ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ОЗЕР

Озеро — это углубление на поверхности суши — котловина, частично заполненная водой. Озера не обладают непосредственной связью с океа­нами или морями и наиболее широко развиты в областях гумидного климата, занимая чуть больше 2 % поверхности континентов. Некоторые озера ввиду своих больших размеров называются внутренними морями. Например, Каспийское озеро — это море, имеющее площадь около 37 600 км², максимальную глубину почти в 1000 м и лежащее на 28 м ниже уровня океана. Аральское — бессточное, соленое озеро-море, сей­час почти пересохшее. Имеется ряд других. Озера располагаются как в низменностях, так и в горных районах. Озеро Титикака в Андах находится на высоте почти 4 км. В горной местности располагается самое крупное в мире пресноводное озеро Байкал, содержащее 23 тыс. км³ прекрасной пре­сной воды, обладающее площадью 66 тыс. км², максимальной глубиной 1741 м и находящееся над уровнем моря на высоте 455 м.

Образование озерных котловин. Озерные котловины имеют раз­личное происхождение, как экзогенное, так и эндогенное. Озера экзо­генного происхождения распространены наиболее широко. На простран­ствах Севера России они связаны с выпахивающей, т. е. экзарационной, деятельностью последнего оледенения и во многих местах, особенно в Карелии, имеют общую субмеридиональную ориентировку. Многие озера старичного, пойменного, дельтового типа связаны с деятельностью рек и распространены на обширных пространствах Западно-Сибирской низ­менности, Восточной Сибири и Северо-Востока России. Эти озера об­ладают небольшими размерами и часто имеют серповидную в плане форму. Маленькие и неглубокие озера связаны с карстовыми котлови­нами, иногда с провальными суффозионными воронками. В горных об­ластях озера нередко возникают в связи с обвалами, перегораживаю­щими речные долины.

В областях развития криолитозоны многие озера имеют термокар­стовое происхождение, а также связаны с любыми участками местного протаивания, в том числе вызванного техногенными причинами.

N

Эндогенные по происхождению озера связаны с молодыми грабена­ми или их системами в активных рифтовых зонах. В Восточной Афри­ке расположена позднекайнозойская рифтовая зона, в отдельных гра­бенах которой находятся глубокие озера: Мверу, Ньяса, Рудольф, Танганьика и др. В России озеро Байкал приурочено к молодому, ак­тивному рифту, как и еще ряд озер в этом же районе.

Много небольших озер в вулканических областях, например на Камчатке, где озера приурочены к кальдерам, к кратерам на верши­нах потухших вулканов. Лавовые потоки нередко играют роль плотин, перегораживающих долины, а выше плотин возникают озера.

Крупные озера-моря типа Каспийского, Аральского, Виктории и Чад в Африке и др. приурочены к тектоническим опусканиям в земной коре.

В последней половине XX в. возникло много больших озер-водо­хранилищ на крупных реках как в России, так и в зарубежных странах, которые существенно влияют на окружающую, в том числе геологичес­кую, среду, изменяют климат целых регионов. Достаточно привести в пример зарегулированную Волгу, Днепр, Енисей, Нил и многие другие реки. В России сейчас 2220 больших, средних и малых водохранилищ с суммарным объемом 793 км^л, что составляет 18,6 % от стока всех рек России, их общая площадь — 65 тыс. км², а это 0,4 % площади всей России.

Состав озерной воды.

Подавляющее большинство озер заполнено пресной водой — реч­ной, родниковой, таящих льдов, снегов. Реже озера имеют соленую или солоноватую воду — Каспийское и Аральское озера-моря, Алаколь, Лоб- нор, Убсу-Нур в Джунгарии и на Южном Алтае; Ван и Урмия на Кав­казе; Мертвое море-озеро на Ближнем Востоке; Большое соленое озеро в США. Соленость озерной воды в Мертвом море достигает 310 г/л, а в озере Эльтон в Прикаспийской впадине 280 г/л, т. е. это уже почти рассолы. В Каспии соленость вод в среднем 12,85 %о, но есть участки, где она составляет 0,2-0,3 %о.

В озерной воде в зависимости от климатической зоны существенно меняются содержание биогенных веществ, щелочности, кислорода, тем­пература поверхностных и глубинных вод, их циркуляция и другие па­раметры. Характер минерализации в озерах различный. Есть озера хло- ридные, сульфатные, карбонатные. В связи в тем что в озера впадают реки, последние приносят в воды озер как механические, так и различ­ные органические взвеси. В пресных мелководных озерах много гумино- вых веществ, обусловленных широким развитием растительности. В за­висимости от сезонов в озерах преобладают либо механические взвеси, обычно весной и осенью, либо органические летом. В Байкале вода исключительно чистая и прозрачная. Это самое крупное хранилище пре­сной воды на планете, превышающее по своему объему (23 тыс. км³) объем вод всех Великих озер Северной Америки и содержащее 20 % мировых запасов пресных вод. Надо отметить, что и возраст Байкала один из древнейших на планете, т. к. озеро образовалось 25-30 млн лет назад, но в нем не наблюдается признаков старения. Огромная масса рачков — эпишура — способна за один год три раза профильтровать 50-метровый слой байкальской воды, в которой и так очень мало взве­шенных и растворенных примесей, но много кислорода, т. к. вода холод­ная. Минерализация байкальской воды составляет 94,4 мг/л, тогда как в других озерах она превышает 200-300 мг/л.

Перемещение воды в озерах, если они не проточные, ограниченно. Волновые процессы, связанные с ветром, также не очень сильные, хотя волны в несколько метров на крупных озерах не редкость. Если ветер, да еще сильный, дует длительное время в одну сторону, то образуются нагон­ные волны, или сейши, при этом на наветренной части озера его уровень повышается, а в другой части, наоборот, наблюдается сгон воды. Какие-то движения характерны для верхних горизонтов водной массы в застойных озерах, тогда как нижние остаются неподвижными. В таких условиях они насыщаются сероводородом за счет разложения органических остатков.

Геологическая деятельность озер характеризуется как разрушитель­ной, так и созидательной работой, т. е. накоплением осадочного мате­риала.

Абразия берегов осуществляется только волнами и редко течения­ми. Естественно, в крупных озерах с большим водным зеркалом разру­шительное действие волн сильнее. Но если озеро древнее, то береговые линии уже определились, профиль равновесия достигнут и волны, на­катываясь на неширокие пляжи, только переносят песок и гальку на небольшие расстояния.

Если же озеро молодое, то абразия стремится срезать берега и до­стигнуть профиля равновесия. Поэтому озеро как бы расширяет свои границы. Подобное явление наблюдается в недавно созданных круп­ных водохранилищах, в которых волны срезают берега со скоростью 5-7 м в год. Как правило, озерные берега покрыты растительностью, что уменьшает волновое воздействие.

Осадконакопление в озерах осуществляется как за счет привноса обломочного материала реками, так и биогенным, а также хемогенным путями. Реки, впадающие в озера, как и временные водные потоки, несут с собой различный по размеру материал, который откладывается у берега либо разносится по озеру, где взвесь выпадает в осадок. Как правило, в озерных терригенных отложениях наблюдается очень тон­кая слоистость, которая связана с сезонными колебаниями климата, т. к. весной привнос материала больше, чем зимой, и он более грубый, а в горных озерах больше летом, когда тают снега и ледники. В круп­ных озерах, в устьях впадающих в них рек формируются небольшие дельты.

Органогенное осадконакопление обусловлено обильной раститель­ностью на мелководьях, хорошо прогреваемых солнцем. Берега покры­ты разнотравьем, а под водой растут водоросли. Зимой, после отмира­ния растительности, она скапливается на дне, образуя слой, богатый органикой. В поверхностном слое воды развивается фитопланктон, цве­тение которого происходит летом. Осенью, когда водоросли, трава и фитопланктон погружаются на дно, там образуется илистый слой, на­сыщенный органикой. Так как на дне в застойных озерах кислорода почти нет, то анаэробные бактерии превращают ил в жирную, желеоб­разную массу — сапропель, содержащую 60-65 % углерода, которую используют как удобрение или лечебную грязь. Сапропелевые слои имеют мощность в несколько метров, хотя иногда достигают 30 и даже 40 м, как, например, в Переяславском озере на Русской равнине. За­пасы ценного сапропеля огромны и только в Белоруссии составляют 3,73 млрд м³, хотя там и происходит их усиленная добыча.

В некоторых озерах формируются невыдержанные слои известня­ков — ракушечников или диатомитов, образующихся из диатомовых водорослей, имеющих кремневый скелет.

Многие озера в наши дни подвергаются большой антропогенной нагруз­ке, что изменяет их гидрологический режим, уменьшает прозрачность вод, резко увеличивается содержание азота и фосфора. Поступление в озера этих биогенных веществ вызывает их эвтрофикацию и даже гиперэвтрофикацию. Техногенное влияние на озера заключается в сокращении площадей водо­сборов, перераспределении потоков грунтовых вод, использовании озерных вод как охладителей для электростанций, в том числе АЭС.

Хемогенные отложения особенно характерны для озер аридных зон, где вода интенсивно испаряется и поэтому происходит выпадение в осадок поваренной и калийной солей (NaCl), (КС1, MgCl₂), мирабили­та (Na₂SO^ • 10Н₂0), соды (Na,C0₃ • 10Н₂0), соединений бора, серы и др. В зависимости от наиболее характерных хемогенных осадков озера подразделяются на сульфатные, хлоридные, боратные. Последние ха­рактерны для Прикаспийской низменности (Баскунчак, Эльтон, Ин- дер). Сезонные климатические изменения выражаются в чередовании тонких слоев, т. к. выпадение солей интенсивнее происходит летом, чем зимой. Нередко в озерах накапливаются железистые и марганце­вые конкреции размером до нескольких сантиметров, которые иногда образуют сплошной слой мощностью в несколько метров. Такие желез­ные руды в древности шли в разработку.

В настоящее время многие озера нуждаются в восстановлении, в частности те, которые подверглись антропогенному эвтрофированию. Необходимо уменьшить приток в них биогенных веществ и продуктов эрозии.