Как уже было сказано, озера представляют собой водоемы замедленного водообмена, а замедленный водообмен приводит к зарастанию озер водной растительнсотью. Зарастание озера может превратить озеро в болото. Если уж говорить по существу, то любое озеро рано или поздно становится болотом. Принципиальная разница между озером и болотом заключается в том, что озеро представляет собой водоем, а болото – избыточно увлажняемый участок суши.
Болота могут образовываться не только вследствие зарастания озер, но и вследствие заболачивания суши. Заболачивание вызывается застоем атмосферных осадков на поверхности земли в условиях высокой влажности климата, а также подтоплением поверхности водами различного происхождения – подземными, речными или морскими.
Для того, чтобы участок суши назывался болотом, на нем должен иметься слой трофа толщиной свыше 30 сантиметров. Торф – это рыхлая осадочная порода органического происхождения, состоящая из неполностью разложившихся растительных остатков (полному их разложению препятствуют влажные условия). По составу торф делят на древесный, травяной, моховый и смешанный.
Схема зарастания озера и превращения его в болото
Если толщина слоя торфа на избыточно увлажненной поверхности меньше 30 сантиметров, то такой участок называют не болотом, а заболоченной землей.
Болото должно регулярно получать воду, иначе со временем оно высохнет. По характеру питания болота делятся на низинные и верховые. Низинные болота питаются грунтовыми или речными водами, а верховые болота – атмосферными осадками. Для низинных болот, богатых минеральными солями, содержащихся в грунтовых и речных водах, характерен более богатый растительный мир, чем для верховых.
Низинные и верховые болота представляют собой две стадии естественного развития болот. Низинное болото через промежуточный этап переходного болота, питающегося как грунтовыми, так и атмосферными водами, со временем превращается в верховое. «Все суше, и суше, и суше, и все ближе к суше», таков принцип существования болот.
На береговых отмелях, которые периодически затапливаются морем, возникают приморские болота. Эти болота имеют своеобразную растительность, приспособленную к питанию соленой водой.
Распространение болот на планете зависит от климатических и природных условий. Наибольшее количество болот сосредоточено в лесной зоне умеренного климатического пояса и в зоне тундры, где большое количество атмоферных осадков сочетается с небольшой испаряемостью, слабой водопроницаемостью грунтов и равнинностью (отсутствие условий для естественного стока воды способствует заболачиванию). Самым большим болотом на планете является пойма реки Амазонки, затапливаемая ежегодно во время сезона дождей, когда уровень воды в реке поднимается на 15 метров.
С хозяйственной точки зрения болота представляют интерес как источник торфа, используемого в качестве топлива и удобрения. Природное же значение болот очень широко. Болота играют важную роль в образовании истоков рек, служат естественными фильтрами воды, являются средой обитания редких видов животных и растений.
Если географы просто изучают болота, не испытывая к ним никаких чувств, то палеонтологи, изучающие жизнь в древнейшие времена, болота просто обожают. Правда, не все, а только те, возраст которых превышает 10 000 – 12 000 лет. Дело в том, что кислая болотная среда, образующаяся вследствие разложения растительных веществ, неблагоприятна для жизнедеятельности бактерий и прочих микроорганизмов.[19] Вода в болотах имеет низкую температуру и содержит скудное количество кислорода. Это тоже ограничивает рост и размножение микроорганизмов. В результате, живые организмы, попавшие в болото (то есть – утонувшие в нем), сохраняются тысячелетиями в практически в первозданном виде. Отсутствие микробов уберегает тела от разложения, а ряд содержащихся в болотах веществ оказывает дубильное действие. Бери да изучай!
Если вы подумали, что на этом знакомство с гидросферой закончилось, то ошиблись. На очереди – подземные воды.
Подземными водами называются воды, содержащиеся в верхней части земной коры до глубины 15 километров. Подземные воды образуются на разных глубинах в результате просачивания и скопления атмосферных осадков. Ближе к оземной поверхности находятся почвенные воды, принимающие участие в образовании почв – тонкого поверхностного слоя земной коры, обладающего естественным плодородием.
Подземные воды, находящиеся вблизи вулканических очагов, нередко оказываются горячими. Горячие источники, периодически выбрасывающие фонтаны горячей воды и пара, называются гейзерами.
Гейзер представляет собой разновидность источника – естественного выхода подземных вод на земную поверхность. Если горячие источники называются гейзерами, то холодные – родниками.
Гейзер
Подземные воды могут находиться где-то там внутри во всех трех агрегатных состояниях – в жидком виде, в виде льда, в виде пара. Для их накопления необходимы два условия – наличие атмосферных осадков и слои водопроницаемых горных пород (галечник, песок, гравий), ниже которого должны лежать водонепроницаемые породы (гранит, базальт, мрамор, глины), не дающие воде возможность уйти на большие глубины. Просачиваясь сквозь горные породы, вода постепенно очищается от примесей, поэтому чем глубже находятся подземные воды, тем они чище. Большинство подземных вод находится в медленном непрерывном движении, обусловленном тремя факторами – силой тяжести, разницей давления и разницей температур. Благодаря этому движению, подземные воды взаимодействуют с поверхностными, стекая в реки, озера и болота. Получается круговорот – поверхностные воды питают собою подземные, а те, в свою очередь, питают поверхностные воды. Как источник питания подземные воды приобретают особую ценность в в засуху, когда поверхностные воды интенсивно испаряются.
По происхождению подземные воды делятся на атмосферные, ювенильные и остаточные. Атмосферные подземные воды образуются за счет просачивания атмосферных осадков. Просачивание осадков – основной способ образования пресных подземных вод. Ювенильные или первородные подземные воды образуются в недрах Земли посредством конденсации выделившихся из магмы паров, эти воды можно считать первозданными. Остаточные или реликтовые подземные воды образуются во время накопления отложений на морском дне и являются солеными.
По условиям залегания подземные воды разделяют на почвенные, грунтовые и межпластовые.
Почвенные воды входят в состав плодородного слоя почвы. Они обеспечивают формирование растительного покрова нашей планеты. Почвенные воды связаны с грунтами физически и химически, поэтому не могут использоваться человеком. Но их и не нужно использовать, забирать из почвы, ведь наличие влаги является обязательным и необходимым условием плодородия почв.
Грунтовые воды лежат глубже почвенных – они скапливаются над ближайшим к земной поверхности водоупорным слоем. Грунтовые воды не связаны с грунтом, но использовать их для питья нежелательно, потому что они нередко бывают загрязненными. Не такую уж хорошую очистку они прошли, чтобы можно было бы их пить. Но использовать грунтовые воды для хозяйственных нужд, например, – для полива растений или же в промышленности, можно без проблем. В сухих районах нашей планеты грунтовые воды залегают на большой глубине, а в районах с повышенной влажностью они находятся очень близко к земной поверхности и потому их извлечение не представляет большой сложности.
Источником питьевого водоснабжения являются межпластовые воды, лежащие ниже грунтовых вод между двумя водонепроницаемыми слоями. Если глубина залегания грунтовых вод находится в пределах от пяти до пятидесяти метров, то межпластовые воды залегают на глубинах от ста до трехсот метров. Просачиваясь глубже, то есть – проходя через большее количество фильтров, в роли которых выступают горные породы, вода становится пригодной для питья. Важна деталь – в отличие от грунтовых вод, полностью участвующих в водообмене с земной поверхностью, многие межпластовые воды являются изолированными, сохранившимися с древних времен.
Если межпластовые воды обладают напором, возникшим в результате гидростатического давления,[20] то их называют артезианскими водами. Артезианские воды – главный источник питьевого водоснабжения. Их удобнее использовать, чем межпластовые воды, не обладающие напором, поскольку артезианские воды выходят из скважины на поверхность без подкачки насосом.
Артезианские воды залегают в отрицательных, то есть в вогнутых геологических структурах. Вышестоящие слои воды давят на нижестоящие, создавая напор. Обособленное скопление артезианских вод называется артезианским бассейном. Наиболее крупным артезианским бассейном в России и на всей планете является расположенный на территории Западно-Сибирской равнины Западно-Сибирский артезианский бассейн, площадь которого составляет около свыше 3 000 000 км2.
По солености подземные воды делятся на пресные воды, в которых содержание растворенных солей не превышает 1 грамма на литр, и соленые воды, в которых концентрация солей выше 1 грамма на литр. Принято отдельно выделять минеральные воды, имеющие повышенное содержание биологически активных компонентов и используемые в лечебных целях. Лечебные свойства – дело хорошее, но хозяйственное значение подземных вод в первую очередь заключается в том, что они служат для нас основным источником водоснабжения.
На нашей планете есть большой запас воды, «законсервированной» в ледниках. Ледниками называется вода атмосферного происхождения, превратившаяся в лед. Крупнейшие площади оледенения расположены в полярных широтах и высокогорьях. Ледники образуются выше так называемой снеговой линии – условной линии, соединяющей высоты, выше которых лед и снег не тает полностью за год. Для образования ледников снега должно выпадать больше, чем успевает растаять. Снеговая линия на полюсах расположена на уровне моря, а по мере удаления от полюсов она поднимается, достигая максимума в 5000 – 5500 метров в субтропиках и немного снижаясь над экватором.