§ 35. Где спрятана вода

Замкнутые естественные углубления суши (котловины), заполненные водой и не имеющие непосредственного соединения с Мировым океаном.

• 1. Условия образования — для возникновения озера необходимы наличие понижения рельефа (котловины), приток воды (осадки, реки, грунтовые воды) и водоупорные горные породы дна (глины, суглинки, скальные массивы без трещин, мерзлота), препятствующие просачиванию влаги.
• 2. Генетические типы котловин — тектонические в разломах и рифтах (Байкал — глубина 1642 м, Каспийское море-озеро — площадь около 0,4 млн км²), ледниково-тектонические (Ладожское, Онежское, Чудское, Имандра), моренные (Селигер, Валдай), термокарстовые при таянии мерзлоты (Северное Приобье, Якутия), карстовые в растворимых гипсах и известняках, старичные в поймах рек и вулканические в кратерах (Кроноцкое на Камчатке).
• 3. Географические закономерности — климат выступает зональным фактором размещения: наибольшее число пресных проточных озёр сосредоточено в областях избыточного увлажнения (северо-запад Русской равнины, север Сибири); к засушливому югу озёра становятся редкими, мелководными, бессточными и солёными (Чаны, Увс-Нур, Эльтон, Баскунчак).

Участки земной поверхности, характеризующиеся постоянным или длительным избыточным увлажнением, затруднённым оттоком воды, специфической влаголюбивой растительностью и процессом образования торфа.

• 1. Причины возникновения — формируются в условиях избыточного увлажнения при затруднённом дренаже (таёжная зона, тундра, Приобье); просачиванию влаги препятствуют многолетняя мерзлота и тяжёлые глинистые грунты; крупнейшее болото планеты — Васюганское (54 тыс. км², глубина залегания торфа до 11 м).
• 2. Типы болот — верховые (расположены на водоразделах, питаются исключительно бедными солями атмосферными осадками; господствует сфагновый мох) и низинные (в поймах и понижениях, питаются грунтовыми водами, богатыми минеральными солями; развиты осоки, хвощи, тростник).
• 3. Экологическая функция и углеродный цикл — служат природными регуляторами речного стока и гигантскими естественными накопителями пресной воды; консервируя отмершие остатки растений в бескислородной среде, болота связывают колоссальные массы углерода, предохраняя биосферу от избытка углекислого газа ($CO_2$).

Воды, содержащиеся в верхней толще земной коры в жидком, твёрдом и парообразном состоянии в порах, трещинах и пустотах горных пород.

• 1. Грунтовые и межпластовые — грунтовые воды залегают на первом водоупорном горизонте и легко загрязняются; наиболее ценные — межпластовые воды, зажатые между двумя водоупорными слоями, обладающие превосходной природной фильтрацией и чистотой.
• 2. Минеральные и термальные — в России разведано около 300 районов минеральных целебных вод (Северный Кавказ, Кавказские Минеральные Воды, Сочи, Забайкалье, Приморье); термальные воды с температурой от +30 до +300 °С (Камчатка, Кавказ, Западная Сибирь) служат источником геотермальной энергии для отопления и теплиц.

Естественные подвижные скопления льда атмосферного происхождения на земной поверхности, образующиеся там, где в течение года снега выпадает больше, чем успевает растаять.

• 1. Покровные ледники Арктики — составляют свыше 90% площади современного оледенения России («ледниковые шапки» островов Новая Земля, Земля Франца-Иосифа); в них законсервировано такое количество чистой воды, которое эквивалентно стоку всех рек России за 3,5 года.
• 2. Горные ледники — формируются на высокогорьях выше климатической снеговой линии; крупнейшие массивы — ледник Богдановича на Камчатке (площадь 37,8 км²) и ледник Безенги на Кавказе (площадь 36,2 км²); служат важнейшим регулятором стока горных рек (Кубани, Терека) в период летней жары.

Бассейн подземных напорных межпластовых вод, приуроченный к вогнутым чашеобразным геологическим структурам (синклиналям и прогибам).

• 1. Механизм напора — благодаря изогнутой форме водоупорных и водоносных пластов вода находится под высоким гидростатическим давлением: при вскрытии скважиной уровень поднимается значительно выше кровли пласта, нередко фонтанируя на поверхность.
• 2. Значение для России — крупнейшими являются Западно-Сибирский и Подмосковный артезианские бассейны, являющиеся стратегическими и наиболее защищёнными резервуарами питьевого водоснабжения городов и промышленных предприятий.

Великий русский учёный-энциклопедист, естествоиспытатель и географ, заложивший основы отечественного учения о полезных ископаемых и исследовавший происхождение торфа в болотах.

• Назвал болотный торф ценнейшим «подземным экономическим сокровищем», первым среди отечественных учёных подчеркнув огромное хозяйственное значение торфяных залежей как горючего материала и удобрения.
• В фундаментальном научном труде «О слоях земных» доказал органическое растительное происхождение торфа в переувлажнённых болотах и объяснил процесс его превращения в бурый и каменный уголь под давлением недр.
• Возглавлял Географический департамент Петербургской академии наук, руководил составлением генеральных карт страны и заложил научные основы экономической географии и комплексного изучения природных богатств России.

• Размещение и типы озёр: бóльшая часть озёр расположена на севере и северо-западе страны в районах избыточного увлажнения (Карелия, Кольский полуостров, север Сибири). Озёра разнообразны по размерам, солёности и происхождению котловин: от колоссального тектонического пресного Байкала до солёных бессточных озёр засушливого юга (Баскунчак, Эльтон);
• Процессы в болотах: в переувлажнённых условиях при дефиците кислорода отмершие мхи и травы не перегнивают до конца, а консервируются и медленно прессуются, формируя слои торфа; при этом происходит аккумуляция чистой воды и консервация связанного углерода;
• Источники чистой воды: крупнейшие резервуары высококачественной чистой пресной воды законсервированы в покровных и горных ледниках, а также в глубокозалегающих межпластовых напорных артезианских горизонтах, надёжно экранированных от поверхностного загрязнения водоупорными глинами;
• Виды озёрных котловин: тектонические (разломы, прогибы), ледниково-тектонические, ледниковые моренные, термокарстовые (провальные при таянии мерзлоты), карстовые (растворение известняков), старичные (пойменные) и вулканические (кратерные).

По происхождению котловин озёра России делятся на следующие основные генетические типы:

• Тектонические: образуются в глубоких трещинах, грабенах и рифтовых разломах земной коры; отличаются колоссальными глубинами и крутыми подводными склонами (Байкал, Телецкое озеро), либо в пологих тектонических прогибах (Каспийское море-озеро);
• Ледниково-тектонические: древние тектонические трещины и впадины были дополнительно вспаханы, расширены и углублены движущимся ледником (Ладожское, Онежское, Чудское, Имандра);
• Ледниковые моренные: возникают в неровностях рельефа среди холмов и гряд, оставленных ледником при неравномерном отложении морены; имеют изрезанную береговую линию и небольшие глубины (Селигер, Валдай);
• Термокарстовые: формируются в зонах многолетней мерзлоты в результате протаивания подземного льда и проседания грунта; имеют округлую форму, небольшие размеры и малые глубины (широко распространены в Северном Приобье и Якутии);
• Карстовые: образуются при растворении подземными водами легкорастворимых горных пород (известняка, гипса, мела, доломита) и провале сводов подземных пустот; имеют округлую или овальную форму и значительную глубину;
• Старичные (старицы): остатки прежних излучин и русел равнинных рек на затапливаемой пойме; имеют характерную узкую серповидную или петлеобразную форму;
• Вулканические: занимают кратеры потухших вулканов и кальдеры (Кроноцкое и Курильское озёра на Камчатке);
• Котловины выдувания: формируются ветровым выдуванием рыхлых песчаных и пылеватых пород в засушливых степных районах (на юге Западной Сибири).

Верный ответ: а) тектоническое.

Обоснование: Тектонические озёра формируются в глубочайших рифтовых разломах земной коры, глубина которых исчисляется сотнями и тысячами метров. Ярчайший пример — озеро Байкал, расположенное в гигантском тектоническом рифтовом грабене, имеющее максимальную глубину 1642 м и являющееся самым глубоким озером планеты.

Да, в размещении озёр чётко проявляется взаимодействие зональных (климатических) и азональных (тектонических и геологических) факторов:

• Зональные закономерности:
• В зонах избыточного увлажнения (северо-запад Русской равнины, Карелия, тундра, север таёжной зоны Сибири), где осадков выпадает значительно больше, чем может испариться, озёр очень много; они пресные, полноводные, имеют постоянный сток реками;
• При движении на юг в зоны недостаточного увлажнения (лесостепи, степи, полупустыни) количество озёр резко падает; они мелеют, теряют постоянный речной сток (становятся бессточными) и приобретают минерализованную или солёную воду (Чаны, Кулундинское, Эльтон, Баскунчак);
• Азональные факторы: скопления крупнейших и глубочайших озёр привязаны к геологическим структурам — границам древних кристаллических щитов (Балтийский щит) и зонам новейших тектонических разломов и рифтогенеза (Байкальская рифтовая зона, вулканические пояса Камчатки).

• Причины заболачивания:
• Превышение количества осадков над испаряемостью (коэффициент увлажнения К > 1);
• Затруднённый поверхностный сток из-за плоского рельефа с минимальными уклонами (Западно-Сибирская равнина, поймы рек);
• Водоупорный барьер в недрах: плотные водонепроницаемые глинистые грунты или слой многолетней («вечной») мерзлоты, не пропускающий влагу на глубину;
• Близкое залегание горизонта грунтовых вод;
• Роль болот в природе:
• Природные резервуары и регуляторы стока: болота аккумулируют колоссальные объёмы пресной воды во время половодий и дождей, а затем равномерно отдают её, питая истоки малых и крупных рек (включая Волгу, Днепр, Западную Двину);
• Биосферный фильтр: болотная экосистема и сфагновые мхи работают мощнейшим природным сорбентом и бактерицидным фильтром, очищая поверхностные воды;
• Регуляция климата и углеродного цикла: болота поглощают из атмосферы углекислый газ ($CO_2$) и консервируют углерод в слоях торфа (предотвращая перегрев атмосферы);
• Формирование полезных ископаемых: торф служит ценным органическим удобрением, химическим сырьём и топливом, а в геологическом прошлом дал начало пластам углей;
• Местообитание уникальной флоры и фауны: места гнездования околоводных птиц и произрастания ценных ягодных культур (клюква, морошка, брусника).

Самыми ценными являются межпластовые (артезианские) подземные воды:

• Причины высокой ценности: они залегают на значительной глубине между двумя водоупорными горизонтами (глинами, скальными монолитами), благодаря чему надёжно изолированы от попадания сточных поверхностных вод, химических и бактериологических загрязнений;
• Превосходное качество: проходя через толщи природных минеральных фильтров (песчаников, известняков), межпластовые воды обладают идеальной чистотой, превосходными органолептическими свойствами и оптимальным минеральным составом для питьевого водоснабжения;
• Минеральные и термальные воды: среди глубоких вод особую ценность представляют лечебные минеральные источники (используются на курортах) и термальные подземные воды (используются для безуглеродного отопления и горячего водоснабжения).

• География размещения ледников:
• Острова российской Арктики: здесь сосредоточено свыше 90% всей площади оледенения России в форме мощных покровных ледниковых куполов и шапок (Земля Франца-Иосифа, северный остров Новой Земли, Северная Земля);
• Высокогорные районы: горно-долинные и каровые ледники развиты на Большом Кавказе (крупнейший — Безенги, 36,2 км²), Алтае, Камчатке (ледник Богдановича, 37,8 км² на Ключевской сопке), в Саянах, хребтах Сунтар-Хаята и Черского;
• Факторы образования ледников:
• Высота климатической снеговой линии: ледник может зародиться только выше уровня, где годовое накопление твёрдых осадков (снега) превышает их таяние и испарение (в Арктике эта линия опускается до уровня моря, а на Кавказе поднимается до высоты 3000–3800 м);
• Количество твёрдых осадков: для роста ледника необходимы обильные зимние снегопады, поэтому оледенение Арктики уменьшается с запада на восток по мере нарастания континентальности и сухости климата (на Новосибирских островах и острове Врангеля оледенение практически отсутствует);
• Рельеф: наличие горных цирков, каров и пологих троговых долин, способствующих улавливанию, накоплению и уплотнению снежных масс в фирн и глетчерный лёд.