Что такое озеро

Б. Б. Богословский

Энциклопедия отвечает на этот вопрос кратко: впадина на поверхности суши, заполненная водой. Под это определение подходит и малюсенькое озерко, затерявшееся в лесной чаще, и огромное Каспийское море; какое-нибудь степное «блюдце», у которого слой воды измеряется несколькими десятками сантиметров, и озеро Байкал с почти 2-километровой глубиной; озера, лежащие на сотни и тысячи метров над уровнем моря, и такие, поверхности которых ниже уровня моря.




Многообразие озер объясняется тем, что они образовались под действием различных факторов. Появление одних озерных котловин связано с вулканической или тектонической деятельностью, других — с выветриванием и разрушением горных пород, третьих — с водной или ледниковой эрозией, четвертых — с просадкой грунтов. Происхождение вод, заполняющих котловины, также различно. Это может быть и сток с окружающей территории, и накопление атмосферных осадков, и выход подземных вод. Бывают озера и с морской водой. Это так или иначе отделившиеся от моря бывшие заливы.

Объем воды в озере определяется водным балансом озера, т. е. соотношением поступления и потерь воды. Если приходная часть баланса (поверхностные и подземные воды, стекающие в озеро, и атмосферные осадки, выпадающие на его поверхность) больше расходной (испарение, поверхностный и подземный сток из озера), то озеро увеличивается, уровень воды в нем поднимается. Когда же преобладают потери, то озеро мелеет, уменьшается и может совсем пересохнуть.




В зонах влажного климата воды в озера поступает значительно больше, чем испаряется, и многие из них дают начало рекам. В засушливых районах наблюдается обратная картина. Большинство озер степей, полупустынь и пустынь бессточны — испарение с их поверхности настолько велико, что воды для образования рек не хватает; многие из этих озер пересыхают.

С водным балансом озера связан и его солевой баланс. В озерах районов влажного климата поступление солей компенсируется выносом их с водой вытекающих рек; соленость вод этих озер не меняется. Иначе обстоит дело с озерами засушливых районов, Ведь они теряют воду на испарение, -при котором соли остаются в воде, и она становится все более соленой. В озере образуется раствор высокой концентрации — рапа. С еще большим повышением концентрации часть солей выпадает и накапливается на дне и берегах озера. Такое озеро называется самосадочным.




В озерах нет постоянного течения, как в реках, нет и непосредственного обмена воды с океаном, как в морях. Водообмен в них происходит очень медленно; волны и течения вызываются ветром. Размеры волн, скорость и глубина распространения течений зависят от скорюсти ветра, от размеров озера, его глубины и протяженности.

Ветровые течения, перемещая воду захваченного ими слоя, вызывают у того берега, куда они направлены, скопление переместившейся воды и подъем уровня — нагон. У противоположного берега, от которого вода переместилась с течением, происходит понижение уровня — сгон. После прекращения ветра, вызвавшего нагон, вода озера, стремясь прийти в равновесие, испытывает колебания — сейши. Сейши могут возникать при различии атмосферного давления над отдельными участками озера.




Все эти движения сопровождаются вертикальным перемешиванием воды, которое проникает тем глубже, чем сильнее вызвавшее его движение. Кроме ветрового перемешивания, в воде озер происходит и другой вид перемешивания — конвективное, связанное с разной плотностью воды в верхних и нижних слоях. В случае, если частицы воды, находящиеся в поверхностном слое озера, становятся в результате охлаждения, увеличения солености или мутности более плотными, они опускаются на глубину и замещают там менее плотные частицы, которые, в свою очередь, поднимаются к поверхности.

При перемешивании вместе с частицами воды перемещаются содержащиеся в них тепло, растворенные вещества и газы. Вся вода озера до дна перемешивается только в отдельные, сравнительно короткие, промежутки времени, а в наиболее глубоких озерах или в озерах, соленость воды которых не одинакова по глубине, перемешивание захватывает только верхний слой. Поэтому в большинстве озер тепло распределяется по вертикали большую часть года неравномерно. В целом ряде минерализованных озер неравномерно и распределение растворенных веществ. В глубинных слоях накапливаются воды с высокой соленостью, ближе к поверхности располагаются воды, распресненные стоком рек и атмосферными осадками. Различие в солености, а следовательно, и плотности поверхностных и глубинных вод препятствует перемешиванию, в озере создаются вертикальные зоны, весьма резко отличающиеся друг от друга по составу вод, температуре и газовому режиму.




Озера с резким различием солености по вертикали называются анизотропными (от греческого anisos — «неравный» и tropos — «свойство»). Распределение тепла по вертикали в пресных, достаточно глубоких озерах, расположенных в районах с умеренным климатом, в течение года меняется по определенным закономерностям.
Наибольшую плотность пресная вода имеет при температуре 4°. Частицы поверхностного слоя становятся плотнее и опускаются, вытесняя наверх более легкие частицы. Такое перемешивание происходит до тех пор, пока вся вода не примет температуру 4°. При дальнейшем нагреве плотность воДы верхнего слоя уменьшается и перемешивание, если нет сильного ветра, прекращается. Верхний слой продолжает нагреваться до значительных температур, в то время как температура нижнего слоя остается около 4°.

Такое распределение температуры, когда поверхностные слои теплее глубинных, называется прямой температурной стратификацией. В большинстве озер между нагретыми поверхностными и холодными глубинными водами лежит граница резкого изменения температуры (слой температурного скачка).




В результате осеннего охлаждения и перемешивания вся вода озера принимает температуру 4°. Охладившись ниже этой температуры, вода верхнего слоя становится менее плотной. Распределение температуры, при которой поверхностные слои холоднее глубинных, называется обратной температурной стратификацией. Подо льдом всегда сохраняется некоторый запас тепла. Донные отложения, получившие в течение лета тепло из воды, начинают отдавать его зимой. Этот теплопоток нагревает придонные слои воды. Лед имеет малую теплопроводность. Сохранение тепла подо льдом препятствует промерзанию озер до дна даже в суровых полярных районах.
В тропических озерах весь год сохраняется прямая температурная стратификация. Перемешивание в них происходит не каждый год. Разница между температурой поверхностных и глубинных вод мала. Для полярных водоемов характерна обратная стратификация.

Облик озера складывается в значительной мере -под влиянием развивающейся в нем жизни. Это происходит по-разному в различных географических условиях. Воды глубоких горных озер, лежащих среди трудно размываемых скальных пород, содержат мало питательных веществ, необходимых для развития водных организмов и растений, прогреваются плохо, и жизнь в них развита слабо. Вода содержит мало органических веществ и взвесей, и поэтому имеет голубой или синий цвет.




Лесные озера богаче питательными веществами, летом они сильно прогреваются и жизнь в них развивается интенсивно. В воде много органических веществ, цвет ее зеленовато-желтый или бурый. Летом в нагретых верхних слоях развивается масса мелких водорослей — фитопланктон. Они придают воде различную окраску: зеленую, сине-зеленую и др., это «цветение озера». Растения фотосинтезируют — выделяют при свете кислород, создавая благоприятные условия для дыхания обитателей озера. В прибрежных участках разрастается высшая водная растительность — тростник, камыш, кувшинки. Многочисленные организмы — от простейших до таких сложных, как рыбы, населяют толщу воды и дно. Остатки отмерших растений и животных медленно погружаются в воду и осаждаются на дне.




По мере накопления донных отложений глубина озера уменьшается и прибрежная растительность приближается к его центральной части. Постепенно озеро мелеет, зарастает и превращается в болото. Зарастание озер идет различно, в зависимости от их величины, колебаний уровня, движения воды, проточности. В крупных озерах оно ограничивается обычно прибрежной полосой.




Озера широко используются в народном хозяйстве. По крупным водоемам проходят важнейшие внутренние водные пути. Многие, не только большие, но и малые озера славятся своими рыбными богатствами. Они снабжают водой предприятия, города и поселки, питают оросительные системы. Используются и донные отложения: торф — в качестве топлива, сапропель — как удобрение, соли — в промышленности и в быту, грязи — в медицине.

Все, что здесь было сказано, характерно для большинства озер.

Похожие темы:

Селигер
Плитвицкие озера в Хорватии