ую Неву, и Онежское озеро, дальше – бесчисленные озера Карелии; южнее – озера Псковско-Чудское и Ильмень.
Возраст озер, донесших до нас память о великом леднике, который когда-то спустился на Русскую равнину, достигает 10–12 тысячелетий. Это немалый срок в жизни озера. А это означает, что у них уже определилась своя индивидуальность (глубина, формы берегов и дна, состав воды), а главное, сложился свой биоценоз – совокупность живых организмов во всем многообразии их взаимосвязей.
У больших озер «век» длиннее, чем у малых. Внешние обстоятельства могут укоротить жизнь озера или удлинить ее. Например, понижение уровня воды в озере, вызванное уменьшением количества атмосферных осадков или усилением испарения, ускоряет процесс зарастания, обмеления и гибели водоема. Повышение уровня воды омолаживает озеро, продлевает его жизнь.
Жизнь озера
«Голубыми глазами» земли называют озера. Они всегда желанны на суше, особенно там, где выпадает недостаточно атмосферных осадков. Вокруг озер выросли многие древнерусские города: Новгород, Псков, Ростов Великий, Галич, Белозерск…
Как у реки, дерева, животного, человека, у озера тоже есть свой срок жизни: оно рождается, достигает зрелости, умирает. Могут погубить озеро и бытовые или промышленные стоки: они отравляют все живое.
Но даже если озеро не подвержено никакому угнетающему воздействию, оно неизбежно придет к своей гибели и превратится во что-то другое – в болото, в луг, в пустыню.
Обычно более мелкие озера активно осваиваются животными организмами: от микроскопических водорослей до высших растений, от амеб и инфузорий до рыб и водоплавающих птиц. За счет отмерших останков организмов утолщается слой ила на дне. А берега все больше зарастают камышом, тростником и другими водными растениями. Со временем они образуют сплошной ковер. Мхи завершают этот процесс. Озеро зарастает. Для большинства озер такой «итог жизни» естествен; на месте чистой водной глади возникает вязкая трясина, которая, если болото постепенно высыхает, через какое-то время зарастает лесом.
Конечно, остановить этот естественный процесс нельзя. Но человек в силах немного продлить жизнь озера, замедлить его старение. Для этого нужно прежде всего следить за тем, чтобы в его воду попадало поменьше загрязняющих веществ.
Подземный родник
Когда где-то в округе из-под земли бьет родничок, люди предпочитают брать воду из него, а не из водопровода, потому что родниковая намного чище и вкуснее.
Родниковая вода, проходя сквозь скальный грунт под землей, вбирает в себя разные химические вещества: серу, известь и т. д. Источники, содержащие значительные объемы минеральных солей, называются минеральными источниками.
В районах, где развита вулканическая деятельность, вода соприкасается с нагретыми подземными породами и имеет высокую температуру. Такие источники называют термальными.
Артезианский колодец отличается от источника: между двумя водоупорными пластами вода находится под давлением со всех сторон. Когда в этом месте бурят скважину, она с силой вырывается наружу. Эту воду добывают с помощью скважин и колодцев, называемых артезианскими. Подземные воды используют для снабжения водой городов, для орошения полей в пустынных районах.
Под защитой ледяного покрова
Когда наступает зима, ледяные оковы затягивают поверхности рек, озер, водохранилищ и морей. Вода прячется под лед, и это явление, называемое ледоставом, имеет огромное значение для сохранения жизни в водоеме в зимнее время.
Лед легче воды, он всегда оказывается сверху. И его покров, усиленный снежной толщей, прерывает на весь зимний период взаимодействие воды с атмосферой, защищая таким образом водоем от дальнейшего охлаждения. Если бы лед был тяжелее воды, то он погружался бы на дно и постепенно нарастал там, пока не заполнил бы весь водоем. Но под защитой льда кристаллизация воды приостанавливается, и температура воды не опускается ниже 4 °C. При таких условиях жизнь в водоеме не прекращается, и все живые существа благополучно в нем перезимовывают.
Ледоставу предшествует осеннее охлаждение. Когда температура воды в водоеме достигает точки замерзания, – это еще не ледостав. Дальнейшее замерзание воды зависит от глубины водоема и от того, насколько быстро происходит в нем перемешивание воды. Ведь намерзание льда сопровождается выделением тепла – 80 калорий на каждый грамм преобразованной в лед воды. Если это тепло не удалять, то оно будет тормозить процесс замерзания. Внутренние вихри течений распространяют охлаждение по всей толще воды.
На мелководных и быстрых реках переохлаждение захватывает все слои воды. Они остывают равномерно, и рождение кристаллов идет одновременно во всей толще воды. В воде, температура которой на несколько сотых или десятых градуса ниже нуля, возникают кристаллы различной формы. При не очень сильном переохлаждении они имеют форму правильных дисков. В более холодной воде образуются ледяные кристаллы в виде звездочек или веточек папоротника. Мелкие кристаллики укрупняются, срастаются друг с другом, создают на поверхности сплошную пленку льда, а в глубине – пористые скопления, похожие на мокрый снег. Это внутриводный лед. Иногда он неожиданно поднимается со дна, прихватывая с собой проложенные по дну трубы, и образует подобие пробки. Сдавленная ею вода вырывается на поверхность, и происходит зимнее половодье – ненормальное, нежелательное явление.
На огромной территории России ледостав наступает в различные сроки. Первыми принимают на себя ледяные оковы реки и озера крайнего северо-востока Сибири: уже в конце сентября лед покрывает низовья Яны, Колымы, Анабары. К концу октября больше двух третей рек азиатской части России тоже уходит под лед.
В европейской части страны ледостав проходит на месяц-полтора раньше, чем в азиатской. Есть и совсем незамерзающие реки. Это некоторые реки Черноморского побережья Кавказа. Высокогорные, бешено несущиеся реки Кавказа, Тянь-Шаня и Памира замерзают не по всему течению, а только в местах, где оно замедляется. На весь зимний период остаются свободными ото льда верхние участки рек, вытекающих из крупных озер и водохранилищ.
Сколько льда на Земле
Каждый год в наших умеренных широтах наступает такая пора в жизни природы, когда по утрам стекленеют лужи, покрываются гладким зеркальным паркетом озера, реки от берега до берега сковываются ледяным панцирем. И не вода нас теперь окружает, а лед.
Причиной перехода воды в лед является понижение температуры воздуха и воды до 0 °C.
Лед – один из самых распространенных кристаллических минералов земного шара.
Но основная масса льда сосредоточена в ледниках, которые занимают 16,2 млн км2 земной поверхности. К концу зимы Земля в Северном полушарии «несет на своих плечах» огромный груз – 24,2 квадриллиона тонн льда. Масса только постоянно существующих льдов в полярных областях впятеро превышает вес всей атмосферы.
Во власти вечной мерзлоты
Когда для образования ледников снежных запасов не хватает, а холода в избытке, возникновение льда неизбежно. Только тогда он уходит вглубь, скрываясь под покровом ягеля, под пологом лиственничной тайги, под моховыми кочками дальневосточных болот – марей. Это многолетняя или, как говорят, вечная мерзлота.
Из космоса хорошо видны белые пятна ледников, но огромный массив вечной мерзлоты практически незаметен, хотя он занимает площадь более 20 млн км2 – две с половиной Антарктиды. (В России она покрывает 11 млн км2.)
Летом верхний слой мерзлоты оттаивает до 2–2,5 см глубины, а временами – до 20–50 см. Но с первыми заморозками холод глубин вновь смыкается с замерзающей поверхностью почвы.
Когда температура воздуха начинает быстро понижаться, мерзлые слои как бы съеживаются и образуют сетку трещин, «узлы» которой заполнены льдом. Эта морозобойная решетка – обычное образование там, где распространена вечная мерзлота. Другая характерная ее форма – бугор высотой 40–70 м с диаметром основания в несколько сотен метров, возникающий на болоте или на дне высохшей озерной котловины. Его называют якутским словом «булгуннях», а происхождение связывают с процессами неравномерного формирования льда.
Вечная мерзлота Евразии очень древняя. На северо-востоке Сибири ее возраст – не менее 600 тыс. лет, в Центральной Якутии – около 300 тысячелетий.
Якутию можно с полным правом назвать «страной вечной мерзлоты». На территории республики толща мерзлых пород достигает 1,5 км. К южным границам мощность мерзлого слоя уменьшается до 300–200 м.
Необыкновенно чутко реагирует мерзлота на все действия человека. Столб, врытый в землю, она «выплевывает» обратно. Дорога, прорубленная в вековой тайге, превращается в цепочку ям и бугров, стальные рельсы встают «на дыбы», покоробленные невидимой силой. Мосты рушатся под напором вдруг начинающего разрастаться льда.
Сегодня человек научился сотрудничать с вечной мерзлотой, причем значительно более эффективным оказалось не наступление на нее, а наоборот – полное сохранение. Теперь дом поднимают на сваях над поверхностью земли, чтобы холод мог свободно под ним циркулировать, а дорогу строят на высокой насыпи. Мерзлоту лучше не трогать! Этот принцип приходится соблюдать.