Лекция №9. Геологическая деятельность озер и болот

Озерами называются заполненные во­дой углубления поверхности суши, не имеющие непосредственного со­общения с морем. Образование озер, физико-химические условия в них и населяющие их организмы изучаются специальной отраслью науки гидрологии — лимно­логией.

Происхождение озерных котловин. Происхождение озерных котло­вин весьма разнообразно. Выделяют:

Тектонические. Они возникают в результате тектонических движений земной коры, вызывающих складчатые и разрывные наруше­ния, и по-видимому, в большинстве случаев представляют собой опу­щенные по разломам участки земной коры, называемые грабенами, или же крупные прогибы. К озерам такого тина относятся Байкал, Женевское, Танганьика и др.

Ледниковые. К этой группе относятся озера, котловины которых созданы как выпахивающей, так и аккумулятивной деятельностью лед­ников. Особенно широко они развиты в областях прежних материковых оледенений антропогенового времени. В Скандинавии, на Кольском полуострове, в Карелии наблюдается большое количество озер, котло­вины которых в значительной части выпаханы ледниками. Южнее Бал­тийского щита (до южной границы последнего оледенения) много озер­ных котловин образовалось в результате неравномерного накопления морен и в ряде случаев подпружнвания конечноморенными грядами водных потоков. Озера ледникового происхождения (каровые н др.) раз­виты и в горных районах.

Вулканические. Озерные котловины этого типа представляют кратеры потухших вулканов и трубки взрыва (некоторые озера Курильских островов, Камчатки, Исландии,, маары Баварии и другие), или подпруженные лавовым потоком долины (некоторые озера Армянского нагорья).

Пойменные и дельтовые. Озерные котловины представляют собой отшнурованные от основного русла старицы на пойме реки или отдельные рукава (протоки) реки в дельтовых равнинах, потерявшие связь с морем.

Карстовые. Эти озер­ные котловины образовались различным способом. Карстовые озерные ванны представляют собой или крупные карстовые воронки, или котловины на поверхности растворимых пород—известняков, доломитов, гип­сов, солей, или же котловины, возникшие в результате провала над под­земными карстовыми каналами и пещерами. Такие озера встречаются на Онежско-Белозсрском водоразделе, в Ьоровнчском районе Ленинград­ской области. Марийской ЛССР и др. Термокарстовые озерные котлови­ны развиты в пределах распространения многолетнемерзлых пород. Их происхождение связано с вытаиванием льда, заключенного в верхней части многолетнемерзлой зоны, в результате чего образуются проваль­ные и просадочные понижения, заполняющиеся водой.

Озера, возникшие в результате обвалов. Как хорошо известно, в горных районах происходят крупные обвалы, приводящие местами к полному перегораживанию (запруде) речных долин. В ре­зультате за такими естественными плотинами в долинах рек создаются озера. Примером тому является громадное Сарезское озеро на р. Мургаб (Памир), образованное при землетрясении Усонскнм обвалом, перегороднвшнм долину.

Озера, возникшие путем запруживания долин обвальными образо­ваниями, лавовыми потоками, конечноморениыми грядами, называют плотинными озерами. К ним относятся и водохранилища, соз­данные искусственными плотинами.

Гидрологический режим озер (прибыль и убыль воды) различен и в большинстве случаев тесным образом связан с климати­ческими особенностями района их расположения. Озера по гидрологи­ческому режиму подразделяются:

Бессточные озера, распространенные в области аридного (сухого) и семиаридного (засушливого) климата. Они питаются река­ми, временными потоками или атмосферными осадками и не имеют стока, а расходуют воду только на испарение (Каспийское, Аральское, Балхаш, Иссык-Куль и др.).

Проточные озера, распространенные преимущественно в областях гумидного (влажного) климата. Они питаются реками, атмос­ферными осадками и, помимо испарения, отдают воду через вытекаю­щие из них реки и ручьи, или подземным стоком.

Озера с перемежающимся стоком (периодически про­точные), в которых сток наблюдается лишь в период высоких вод.

У некоторых озер имеет место только подземный сток.

Разрушительная деятельность озер. Геологическая работа озер, так же как и морских водоемов, сводится к разрушению береговых ус­тупов и прибрежных частей дна водоема (абразии), разносу и сорти­ровке обломочного и растворенного материала внутри водоема и накоп­лению (аккумуляции) осадков. Движение водных масс в озерах прояв­ляется в виде волн, течений, турбулентного перемешивания воды и сгонно-нагонных явлений, вызываемых деятельностью ветра. Кроме того может происходить конвективное перемешивание вод, связанное с разли­чиями в плотности их.

Наибольшее значение имеют движения, связанные с ветром. При значительной силе ветра в крупных озерных водоемах возникают высо­кие волны, которые действуют разрушительным образом на берега, взму­чивают осадки мелководной прибрежной зоны озера, разносят по озеру обломочный материал и т. п. В разносе материала участвуют сгонно-нагонные движения, при которых колебания уровня могут достигать значительных величин, особенно у отмелых берегов. По данным Ь. Б. Бо­гословского, у южных отмелых берегов Ладожского озера они превы­шают 2 м, у приглубых северных берегов значительно меньше. Анало­гичные сгонно-нагонные колебания уровня воды отмечаются в мелко­водных заливах Аральского моря.

Волновая абразия в озерных водоемах во многом сходна с морской. Разница заключается лишь в масштабах явления. Волны, ударяя в бе­реговые обрывы озера, постепенно срезают их.

Существенное значение с точки зрения познания процесса абразии имеют наблюдения нал срезанием и переработкой берегов водохрани­лищ, созданных на Волге, Днепре, на Дону и в других местах. Так, на­пример, низкие, преимущественно песчаные берега Рыбинского водо­хранилища за первые 12 лет эксплуатации были размыты на 40—55 м. Следовательно, берег срезался в среднем на 4—5 м в год. Наибольшие разрушения происходили вo время штормов. Имеются данные, что при штормах в июле 1951 г. в отдельных местах берег отступил за неделю на 5—8 м. Берега Цимлянскою водохранилища на Дону за 5 лет (1952—1956) были срезаны о среднем на 50 м, а на отдельных участ­ках до 110—115 м. В настоящее время на одних участках переработка берегов продолжается, на других прекратилась или проявляется очень слабо.

Разрушительная работа озер и водохранилищ зависит от состава горных пород, слагающих берега. Часто абразия вызывает образование крупных оползней, обвалов, что способствует дальнейшему срезанию берега.

Переносная и аккумулятивная деятельность озер. Обломочный ма­териал, полученный от разрушения берегов абразией, путем приноса его впадающими в озеро реками, разносится по озерному водоему, в какой-то степени сортируется по крупности зерен и откладывается на дне во­доема. Сила волнений и глубина взмучивания осадков в прибрежной зоне озер зависит от площади и объема водного бассейна. Чем больше площадь и объем озерного водоема, тем больше сила волнений и раз­рушение берегов, тем больше зоне взмучивания, дифференциация и раз­нос обломочного материала.

Осадки озер.

1. Терригенные (лат. lerra—земля), или обломочные, которые образуются, главным образом, путем приноса реками и ручь­ями с окружающей суши большого количества обломочного материала, в меньшей степени о результате абразии.

2. Хемогенные или хи­мические, образующиеся путем химического осаждения растворен­ных в воле солей или коллоидов.

3. Органогенные, или биогенные. накапливающиеся за счет скопления на дне водоема остатков раз­личных животных и растительных организмов.

Болота

Болота – участки земной поверхности, характеризующиеся избыточным увлаж­нением верхних горизонтов почвогрунтов и горных пород, развитием болотной растительности и образо­ванием торфа. Как видно, одним из основных признаков болота яв­ляется процесс накопления торфа.

Болота занимают в СССР огромные площади, но распределение их далеко не равномерно. Наибольшее количество их сосредоточено в север­ных и северо-западных районах лесной зоны, где местами заболочен­ность достигает 30—40%. В южном и юго-восточном направлении степень заболоченности уменьшается и в полосе лесо­степи не превышает одного и даже десятых долей процента.

Общая площадь, занятая болотами на земном шаре, по данным оценивается в 175 млн. га, из которых 72,6% падает на территорию СССР.

Типы болот.

1. Низинные болота располагаются в понижениях рельефа и характеризуются плоской или вогнутой поверхностью. Помимо атмос­ферных осадков, в их питании участвуют грунтовые или речные воды, которые обладают значительно большим содержанием минеральных пи­тательных веществ. Поэтому здесь развивается так называемая автотрофная растительность, т. е. растительность, требовательная к условиям питания (осоки, хвощи, зеленые мхн, а из лревесных — ольха, береза). Торфяники, образующиеся из остатков автетрофной растительности, ча­сто обладают большой зольностью и малой калорийностью. Низинные болота часто образуются на месте озерных водоемов, постепенно зара­стающих и заболачивающихся.

2. Верховые болота располагаются обычно на водоразделах и имеют выпуклую поверхность. Грунтовые воды в них за­легают глубоко, а основное питание осуществляется преимущественно поверхностными (атмосферными) водами, бедными минеральными со­лями. Вследствие этого здесь развивается олиготрофная растительность, мало требовательная к содержанию питательных веществ, и среди них важнейший торфообразователь — сфагновый мох. Остатки такой рас­тительности образуют торфяные накопления, отличающиеся высокой ка­лорийностью и малой зольностью.

3. Переходные болота с мезотрофной растительностью, от­личающейся по своим признаком промежуточным характером, так как для ее произрастания требуется сравнительно небольшое количество минеральных веществ.

4. Болота приморских низин особенно характерны для тро­пических и субтропических зон. Они развиты на низменном атлантиче­ском побережье Северной Америки, на островах Индонезии и в других районах. Особенностью приморских низин является значительная об­водненность. Они периодически во время приливов или постоянно зали­ваются водой. В таких условиях преобладают лесные болота. При этом древесная растительность приспосабливается к длительному существо­ванию под водой своеобразным развитием корневой системы. Она рас­ходится в разные стороны по радиусам или коленообразнымн изгиба­ми от ствола дерева и снабжена приспособлениями для дыхания, распо­ложенными над уровнем воды, эти воздушные «дыхательные корни» снабжают воздухом подводные части корневой системы. Расходясь от ствола во всех направлениях, они служат как бы подпорками н обеспе­чивают устойчивость дерева. Примером являются мангровые лесные за­росли тропиков.

Отложения болот. Типичными болотными отложениями являются некоторые хемогенные осадки и особенно органогенные. К первым из них относится болотная известь или болотный мергель, а также болот­ные или зерновые железные руды. Их образование связано с приносом в болота соответствующих соединений грунтовыми водами. Болотная известь образуется в том случае, когда болота питаются жесткими грунтовыми водами, с большим содержанием в растворенном виде кар­бонатов кальции. Приносимые грунтовыми водами железистые соеди­нения образуют болотные железные руды. После отмирания организмов образуется торф.