определения возраста отдельных слоев озерных отложений были разработаны различные методы. Среди них - методы, основанные на использовании естественных радиоактивных изотопов свинца 210Pb и углерода 14С; корреляция маркирующих горизонтов в осадках, например пеплов, с историческими данными об извержениях близлежащих вулканов. Изучение отложений позволяет воссоздать детальную картину смены обстановок в данном озере. Кроме того, поскольку озерные осадки накапливают информацию о природных обстановках всего водосборного бассейна, в них запечатлены и климатические изменения прошлого. Например, изучение состава пыльцы растений в колонке озерных отложений позволяет установить, какие наземные растения были распространены на определенных этапах геологической истории, а учет современных экологических требований этих видов растений - определить, какими были в то время температуры и влажность.
ПРОБЛЕМЫ СОСТОЯНИЯ ОЗЕР
Озера являются экосистемами, в которых все компоненты взаимосвязаны. При отсутствии внешних воздействий озера достигают некоторого состояния равновесия с окружающей средой, что со временем приводит к более или менее стабильному положению, когда организмы, обитающие в озерах, приспосабливаются к существующим условиям. Однако озера редко пребывают в равновесном состоянии. Напротив, они часто используются как источники воды для орошения, питьевой воды, для сельскохозяйственных нужд или же для сброса таких продуктов современной цивилизации, как сточные воды предприятий, ливневые и сельскохозяйственные стоки. Озера загрязняются все возрастающим количеством пестицидов, гербицидов и попадающих в воду из воздуха органических соединений, таких, как полихлорированные бифенилы, а также кислотными дождями, образующимися в результате выбросов загрязняющих веществ двигателями автомобилей и тепловыми электростанциями. В них проникают чуждые им виды растений и животных, заносимые рыбаками на днищах судов и иными случайными способами. Угрожающие размеры принимает эвтрофикация, или избыточное обогащение озер питательными веществами из антропогенных источников, которое наносит значительный экологический ущерб. В некоторых случаях большие, имеющие хозяйственное значение озера находятся даже под угрозой полного исчезновения. Так, например, объем воды в Аральском море (крупном соленом озере) сократился в настоящее время вдвое вследствие разбора на орошение вод впадающих в него Амударьи и Сырдарьи. В результате его соленость возросла почти в три раза (с 9,6-10,3‰ до 27-30‰). Обнажившиеся участки морского дна развеваются пыльными бурями, что приводит к выносу солей и пестицидов и осаждению их в пределах близлежащих заселенных территорий. Загрязнение озер - очень серьезная проблема. Например, чтобы снизить эвтрофикацию водоемов, во многих странах приняты законы по ограничению концентрации фосфора в водах, прошедших через очистные станции и которые могут попасть в озера. Сформировалась целая наука о восстановлении озер, базирующаяся главным образом на эмпирических соотношениях, связывающих такие показатели, как обилие водорослей и прозрачность воды, с концентрациями фосфора в озерных водах. В некоторых регионах регулируется забор воды из озер. Тщательно изучается применение пестицидов.
КРУПНЕЙШИЕ ОЗЕРА МИРА
Площадь, тыс. км2
Каспийское море (Азия - Европа), соленое 371,0* Верхнее (США - Канада) 82,1 Виктория (Кения, Танзания, Уганда) 69,4 Гурон (США - Канада) 59,6 Мичиган (США) 57,8 Аральское море (Казахстан - Узбекистан), соленое 36,5* Танганьика (ДРК, Бурунди, Танзания, Замбия) 32,9 Байкал (Россия) 31,5 Большое Медвежье (Канада) 31,3 Ньяса (Малави, Танзания, Мозамбик) 29,0 Большое Невольничье (Канада) 28,5 Эри (США - Канада) 25,6 Виннипег (Канада) 24,3 Балхаш (Казахстан), соленое 22,0* Онтарио (США - Канада) 19,7 Ладожское (Россия) 17,7 Чад (Нигер, Чад, Камерун, Нигерия), солоноватое 16,3* Маракайбо (Венесуэлла) 13,5 Онежское (Россия) 9,7 Эйр (Австралия), соленое 9,3* Вольта (Гана) 8,5 Титикака (Перу - Боливия) 8,3 Никарагуа (Никарагуа) 8,0 Атабаска (Канада) 8,0 Оленье (Канада) 6,7 Рудольф (Кения - Эфиопия), соленое 6,5 Иссык-Куль (Киргизия), солоноватое 6,2 Кокунор (Цинхай) (Китай), соленое 5,7* Торренс (Австралия), соленое 5,7* Венерн (Швеция) 5,7 Альберт (ДРК - Уганда) 5,6 Неттиллинг (Канада) 5,4 Виннипегосис (Канада) 5,39 Кариба (Замбия - Зимбабве) 5,31 Нипигон (Канада) 4,9 Гэрднер (Австралия), соленое 4,77* Урмия (Иран), соленое 4,69 Манитоба (Канада) 4,66 Лесное (США - Канада) 4,47 * Площадь непостоянна.
ЛИТЕРАТУРА
Богословский Б.Б. Озероведение. М., 1960 Муравейский С.Д. Реки и озера. М., 1960
Энциклопедия Кольера. - Открытое общество . 2000 .
Синонимы :Озера всегда и везде образуются по одному сценарию — на местности по разным причинам образуется впадина, низина или разлом — котловина. Если в дальнейшем ее заполнит вода, получится озеро. Все остальное не существенно. Расположение и происхождение озёр связано с климатом местности, который обуславливает их питание и испаряемость, а так же с факторами, содействующими образованию озерных впадин. Там, где климат влажный, озера полноводны, пресны и многочисленны. В большей части здесь они проточные. В засушливой местности озера мелководные, нередко соленые и бессточные. Таким образом, гидрохимические особенности озер обусловлены их географическим расположением.
Озера принято классифицировать по четырем признакам: происхождению озерных котловин; происхождению водной массы; водному режиму и минеральному составу (солености).
По происхождению выделяют 5 групп озерных котловин. Тектонические озерные котловины — образуются в результате трещин, разломов и опусканий земной коры. Такие озера выделяются большой крутизной склонов и глубиной. Как пример — озеро Байкал, Мертвое море, Чад, Титикака.
Вулканические озерные котловины — образуются в кратерах вулканов или в низинах лавовых полей. В качестве примера можно отметить озеро Курильское на Камчатке, озера Явы и Новой Зеландии. На фото — озера в кратерах вулкана Келимуту.
Ледниковые (моренные) озерные котловины — прорыты движущимися ледниками с последующим размывом и скоплением вод перед ледниковыми формами рельефа. Когда ледник тает, принесенный им материал отлагается в виде холмов, гряд, возвышенностей и понижений. Такие озера обычно узкие и длинные, вытянутые вдоль линии таяния ледника — озера Финляндии, Карелии, Альп, Урала, Кавказа.
Карстовые озерные котловины — они возникли в результате провалов, осадки почвы и размывания мягких горных пород — известняка, гипса, доломита. В результате образуются небольшие по площади, но глубокие озерные котловины.
Запрудные (завальные или плотинные) озерные котловины — возникают в результате преграждения русла реки обвалами горных пород. Так образовались озеро Севан, ряд озер в Альпах, Гималаях и на Кавказе.
Но впадины, подходящие для заполнения водой, могут появляться и иными путями. Здесь все зависит от места нахождения и климата — близость моря, реки, сильные ветры, грунтовые воды, слои мерзлоты в почве. Результат все тот же — образование котловины и наполнение ее водой.
Другие виды озер
Лиманные озера расположены по берегам морей. Они представляют собой прибрежные участки моря, отделившиеся от него прибрежными косами.
Органогенные озера со временем появляются среди болот и коралловых рифов. Пойменные озера связаны с изменениями речного русла- озера Кубанских плавней, ильмени Волжской дельты. Такие озера имеют характерную подковообразную форму.
Ветер создает эоловые озера, которые образуются в котловинах выдувания — озеро Теке, озеро Селекты в Казахстане и ряд других возникли именно так.
Суффозионные озера появляются там, где подземные воды активно вымывают небольшие кусочки породы, вызывая осадку грунта. Такие озера характерны для юга Западной Сибири.
Термокарстовые провальные озера (на фото) появляются при таянии участков вечной мерзлоты. Образуются провалы в грунте, заполняющиеся талой водой. Таких озер много в Колымской низменности — самом озерном крае России.
По происхождению водных масс озера делят на два типа — атмосферные и реликтовые.Атмосферные озера никогда не были частью Мирового океана. Таких озер на Земле большинство. Реликтовые (или остаточные) озера появились на месте отступивших морей — Каспий, Аральское, Ладожское, Онежское, Ильмень и другие.
По водному режиму выделяют два типа озер — сточные и бессточные. Сточные озера — это озера, в которых идет водообмен, в них впадают и из них вытекают реки. Обычно они пресные. Такие озера часто находятся в зонах избыточного увлажнения.
Минеральные озера
Бессточные озера имеют впадающие реки, но нет вытекающих. В расходе воды у таких озер преобладает испарение и все минеральные вещества остаются в водоеме. В большинстве своем они соленые. Такие озера находятся в зонах недостаточного увлажнения.
По солености выделяют четыре типа озер — пресные, соленые, солоноватые и минеральные. Пресные озера — если соленость не превышает 1 промилле. Соленые озера — если содержание растворимых веществ в них в пределах 24,7 — 47 промилле. Солоноватые — соленость до 24 промилле. Минеральные — 47 промилле. Это могут быть содовые, сульфатные, хлоридные озера. В минеральных озерах соли могут выпадать в осадок, например озера Эльтон и Баскунчак, являющиеся источником добычи соли. На фото — соленое озеро в Кении.
Озера играют важную роль в экосистеме планеты. Они создают особый микроклимат, благоприятный для разных форм жизни. Даже будучи солеными, они привлекают множество различных организмов. А пресноводные образуют собственные сбалансированные и удивительно богатые экосистемы. Геологические силы стремятся выравнять поверхность континента путем эрозии, накопление осадка ведет к уменьшению глубины озера и постепенному его исчезновению. В водах озер происходит биологические и химические реакции, в результате которых некоторые элементы переходят в донные отложения или, наоборот, растворяются в воде. Донные отложения меняют рельеф озерного дна и при определенных условиях могут преобразовываться в горные породы органического происхождения. Зарастание озер создает новые формы рельефа.
Большинство озер — сравнительно молодые образования. Одно из самых древних — Байкал. Его возраст 25 — 30 миллионов лет. Самое крупное из озер — Каспий. Его площадь составляет порядка 368 тысяч квадратных километров. Самое глубокое — Байкал — 1620 метров. Хочется надеяться, что эти удивительные природные образования еще долго будут оставаться в своем первозданном состоянии.
Экология, население дна озера
Типы озер, происхождение, характеристика:
Озеро (О) — заполненная водой котловина или впадина земной поверхности, не имеющая соединения с морем; замедленный водообмен. Озёра образуется тогда, если приток вод (поверхностных и подземных)в котловину больше потерь воды из этой котловины путем испарения, фильтрации, стока. Образование котловин — под действием эндогенных и экзогенных процессов. Внугриземные (эндогенные) — образуются в результате тектонических и вулканических явлений.
Внешние (экзогенные) — деятельность воды, льда, ветра, под воздействием которых возникают эрозионные, провальные, аккумулятивные, эоловые и плотинные типы котловин. Чаще котловины формируются под воздействием нескольких факторов, но один из них бывает ведущим (котловина Ладожского, Онежского озер — тектонические, но впоследствии были обработаны ледниками).
По происхождению котловины бывают:
тектоническнми — сформировались в прогибах земной поверхности: глубокие, большие по площади и вытянутые в длину (Каспийское, Аральское, Ладожское, Онежское, Байкал, Иссык- Куль);
вулканическими -возникли в кратерах потухших вулканом; округлые очертания и воронкообразную форму(Курильские острова, Камчатка, Армянское нагорье); метеоритными — в углублениях после падения метеоритов (оз.
Каали в Эстонии);
ледниковыми — в результате эрозионно-аккумуляционной деятельности ледника, к.«выпахивает» углубления в земной поверхности, видоизменяет ранее существовавшие котловины, откладывает в виде морены переносимый им материал. Среди моренных отложений возникают моренные озёра.
Формы: лопастные вытянутые, овальные (Карелия, Кольский полуострова).
К ледниковым относятся каровые и торговые озёра — располагаются на склонах гор в нитеобразных углублениях (карах), образованных совместной работой льда и морозного выветривания (Кавказ, Алтай, Альпы). В троговых или корытообразных долинах, бывших ранее эрозионными, а затем преобразованных путем ледникового выпахивания, возникают торговые О.(Альпы, Кавказ).
Водно-эрозионные и водно-аккумулятивные озёра расположены в речных долинах, дельтах, на морских побережьях. Пойменные озёра находятся в речных поймах, называются старицами — образуются путем полного отчленения извилистых участков старого русла от реки при ее спрямлении. Также возникают при затоплении во время половодья понижений и мелких впадин (блюдец), имеющихся в поймах рек (Волги, Днепра, Оки).
Плесовые О.
В виде озеровидных расширений речных русел и плесов, разобщенных сухими участками русла при пересыхании рек в межень.
Дельтовые О.
(блокированные рукава)-в дельтах крупных рек ((Волга, Кубань).
Прибрежные О. — на морских побережьях в результате отделения от моря мелководных заливов и бухт наносными песчано-глинистыми косами называются лагунами (Лалеостоми). Лиманные О. -при затоплении морскими подами расширенных устьевых участков рек и отчленении их от моря косами (Азово-Черноморское побережье).
Если фиорды постепенно отделяются от моря завалами или наносами, они превращаются в Фиордовые.
Провальные О. — вследствие выщелачивания горных пород подземными и поверхностными водами и таяния ископаемого льда. Это О.карстовые, просадочные, термокарстовые.
Карстовые О.- в местах залегания известняков, доломитов, гипсов, легко растворяются водой. Котловины, образующиеся при этом, невеники, округлой формы, глубокие (Кавказ, Урал).
Просадочные О.
Вследствие длительного выноса подземными водами глинистых частиц или вымывания водой солей- приводит к образованию пустот, оседанию слоев фунта.
Термокарстовые О.- районы вечной мерзлоты — в результате таяния погребенных пластов и линз льда и связанного с этим оседания грунта; форма овальная, глубины небольшие.
Эоловые О.
(дефляционные)-в углублениях, вследствие выдувания ветром мелких частиц грунта в условиях сухого климата. Котловины небольших размеров, неглубоки (между дюнами и барханами в Арало-Каспийской низменности).
Подпрудные (плотинные) О. -возникают при перекрытии речных долин горными обвалами, оползнями, при подпруживании рек потоками лавы, моренами ледников (О.Рица на Кавказе, С.еван).Форма-вытянутые, с наибольшие глубины близ запрупы.
Органогенные О.
Относятся вторичные О., возникающие на болотах; значительной площади и глубины. Водоемы, созданные искусственно-водохранилища, и водоемы, появившиеся в резул. затопления старых карьеров, соляных копей (О.Развал на Урале).
Пруды (копани) -копаные водоемы озеровидного типа, многие образуется на торфяных разработках, песчаных и глиняных карьерах.
Географическое распр. озер определяется физико-географическими условиями, из которых большее значение имеют климатические, обусловливающие питание О. Поэтому в районах с влажным климатом много пресных О., а в засушливых местностях О.мало, они маловодны, солоноватой и соленой воды(Забайкалье, Дазахстан). Часто О. располагается группами, образуя озерные страны (Финляндии их 35 тысяч, покрывают 15% территории страны).
Высотное расположение озёр (в Тибете на 5000 м, Кавказе — 3600м, Карпатах — 2000 м). Есть озёра расположенные ниже уровня моря (Мертвое море).
Экологическая структура дна озера
Озеро -это заполненная водой котловина или впадина земной поверхности, не имеющая соединения с морем.
Котловина озера обычно образована подводной террасой , которая характеризуется постепенным слабым понижением суши, далее следует свал с более крутым углом понижения и переходящий в котел, который занимает большую часть озерного дна. Соответственно перечисленным участкам в озерной бентали принято выделять литораль — прибрежное мелководье, сублитораль , которая простирается до нижней границы распространения донной растительности, и профундаль , охватывающую остальную площадь озерного дна (имеется только в глубоких озерах).
Пелагиаль озера делится на прибрежную, лежащую над подводной террасой, и собственно пелагиаль, расположенную над свалом и котлом. Во время стагнации по вертикали водная масса озер разделяется на верхний слой — эпилимнион , в котором температура испытывает резкие сезонные и суточные колебания, нижний, или гиполимнион , где температура на протяжении года меняется слабо, и промежуточный, или металимнион , - слой температурного скачка (перепада температур между различно нагретыми водами эпи- и гиполимниона).Часть озерной котловины, заполненная водой до высоты максимального уровня, называется озерным ложем, или озерной чашей.
В озерном ложе различают береговую и глубинную области. В береговой области преобладают процессы разрушения горных пород, образующих котловину под влиянием волнового прибоя, в глубинной области происходит отложение продуктов разрушения.
Все озера в геологическом смысле являются временными образованиями и рано или поздно исчезают.
Озера и их происхождение
Такой цикл развития озера (эволюция) совершается непрерывно. Различают такие стадии развития озера:
1) стадия юности — первоначальный рельеф котловины остается неизменным;
2) стадия зрелости — вокруг озера появляется береговая отмель, а в устьях рек формируются дельты, но отдельные неровности дна котловины еще сохраняются;
3) стадия старости — озеро окружено склонами дельт и осыпями береговых отмелей; аллювиальные отложения распространены повсеместно и выравнивают озерную котловину;
4) стадия угасания и отмирания, когда озеро мелеет настолько, что центральная донная равнина распол.
почти вровень с береговыми отмелями и переходит в них (склонов осыпей уже нет). Водная растительность распространяется повсеместно, переходит из подводной в надводную (болотную), и озеро превращается в болото.
Население дна озера
Озеро — это заполненная водой котловина или впадина земной поверхности, не имеющая соединения с морем.
К числу главных местообитаний организмов в озерах относятся: бенталь, или дно озера; пелагиаль, или водная толща озера; поверхность воды или, точнее, область раздела воды и атмосферы, с которой связана пленка поверхностного натяжения.
Совокупность донных организмов называется бентосом : среди них организмы, характерные для твердого субстрата, выделяются в перифитон . или оброет. Дно озера в зависимости от глубины подразделяют еще на литораль, или прибрежную область, и профундаль, или глубоководную область, иногда между ними выделяют переходную полосу-сублиторапь.
Пелагиаль населяют две группы орг-в: одна из них способна к активному перемещению на далекие расстояния — это нектон (рыбы); др. группа проводит жизнь во взвешенном состоянии, пассивно увлекаемая движениями воды-это планктон.
В планктоне преобладают очень мелкие растения и животные, т.к. чем они мельче, тем легче им пребывать во взвешенном состоянии. Орг-мы, живущие в области раздела воды и атмосферы, называются нейстоном .
Зоопланктон озера :
1) Коловратки, т.е.
компонент микропланктона (их тело измеряется долями миллиметра); коловратки плавают, вращаясь вокруг оси тела при помощи кругового ряда ресничек, размещенных на переднем конце.
2) простейшие,
3) кладоцеры, или ветвистоусые рачки;
4)копеподы, или веслоногие рачки. Веслоногие и ветвистоусые рачки передвигаются скачками, ударяя о воду передними нитевидными (копеподы) или разветвленными (кладоцеры) усиками.
Население дна озера:
Личинки насекомых (хирономиды-т.е.
личинки комаров-звонцов; личинки ручейников; личинки стрекоз, веснянок, подёнки),
Черви (ресничные черви (турбеллярии)), нематоды (круглые черви); пиявки; олигохеты, или малощетинковые черви.
Гидракарины (водяные клещи),
Моллюски-прудовики (лимнеа, гальба, радикс),
Ракообразные: остракод (ракушковых рачков), кладоцер (ветвистоусых рачков), копепод (веслоногих), изопод (равноногих), схиэопод (асщепленноногих) и амфипод (бокоплавов).
Существуют озёра с так называемым двойным, или даже тройным дном. Их отличительной чертой являются мощные подводные течения, многочисленные пещеры, полости и пустоты на глубине, а также большое содержание ила на подводной поверхности.
Таких озёр не очень много на планете, считается, что всего несколько десятков, но именно они и самые известные. Именно глубина таких озёр точно неизвестна (как правило, известно только расстояние до верхнего дна).
Считается, что озера с двойным дном образуются обычно на месте торфяников.
Дно подобных водоемов представляет собой смесь песка, гальки и торфа. По берегу же, где растет камыш и осока, образуются отложения ила. Одна из специфик озер с двойным (или даже тройным) дном в том, что подземные источники постоянно проникают в водоем, из-за чего прогревается он долго.
Ну и как всегда, они порождают вокруг себя массу тайн, загадок и небылиц. Присутствуют все диковины, от инопланетян, ариев и Тунгусского метеорита, до золота Рейха, Янтарной комнаты и Китеж-града.
По каждому из этих озер можно создавать отдельный топик, достойный рен-тв.
Двойное дно известно у озера Балатон в Венгрии. Возможно оттуда и пошла легенда об озере без дна. Настоящего дна этого озера не достигал никто. Все попытки были неудачны.
Второе дно образовано стволами деревьев и осадками — илом, сквозь него и не могут пробиться водолазы. Двойное дно имеет в некоторых местах и река Сыр-Дарья. Но там оно образовано слоем водоупорной глины.
Австрийское озеро Топлиц имеет два названия – Топлиц-Зее и Топлиц.
Это озеро с «двойным дном». На глубине 4-5 метров в нем плавают подводные острова. Они представляют из себя скопления незатонувших бревен.
Различие озер по происхождению котловин примеры размещение
Шайтан-озеро, что неподалёку от Окунёво, имеет двойное дно, и даже кони зачастую отказываются подходить к озеру, потому что хотя вода прозрачная и дно вроде бы хорошо просматривается, но на самом деле, если на него наступить, легко провалиться вглубь.
Двойное (а может и тройное) дно имеет озеро Инышко в Челябинской области — верхнее состоит из торфа, второе дно - из ила и песка. В некоторых местах измерения глубины просто не давали результатов, будто дна и нет совсем. Местные жители говорят, что именно здесь были захоронены бочонки с золотом, причём не кем-нибудь, а самим Емельяном Пугачевым.
По ряду сообщений, двойное (тройное) дно имеет также и расположенное неподалёку озеро Тургояк.
Ворожес(ь)ка — также озеро с двойным дном. Ворожеска лежит на склонах хребта Свидовец, в котловине на высоте 1460м над уровнем моря. Состоит из двух небольших водоемов, соединенных ручьем. Особенностью Ворожески является то, что с хребта видно только нижнее, маленькое озеро. И только спустившись по крутой, едва заметной тропке, можно увидеть оба озера и снежник, откуда берет начало ручей, питающий Ворожеску.
Озеро Зеркальное (Ленинградская область, Выборгский район, посёлок Семиозерье) — одно из самых глубоких озер с двойным дном. Озеро идёт слоями — сначала идёт вода, потом слой ила и снова вода, после твёрдое дно. Здесь боятся плавать водолазы, вода тёмная и когда вылезаешь из воды, зачастую весь покрыт чёрной слизью.
Но всё же, поверхность воды отражает свет как зеркало — отсюда и название. При попытке опустить грузик на леске (по центру озера, со льда) леска уходит вглубь на шестьдесят метров.
Считается, что озеро Светлояр рядом с селом Владимирским Воскресенского района тоже имеет двойное дно, под водой – «облако» органических отложений, очень мягкое, а вот потом — уже настоящее твердое дно, до которого очень трудно добраться.
Красивейшее озеро Плещеево, на котором стоит старинный русский город Переславль-Залесский,также имеет двойное дно.
Еще в 50-е годы 20-го века здесь проводились исследования. На дне обнаружены карстовые образования, подземные пещеры. И именно здесь была отловлена уникальная кистеперая рыба, которая называется латимерия.
Столетие назад она была признана полностью вымершей. А в последствии была найдена живой вблизи Африканских вод.
На склоне Карымской сопки, что на Камчатке, также есть озеро с двойным дном. Дело в том, что естественное или первородное дно этого озера постоянно выбрасывает мощные фонтанчики газа, которые выносят с собой множество мелких песчинок.
Именно эти песчинки и создают плотный верхний слой, по которому, как по мостику, можно перейти это довольно глубокое озеро вброд.
Озеро Байкал, тёзка большого Байкала, расположено в полутора ки-лометрах от шоссе Лесоси-бирск — Енисейск. Попытались проверить его глубину. Оказалось, что озеро имеет двойное дно. На глубине 3,5 метра сплошным настилом лежал заиленный топляк.
Раздвинув его, аквалангисты обнаружили второе дно. Но уже на глубине более 10 метров!
Проточные — через которые идет транзитный сток реки (оз. Чудское, Сарезское).
В понятие «озеро» входит котловина и водная масса, ее заполняющая как неразрывное целое.
Происхождение озера связано с образованием котловины под влиянием эндогенных и экзогенных процессов и заполнением ее водой на длительное время.
Озёра, их происхождение, распределение по территории
Тектонические
Вулканические
3. Ледниковые
Они подразделяются на:
троговые
каровые и цирковые (Альпы, Кавказ)
моренные (север России, США, Канады)
надледниковые на языках ледников (Кавказ, оз. Комо в Альпах)
4. Карстовые
Метеоритные
6. Термокарстовые
7. Суффозионные — образующиеся в просадках при механическом вымывании мелких грунтов (Зап. Сибирь – оз.
8. Речные
9. Обвально-подпрудные
Морские
Эоловые
12. Органогенные
очень большие
большие -101-1000 км2 (Ильмень);
средние — 10-100 км2;
малые — менее 10 км2.
Статья: Типы озер по происхождению озерных котловин.
ПРОИСХОЖДЕНИЕ И ТИПЫ ОЗЕРНЫХ ВПАДИН.
Озерные впадины могут быть экзогенного и эндогенного происхождения. И те и другие в свою очередь разделяются на плотинные и котловинные.
Плотинные впадины экзогенного происхождения развиты широко.
Их примером является Сарезское озеро на Памире, образовавшееся в 1911 г. в результате обвала Скального массива на правом берегу р. Бартанг. При этом обвале в ущелье реки возникла запруда длиной 5 км и высотой 700 м. Река разлилась и образовала озеро, затопив расположенный выше плотины кишлак Сарез. Отсюда озеро и получило название Сарезского. Наполнение озера продолжалось несколько лет. Длина этого озера 85 км и глубина у плотины около 0,5 км.
В горах очень распространены случаи возникновения озер в результате запруды рек конечноморенными валами отступивших ледников.
В настоящее время возникает много искусственных озер - водохранилищ при сооружении плотин на реках в целях орошения, а также для получения электроэнергии и регулирования стока вод в реках, мелеющих в меженное время.
Примером таких озер могут служить созданные и создаваемые в бассейне р. Волги Московское море, Куйбышевское водохранилище, Сталинградское водохранилище, Цимлянское на р. Дон, ряд водохранилищ на рр. Днепре, Ангаре и др., а также многочисленные искусственные плотинные озера и пруды на многих более мелких реках.
Котловинные впадины
экзогенного происхождения разнообразны по своему происхождению.
Наиболее распространены котловины, связанные с ледниковой деятельностью и карстовыми проявлениями.
На северо-западе Европейской части СССР много озер, возникших в результате деятельности материкового льда в четвертичный период. В Карелии и граничащей с ней Финляндии многочисленны озерные впадины, выпаханные льдом в толще метаморфических пород докембрия.
В значительной степени таким путем созданы и впадины Онежского и Ладожского озер. К югу от Финского залива до широты возвышенностей, располагающихся к северу от городов Минска, Орши, Смоленска, простирается обширная область, получившая название Озерного края. Озера, сосредоточенные здесь, имеют иное происхождение, чем озера Карелии и Финляндии. Возникновение их обусловлено неравномерной аккумуляцией моренных осадков, приведшей к образованию понижений в рельефе, заполняющихся водой в условиях влажного климата.
Другим типом котловинных озер экзогенного происхождения являются озера, заполняющие карстовые воронки и провалы.
Особенно типично провальные озера выражены в областях неглубокого залегания легкорастворимых галоидных, сульфатных и карбонатных пород.
Подземные воды, растворяя залежи солей, образуют полости, своды которых оказываются неустойчивыми и обрушиваются. В образующихся таким образом понижениях поверхности происходит накопление воды за счет метеорных и подземных вод.Такое происхождение имеют озера Северного Прикаспия - Индерское, Баскунчак, Эльтон, Челкар и др.
Как правило, размеры карстовых озер очень невелики.
Нередки небольшие озера и в подземных карстовых пещерах. Например, в знаменитой Кунгурской пещере в Приуралье известно до 36 озер.
Котловинные озерные впадины эндогенного происхождения также очень распространены. Такими впадинами являются: Байкальская, дно которой по сбросовым трещинам опущено до глубины 1741 м; впадины Мертвого моря и ряда озер в Африке (Ньясса, Танганьика, Рудольфа и др.).
С эндогенными процессами связано образование озер в кратерах потухших вулканов и в вулканических трубках взрыва.
Озера такого происхождения называются м аарами.
Плотинные впадины эндогенного происхождения образуются реже. Подобным примером может служить озеро, образовавшееся на р. Бол. Узень, текущей с Общего Сырта на Прикаспийскую низменность. На большем своем протяжении река в меженное время не имеет руслового водотока. Лишь в отдельных плёсах сохраняется немного воды и растет камыш. Примерно на 9 км ниже пос. Александров-Гай в русле появляется сплошной плёс воды в виде узкого озера длиной 90 км, простирающийся до пос.
Фурманова, где максимальная глубина его достигает 18 м. Буровыми работами на нефтяной газ в долине р. Бол. Узень, несколько ниже пос. Фурманова, был обнаружен соляной купол, т. е. подземное поднятие слоев горных пород. Этот купол перегородил русло р. Бол. Узень, в результате чего и возникло вышеописанное естественное водохранилище.
Озёра: характеристика и виды
В двух-трех километрах ниже этой тектонической плотины русло реки снова становится сухим.
Озера различаются и по своему гидрологическому режиму. Эти различия обусловливаются в основном климатическими условиями. Существуют озера гумидного (влажного) и аридного (засушливого и пустынного) климата.
Среди озер гумидного климата выделяют проточные, периодически проточные и непроточные озера, имеющие, однако, всегда подземный сток через грунтовые воды.
Озера аридного типа делятся на периодически сточныеи бессточные.
Благодаря наличию поверхностного или подземного стока, большому количеству притекающей пресной воды и малой величине испарения, озера гумидного типа почти все без исключения пресные. В противоположность им большинство озер аридного типа в той или иной степени соленые, иногда вода в них представляет настоящий рассол.
Это связано с тем, что в условиях засушливого климата вода в озере интенсивно испаряется и концентрация растворенных в ней солей постепенно увеличивается.
Происхождение озер и их распространение на земном шаре
Озеро — это естественный водоем суши с замедленным водообменом. По характеру водообмена различают озера:
Сточные — т.е. сбрасывающие часть своих вод в виде речного стока (Байкал, Онежское, Ладожское)
Бессточные — т.е. лишенные стока. Характерны для засушливых районов (Иссык-Куль, Балхаш, Чад).
Проточные — через которые идет транзитный сток реки (оз.
Чудское, Сарезское).
В понятие «озеро» входит котловина и водная масса, ее заполняющая как неразрывное целое. Происхождение озера связано с образованием котловины под влиянием эндогенных и экзогенных процессов и заполнением ее водой на длительное время.
Озера распространены на поверхности суши повсеместно.
Особенно много озер в районах древнего оледенения и многолетней мерзлоты (север Европы, США, Канады, Сибири).
В озерах мира сосредоточено 176 тыс.
км3 воды, в том числе — 91 тыс. км3 пресных вод. На земном шаре озера занимают 2,1 млн. км2, т.е. 1,4% суши.
К самым крупным озерам (по площади) относятся: Каспийское солоноватое море — 374000 км2 (78200 км3 воды), Верхнее — 82680 км2 (Канада), Виктория — 69000 км2 (Танзания), Аральское море — 64100 км2 (Казахстан), Гурон — 59800 км2 (Канада, США), Мичиган — 58100 км2 (США) Танганьика — 32900 км2 (Танзания, Заир).
Байкал — 31500 км2, а объем — 23000 км3 — самый большой объем пресной воды и самое глубокое в мире (1620м).
Наиболее известна типология озер по характеру происхождения озерных котловин.
Выделяются следующие типы озер:
1. Тектонические — образующиеся в прогибах земной коры на равнинах (Ладожское, Онежское), в горных прогибах (Иссык-Куль, Балхаш), в рифтах, грабенах (Байкал, Танганьика).
2. Вулканические — образующиеся в кратерах, кальдерах вулканов (озера о. Ява), в углублениях лавовых покровов (озера Камчатки, оз. Киву в Африке).
3. Ледниковые — образующиеся в понижениях рельефа, сформированных экзарационной и аккумулятивной деятельностью покровных и горных ледников.
Они подразделяются на:
троговые — (оз. Женевское, Карелия, Скандинавия)
каровые и цирковые (Альпы, Кавказ)
моренные (север России, США, Канады)
надледниковые на языках ледников (Кавказ, оз.
Какие бывают озера по происхождению и в чем их отличия?
Комо в Альпах)
4. Карстовые — образующиеся в отрицательных формах рельефа, связанных с растворяющей деятельностью вод (Крым, Кавказ – Рица)
5. Метеоритные — образующиеся в результате ударного воздействия космических тел (оз. Каали в Эстонии)
6. Термокарстовые — образующиеся в деятельном слое многолетней мерзлоты (тундра, лесотундра, северная тайга)
7. Суффозионные — образующиеся в просадках при механическом вымывании мелких грунтов (Зап.
Сибирь – оз. Чаны)
8. Речные — образующиеся в результате водно-эрозионной и водно-аккумулятивной деятельности постоянных водотоков. К ним относятся: озера-старицы, пластовые, дельтовые, долинные водоемы.
Обвально-подпрудные – сформированные в горах в результате перегораживания речных долин обвально-оползневыми телами (Сарезское на Памире, Амткели на Кавказе)
10. Морские — образующиеся в результате отчленения от морской акватории песчаными отложениями частей заливов, бухт, эстуариев. Выделяют озера-лиманы (затопленные долины рек) и озера-лагуны (участки акватории, отчлененные барами и косами от моря).
Эоловые — образующиеся в котловинах выдувания и между дюн (оз. Теке в Казахстане).
12. Органогенные — внутриболотные озера и озера-лагуны внутри атоллов.
Озера также можно классифицировать по размеру:
очень большие — с площадью более 1000 км2 (Балхаш, Байкал);
В Россия насчитывается более двух миллионов пресноводных и соленых озер. К самым крупным озерам европейской части страны относятся Ладожское (17,87 тыс км²) и Онежское (9,72 тыс км²) на северо-западе, Чудско-Псковское озеро (3,55 тыс км²) на эстонской границе, а также Рыбинское водохранилище (4,58 тыс км²) на Волге к северу от Москвы.
Узкие озера от 160 до 320 км в длину, расположены за плотинами на Дону, Волге и Каме. В Сибири подобные искусственные озера расположены на верхнем Енисее и его притоке Ангаре, где Братское водохранилище длиной 570 км является одним из крупнейших в мире. Но все они незначительны по сравнению с озером Байкал, самым большим резервуаром пресной воды на планете. Длиной 636 км и со средней шириной 50 км, площадь поверхности Байкала составляет 31,72 тыс км², а максимальная глубина 1642 м.
Существует еще бесчисленное множество более мелких озер, расположенных в основном на плохо дренированных низменностях Русской и Западно-Сибирской равнин, особенно в более северных районах. Некоторые из них достигают значительных размеров, в частности, озеро Белое (1,29 тыс км²), Топозеро (0,98 тыс км²), Выгозеро (0,56 тыс км²) и озеро Ильмень (0,98 тыс км²) на территории европейского северо-запада страны, и озеро Чаны (1,4-2 тыс км²) на юго-западе Сибири.
Список самых больших озер России
Представляем вашему вниманию 10-ть самых крупных озер РФ с описанием, фото и географическим расположением на карте страны.
Каспийское море
Каспийское море является крупнейшим в мире внутренним водоемом (площадь: 371 тыс км²). Его называют морем, а не озером, так как древние римляне прибывшие в это регион, обнаружили, что его вода соленая, и назвали морем после племен Каспии, которые жили возле побережья озера. Каспийское море граничит со следующими пятью странами: Россия, Казахстан, Туркменистан, Азербайджан и Иран. Главной рекой питающей озеро является Волга, которая обеспечивает около 80% притока воды Каспийского моря, а остальные 20% приходятся на другие более мелкие реки.
Каспийское море богато на месторождения нефти и природного газа, но добыча этих находятся в стадии разработки. Также процесс добычи тормозит проблема разделения природных богатств озера между пятью странами, граничащими с ним. В Каспийском море и дельтах впадающих в него рек обитает около 160 видов и подвидов рыб из 60 родов. Около 62% видов являются эндемичными.
Байкал
Байкал является самым глубоким (1642 м), старейшим (25-35 млн лет) и наиболее объемным (23,6 тыс км³) из всех озер мира, это водоем-суперзвезда в области гидрологии, геологии, экологии и истории. Сегодня озеро Байкал содержит около 20 процентов пресной воды на поверхности Земли, что сравнимо по объему со всем бассейном реки Амазонка. Байкал имеет 27 островов, в том числе один более 70 км в длину (остров Ольхон).
У берегов озера обитает более 1500 видов животных, 80% из которых не встречаются больше нигде на планете. Самым известным представителем фауны Байкала является нерпа, которая обитает исключительно в пресной воде. По некоторым данным, численность популяции нерп составляет около 100 000 особей. Также возле озера встречаются такие крупные хищники как и волки, которые занимают верхние позиции сибирской пищевой цепи, питаясь оленями, птицами, грызунами и более мелкими хищниками.
Ладожское озеро
Ладожское озеро - самое большое пресноводное озеро Европы, расположенное на северо-западе России в 40 км к востоку от Санкт-Петербурга. Площадь озера составляет 17,87 тыс км², объем - 838 км³, а максимальная глубина в точке к западу от острова Валаам достигает 230 м.
Впадина озера появилась под воздействием ледников. Северные берега в основном высокие и скалистые, а также разделены глубокими, покрытыми льдом бухтам. Южные берега имеют множество песчаных или каменистых пляжей, преимущественно низкие, слегка вогнуты, поросшие ивой и ольхой. В некоторых местах есть древние прибрежные набережные, покрытые соснами. Наиболее крупными притоками являются реки Волхов, Свирь и Вуокса.
В озере обнаружено 48 различных видов рыб, из которых самыми распространенными считаются плотва, карп, лещ, судак, окунь и корюшка. Из 48 видов, 25 имеют коммерческое значение и 11 находятся в категории важных промысловых рыб.
Ладожское озеро также служит ключевой точкой остановки для перелетных птиц Северо-Атлантического пролетного пути, которые, как правило, отмечают приход весны.
Онежское озеро
Онежское озеро - второе по величине озеро Европы, расположенный на северо-западе европейской части России, между Ладожским озером и Белым морем. Оно занимает площадь 9,72 тыс км², 248 км в длину и до 83 км в ширину. Наибольшая глубина составляет около 127 м.
Котловина озера была образована движением земной коры и ледников. Высокие скалистые берега на севере и северо-западе состоят из слоистого гранита и покрыты лесом. Есть глубокие заливы в Петрозаводске, Кондопоге и Певенце. Южные берега узкие, песчаные, часто заболоченные или подтопленные. Онежское озеро имеет около 1650 островов, охватывающих в общей сложности около 260 км², как правило, в северных и северо-западных бухтах.
Озеро служит домом для более чем 40 видов рыб, включая ряпушку (небольшой член семейства лососевых), корюшку, налима леща, щуку, окуня, плотву и лосося. Многие виды рыбы имеют значительную экономическую ценность.
Таймыр
Таймыр - второе (после Байкала) крупнейшее озеро в азиатской части России, расположенное в центральных районах полуострова Таймыр. Оно находится к югу от гор Бырранга, в зоне .
Озеро и зона тундры является популярным местом для птиц, таких как гуси, лебеди, утки, мохноногий канюк, сапсан и снежные совы. В озере Таймыр обитает большое количество рыбы, в том числе хариус, муксун, голец и сиг. Хотя область относительно отдаленная, все равно наблюдается истощение запасов отдельных промысловых видов рыбы.
Таймыр славится самой большой популяцией северных оленей в Евразии. Также в этом регионе встречаются такие животные, как архар, песец, волк и лемминги. В 1975 году в районе повторно был введен .
Озеро и его окрестности с 1983 года включены в Таймырский природный заповедник. Ученые обнаружили плутоний в осадках озера, который предположительно попал в Таймыр через переносимые ветром радиоактивные частицы после ядерных испытаний, проводившихся на Новой Земле во времена холодной войны.
Ханка
Озеро Ханка имеет площадь 4 тыс км², из которых примерно 97% находится в России. Максимальная глубина озера 10,6 м, а средний объем 18,3 км². Озеро питается от 23 рек, 8 из которых находятся в Китае, а остальные на территории РФ. Единственным оттоком является река Сунгача, которая течет на восток к реке Уссури, которая формирует международную границу, и устремляются на север, где впадает в реку Амур.
Ханка славиться, как дом самого высокого разнообразия птиц во всей умеренной зоне Евразии. Не менее 327 видов гнездящихся, зимующих и перелетных птиц были замечены в районе озера.
Чудско-Псковское озеро
Чудско-Псковское озеро является самым большим трансграничным и пятым (после Ладожского, Онежского, шведского Венерн и финского Сайма) по величине озером Европы, расположенное на границе между Эстонией и Россией. Оно занимает 3,6% от общей площади бассейна Балтийского моря. В общей сложности 30 островов, расположены на Чудском озере, и еще 40 в дельте реки Великой. Большинство из них возвышаются лишь на 1-2 м над уровнем воды, и часто страдают от наводнений.
Около 54 видов прибрежных водных растений, произрастает в бассейне Чудско-Псковское озера, в том числе тростник, аира, камыш и различные травы. В водах озера обитает 42 вида рыб, такие как снеток, ряпушка, лещ, окунь, щука, плотва и сиг. Водно-болотные угодья служат важными местами гнездования и кормления для мигрирующих птиц, таких как лебеди, гуси и утки, которые мигрируют от Белого моря к Балтийскому морю. Регион является домом для одной из крупнейших колоний ласточек в Эстонии.
Убсу-Нур
Убсу-Нур - самое большое по площади поверхности (3,35 тыс км²) озеро Монголии, а также крупнейшее соленое озеро в стране. Бассейн Убсу-Нур является одним из самых важных полюсов биоразнообразия Евразии. Хотя большая часть озера находится в Монголии, его северо-восточные берега расположились в Республике Тыва Российской Федерации.
Озеро неглубокое, очень соленное, и является остатком большого моря, существовавшего несколько тысяч лет назад. Бассейн охватывает площадь около 70 тыс км² и представляет собой один из наиболее сохранившихся природных степных ландшафтов на континенте. Именно здесь встречаются самая северная часть пустыни и самая южная часть тундры.
Тростниковые и пресноводные дельты рек служат местами отдыха и гнездования для многочисленных мигрирующих птиц. Более 220 видов птиц можно встретить вокруг озера, в том числе черный аист, скопа, орлан-белохвост, кликун и озерная чайка. Около 29 различных видов рыб обитает в водах озера, один из которых является пригодным для употребления в пищу человеком. Горный район служит домом для монгольских песчанок, диких баранов и сибирского козерога.
Чаны
Хотя озеро Чаны не очень хорошо известно за пределами Сибири, оно относится к одним из самых больших озер страны. Чаны представляет собой неглубокое озеро с соленой и постоянно флуктуирующей водой, уровень которой может меняться от сезона к сезону и из года в год. Земли бассейна озера служат в качестве пастбищ для крупного рогатого скота.
По площади, Белое является вторым (после Онежского) природным озером Вологодской области, и третьим (после Рыбинского водохранилища). Оно входит в десятку крупнейших естественных озер Европы. Озеро имеет относительно круглую форму с диаметром 46 км. Его площадь составляет 1,29 тыс км², а площадь бассейна около 14 тыс км².
Озеро славится своими рыбными запасами, самый известный деликатес белозерский снеток. Кормовая база и высокий уровень кислорода создают благоприятные условия для жизни многих видов. В водах озера распространены следующие виды рыб: окунь, щука, лещ, ерш, чехонь, плотва, уклейка, налим, голавль, красноперка, сиг, язь, линь, жерех, елец и пескарь).
Таблица 10-ти крупнейших озер России
| Название озера | Площадь, км² | Объем, км³ | Размеры, км | Максимальная глубина, м | Средняя глубина, м |
| Каспийское море | 371000 | 78200 | 1200 на 435 | 1025 | 208 |
| Байкал | 31722 | 23615 | 636 на 79,5 | 1642 | 744,4 |
| Ладожское озеро | 17870 | 838 | 219 на 125 | 230 | 46,9 |
| Онежское озеро | 9720 | 285 | 248 на 83 | 127 | 30 |
| Таймыр | 4560 | 12,8 | - | 26 | 2,8 |
| Ханка | 4070 | 18,3 | 90 на 45 | 10,6 | 4,5 |
| Чудско-Псковское озеро | 3555 | 25 | ширина 50 | 15 | 7,1 |
| Убсу-Нур | 3350 | 35,7 | 85 на 80 | 20 | 10,1 |
| Чаны | 1400-2000 | - | 91 на 88 | 7 | 2,1 |
| Белое озеро | 1290 | 5,2 | 46 на 33 | 20 | 4 |
Озеро - это замкнутое углубление суши, собирающее и накапливающее поверхностные и подземные воды. В отличие от рек, это водоемы замедленного водообмена. Общая площадь всех озер на Земле составляет 2,7 миллиона квадратных километров. Они занимают порядка 1,8% поверхности суши.
Озера всегда и везде образуются по одному сценарию - на местности по разным причинам образуется впадина, низина или разлом - котловина. Если в дальнейшем ее заполнит вода, получится озеро. Все остальное не существенно. Расположение и происхождение озёр связано с климатом местности, который обуславливает их питание и испаряемость, а так же с факторами, содействующими образованию озерных впадин. Там, где климат влажный, озера полноводны, пресны и многочисленны. В большей части здесь они проточные. В засушливой местности озера мелководные, нередко соленые и бессточные. Таким образом, гидрохимические особенности озер обусловлены их географическим расположением.
Озера принято классифицировать по четырем признакам: происхождению озерных котловин; происхождению водной массы; водному режиму и минеральному составу (солености).
Происхождение озерных котловин
По происхождению выделяют 5 групп озерных котловин. Тектонические озерные котловины - образуются в результате трещин, разломов и опусканий земной коры. Такие озера выделяются большой крутизной склонов и глубиной. Как пример - озеро Байкал, Мертвое море, Чад, Титикака.
Вулканические озерные котловины - образуются в кратерах вулканов или в низинах лавовых полей. В качестве примера можно отметить озеро Курильское на Камчатке, озера Явы и Новой Зеландии. На фото - озера в кратерах вулкана Келимуту.
Ледниковые (моренные) озерные котловины - прорыты движущимися ледниками с последующим размывом и скоплением вод перед ледниковыми формами рельефа. Когда ледник тает, принесенный им материал отлагается в виде холмов, гряд, возвышенностей и понижений. Такие озера обычно узкие и длинные, вытянутые вдоль линии таяния ледника - озера Финляндии, Карелии, Альп, Урала, Кавказа.
Карстовые озерные котловины - они возникли в результате провалов, осадки почвы и размывания мягких горных пород - известняка, гипса, доломита. В результате образуются небольшие по площади, но глубокие озерные котловины.
Запрудные (завальные или плотинные) озерные котловины - возникают в результате преграждения русла реки обвалами горных пород. Так образовались озеро Севан, ряд озер в Альпах, Гималаях и на Кавказе.
Но впадины, подходящие для заполнения водой, могут появляться и иными путями. Здесь все зависит от места нахождения и климата - близость моря, реки, сильные ветры, грунтовые воды, слои мерзлоты в почве. Результат все тот же - образование котловины и наполнение ее водой.
Другие виды озер
Лиманные озера расположены по берегам морей. Они представляют собой прибрежные участки моря , отделившиеся от него прибрежными косами.
Органогенные озера со временем появляются среди болот и коралловых рифов. Пойменные озера связаны с изменениями речного русла- озера Кубанских плавней, ильмени Волжской дельты. Такие озера имеют характерную подковообразную форму.
Ветер создает эоловые озера, которые образуются в котловинах выдувания - озеро Теке, озеро Селекты в Казахстане и ряд других возникли именно так.
Суффозионные озера появляются там, где подземные воды активно вымывают небольшие кусочки породы, вызывая осадку грунта. Такие озера характерны для юга Западной Сибири.
Термокарстовые провальные озера (на фото) появляются при таянии участков вечной мерзлоты. Образуются провалы в грунте, заполняющиеся талой водой. Таких озер много в Колымской низменности - самом озерном крае России.
По происхождению водных масс озера делят на два типа - атмосферные и реликтовые.Атмосферные озера никогда не были частью Мирового океана. Таких озер на Земле большинство. Реликтовые (или остаточные) озера появились на месте отступивших морей - Каспий, Аральское, Ладожское, Онежское, Ильмень и другие.
По водному режиму выделяют два типа озер - сточные и бессточные. Сточные озера - это озера, в которых идет водообмен, в них впадают и из них вытекают реки. Обычно они пресные. Такие озера часто находятся в зонах избыточного увлажнения.
Минеральные озера
Бессточные озера имеют впадающие реки, но нет вытекающих. В расходе воды у таких озер преобладает испарение и все минеральные вещества остаются в водоеме. В большинстве своем они соленые. Такие озера находятся в зонах недостаточного увлажнения.
По солености выделяют четыре типа озер - пресные, соленые, солоноватые и минеральные. Пресные озера - если соленость не превышает 1 промилле. Соленые озера - если содержание растворимых веществ в них в пределах 24,7 - 47 промилле. Солоноватые - соленость до 24 промилле. Минеральные - 47 промилле. Это могут быть содовые, сульфатные, хлоридные озера. В минеральных озерах соли могут выпадать в осадок, например озера Эльтон и Баскунчак, являющиеся источником добычи соли. На фото - соленое озеро в Кении.
Озера играют важную роль в экосистеме планеты. Они создают особый микроклимат, благоприятный для разных форм жизни. Даже будучи солеными, они привлекают множество различных организмов. А пресноводные образуют собственные сбалансированные и удивительно богатые экосистемы. Геологические силы стремятся выравнять поверхность континента путем эрозии, накопление осадка ведет к уменьшению глубины озера и постепенному его исчезновению. В водах озер происходит биологические и химические реакции, в результате которых некоторые элементы переходят в донные отложения или, наоборот, растворяются в воде. Донные отложения меняют рельеф озерного дна и при определенных условиях могут преобразовываться в горные породы органического происхождения. Зарастание озер создает новые формы рельефа.
Большинство озер - сравнительно молодые образования. Одно из самых древних - Байкал. Его возраст 25 - 30 миллионов лет. Самое крупное из озер - Каспий. Его площадь составляет порядка 368 тысяч квадратных километров. Самое глубокое - Байкал - 1620 метров. Хочется надеяться, что эти удивительные природные образования еще долго будут оставаться в своем первозданном состоянии.
Друзья! Мы потратили много сил на создание проекта. При копировании материала, пожалуйста, ставьте ссылку на оригинал!
Уникальность природных озер заключается в целом ряде их особенных характеристик. Им присущ замедленный водообмен, свободный термический режим, своеобразный химический состав, перепады в уровне воды.
Кроме этого, они создают свой микроклимат и вызывают изменения в прилегающем ландшафте. В них аккумулируются минеральные и органические вещества, некоторые из них имеют ценность и полезность.
Географический объект «озеро» (значение)
В нашем мире около 5 000 000 озер. Озера на Земном шаре занимают почти 2% поверхности, а это почти 2,6 млн км 3 . Являясь компонентом гидросферы, классические природные озера, представляют собой водоемы естественного происхождения, которые представляют собой озерную чаши с водой, которые не имеют прямого контакта (соприкосновения) с морем или океаном. Существует целая наука, которая занимается их изучением,- лимнология. Однако, также существуют антропогенные озера, которые возникли в результате деятельности человека.
Если рассматривать озеро, как географический объект, то тогда его определение становится более четким: это яма на суше с замкнутыми краями, в которую попадает стекающая вода и в результате там накапливается.
Характеристика озёр
Чтобы дать конкретному озеру точную характеристику, нужно определиться с его происхождением, положением (над или под землей), типом водного баланса (сточные или нет), параметрам минерализации (пресные или нет), его химическим составом и т.д.
Кроме этого, нужно точно определить следующие параметры: общую площадь водного зеркала, общую длину линии берегов, максимальное расстояние между противоположными берегами, среднюю ширину озера (рассчитывается путем деления площади на предыдущий показатель), объем воды, что его наполняет, его среднюю и максимальную глубину.
Типы озёр по происхождению
Общепринятая классификация озер по фактору происхождения следующая:
- Антропогенное (искусственное) - созданное человеком;
- Природное - возникло естественным образом (экзогенным или эндогенным - или изнутри Земли, или в результате процессов на ее поверхности), без вмешательства человека.
Природные озера в свою очередь имеют собственное разделение по принципу происхождения:
- Тектоническое - возникшие по той или иной причине трещины в земной коре заполняются водой. Самым известным озером такого типа является - Байкал.
- Ледниковое - ледник тает и образовавшаяся вода создает озеро в котловине самого ледника или любой другой. Такие озера, например, в Карелии и Финляндии: по траектории движения ледника по тектоническим трещинам появились озера.
- Старица, лагуна или лиман - снижение уровня воды отрезает часть от реки или океана.
- Карстовое, суффозионное, термокарстовое, эоловое - выщелачивание, просадка, протаивание, выдувание, соответственно, создают углубление, которое заполняется водой.
- Запрудное озеро возникает тогда, когда обвал или землетрясение отрезают перемычкой суши часть водной глади от основного водного объекта.
- В горных котловинах и кратерах вулканов или каналов их извержения часто так же собирается вода.
- И другие.
Значение озёр в природе и для человека
Озера представляют собой природные резервуары воды, которые могут регулировать речной сток: принимать излишние воды и, наоборот, отдавать их часть при общем снижении уровня воды в реке. Крупная водная масса имеет большую тепловую инерцию, действие которой может существенно смягчить климат близлежащих территорий.
Озера являются важным объектом для рыболовства, организации добычи соли, прокладывания водных путей. Воду из озер часто используют для водоснабжения. Водоемы могут быть использованы для организации энергетического резервуара гидроустановки. Из них добывают сапропели. Некоторые озерные грязи обладают лечебными свойствами и используются в медицине. Важность озер в экосистеме планеты трудно переоценить, они являются органическим элементом всего природного механизма.
Самые большие озёра в мире
Среди озер есть два главных рекордсмена:
Каспийское море - самое большое по площади (376000 км 2), но сравнительно не глубокое (30 м);
(Озеро Байкал )
Байкал - рекорд глубины (1620 метров!).
Среднестатистические рекордсмены по крупности в озерной братии - тектонические озера.