Озером называется скопление воды в естественном углублении суши, не связанное напрямую с океаном. По сравнению с реками, озера представляют собой водоемы замедленного водообмена. Озера питаются за счет атмосферных осадков, за счет стекающих в них рек и за счет подземных вод.
Углубление суши, занятое озерными водами, называют озерной котловиной.
По происхождению озерные котловины (и озера) подразделяются на:
– тектонические, которые образуются в разломах земной коры, имеют берега с крутыми склонами и большую глубину (озеро Байкал);
– вулканические или кратерные, образованные кратерами или остатками кратеров угасших вулканов (Курильское озеро на Камчатке);
– ледниковые, «пропаханные» древними ледниками (озера Кольского полуострова, Карелии и Финляндии);
– карстовые[26], возникшие в местах провалов при растворении горных пород – гипса, мела, известняка – подземными водами (озеро Светлое в Чувашии);
– запрудными или завальными или плотинными, которые возникают в результате преграждения русла реки глыбами пород при обвалах, оползнем, лавовыми потоками (озеро Севан);
– старичными, образовавшимися в результате отделения участка реки от основного русла;
– лагунными, образовавшимися в результате отделения участка лагуны;
– искусственными (водохранилища, пруды).
По происхождению водной массы озера делятся на два типа – озера атмосферного происхождения (большинство озер) и остаточные или реликтовые озера, в древности являвшиеся частью Мирового океана (Каспийское море, Мертвое море).
Обратите внимание! Каспийское море, Мертвое море и Аральское море только называются морями, а на самом деле являются бессточными озерами.
Бессточными называются озера из которых не вытекает ни одна река. Из сточных озер реки вытекают. Вода в бессточныех озерах, как правило, содержит больше минеральных веществ.
В зависимости от степени солености воды озера подразделяются на пресные (большинство озер) и соленые (Мертвое море. Баскунчак).
Солеными являеются большинство остаточных озер, таких, например, как Каспийское море. Но это не означает, что солеными могут быть только остаточные озера. Соленость воды в озере зависит от климата, от наличия стока и от солености питающих вод.
Озеро может стать соленым (засолиться) при питании солеными подземными водами.
Если из озера вытекают реки, то водообмен в нем происходит быстро и вода остается пресной. А вот останется ли вода пресной в бессточном озере или же станет соленой, зависит от климата. Соленость повышается в жарком сухом климате, поскольку там интенсивнее происходит испарение воды. Во влажном климате при минимальном испарении воды и частом (обильном) выпадении осадков вода в бессточном озере останется пресной.
Озера оказывают влияние на климат прилегающей территории. Испарение воды увеличивает влажность воздуха, а способность воды накапливать и отдавать тепло, смягчает суточные температурные колебания. Выше было сказано о том, что озера регулируют сток вытекающих из них рек.
Подобно рекам, озера используются как источники пресной воды, в качестве водных путей сообщения, а также для рыболовства и отдыха. Только гидроэлектростанций на озерах не строят (объясните почему).
Зарастание озера может превратить озеро в болото. 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 (чрезмерной) 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 0,3 м. Торф – это рыхлая осадочная порода органического происхождения, состоящая из неполностью разложившихся растительных остатков (их полному разложению препятствуют влажные условия). По составу торф подразделяют на древесный, травяной, моховый и смешанный.
Если толщина слоя торфа на избыточно увлажненной поверхности меньше 0,3 м, то такой участок называют заболоченной землей.
Болото должно регулярно получать воду, иначе со временем оно высохнет. По характеру питания болота подразделяются 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.
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.
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.
Подземные воды
Подземными водами называются воды, содержащиеся в верхней части земной коры до глубины 15 км. Подземные воды образуются в результате просачивания и скопления атмосферных осадков на разных глубинах. 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 выходы подземных вод на земную поверхность. Холодные источники называются родниками.
Подземные воды могут находиться во всех трех агрегатных состояниях – в жидком виде, в виде льда, в виде пара.
Для накопления подземных вод необходимы два условия – наличие атмосферныхе осадков и слои водопроницаемых горных пород (галечник, песок, гравий). Ниже водопроницаемых пород должны лежать водонепроницаемые породы (гранит, базальт, мрамор, глины), которые не дают воде возможность уйти на большие глубины. Просачиваясь сквозь горные породы, вода постепенно очищается от примесей. 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 подразделяются 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. Остаточные или реликтовые подземные воды образуются во время накопления отложений на морском дне и являются солеными.
По условиям залегания подземные 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.
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. В сухих районах нашей планеты грунтовые воды залегают на большой глубине, а в районах с повышенной влажностью они находятся очень близко к земной поверхности.
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. Горные породы, через которые просачивается вода, выполняют роль фильтров. Просачиваясь глубже, то есть – проходя через большее количество фильтров, вода подвергается дополнительной очистке и становится пригодной для питья.
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[27], 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.