Происхождение озерных котловин

(для самостоятельного изучения)

 

1. Тектоническое (в основном крупные озера - Байкал, Онежское, Таймыр)

2. Ледниково-тектоническое (многие озера Карелии и Кольского п-ва).

3. Ледниково-экзарационное ( Ладога - по некоторым данным, Чудско-Псковское, Ильмень, Хантайское, Пясино ).

4. Ледниково-аккумулятивное (моренное): огромное количество мелких межморенных и межкамовых озер на Северо-Западе ЕТР.

[Иногда все озера ледникового происхождения называют моренными, что неточно]

5. Вулканическое (либо заполненные водой кратеры потухших вулканов, либо водоемы, возникшие в понижениях застывшей лавы): Кроноцкое оз.- «Камчатский Байкал».

6. Каровое (небольшие озера районов современного оледенения - Бол. Кавказ, Алтай).

7. Карстовое ( Волжско-Онежский водораздел, Среднее Поволжье, др. районы распространения известняков, гипсов и других легкорастворимых природными водами горных пород; при небольшой площади карстовые озера часто имеют большую глубину ).

8. Термокарстовое (возникают при оседании грунта в областях развития многолетнемерзлых толщ вследствие таяния подземных пластов; реликтовые озера- за пределами распространения многолетней мерзлоты; обычно имеют округлую форму и промерзают до дна).

9. Суффозионно-просадочное (степь и лесостепь Зап. Сибири).

10. Пойменное (поймы Волги, Оки, Оби и др. крупных рек; озера обычно имеют продолговатую или подковообразную форму).

11. Лиманное (вдоль берегов Азовского моря).

Происхождение котловин многих крупных озер нельзя объяснить только одним фактором!

Крупнейшие озера

Только 9 озер (включая Каспийское море) имеют площадь площадью более 1 тыс. км²каждое. В этой группе надо особо выделить три крупнейших пресноводных водоема — озеро Байкал, Ладожское и Онежское. Ежегодно лишь небольшая часть их водного запаса возобновляется за счет притока речных (отчасти также подземных) вод и атмосферных осадков, и соответственно расходуется на речной сток из озера и испарение, поддерживая водный баланс водоемов.

У Байкала время полного водообмена составляет 330 лет, у Ладожского озера — 11, у Онежского — 13.

Характеристики (природных) озер России площадью более 1 тыс. км²

Данные по Геогр. энцикл. словарю (1988), Атласу России (1998), А.Г.И. (Экол. геогр. России), Национальному атласу России, т. 2 (2006)

Название озера	Площадь водной поверхности, тыс. км^2	Наибольшая глубина, м	Объем водной массы, км^3
Каспийское море (самое большое озеро в мире)
Байкал (самое глубокое в мире)	31,5	1620(по данным Колотило, 1642 м у о. Ольхон)
Ладожское (самое большое и глубокое в Европе)	17,7	230 (228)
Онежское	9,7
Таймыр	4,6		18,5
Ханка	4.2	10,6
Чудское с Псковским	3,5		25,2
Чан ы	1,99
Белое	1,3

Для сравнения: площадь самого крупного в стране Куйбышевского водохранилища (6,5 тыс. км²) занимала бы в этой таблице пятую строку.

 

 

Минерализация речных и озерных вод и их химический состав (карта)

 

Зависят от состава дренируемых горных пород, но в большой степени подчинены климату, увлажнению и, соответственно, интенсивности процессов растворения, выщелачивания и промывания почв и грунтов. Поэтому в пространственной изменчивости химизма поверхностных вод в первую очередь бросается в глаза зональность.

В зоне избыточного увлажнения благодаря обилию осадков, интенсивному стоку дренируемые толщи быстро освобождаются от легкорастворимых солей, для поверхностных вод характерна слабая минерализованность, обычно не превышающая 200 мг/л. Особенно слабо минерализованы реки и озера Субарктики и тайги. Для рек восточно-европейской тайги в период весеннего половодья типична величина минерализации 25–50 мг/л; в летнюю и особенно зимнюю межень, когда минерализация обусловлена грунтовым питанием, она возрастает до 200–300 мг/л. На общем зональном фоне наблюдаются аномалии, связанные с геологическим фундаментом (например, пониженное содержание растворимых солей в поверхностных водах Балтийского щита: 20–50 мг/л в межень). По мере уменьшения общего увлажнения минерализация поверхностных вод увеличивается; так, в восточноевропейской подтайге она превышает 200 мг/л, в степи, а также в центрально-якутской тайге достигает 500–1000 мг/л, а в полупустыне и пустыне — более 1000 мг/л.

Одновременно с увеличением минерализации изменяется ионный состав поверхностных вод. В зонах избыточного увлажнения они свободны от легко растворимых солей и относятся преимущественно к гидрокарбонатно-кальциевым; в зонах недостаточного увлажнения преобладание переходит к водам сульфатного, а затем и хлоридного классов, среди катионов доминирует натрий. В избыточно-влажных зонах воды содержат больше органических веществ, а также железа, чем в зонах недостаточного увлажнения.

Озера с минерализацией менее 1000 мг/л (1г/л) считаются пресными, при минерализации 1-35 г/л – солоноватыми и при минерализации более 35 г/л - солеными (выше средней солености вод Мирового океана). Среди минерализованных озер выделяются содовые (Кулунда), сульфатные, хлоридные (Баскунчак, Эльтон).

Распространение болот на территории России

Болотом считается участок суши с обильным застойным или слабопроточным увлажнением грунта в течение большей части года; характеризуется процессом торфообразования и болотной (как правило) растительностью.

Согласно взглядам геоботаников, торфа в болоте может и не быть.

В соответствии с различными критериями болот и заболоченных земель, приводимые площади этих ландшафтов на территории России очень сильно варьируют. Например, 1,08 млн км², что составляет 6,3% от общей площади земельного фонда страны; половина этой площади занята верховыми болотами, преобладающими в северных регионах (http://grid.ecoinfo.ru/state/text1_3.htm ). По данным О.А. Борсука (Вопросы географии. М., 1975)(?) – цит. по неопубликованной статье Г.Л.Макаренко), площадь болот в России составляет 1,408 млн. км², число торфяных месторождений - 65686, площадь торфяных месторождений в нулевых границах 805 тыс. км², заболоченность территории 8,25%, заторфованность 4,7%, запасы торфа 186 млрд. т, в том числе в Западной Сибири 107,8 млрд. т.

В некоторых субъектах Федерации площадь болот достигает 40%.

 

Карта болот России (НАР)

 

В зависимости от условий водно-минерального питания болота подразделяются на:

Евтрофные (низинные)

Мезотрофные (переходные)

Олиготрофные (верховые)

Распределение болот по территории страны носит отчетливо выраженный зонально-секторный характер; оно связано также с характером рельефа территории и тенденцией неотектонических процессов.

В зоне тайги сосредоточено более 80% всех болот страны.

Зап. Сибирь - самый заболоченный район не только в России, но и в мире (в некоторых районах болота занимают до 90% площади). В болотах Зап. Сибири сосредоточены запасы воды, оцениваемые в 1 тыс. км³ воды, что в 2,5 раза больше ежегодного стока Оби.

 

В России сосредоточено больше половины мировых запасов торфа.

Роль болот в регулировании стока неоднозначна (в периоды избытка влаги болота сбрасывают излишки воды в реки, в летний период с недостаточным увлажнением, наоборот, удерживают влагу в торфяной залежи).

Более подробно различные типы болот будут рассмотрены в лекциях по отдельным зонам.

 

Грунтовые воды

Грунтовые воды играют важную роль в питании речного стока, служат и самостоятельным источником водоснабжения. Они формируются в зоне активного водообмена самой верхней части земной коры непосредственно в результате фильтрации атмосферных осадков и образуют первый от поверхности горизонт подземных вод, преимущественно ненапорных. Грунтовые воды обычно залегают выше уровня вреза речной сети, а также уровня воды озер, чем обеспечивается их разгрузка и водообмен в водовмещающих породах (большей частью четвертичных). Постоянный водообмен обусловливает низкую минерализацию грунтовых вод, которая увеличивается с глубиной по мере затруднения водообмена.

 

Грунтовые воды распространены повсеместно, но крайне неравномерно по обилию и качеству, подчиняясь разнообразию ландшафтов.

Широтная зональность грунтовых вод:

с севера на юг уменьшается обводненность верхней толщи горных пород в зоне свободного водообмена;

увеличивается глубина залегания грунтовых вод;

возрастают их минерализация и жесткость (содержание ионов кальция и магния), закономерно изменяется химический состав;

повышается температура (на одинаковых глубинах);

уменьшается (до нуля) содержание органических примесей (т.е. ослабляется степень вымывания).

 

В зоне избыточного атмосферного увлажнения грунтовые воды пресные, преимущественно гидрокарбонатно-кальциевые, в зоне недостаточного увлажнения они становятся солоноватыми и солеными, минерализация достигает 3–10 г/л, а местами и более, в ионном составе преобладание переходит к сульфатам и хлоридам.

 

Многолетняя мерзлота на территории России (карта)

 

Суть явления м.м. (неправильно называемой вечной мерзлотой): горные породы длительное время (от нескольких лет до тысячелетий) находятся в охлажденном состоянии при температуре ниже 0°C (полигонально-жильные льды, ледяные ядра торфяных бугров, ледяные интрузии и пр.)

 

К области многолетней мерзлоты относится более половины территории России (общая площадь мерзлых пород около 11 млн км²), в распространении м.м. ярко проявляются долготно-климатические факторы.

 

Южная граница области островной многолетней мерзлоты (см. соответствующие карты в Атласе СССР) проходит параллельно побережью Баренцева моря через Кольский п-ов, далее субширотно близко к Сев. полярному кругу (местами южнее его) до Урала, затем опускается примерно до 62° с.ш., пересекает Урал, далее идет параллельно Оби (с правого берега), спускаясь до 60° с.ш., до Енисея и вдоль Енисея опускается намного к югу, захватывая Саяны, Горный Алтай и Кузнецкий Алатау (исключая Минусинскую котловину), уходя за гос. границу России. На Дальнем Востоке от м.м. свободны Приамурье (южная граница м.м.идет почти параллельно Амуру, севернее его на расстоянии в среднем 200 км, пересекая гос. границу выше впадения Зеи), Приморье (кроме верхнегорий Сихотэ-Алиня), Сахалин, Курилы и равнины Камчатки (вдоль побережий Охотского моря и Тихого океана южная граница м.м. поднимается до 57-58° с.ш.

Южная граница области сплошной многолетней мерзлоты (существуют разные варианты проведения): от Пай-Хояпроходит вблизи Полярного круга до Енисея, далее вблизи Ниж. Тунгуски, к верховьям Вилюя, Якутску и Охотску; от Магадана к Анадырскому заливу.

Максимальной мощности (более 500 м) м.м. достигает на севере Ямала, Гыдана, Таймыра, на Сев. острове Новой Земли, Северной Земле, Новосибирских островах, в Центральной Якутии. По данным К.К.Маркова (цит. по Гвоздецкому и Милькову), в некоторых частях Лено-Вилюйского междуречья мощность многолетней мерзлоты превышает 1000 м.

На Кольском полуострове толщина мерзлого слоя менее 25 м, на СВ Большеземельской тундры она возрастает до 100-200 м.

 

Присутствие многолетней мерзлоты откладывает отпечаток практически на всех компонентах ландшафта:

в рельефе и грунтах: солифлюкция, бугры вспучивания - булгунняхи, полигональные грунты, торфяные бугры и др. (более подробно будут рассмотрены в соответствующих «зональных» лекциях);

в режиме рек, характере озер (см. выше);

в растительности: м.м., будучи хорошим водоупором, часто служит причиной заболачивания оттаивающей летом почвы, способствует формированию угнетенной корневой системы, понижает устойчивость древесной растительности против ветра и т.д. – в целом набор видов древесных пород резко сужается (наиболее приспособлена лиственница); с др. стороны, оттаивающая к середине довольно засушливого лета мерзлая влага - дополнительный источник увлажнения для древесной растительности в резкоконтинентальных областях; ель сибирская на восточном пределе ареала растет только при близком залегании м.м.; редкостойные леса и болота с близким залеганием м.м. хорошо видны сверху.

в почвах: формируются специфические мерзлотные почвы, характерная трещиноватость.

 

Грунтовые воды районов м.м. делятся на надмерзлотные, межмерзлотные и подмерзлотные.

Надмерзлотные воды зимой целиком или частично замерзают; при этом нередко создается напор и, прорываясь наружу, они образуют наледи. [В Момо-Селенняхской котловине между хр. Черского и Момским хр. находится самая крупная наледь в Евразии - Момский Улахан-тарын (Мома – правый приток Индигирки) площадью около 100 км²; крупнейшая наледная провинция - Охотско-Чукотская горная страна, где ими занято почти 2% территории].

В толще мерзлых пород грунтовые воды в жидком виде встречаются лишь фрагментарно.

 

С одной стороны, м.м. - древнее явление (свидетельства - захоронения мамонтов и др.); ее огромная мощность свидетельствует, скорее всего, об унаследованности с периода плейстоценовых оледенений.

С другой стороны, современное распространение м.м. в районах с отрицательными среднегодовыми температурами воздуха и холодными малоснежными зимами свидетельствует о связи м.м. и с современными климатическими условиями. По всей видимости, современный климат лишь поддерживает, консервирует ранее образовавшуюся мерзлоту, местами вызывая либо ее деградацию (напр., образование термокарстовых озер в Якутии), либо новообразование (например, м.м. появляется в новейших речных наносах и на недавно образованных островах на реках бассейна Лены).

 

С севера на юг неустойчивость м.м. возрастает. На юге Сибири заметная активизация мерзлотных процессов наблюдается при строительстве железных дорог. [В начале XX в. сооружение насыпей для них привело к резкому увеличению оттаивающего слоя: на марях (заболоченных равнинах) его глубина выросла в 2 раза, на каменных развалах - в 3,5 раза. Из-за этих изменений дорожные сооружения расползались в стороны. Если же земляные работы велись рядом с путями, то в выемках грунта возникали наледи. Некоторые участки Транссиба опустились на 2,5 м].

 

В связи с потеплением климата, в ряде регионов зафиксировано смещение к северу границы многолетнемерзлых пород (например, в Мез е нском районе Архангельской обл. за последние 160 лет она сместилась на север на 50-60 км – «Поиск», 21.12.2001, данные Института экол. проблем Севера).

 

Данные С.Кирпотина (ботаник из Томского ГУ), Ю.Марканд (Оксфордский университет):

В связи с потеплением Западной Сибири, которое происходит быстрее чем где-нибудь на планете (средние месячные температуры выросли на 3°C за последние 40 лет) в последние 3-4 года началось активное таяние мерзлоты в субарктических районах. Это может привести к мощным выбросам в атмосферу метана, законсервированного в промерзшем торфе (запасы метана оцениваются в 70 млрд. т, что составляет четверть всего количества метана на земной поверхности). Ландшафты на площади, превышающей Германию и Францию вместе взятые, превращаются в обводненные территории с мелководными озерами.

 

Данные сети мониторинга многолетней мерзлоты показывают, что с 1960-х г. температура приповерхностного мерзлого слоя в Северной Евразии увеличилась на 1-3°C. Согласно данным математического моделирования, уменьшение площади области м.м. в северном полушарии составит (в скобках цифры уменьшения области сплошной м.м.): к 2030 г. – 10-18% (15-25%), к 2050 г. - 15-30% (20-40%), к 2080 г. - 20-35% (25-50%). Прогнозируемые изменения глубины сезонного оттаивания: 10-15% к 2030 г., 15-25% к 2050 г., 30-50% и более к 2080 г. [О.Анисимов, Т. Хромова, В.Романовский, М.Ананичева, А. Георгиади, тезисы доклада на семинаре NEESPI/GOFC, 2004].