Озеро Альберта, Канада. фото

Озёра

Содержание

Озёра – это часть гидросферы. Наряду с реками, болотами, ледниками и подземными водами они входят в её раздел, называемый «водами суши». В отличие от прудов и водохранилищ, озёра имеют естественное происхождение, т. е. они появляются в природе сами под воздействием геологических, космических или гидрологических процессов, происходящих на материках и островах. Но иногда их образованию невольно способствует и человек.



В отличие от рек, они характеризуются малой подвижностью и замедленным водообменном. От морей и заливов (в том числе лагун и лиманов) они отличаются тем, что не имеют двусторонней связи с океаном и не являются его частью. Попасть в море из озера можно только по рекам, и то не всегда. Но всё это условные признаки, ведь общепринятого определения озера в мире пока нет.

Озеро Kurtkowiec и Красные Пруды Долины в Татрах, фото
Озеро в Татрах.
Автор: Jakub Hałun, файл лицензируется в соответствии с международной лицензией Creative Commons Attribution-Share Alike 4.0

Трудности в определении понятия «озеро»

Официального международного научно-признанного определения понятию «озеро» не существует, поэтому в этом вопросе часто возникает путаница. Лимнологи определяют озёра как более крупные, чем пруды, водоёмы, способные волнами воздействовать на береговую линию, где турбулентность, которую вызывает ветер, является основной силой, вызывающей перемешивание всей толщи воды.


Но искусственные водоёмы очень разные по размеру, и это определение исключает не все пруды и водохранилища. Поэтому учёные стали использовать определения на основе размеров. Озером всё чаще называют водоём площадью от 2 до 8 гектар, а один из основателей экологии Чарльз Элтон рассматривал озеро, как водоём площадью в 40 гектар.

 Джозеф Делаттр, Озеро, фото
Картина
Джозефа Делаттра. Озеро.
Автор фото: Oxxo, общественное достояние

Но ведь и австралийское Эйр-Норд мы тоже называем озером, а оно большую часть времени просто пересыхает. В одной английской книге по гидрологии встречается более сложное определение понятия «озеро», которое описывается как водоём со следующими пятью характеристиками:

  • полностью или частично заполненной одной или несколькими связанными проливами котловинами;
  • отличающимся постоянством уровня воды во всех своих частях (за исключением колебаний, вызванных паводками, ледяным покровом, ветром);
  • не обменивающийся регулярно водой с морем;
  • большая часть его отложений оседает в котловине, а не выносится из неё;
  • площадь, измеренная на среднем уровне воды, превышает произвольно выбранный порог (например, 1 гектар).

Все эти критерии, за исключением проникновения морской воды, приняли и другие гидрологические публикации Англии.

Озеро Эйр, фото
Озеро Эйр.
Автор: Мэттом Мэлоу

Экологи же считают, что озеро – это природный комплекс, в котором взаимодействуют природные воды, растительность и животные, рельеф и грунт – сапропель.

В российских учебниках по гидрологии даётся только обобщённое определение: озеро – естественный водоём суши с замедленным водообменном или водные массы, длительно занимающие замкнутые углубления на суше и лишённые непосредственного сообщения с морем. Другими словами: озеро – это углубление суши, не имеющее одностороннего уклона и заполненное водой.

 Karl Bennewitz von Loefen der Ältere. Пейзаж с озером, фото
Karl Bennewitz von Loefen der Ältere. Пейзаж с озером.
Источник фото: акционеры Auktionsverket через аукцион ARCADJA, общественное достояние

По геологическим меркам озёра являются временными водоёмами.  Они медленно заполняются осадками и заболачиваются.

Разнообразие озёр и их роль в природе и для человека

Для того, чтобы появилось озеро, нужно два условия: крупное углубление в земной поверхности – котловина, способная удержать достаточное количество воды, и наличие в ней воды. Однако в озёрных котловинах может скапливаться не только вода. Есть в природе недолговечные озёра лавы, битума – природного асфальта (Пич-Лейк в Тринидаде), чернильные – по сути кладбища животных и растений (Сиди Моаме Бенали в Алжире). На спутнике Сатурна Титане существуют озёра, заполненные метаном. Но это исключение из правил.

На озере Пич-Лейк, фото
Озеро Пич-Лейк.
Источник: http://www.richard-seaman.com/Travel/TrinidadAndTobago/Trinidad/PitchLake/BigLumpEmergingFromLake.jpg

Жителям алжирского города Сидибель-Аббес нет необходимости покупать в магазинах чернила. Рядом с ними находится целое озеро чернил. Образовали его две небольшие речушки. Одна из них насыщена солями железа, а другая протекает через торфяные болота и содержит в своей воде те же вещества, что и сок чернильных орешков. При смешивании этих вод образуются чернила. В этом озере нет рыб и других живых существ. Вода его пригодна только для письма.

Всего на земле около 5 тыс. озёр. Одни из них настолько большие, что люди издавна называют их морями, другие больше похожи на лужи. В глобальном гидрологическом цикле озёра играют небольшую роль, ведь в них всего 0,009% всей свободной воды гидросферы. Но они могут значительно влиять на местный климат.



На местном уровне даже небольшие озера играют важную гидрологическую роль. Из-за большой относительной площади поверхности к общему объёму воды они очень эффективно испаряют воду. В некоторых случаях (например, в бассейне Чада в Африке) озёра являются конечной точкой гидрологического цикла. Из-за отсутствия стока закрытые озёра сильно зависят от местных гидрологических условий.

Сокращение площади озера Чад с 1973 по 2001 год, фото
Сокращение площади озера Чад с 1973 по 2001 год.
Изображение НАСА GSFC, общественное достояние

Более крупные озёра создают собственный местный круговорот воды. Они получают воду с обширных участков земли, хранят её, передают морю и теряют в виде испарения. Дожди образуются прямо над ними и здесь же выпадают. Озеро смягчает температуру и климат в окружающем регионе, потому что вода обладает очень высокой удельной теплоёмкостью. Днём озеро может охладить прилегающую к нему землю местными ветрами, что приведёт к морскому бризу; ночью оно согревает его сухим ветром.

В озёрах содержится 98% свободной пресной воды Земли. Большинство других континентальных вод связаны в ледники и ледяные щиты, а остальная часть находится под землёй. При этом 4/5 этой воды находится в 40 самых крупных пресных озёрах мира. Самое крупное по объёму воды – озеро Байкал. В нём содержится 23 000 км3 пресной воды. Хотя по площади поверхности оно вдвое меньше озера Верхнее (одно из Великих озёр Северной Америки), оно примерно в 4 раза глубже и содержит столько воды, сколько во всех Великих озёрах вместе взятых.

Байкал, фото
Озеро Байкал, бухта Песчаная.
Автор: Сергей Бунин, CC BY-SA 4.0, фотография изменена

Байкал находится на первом месте в мире не только по глубине, но и по количеству пресной воды: здесь находится пятая часть её запасов. Это одна из причин того, почему Байкал внесён в список Всемирного наследия ЮНЕСКО.

Максимальная глубина Байкала составляет 1620 м. Озеро занимает узкий разлом – рифт. Его длина равна 640 км. Это немного меньше расстояния между Москвой и Петербургом. Пеший поход вокруг озера занимает 3 недели. 

Отличительной чертой Байкала является его почтенный возраст. Большинство озёр Земли существуют лишь несколько тысячелетий, а Байкалу  – около 35 млн. лет. 

За столь долгое время в нём появился и развился богатейший и чрезвычайно редкостный живой мир. Сейчас известно 2630 видов и разновидностей растений и животных. Большинство из них являются эндемиками. Например, байкальская нерпа живёт только здесь, но заходит в Ангару и Селенгу.

Главное богатство Байкала – это его вода. В ней очень мало растворённых веществ, она прозрачна и хрустально-чиста. 

На берегах Байкала жили разные народы. И все они давали величественные имена удивительному водоёму. Монголы называли его Далайнор – «Великое озеро», а эвенки – Лама, что означает «море». Первые русские землепроходцы употребляли эвенкийское название, однако со временем русские перешли на название, принятое у бурят, – «Байгаал». При этом они приспособили его к своему языку, заменив характерное  для бурят «г» на «к». Однако и сейчас местные жители, говоря о Байкале, называют его морем. 

Чистота льда озера Байкал, фото
Чистота льда озера Байкал.
Автор: Ирк-Гришин, файл лицензируется в соответствии с международной лицензией Creative Commons Attribution-Share Alike 4.0, файл изменён

Следующие по объёму крупные пресноводные озёра:

  • Танганьика в Восточной Африке (19 км3);
  • Верхнее (12000 км3).

По площади самым крупным является солёное озеро – Каспийское, расположенное в Центральной Азии. И хотя некоторые гидрологи считают его морем (из-за строения его земной коры), по другим параметрам оно подходит под определение озера. Каспийское море имеет площадь, равную 386 000 км2.

Глубина Байкала в сравнении с глубинами Каспийского моря и озера Танганьика, фото
Глубина Байкала в сравнении с глубинами Каспийского моря и озера Танганьика.
Автор: Афонин, файл является общественным достоянием

Озёра существуют как на равнинах, так и высоко в горах. Самым высоким судоходным озером является Титикака в Андах, принадлежащее Боливии и Перу. Оно лежит на высоте 3810 м. над уровнем моря. Самым низким является Мёртвое море, расположенное между Иорданией и Израилем. Оно расположено на 405 м. ниже уровня моря.

Особенности размещение озёр на Земле

Озёра размещаются по суше неравномерно из-за своеобразия климатов и вследствие геологических особенностей их развития. Наибольшее количество озёр характерно для увлажнённых районов древнего оледенения – Северной Америки, Северной Европы. Много их в районах многолетней мерзлоты, на поймах рек.

Озеро, Канада, фото
Большая часть озёр Канады имеет ледниково-тектонические происхождение котловин.
Автор: Тони Вэбстер, CC BY 2.0

Самые крупные озёра по большей части сосредоточены в Африке, Азии и в Северной Америке. Например, Канаду и Финляндию называют «странами тысячи озёр», и это действительно правда. В Канаде насчитывается около 31 752 озёр размером более 3 км2, а их общее количество точно не известно, по приблизительным оценкам оно составляет 2 млн. В Финляндии насчитывается 187 888 озёр площадью 500 м2 или более, из которых 56 000 являются большими (10 000 м2 и более). Озёра есть и под ледниковыми щитами Антарктиды, однако их объём и другие характеристики до сих пор до конца не исследованы.

Озёра Антарктиды, фото
Работа сотрудника Национального научного фонда федерального правительства США: представления об антарктической водной системе, похороненной под ледяным щитом.
Автор фото: Kimse

Большинство озёр Земли сточные (имеют хотя бы один естественный сток, позволяющий удалять избыток воды), а значит и пресные. Другие не имеют стока в виде рек, теряют воду только в результате испарения или просачивания. Они чаще всего бывают солёными. Хотя есть исключения, например, озеро Чад в Африке.

Бессточное озеро Чад можно назвать одним из самых загадочных природных водоёмов мира. Оно расположено  у южной границы Сахары в переходной полосе, которая получила название Сахель (в переводе означает граница или побережье). Здесь преобладают полупустыни и опустыненные саванны. Тысячи  лет назад Сахель была покрыта барханами. Они и сформировали её современный ландшафт. 

Учёные считают, что  в ледниковый период на месте озера Чад был гигантский водоём, берега которого достигали границ современного Египта. В настоящее время трудно установить, где же находятся берега озера Чад, особенно его восточной части. Нельзя найти двух карт, выпущенных с разницей в несколько лет, на которых Чад имело бы одинаковые очертания. Дело в том, что объём воды в нём подвержен пульсации.

Его загадка в том, что в отличие от других водоёмов, расположенных в тропиках и не имеющих поверхностного стока, Чад содержит пресную воду. Учёные предполагают, что это удивительное явление указывает на существование подземного стока в северо-восточной части таинственного водоёма. 

Действительно, в 900 км. от озера находится обширная впадина, дно которой ниже уровня водного зеркала Чада. К  этой котловине от озера протянулось сухое русло реки Бах-эль-Газаль («река Газелей»). Под её руслом , в толще песчаных наносов, существует постоянный подземный отток из Чада в сторону впадины.

Озеро Титикака, фото
Фото озера Титикака с острова Альварадо в Пуно, Перу.
Автор: Ibrehaut, CC BY-SA 3.0

Озёра очень разные и поэтому существует несколько причин для их классификации:

  • происхождение воды;
  • происхождение котловин;
  • размер;
  • степень постоянства;
  • характер водообмена;
  • структура водного баланса;
  • термический режим;
  • минерализация;
  • условия питания;
  • положение.

Озёра по происхождению котловин

Наука, изучающая озёра, называется лимнологией. Лимнологи использовали несколько критериев для разработки систем классификации озёр и озёрных бассейнов, но в их систематике преобладает характеристика происхождения озёрной котловины.

Озеро Лох-Несс, Шотландия, фото
Легендарное озеро Лох-Несс в Шотландии.
Автор: RicciSpeziari~commonswiki,

По происхождению озёрные котловины делят на эндогенные (созданные внутренними процессами) и экзогенные. Эндогенные – это тектонические и вулканические, все другие котловины имеют экзогенное происхождение.



Знания о котловинах были обобщены в «Трактате о лимнологии » американского учёного Дж. Хатчинсона. Он включил в описание следующие причины их образования:

  • тектонизм,
  • вулканизм,
  • оползни,
  • оледенения,
  • растворение,
  • речное воздействие,
  • воздействие ветра,
  • изменение береговой линии,
  • накопления органических веществ,
  • деятельности животных и растений,
  • метеоритное воздействие,
  • человеческая деятельность.

В 1957 году Хатчинсон опубликовал монографию, которая считается важной вехой в изучении и классификации всех основных типов озер, их происхождения, морфометрических характеристик и распределения. Он представил всесторонний анализ происхождения озёр и предложил их классификацию, которая стала общепринятой.

Телецкое озеро - младший брат Байкала, фото
Телецкое озеро, Россия, республика Алтай.
Автор: YanaDoom, CC BY-SA 4.0

Эта классификация делит все озёра на 11 основных типов, которые разделены ещё на 76 подтипов. Основные типы озер – это:

  1. тектонические,
  2. вулканические,
  3. оползневые,
  4. ледниковые,
  5. растворённые,
  6. речные,
  7. эоловые,
  8. береговые,
  9. органические,
  10. антропогенные,
  11. метеоритные (внеземные).

Озёра с тектоническим происхождением котловин

Тектонические озера образовались после деформаций, возникающих в результате горизонтальных и вертикальных движений земной коры. Эти движения включают разломы (горсты и грабены), уклоны, складки и прогибы. Самые большие озёра мира расположены в рифтах, например, Центральноафриканские рифтовые озёра и озеро Байкал.

Озеро Танганьика, фото
Форма тектонических рифтовых озёр — Танганьика.
Фото НАСА, общественное достояние

Другие известные тектонические озёра образовались из-за поднятия морского дна (Каспийское, Аральское). Это произошло в конце Миоценовой эпохи (около 23-5,3 млн. лет назад). Поднятия привели к изоляции озёр бассейна Понтокаспия.

Тектонические котловины возникают:

  • на равнинах в крупных тектонических прогибах (Верхнее, Ладожское, Чад, Большое Солёное, Эйр-Норд, Великие Американские), они округлы по форме;
  • в предгорных впадинах (Балхаш);
  • в разломах, грабенах (Байкал, Мёртвое, Танганьика, Эдвард, Малави (Ньяса), Титикака) – имеют удлинённую форму.
Каспийское море-озеро, фото
Форма тектонических озёр — Каспий.

Мёртвое море питают пресные воды реки Иордан, юркие ручьи, стекающие с окружающих хребтов, а также подземные минеральные источники. Существующий здесь разлом столь глубок, что окрестности Мёртвого моря являются самым глубоким местом земной суши, где можно не промочить ног.

Побережье водоёма находится на 405 м. ниже уровня океана. Ложем его двух котловин, северной и южной, являются слои соли, оставшиеся после пересыхания древнего моря. Вероятно, оно имело связь со Средиземным морем, ведь в те времена ещё не было гористого района, который разделяет оба водоёма. 

Южный, меньший бассейн Мёртвого моря, мельче, его средняя глубина всего несколько метров, а вот глубина северного достигает 185 м. Обе части озера сообщаются через перешеек. 

Мёртвое море – настоящий памятник природы. Древнейшее письменное упоминание о нём встречается в Ветхом Завете, где можно найти и название «Солёное море». Действительно, соль – наиболее характерный признак этого озера. Её здесь по 300 г. на один литр, это почти в 16 раз превышает средний показатель Чёрного моря. На поверхности озера можно лежать, а если встать, то вода выталкивает по грудь, и со стороны кажется, что человек идёт по дну.

Название «Мёртвое» тоже полностью отвечает особенностям этого уникального водоёма. Он действительно мёртвый: из-за высокого содержания соли в его водах не может жить ни рыба, ни другие организмы. Если рыба из реки Иордан случайно заплывает в этот бассейн с рассолом, она погибает почти сразу. Исключением являются несколько видов бактерий, обосновавшихся в устье Иордана. 

Мёртвое море, фото
Мёртвое море.
Автор: Рикардо Тулио Гандельман, CC BY 2.0

Озёра с вулканическими котловинами

Вулканические котловины образовались либо в кратере потухшего вулкана, либо в углублениях на поверхности лавового потока – кратерные озёра на о. Ява, в Новой Зеландии, либо в старых разрушенных кратерах – кальдерах (Курильское и Кроноцкое на Камчатке). Своеобразными вулканическими озёрами являются маары – озёра, образовавшиеся в трубках взрыва – маарах.

Кратерное озеро Исландии, фото
Кратерное озеро в Исландии.
Автор: Diego Delso, лицензия CC-BY-SA

Вулканические озёра могут образовываться вследствие подпруживания рек продуктами вулканизма – лавой, пеплом (оз. Киву – впадина Восточно-Африканской рифтовой структуры, расположенная на границе Руанды и Заира). Вытекающая когда-то из оз. Танганьика р. Рузизи текла по долине Киву к северу, в сторону Нила. Но после извержения находящегося рядом вулкана её русло оказалось заблокированным. Тогда потоки наполнили углубление и получилось озеро.

Озеро Киву, расположенное в Восточной Африке, иногда превращается в гигантскую кастрюлю, где варится уха. Озеро находится недалеко от вулкана Китуро. При извержении вулкана лава стекает в озеро, отчего вода в нём закипает, а рыба и водоросли, находящиеся в нём, варятся. Когда вулкан успокаивается, местные жители подплывают на лодках и вылавливают сварившуюся рыбу.

Озеро Киву, фото
Киву.
Автор: Мартьян Муннеке, CC BY 2.0

Озёра с котловинами ледникового происхождения

Ледниковые котловины – это результат деятельности современных и древних ледников на равнинах и в горах. К горным экзарационным озёрам относятся каровые* озёра Альп, Кавказа, троговые* озёра Скандинавии. Моренно* -запрудные озёра в горах образуются в результате запруживания речных долин моренными отложениями. В таких котловинах находятся крупные альпийские озёра.

*Кар – это форма рельефа, углубление в виде чаши у привершинной части склонов гор.

Троговая долина, или трог – долина в ледниковой области (древней или современной), возникшая под действием выпахивающей силы ледника. Она характеризуется корытообразным поперечным профилем, широким дном и крутыми вогнутыми бортами.

Морена – отложения, созданные и оставленные ледником. Состоят из обломочного и глинистого материала.

На равнинах экзарационные озёра образовались в котловинах, появившихся при движении материковых льдов. Они распространены в пределах Балтийского и Канадского щитов. К аккумулятивным (накопленным) озёрным котловинам относятся моренные озёра на Восточно-Европейской равнине (Белое, Лача, Воже).

Великие американские озёра - с котловинами ледникового происхождения, фото
Великие американские озёра имеют котловины тектонико-ледникового происхождения.
Автор: НАСА, общественное достояние

В результате существует большое разнообразие различных типов ледниковых озёр, и часто бывает трудно определить чёткие различия между ними. Основными типами ледниковых озёр, которые были признаны, являются озёра:

  • непосредственно контактирующие со льдом;
  • ледниковые скалы и впадины;
  • моренные и промывные озера;
  • ледниковые бассейны.

Ледниковые озёра – самые многочисленные в мире. Большинство котловин в Северной Европе и Северной Америке были подвержены влиянию или были созданы непосредственно оледенением. Ледниковые озёра встречаются и в Антарктиде.

Водно-эрозионные и водно-аккумулятивные озёра (речные)

Происхождение их котловин связано с эрозионной (разрушающей) и аккумулятивной (накопительной) деятельностью рек. К таким озёрам относятся старицы, дельтовые и запрудные озёра, плёсы пересыхающих рек.

Озеро-старица, фото
Озеро-старица имеет вид подковы

Озёра-старицы возникают на меандрирующих реках в результате прорыва шейки меандры. Медленная река извилиста, внешняя сторона её изгибов разрушается быстрее, чем внутренняя. В результате образуется углубление в виде подковы. Концы его изгибов заиливаются, и котловина обособляется от реки. Поэтому форма их похожа на полумесяц – волнистая или изогнутая.

Растворённые озёра

К ним относятся карстовые, суффозионные и термокарстовые озёра. Карстовые озёра образовались в районах, сложенных растворимыми коренными породами – известняками, гипсами, доломитами. Их выщелачивание приводит к образованию глубоких округлых котловин.

Карстовое озеро в воронке, фото
Карстовое озеро в воронке

Карстовые просадки, или карстовые пустоты и пещеры во множестве встречаются на Урале, Кавказе, в Крыму. Классические примеры карстовых озер – водоёмы на побережье Далмации в Хорватии и в значительной части Флориды. Известняковые пещеры часто тоже содержат озёра.



Провальные, криогенные, или термокарстовые озёра образуются вследствие оттаивания многолетнемёрзлых грунтов с включением погребённого льда. Суффозионные (образовались в результате просадки грунта из-за вымывания подземными водами из грунта мелких частиц и цементирующих веществ, например на юге Западной Сибири).

Провальное озеро Шадхурей, фото
Провальное озеро Шадхурей, Кабардино-Балкария.
Автор: Morviel, CC BY-SA 4.0

Оползневые (запрудные) озёра

Оползневые озёра появляются в результате засорения долины грязевыми потоками, оползнями или обвалами. Они распространены в горных районах. Хотя оползневые озёра могут быть большими и довольно глубокими, они обычно недолговечны. Примером их является озеро Куэйк, или Эрткуэйк (Монтана, США), которое сформировалось в результате землетрясения в 1959 году.

5 февраля 1911 г. землетрясение вызвало обвал в долине Мургаб на Памире. Часть скалы объёмом около 2 куб. отделилась от хребта и сползла в долину. Нагромождениями скал был полностью завален кишлак Усой со всеми его жителями. Скала перегородила реку Мургаб. За многие месяцы ни одна капля воды не просочилась через гигантскую плотину, а выше завала росло горное озеро. Оно разливалось всё выше по долине и затопило кишлак Сарез. По имени затонувшего кишлака озеро назвали Сарезским. Сейчас его длина достигает 50 км.

Сарезское озеро – это затопленная долина реки Мургаб. Берега его – отвесные скалы или живые осыпи, уходящие прямо в воду, совершенно непроходимые. На озере часто бывают штормы, нагоняющие сильнейшую волну. Вероятно, это колебания дна озера передаются воде.

Сарезское озеро, фото
Сарезское озеро.
Автор: Hausibek, Сарезское озеро

Озёра с котловинами эолового происхождения

Расположены в котловинах выдувания, созданных ветром. Заполняются водой в результате затопления речными или морскими водами (Теке в Казахстане). Они встречаются в основном в засушливых условиях.

Некоторые эоловые озёра являются реликтовыми, что свидетельствует о засушливых типах климата, существовавших ранее. Эоловые озёра имеют забитые песком котловины. Примером такого бассейна является озеро Мозес, штат Вашингтон.

Дюнное озеро Консейсау, фото
Дюнное озеро Консейсау.
Автор: Даниэль Соуза Лима, CC BY-SA 3.0

Береговые озёра

Образуются при засорении лиманов или неравномерном наращивании береговых хребтов прибрежными и речными течениями. В их состав входят: прибрежные озёра, появившиеся в устьях, части океана, отрезанные от него косами, части других озёр, обособленные барами.

Пример — о. Александрина в Австралии.

Сан-Мартинью-ду-Порту - бывшая лагуна, Португалия, фото
Сан-Мартинью-ду-Порту — бывшая лагуна.
Автор: Karstenkascais, CC BY-SA 3.0

Озёра с котловинами органогенного происхождения

Органогенные озёра формируются в болотах тундры, лесотундры, тайги или в коралловых рифах. Котловины озёр создаются в результате неравномерного нарастания мхов, бобровых запруд или полипов.

Образуются они медленно, в ходе неполного (частичного) разложения органических остатков. Торфяные озёра содержат мало кислорода и питательных веществ, а реакция воды слабокислая.

Озёра с котловинами метеоритного происхождения

Метеоритные озёрные котловины появляются в результате катастроф, при падении метеоритов и астероидов на поверхность планеты. Примерами таких озёр на Земле являются:

  • Каали в Эстонии, на острове Сааремаа;
  • Лонар в Индии;
  • Эльгыгытгын на полуострове Чукотка;
  • Смердячье, Лемешенское и Карповское на востоке Московской области;
  • Пингуалуит в Канаде.
Лонар, Индия, фото
Метиоритное озеро Лонар. Автор: V4vjk, CC BY-SA 3.0

Они округлые по форме, разной глубины, зависящей от размера упавшего небесного тела. Это достаточно редкие явления на Земле. Они очень интересны учёным. Дно таких озёр может содержать горные породы внеземного происхождения.

Озёра с котловинами антропогенного происхождения

Антропогенные озёра образуются на месте торфоразработок, каменоломен, прудов. Антропогенные озера – это водосборы, созданные искусственно, в результате деятельности человека. Они могут быть результатом преднамеренного перекрытия рек и ручьев или последующего заполнения заброшенных раскопок грунтовыми водами, осадками или их сочетанием.

Карьеры бывшего Новособинского торфопредприятия, фото
Озёра антропогенного происхождения, затопленная торфяная выроботка, Новособинская.
Автор: Алексей Серёгин, общественное достояние

Дополнение

Естественно, что происхождение многих озёрных котловин имеет смешанный характер. Например, котловины Великих озёр Северной Америки, Ладожского, Телецкого по происхождению тектонические, но затем они были обработаны ледником.



Горные обвалы, засыпающие реку на каком-либо участке и тем самым вынуждающие её разливаться в озеро выше создаваемой обвалом плотины, обычно возникают под совместным действием процессов выветривания, действия дождевых вод и циркуляции подземных вод. Толчок к отрыву минеральных масс от склона может быть дан и землетрясением (Сарезское озеро).

Подземное озеро в Кунгурской пещере, грот Длинный, фото
Подземное озеро, по расположению озёра делятся на подземные и наземные.
Автор: Вячеслав Бухаров, CC BY-SA 4.0

Классификация озёр по происхождению в них воды

По происхождению воды озёра делят на те, что заполнены атмосферными осадками и никогда не были частью Мирового океана, и реликтовые (остаточные), те, которые ранее были частью океана.

Типичный пример реликтового озера – Каспийское море. Четыре тысячи лет назад оно соединялось проливом с Азовским морем. Такими же реликтовыми озёрами являются озёра – Аральское, Ладожское, Онежское, Ильмень и др. После отступания ледника они входили в состав Иольдиевого моря. И в Каспийском, и в Ладожском озёрах до сих пор водятся тюлени. Это и является доказательством того, что озёра когда-то находились в связи с морями.

Изменение бассейна Аральского моря, фото
Изменение бассейна Аральского моря.
Автор: Maciej Zieliński, CC BY-SA 4.0

Другие типы классификаций озёр

Кроме типа котловины и происхождения водных масс озёра имеют множество других особенностей. К ним относятся площадь водосбора (тип питания), сточность или бессточность, содержание питательных веществ и кислорода, температура их воды, степень загрязнённости и количество осадков.

По размеру озёра делят на очень большие – с площадью свыше 1 000 км2 ; большие – с площадью от 101 до 1 000 км2 , средние – с площадью от 10 до 100 км2 ; малые – с площадью менее 10 км2 .

По степени постоянства озёра делятся на постоянные и временные (эфемерные). Последние заполняются водой лишь во влажные периоды года.

Эфемерное озеро, фото
Исчезающее озеро, вид с плато Rd, когда сухо (7 июня 2014) и влажно (23 июля 2014).
Автор: Джонрагла, CC BY-SA 4.0

По характеру водообмена озёра бывают бессточные, сточные. Сточные озёра часть поступающего в них речного стока сбрасывают вниз по течению, к примеру Байкал, Онежское, Ладожское. Частным случаем сточных озёр являются проточные озера (Чудское, Зайсан, Сарезское), через которые осуществляется транзитный сток реки.



Бессточными считают озёра, которые, получая сток извне, расходуют его лишь на испарение и инфильтрацию, не отдавая ничего в водоток (Каспийское море, Иссык-Куль, Балхаш и др.). Бессточные озёра чаще солёные.

Озеро Балхиш, фото
Бессточное полупресноводное озеро Балхаш.
Автор: НАСА с МКС, общественное достояние

Озёра также можно классифицировать на основе их богатства питательными веществами, которые обычно влияют на рост растений.

  • Бедные питательными веществами озёра называют олиготрофными. Они, как правило, чистые, с низкой концентрацией растений.
  • Мезотрофные озёра достаточно прозрачны, со средним уровнем питательных веществ.
  • Эвтрофные озёра обогащены питательными веществами достаточно сильно, что приводит к хорошему размножению и росту растений и возможному цветению воды.
  • Гипертрофические озёра — это водоемы, которые чрезмерно обогащены питательными веществами. Эти озёра как правило имеют плохую прозрачность и подвержены разрушительному цветению водорослей. Озёра обычно достигают этого состояния из-за человеческой деятельности, такой как интенсивное использование удобрений в зоне водосбора озера. Такие озёра малопригодны для человека и имеют плохую экосистему из-за уменьшения растворенного кислорода.
Заболоченное озеро, фото
Заболоченное озеро. Автор: Трубоукладчик, общественное достояние

Рыбаки, ведущие промысел на озере Ильмень, обратили внимание на любопытное явление. В некоторых местах вода закипает, и на озёрной глади появляются загадочные фонтанчики. Бросишь в такой фонтан спичку – она вспыхнет и горит ярким пламенем без копоти и запаха. 

Причина горения в жизнедеятельности бактерий. Они разлагают на дне остатки органических веществ, а выделяемые ими газы вырываются на поверхность воды. Они и горят так ярко. 

Термическая стратификация озёр

Нагревание и охлаждение озёр осуществляется главным образом через поверхность. Из-за низкой молекулярной теплопроводности воды передача
тепла в озере между слоями воды этим способом практически не осуществляется. Несмотря на это, тепло в озере распространяется по вертикали. Механизм этого – вертикальное перемешивание воды, конвективное и динамическое.

Конвективное перемешивание возникает при наличии в воде слоёв с разной плотностью. Более тяжёлый слой, оказавшийся по какой-либо причине наверху, под действием силы тяжести опускается вниз, а его место занимает более лёгкий. Таким образом, для осуществления конвективного перемешивания воды необходимо, чтобы более тяжёлая вода (т. е. более плотная) оказалась выше более лёгкой.

Динамическое перемешивание вызвано механическим воздействием на воду (например, волнение, движение судов по озеру и т. п.). Такое перемешивание достаточно легко происходит при равномерной плотности воды и сильно затруднено при наличии вертикального градиента плотности.

Термический режим озёр разный в разных климатических поясах. Все существующие типы термических режимов озёр нетрудно наблюдать на
озёрах в условиях умеренного климата.

Распределение температуры в стоячем озере летом и зимой, фото
Распределение температуры в стоячем озере летом и зимой.
Автор: Клаус-Дитер Келлер, Attribution – share-alike 3.0

Зимой на таких озёрах подо льдом наблюдается уменьшение температуры воды от дна к поверхности, или обратная температурная стратификация. В поверхностном слое температура близка к 0 °С, в придонном слое – около 3–4 °С. Если в условиях умеренного климата обратную температурную стратификацию можно наблюдать лишь зимой , то в озёрах полярных, где температура в течение всего года ниже 4 °С, – круглогодично.

В период весеннего нагревания воды температура в поверхностном слое повышается, что приводит к нарушению вертикальной плотностной устойчивости вод и возникновению интенсивного вертикального конвективного перемешивания, что в свою очередь выравнивает температуру по вертикали, наступает весенняя гомотермия (обычно при температуре около 4 °С). Создаются предпосылки и для вертикального динамического (ветрового) перемешивания.



Вода в толще озера может обновиться. Далее наступает период летнего нагревания, когда в озере устанавливается прямая температурная стратификация (увеличение температуры от дна к поверхности). Наиболее высокую температуру приобретает поверхностный слой воды (эпилимнион). Ниже этого слоя лежит так называемый слой температурного скачка (металимнион). А основная масса озёрных вод сохраняет относительно невысокую температуру. Этот слой называется гиполимнионом. В слое температурного скачка температура может резко изменяться на величину до 20 °С (при этом вертикальные градиенты температуры иногда достигают 8–10 °С на 1 м).

Наличие прямой температурной стратификации в течение всего года характерно для озёр тропических, у которых температура воды в течение всего года выше 4°С. В озёрах умеренной зоны в период осеннего охлаждения температура в поверхностном слое понижается. Возникает активное конвективное перемешивание, устанавливается осенняя гомотермия. Опять создаются условия для динамического перемешивания, вода в придонных слоях вновь обновляется.

Наконец, наступает период зимнего охлаждения и в толще воды опять устанавливается обратная температурная стратификация.

Ещё одной термической особенностью крупных и глубоких озёр умеренной зоны является формирование в весенний и осенний периоды термического бара – вертикального пояса с температурой воды 4 °С. В процессе весеннего нагревания температура воды в прибрежных районах быстрее достигает 4 °С, чем в центральной части. При последующем нагревании свыше 4 °С между прибрежными водами и водами центральной части формируется упомянутый вертикальный пояс, в котором вода, имеющая повышенную плотность, опускается, изолируя прибрежные воды от центральных. По мере нагревания водоёма термический бар смещается к центру озера и, в конце концов, исчезает. Осенью наблюдается обратная картина.

Своеобразны изменения температуры во время сгонно-нагонных явлений. Летом у наветренного («нагонного») берега, куда ветер сгоняет воду верхнего нагретого слоя, температура воды может несколько повыситься. Зато у подветренного («сгонного») берега, где из-за сгонно-нагонной циркуляции на поверхность поднимаются глубинные воды, температура воды может резко упасть.

Типы озёр в соответствии с химическим составом их воды

По содержанию солей озёра бывают пресные и солёные, или минеральные. Для реликтовых озёр наличие соли – наследственное явление. В процессе самостоятельного существования такого озера солёность либо увеличивается, либо ослабевает. Главная причина солёности прочих озёр – испарение воды. Поэтому солёные озёра находятся там, где испарение превышает количество осадков. Но солёные озёра могут быть и во влажном климате, если вблизи имеются залежи солей.

Озеро Эльтон в мае, фото
Солёное озеро Эльтон.
Автор: Sage Ekchard, CC BY-SA 4.0

 

Самым «мёртвым» является не Мёртвое море, а озеро Смерти на Сицилии. На его берегах отсутствует растительность, а всякое живое существо в воде озера настигает мгновенная смерть. Со дна водоёма бьют два источника сильно концентрированной кислоты, она-то и отравляет воду.

Концентрация солей в разных минеральных озёрах может колебаться от уровня, близкого к пресным водам – до 1 ‰, но нередко заметно меняется и в одном и том же озере (в зависимости от уровня воды в последнем).



По составу растворённых солей озёра бывают содовые (широко представлены в Западной Сибири, в Забайкалье), горько-солёные или сульфатные, осаждающие главным образом глауберову соль (озера Кулундинской степи, Крыма, Кавказа), соляные или хлоридные (таких озёр очень много в разных районах, в том числе в Кулундинской степи).

Вода озера Сладкого на Урале содержит  соду и хлористый натрий (соль), её реакция — щелочная. Поэтому местные женщины стирают в озере бельё без мыла. В нём отстирываются даже масляные пятна. Сода придаёт воде сладковатый вкус, поэтому озеро назвали Сладким. 

В некоторых соляных озёрах вода представляет собой рассол, или рапу, содержащую соль в состоянии, близком к насыщению. Если такое состояние достигнуто, то начинается осаждение солей, и озеро превращается в самосадочное. Самосадочные озера подразделяются на содовые, сульфатные и хлоридные. Часто они представляют собой ёмкости, уже почти заполненные кристаллической солью (например, Эльтон, Баскунчак).

Баскунчак, фото
Самосадочное озеро Баскунчак.
Автор: Екатерина, общественное достояние

По составу солей (по преобладающему аниону) воды озёр подразделяют на три класса: гидрокарбонатные и карбонатные, сульфатные, хлоридные. В каждом классе по преобладающему катиону выделяют три группы: кальциевая, магниевая и натриевая. В распределении озёр по химическому составу прослеживается географическая зональность, обусловленная условиями увлажнения.

По степени минерализации озёра подразделяются на пресные (S менее 1 ‰), солоноватые (1-24,7‰), солёные (24,7-47‰) и минеральные (более 47‰) (например, Байкал – 0,1‰, Каспийское – 12-13‰, Большое Солёное – 137-300‰, Мёртвое море 260-270‰, в отдельные годы до 310‰). Степень минерализации озёр может быть различной в разных частях: пониженной солёностью отличаются те части озера, в которые впадают реки.

Томас Моран. Большое Солёное озеро, фото
Томас Моран. Большое Солёное озеро.

Так, в бессточном озере Балхаш, расположенном в аридной зоне, в западной части, куда впадает река Или, вода пресная, а в восточной части, которая соединяется с западной лишь узким (4 км) неглубоким проливом, вода солоноватая.

По химическому составу от нормы отклоняются:

  • кислотные озёра. С pH ниже нейтрального (<6,5), сильнокислотные – с pH ниже 5,5. Они образуются в заброшенных шахтах и ямах, оставшихся после раскопок в магматических и метаморфических породах. К ним относятся торфяники северных регионов, кислотно-солёные озёра аридного климата, кратерные озёра дремлющих и активных вулканов, озёра, подвергшиеся воздействию кислотных дождей;
  • солёные озёра, или рассолы – расположены в засушливом климате. Они бессточны и сильно засолены, главным образом хлоридом натрия. Это Большое Солёное озеро в Юте и Мёртвое море на Ближнем Востоке;
  • солончаки – мелкие солевые объекты, занимающие низменные засушливые области и зоны сброса подземных вод. Они периодически заполняются водой из осадков или наводнений, а затем пересыхают, оставляя скопление минералов.

Морфологические характеристики озёр

Основными морфологическими элементами озера являются: котловина, т. е. естественное понижение в земной поверхности, в пределах которого расположено озеро; ложе, или чаша – часть котловины, непосредственно занятая водой. Место контакта поверхности воды с котловиной принято называть береговой областью, включающей в себя береговой уступ, побережье и береговую отмель. Два последних элемента часто называют литоралью.

Морфология озера, фото

За пределами литорали находится подводный откос. Воды той часть озера, где возможно произрастание водной растительности и волновое перемешивание, называются пелагиалью. Та же часть озера, где нет растительности и не происходит волновое перемешивание, носит название профундаль.

Морфометрическими характеристиками озера являются:

  • площадь озера (площадь зеркала),
  • объём воды,
  • длина береговой линии,
  • длина озера,
  • ширина озера,
  • максимальная ширина озера,
  • средняя ширина озера,
  • глубина,
  • максимальная глубина,
  • средняя глубина.

Для практических целей наиболее важно знать, как изменяются с изменением уровня такие характеристики, как площадь озера, объём воды, средняя глубина и максимальная глубина.

 


Leave a Reply

Ваш адрес email не будет опубликован.