Авторизация / Регистрация 

Озера

Озера, природные водоемы в углублениях суши (котловинах), заполненные в пределах озерной чаши (озерного ложа) разнородными водными массами и не имеющие одностороннего уклона. Котловины О. возникают в результате различных рельефообразующих процессов и по происхождению делятся на тектонические, ледниковые (эрозионные и аккумулятивные), речные, приморские, провальные (просадочные-карстовые, термокарстовые), эоловые, вулканические (кратерные и лавовоподпорные), завально-запрудные. В связи с интенсивным использованием водных ресурсов непрерывно возрастает число зарегулированных озер-водохранилищ (Байкал, Онежское, Виктория и др.). Часто в формировании котловины участвует несколько факторов (например, тектоника и ледники). Форма и размеры котловин озер значительно меняются во времени в результате накопления донных отложений и переформирования берегов. Ложе О. (часть котловины, заполненная водой) делится на литораль - мелководную прибрежную часть, подверженную действию волн, и профундаль -открытую, более глубокую часть, где волны не воздействуют на дно. Размеры О. характеризуют площадь поверхности (зеркала), длина, ширина, протяженность и изрезанность береговой линии, объем воды, средняя и наибольшая глубина соотношения площадей и объемов, приходящихся на разные глубины. Объем воды и его изменения во времени зависят от водного баланса озер - поступления и потерь воды. Главные составляющие приходной части водного баланса озера - поверхностный и подземный приток с бассейна и атмосферные осадки на поверхность О., расходной части - поверхностный и подземный сток из озер и испарение с его водной поверхности. По характеру водного баланса О. делят на сточные, бессточные и с перемежающимся стоком. В водном балансе и режиме Озера ведущую роль играет географическая зональность, высотное расположение, размеры и форма О. В увлажненных районах как приход, так и расход воды происходят в основном за счет стока, воды О. засушливых районов тратятся на испарение и здесь распространены б. ч. бессточные О. Удерживая воды, стекающие с их бассейнов и медленно отдавая их в вытекающие реки, озера регулируют сток рек. Общая площадь О. земного шара около 2,7 млн. км2 (около 1,8% площади суши), объем около 230 тыс. км3. В СССР свыше 2,8 млн. Озера общей площадью около 490 тыс. км2. Среди них с площадью зеркала от 1 до 10 км2 - около 37 тыс., более 100 км2 - 185.
Распределение озер по земному шару неравномерно, зависит в первую очередь от характера водного баланса, обусловленного климатом. Уровень воды в озерах испытывает сезонные и многолетние колебания. Сезонные колебания, связанные с водным балансом у крупных озерах, редко превышают 1 м, многолетние достигают 3-7 м. В засушливых районах О. часто пересыхают. Ветер вызывает в О. волны, меньшие, чем в морях (высота до 3-5 м), но более крутые, а также сгоны и нагоны вод. Течения О. вызываются преимущественно ветрами. Сейши О. связаны с ветром или изменениями давления воздуха. Для нагрева воды О. наибольшее значение имеет прямая и рассеянная солнечная радиация. Теряется тепло главным образом на испарение, теплоотдачу в воздух и излучение. Перенос тепла в глубину и распределение его в водной массе осуществляется при перемешивании и течениями. Летом в озерах, расположенных в зоне умеренного климата, температура воды понижается с поверхности ко дну (прямая температурная стратификация); между нагретым менее плотным верхним слоем (эпилимнионом) и холодным плотным глубинным (гиполимнионом) обычно лежит слой температурного скачка (металимнион), в котором температура резко падает (до 10 °С на метр глубины). Зимой в этих озерах наблюдается обратная температурная стратификация - повышение температуры от поверхности ко дну (в пределах от 0 до 4 °С). Весной и осенью наблюдается гомотермия - одинаковая температура и соответственно плотность по всей толще воды, благоприятствующая перемешиванию. В озерах тропического пояса почти весь год бывает прямая стратификация, холодного пояса - обратная. Лед О. слоистый, б. ч. неровный, торосистый. Замерзание и вскрытие зависят от потерь и поступления тепла. Крупные озера из-за большого запаса тепла и воздействия волн замерзают и вскрываются позже рек; лед б. ч. тает в самих О. и только частью выносится в реки. Воды соляных озер могут зимой не замерзать при отрицательной температуре, а летом нагреваться под поверхностным слоем пресной воды до 60 °С и более.
Воды озер рассматривают как сложные полидисперсные системы, в состав которых, кроме Н2О, входят ионы, диссоциированные молекулы, газы, минеральные и органические частицы, начиная с коллоидных до крупных, организмы и их остатки. Содержание солей в озере колеблется от нескольких мг до 300 г и более в 1 л (см. Минеральные озера). Природным зонам более или менее соответствует преобладание в воде их О. характерных гидрохимических фаций: в О. тундры преобладают Si и HCO-3, в лесной зоне - ионы Ca2+ и HCO-3, в степной - ионы Na+ и или Na+ и Cl-, в пустынной и полупустынной - ионы Na+ и Cl-. Кроме главных ионов минерализации - HCO-3, СО2-3, , Cl-, Ca2+, Mg2+, Na+, К+, для развития жизни очень важны и нередко дефицитны биогенные элементы: N (в его связанной форме), Р, Si, Fe, Mn, Cu, Zn и др. Газы проникают сквозь зеркало вод О., образуются и связываются в них, переносятся водными массами, избыток их выделяется в атмосферу. Газы воздействуют на гидрохимический режим озера и на существование организмов. От соотношения недиссоциированной и диссоциированной (см. Диссоциация) углекислоты, ее бикарбонатных и карбонатных солей зависит в большинстве случаев кислотность или щелочность воды. Содержание кислорода, с одной стороны, сероводорода, метана и водорода - с другой, характеризует окислительные и восстановительные зоны водной толщи и грунтов. Дефицит кислорода приводит к летним и зимним заморам рыб, гибели беспозвоночных, растений. При отсутствии кислорода сохраняются лишь бактериальные формы жизни. Водные растения при фотосинтезе выделяют кислород и создают органическое вещество. Используя газы и биогенные элементы, организмы фотосинтетики и хемосинтетики создают автохтонное, или местное по происхождению, органическое вещество. Поступившее в О. вещество извне называют аллохтонным. На дне О. из минеральных и органических частиц, приносимых стоком и ветром с бассейнов и образующихся в самих О. при разрушении берегов и отмирании растений и животных, образуются донные отложения (см. Озерные отложения), происходит заиление О. От количества минеральных и органических взвесей зависят цвет и прозрачность воды. Голубой цвет и высокая прозрачность (до 40 м в Байкале) характерны для озер с чистой водой, большей частью крупных. С увеличением мутности цвет воды становится зеленым, бурым, коричневым, прозрачность падает до 1 м и менее. От прозрачности зависит мощность слоя фотосинтеза. В озерах устанавливают поверхность компенсации, выше которой фотосинтетическое продуцирование органического вещества с выделением кислорода преобладает над суммарным расходованием при разложении. По размещению в озерах и процессам приспособления выделяют организмы дна (бентос), водного зеркала (плейстон), водной толщи (планктон), активно плавающие (нектон); по берегам живут влаголюбы-гигрофилы. По биологической продуктивности О. разделяются на высокопродуктивные, богатые биогенными элементами (эвтрофные), малопродуктивные, бедные биогенными элементами (олиготрофные), и обогащенные гуминовыми веществами (дистрофные). Кроме сезонных циклов изменений режима и развития жизни, О. свойственны многолетние циклы и прохождение последовательных состояний на пути к исчезновению. В процессе своей эволюции озера заполняются наносами, зарастают и превращаются в условиях влажного климата в болота, в сухом климате - в солончаки. В озерах находится значительная часть дефицитной пресной воды (123 тыс. км3), обеспечивающей нормальную жизнедеятельность человека и ценных растений и животных. Водные ресурсы озер и получаемые из них продукты широко используются в народном хозяйстве: водоснабжении, водном транспорте, гидроэнергетике, рыбном хозяйстве, орошении, получении сырья для промышленности; добыча торфа и донных отложений - сапропелей, солей. Лечебные грязи озер - пелоиды широко применяются в медицине. В СССР и др. социалистических странах большое значение придается комплексному использованию О. Велико значение О. для организации отдыха и курортного лечения с использованием грязей и рассолов. Сброс сточных вод и сток с сельско-хозяйственных угодий и лесов, где применяют удобрения и ядохимикаты, могут при неосмотрительном ведении хозяйства изменить режим озер и подорвать их ресурсы. В промышленно развитых и густонаселенных странах происходит вызванное загрязнением ухудшение качества воды О. В этом отношении Великие озера в Северной Америке - один из наиболее ярких примеров. Водой этих озер пользуется более 250 городов, ежедневно забирая свыше 15 млрд. л; не меньших величин достигают и сбросы сточных вод. В СССР и во многих зарубежных странах приняты законы об охране природных вод, активно изучаются проблемы водной токсикологии, процессы самоочищения озер.





Консультации специалистов