§ 36. Озёра и болота

Замкнутый природный водоём, образовавшийся в естественном углублении земной поверхности (озёрной котловине), заполненный стоячей или слабопроточной водой и не имеющий непосредственного соединения с Мировым океаном.

• 1. Условия образования — для возникновения озера необходимы два фундаментальных условия: наличие природного понижения в рельефе (озёрной котловины) и постоянный приток водных масс (атмосферные осадки, талые воды, реки, подземные источники).
• 2. Планетарные масштабы — общая площадь озёр на Земле составляет около 2 млн км² (примерно 1,5% площади суши), однако в них сконцентрированы огромные запасы поверхностных пресных вод планеты.
• 3. Движение воды — вода в озёрах находится в непрерывном движении под воздействием ветра, плотностных градиентов и течений; на крупных озёрах (Каспийском, Байкале, Ладожском) образуются высокие волны и настоящие штормы.

Классификация озёрных впадин по геологическим процессам внутренних (эндогенных) и внешних (экзогенных) сил Земли, сформировавших рельеф чаши водоёма.

• 1. Тектонические озёра — возникают в глубоких разломах и грабенах земной коры, отличаются огромной глубиной, крутыми скалистыми берегами, узкой и вытянутой формой: Байкал (1642 м — глубочайшее озеро планеты), Танганьика (1470 м), Ньяса (706 м). Озёра в обширных пологих прогибах коры имеют огромную площадь, но относительно небольшую глубину (озеро Виктория).
• 2. Ледниковые озёра — котловины выпаханы древними ледниками в твердых кристаллических породах или подпружены ледниковыми моренными грядами: Ладожское, Онежское в России, Великие озёра в Северной Америке (Верхнее, Гурон, Мичиган, Эри, Онтарио).
• 3. Озёра-старицы — серповидные мелководные водоёмы на поймах рек, возникающие при спрямлении речного русла и изоляции старых речных меандров.
• 4. Запрудные (плотинно-завальные) озёра — образуются в горных долинах в результате естественного перегораживания русла реки мощным обвалом горных пород при землетрясениях (например, Сарезское озеро на Памире, возникшее в 1911 году).
• 5. Вулканические и карстовые озёра — заполняют кратеры и кальдеры потухших вулканов (Кроноцкое на Камчатке) либо карстовые воронки и провалы в растворимых породах (гипсах, известняках).
• 6. Остаточные (реликтовые) озёра — изолированные остатки древних морских бассейнов, отделившихся в ходе поднятия суши: Каспийское море (крупнейшее по площади озеро Земли — около 400 тыс. км²) и Аральское море.

Классификация озёр по характеру их водного баланса и наличию речного стока.

• 1. Сточные озёра — озёра, из которых вытекает хотя бы одна река; такие озёра непрерывно обновляют свои водные массы, выносят растворенные минеральные соли и являются, как правило, пресными (например, в Байкал впадает свыше 300 рек, а вытекает только могучая Ангара; Ладожское озеро с рекой Невой).
• 2. Бессточные озёра — озёра, в которые реки впадают (или питают подземные воды), но из которых ни одна река не вытекает; расход воды происходит исключительно путём испарения с водной глади.
• 3. Минерализация бессточных озёр — вследствие постоянного испарения соли накапливаются веками, делая воду солоноватой или резко солёной (Каспийское море, Мёртвое море, озёра Эльтон и Баскунчак).

Разделение озёр по степени минерализации (содержанию растворённых солей) их водных масс, зависящее от климата и гидрологического режима.

• 1. Пресные озёра — водоёмы с солёностью менее 1 промилле (‰), расположенные преимущественно в зонах избыточного увлажнения умеренного и экваториального поясов; Байкал содержит около 20% всех мировых запасов озёрной пресной воды высочайшей чистоты и прозрачности.
• 2. Солёные озёра — водоёмы с повышенной концентрацией солей (более 1 ‰), формирующиеся преимущественно в засушливом аридном климате (степях, полупустынях, пустынях), где испарение многократно превышает количество осадков.
• 3. Сверхсолёные водоёмы — Мёртвое море (солёность до 300 ‰, где в 1 литре воды содержится более 300 граммов поваренной и калийных солей), озёра Эльтон и Баскунчак в России, являющиеся богатейшими месторождениями поваренной соли.

Искусственные водоёмы, созданные инженерной деятельностью человека для регулирования стока, накопления воды и хозяйственных нужд.

• 1. Водохранилища — крупные искусственные водоёмы, создаваемые путём возведения мощных плотин на реках; служат для выработки электроэнергии на ГЭС, предотвращения наводнений, орошения засушливых полей, судоходства и водоснабжения крупных мегаполисов и промышленных узлов.
• 2. Пруды — небольшие неглубокие искусственные водоёмы (площадью обычно не более 1 км²), выкопанные вручную или техникой либо созданные небольшими дамбами в балках и оврагах для разведения рыбы, водопоя скота, полива огородов и противопожарных целей.
• 3. Экологический баланс — создание водохранилищ регулирует водность рек, однако затопляет плодородные пойменные земли, повышает уровень грунтовых вод и требует контроля за состоянием прибрежных экосистем.

Избыточно увлажнённый участок суши, характеризующийся накоплением на поверхности толщи не полностью разложившихся растительных остатков, превращающихся в торф.

• 1. Критерий торфяного слоя — болотом считается участок с мощностью торфяного слоя не менее 0,3 м (30 см); если слой торфа меньше 0,3 м или отсутствует, территория классифицируется как заболоченные земли. Мощность торфяных залежей древних болот достигает 10–12 метров.
• 2. Пути образования — возникают двумя путями: зарастанием озёр (появление слоя живых и отмерших трав и мхов — плавающей сплавины, утолщающейся и опускающейся на дно) либо суходольным заболачиванием низин и плоских водоразделов при избыточном увлажнении и затруднённом стоке.
• 3. Географическое распространение — общая площадь болот на планете превышает 5 млн км²; максимальные площади сосредоточены в бассейнах Амазонки и Конго, а также в таёжной и тундровой зонах севера Евразии (в первую очередь в России — Васюганские болота, Мещёрская низменность).
• 4. Хозяйственное и биосферное значение — служат природными фильтрами воды, питают истоки рек, поглощают углекислый газ, являются источником торфа (топливо, сырьё для химии, органическое удобрение); одновременно представляют природную опасность (топи, трясины, выделение метана, угроза торфяных пожаров).

Слои горных пород в толще земной коры, находящиеся при температуре ниже 0 °C и содержащие подземный лёд, не оттаивающие на протяжении длительного времени (от нескольких лет до сотен тысяч лет).

• 1. Климатические условия — формируется в суровом климате с крайне морозными малоснежными зимами и коротким прохладным летом (районы Крайнего Севера и Сибири).
• 2. Географическое распространение — Россия является лидером по распространению многолетней мерзлоты в мире: она занимает до 65% всей территории нашей страны (в Сибири её мощность может достигать сотен метров и даже 1,5 км).
• 3. Влияние на гидросферу и рельеф — мерзлотный слой служит водоупором, который препятствует просачиванию талых и дождевых вод вглубь грунта, что обуславливает колоссальное заболачивание плоских равнин даже при малом количестве выпадающих осадков.

Озёра классифицируются по нескольким фундаментальным природным признакам:

• По происхождению озёрных котловин: тектонические (в разломах земной коры — Байкал, Танганьика; в прогибах — Виктория), ледниковые (Ладожское, Онежское, Великие озёра), озёра-старицы (в поймах рек), запрудные или плотинно-завальные (Сарезское озеро), вулканические (в кратерах вулканов — Кроноцкое), карстовые (в провалах растворимых пород) и остаточные реликтовые (Каспийское море);
• По водному балансу: сточные (из которых вытекают реки — Байкал, Ладожское, Виктория) и бессточные (из которых речного стока нет — Каспийское море, Аральское море, Мёртвое море);
• По свойствам и химическому составу воды: пресные (солёность менее 1 ‰) и солёные (солёность более 1 ‰, вплоть до 300 ‰ в Мёртвом море);
• По происхождению самого водоёма: естественные природные озёра и искусственные рукотворные водоёмы (пруды и водохранилища).

Вода в озёрах Земли существенно различается по своему составу, динамике и физико-химическим свойствам:

• По химическому составу (солёности): вода бывает пресной и солёной. Пресная вода характерна для регионов с влажным климатом и для сточных озёр, откуда непрерывно выносятся минеральные вещества. Солёная вода преобладает в бессточных озёрах засушливого климата, где вода интенсивно испаряется, а соли веками концентрируются (например, в Мёртвом море солёность достигает 300 ‰, в озёрах Эльтон и Баскунчак ведётся промышленная добыча соли);
• По источникам поступления: озёра питаются атмосферными осадками, талыми водами ледников и снегов, притоком речных вод и подземными грунтовыми горизонтами;
• По физической подвижности: вода в озёрах находится в непрерывном движении под действием ветрового волнения и течений; на огромных озёрах (Каспийском море, Байкале, Ладожском) волны достигают нескольких метров в высоту, возникают штормы;
• По чистоте и прозрачности: уникальным эталоном чистейшей пресной воды является озеро Байкал, вода которого насыщена кислородом, содержит ничтожно мало минеральных примесей и обладает прозрачностью до 40 метров глубины.

Болота формируются двумя основными природными путями:

• Зарастание озёр: со временем мелководные озёра постепенно мелеют и затягиваются растительностью. С берегов на водную поверхность надвигается плавающий ковёр из переплетённых мхов, трав и корневищ — сплавина. Под тяжестью разрастающихся трав, кустарников и деревьев сплавина утолщается и периодически погружается на дно. На дне водоёма накапливаются отмершие растительные остатки, которые из-за постоянного избытка влаги и недостатка кислорода разлагаются не полностью и уплотняются, превращаясь в торфяную толщу мощностью до 10–12 метров;
• Суходольное заболачивание суши: процесс возникает на плоских водоразделах, в низинах и ложбинах при сочетании избыточного увлажнения (осадков выпадает больше, чем может испариться) и затруднённого оттока поверхностных вод. Этому способствуют водоупорные глинистые грунты, сплошная вырубка лесов или наличие многолетней мерзлоты на севере Евразии и Северной Америки, которая служит ледяным щитом и не даёт влаге просачиваться вглубь недр.

Озеро — это замкнутый природный водоём, образовавшийся в естественном углублении на поверхности суши (озёрной котловине), заполненный стоячей или слабопроточной водой.

Ключевые признаки озера:

• Замкнутость котловины: озеро не является частью Мирового океана и не имеет с ним прямого непрерывного соединения проливами или морскими течениями (в отличие от заливов и морей);
• Характер движения воды: вода в озере стоячая или имеет замедленный, слабопроточный гидродинамический режим, скорость течения несопоставимо меньше, чем в реках;
• Локализация в природном углублении: водоём существует благодаря наличию естественной формы рельефа — озёрной котловины, выработанной тектоническими, ледниковыми, эрозионными или вулканическими процессами;
• Разнообразие водной массы: в отличие от рек, вода которых практически всегда пресная, вода в озёрах может быть как пресной, так и ультрасолёной.

По происхождению озёрных котловин выделяют следующие главные типы озёр:

• Тектонические озёра: образованы в результате подвижек земной коры. Делятся на озёра в тектонических разломах и рифтах (узкие, длинные, с отвесными склонами и огромной глубиной — Байкал глубиной 1642 м, Танганьика — 1470 м, Ньяса — 706 м) и озёра в пологих прогибах земной коры (обширные по площади, но сравнительно неглубокие — озеро Виктория в Африке);
• Ледниковые озёра: возникли в понижениях, выпаханных древними покровными ледниками в кристаллических породах, или подпруженных моренными валами (Ладожское и Онежское в России, Великие озёра в Северной Америке);
• Озёра-старицы: возникают на поймах рек в результате отсечения старых петлеобразных излучин (меандров) при спрямлении речного потока;
• Запрудные (плотинно-завальные) озёра: образуются в горных ущельях, когда русло реки перегораживается обвалом скальных пород, оползнем или сошедшим ледником (например, Сарезское озеро на Памире);
• Вулканические озёра: формируются в воронках кратеров потухших вулканов и кальдерах (Кроноцкое озеро на полуострове Камчатка);
• Карстовые озёра: образуются при просадке и провалах кровли грунта над пустотами в легкорастворимых горных породах (известняках, гипсах, доломитах);
• Остаточные (реликтовые) озёра: части древних обширных морских бассейнов, отделившиеся от Мирового океана в результате вековых поднятий земной коры (Каспийское и Аральское моря).

Отличия озёр от морей и рек заключаются в следующем:

• Отличие озёр от морей:
• Связь с океаном: моря всегда являются частями Мирового океана и сообщаются с ним напрямую или через проливы; озёра — это изолированные замкнутые водоёмы на суше, не имеющие прямой связи с океаном;
• Солёность: в морях вода всегда солёная со средней солёностью около 35 ‰; в озёрах вода может быть как совершенно пресной (Байкал, Ладожское), так и обладать колоссальной минерализацией, превосходящей океаническую во много раз (до 300 ‰ в Мёртвом море);
• Отличие озёр от рек:
• Динамика водного потока: река — это постоянный линейный водный поток, непрерывно текущий под уклон с заметной скоростью в выработанном русле от истока к устью; озеро — это водоём со стоячей или крайне замедленной слабопроточной водой в замкнутой котловине;
• Строение вмещающей формы рельефа: река течёт в вытянутой линейной долине, а озеро занимает чашеобразную или удлинённую замкнутую впадину (озёрную котловину);
• Водный баланс: из реки вода всегда стекает в приёмный водоём; озёра могут быть как сточными (давать начало рекам), так и бессточными (расходовать воду только на испарение).

Правильный ответ: б) Байкал, Танганьика, Каспийское.

Обоснование глубин водоёмов:

• Озеро Байкал (Россия, Азия) — глубочайшее озеро Земли, расположенное в глубоком рифтовом разломе земной коры; его максимальная глубина достигает 1642 м;
• Озеро Танганьика (Восточная Африка) — второе по глубине озеро мира, возникшее в тектоническом грабене Восточно-Африканского рифта; его глубина составляет 1470 м;
• Каспийское море-озеро (Евразия) — крупнейший по площади замкнутый водоём суши остаточного происхождения; глубина в его южной глубоководной впадине достигает 1025 м.

(Для сравнения: максимальная глубина озера Виктория составляет лишь 84 м, Онежского озера — 127 м, Мёртвого моря — около 300 м).

Правильное утверждение: а) бессточные озёра — это озёра, в которые реки впадают, но из которых не вытекают.

Обоснование:

• Утверждение «а» абсолютно верно: по гидрологическому определению бессточным называется озеро, которое принимает речные притоки или подземные воды, но не даёт начала ни одной вытекающей реке (расход воды происходит исключительно путём испарения);
• Утверждение «б» ошибочно: Кроноцкое озеро действительно расположено в вулканическом районе Камчатки, однако озеро Байкал имеет исключительно тектоническое рифтовое происхождение (разлом земной коры), а не вулканическое;
• Утверждение «в» ошибочно: Каспийское море является солоноватым водоёмом (средняя солёность 12–13 ‰), а самым солёным из крупных озёр Земли является Мёртвое море, солёность которого достигает 300 ‰.

Образование болот обусловлено комплексом гидрологических, климатических и геологических факторов:

• Избыточное увлажнение: болота формируются на территориях, где приток влаги (в виде осадков, талых вод или подпора грунтовых вод) регулярно превышает величину испарения;
• Затруднённый поверхностный сток: возникновению болот способствуют плоский, лишённый уклона рельеф равнин и замкнутые понижения (низины, бессточные ложбины), откуда воде некуда стекать;
• Водоупорные грунты и многолетняя мерзлота: наличие близко к поверхности слоёв водонепроницаемых глин или толщи многолетней мёрзлых пород (как на севере России) блокирует просачивание воды вглубь земной коры;
• Зарастание водоёмов: процесс эвтрофикации и зарастания мелководных озёр и стариц водной растительностью, образование торфяного слоя из мхов (сфагнума) и не полностью сгнивших трав;
• Деятельность человека и животных: возведение плотин бобрами, сплошная вырубка лесов на водоразделах (ведущая к резкому снижению транспирации влаги деревьями) и создание водохранилищ с подъёмом уровня грунтовых вод.