Озеро и лимносистема.

Гидрологическое определение озера: озеро – водоём замедленного водообмена, не имеющий обратной связи с морем.

Геоморфологическое – котловина, заполненная водой и обладающая размерами не меньше определённой величины.

Если нет берегов, то лужа, а не озеро.

Важнейшие признаки озера:

1) Водоём

2) Замедленный водообмен

3) Отсутствие обратной связи с морем

4) Достаточные размеры для развития волновых процессов

5) Достаточные глубины для сохранения водной массы

6) Накопление донных осадков

Если промерзает до дна, то не озеро.

Лимносистема – геосистема, включающая одно или совокупность озёр, характеризующаяся замедленной циркуляцией массоэнергии.

Лимносфера – прерывистая оболочка Земли, в пределах которой расположены озёрные комплексы, включая бассейны и толщу донных осадков. Это лимносистема высшего ранга.

Основная функция лимносистем:

1) Замедленный обмен вещества и энергии

2) Замедленные гидрологические, биологические, геологические и геоморфологические процессы

3. Лимногенез и озерный онтогенез.

Лимногенез – процесс возникновения, развития и функционирования лимносистемы. Возникновение и последовательное преобразование континентальных водных объектов замедленного стока – озер в связи с природными и антропогенными факторами.

Озёрный онтогенез – последовательные стадии развития озёр и их бассейнов.

Ледниковый лимногенез неизбежно сопровождал покровные оледенения, начиная с наиболее древнего, приходившегося на верхний архей. Ледяные озера – водные объекты замедленного стока, существовавшие в структуре ледниковых покровов непосредственно или в тесной связи с ними.

Ледяные озера по их связям с ледниковыми щитами и месту расположения могут быть подразделены на следующие основные группы: – подледниковые и внутриледниковые, обычно свойственные для «мертвого» льда и наиболее выраженные на завершающих этапах оледенений; – надледниковые, приуроченные также к завершающим этапам оледенений и появлявшиеся на поверхности ледникового покрова; – приледниковые, образовывавшиеся у внешней кромки ледникового щита, игравшего роль плотины, препятствовавшей стоку талых вод по уклону рельефа местности; – возникавшие на незанятых льдом участках вдали от внешнего края ледникового покрова, но в своем генезисе связанные с общими процессами оледенения и последующей дегляциации территорий.

Автор выделил семь лимнологических зон, соответствующих основным зонам земли: тропической, двум аридным, двум умеренным и двум полярным. Для каждой из этих зон характерен свой, особый тип лимногенеза.

В аридных зонах испарение превышает осадки, а восходящие движение влаги на водосборах преобладает над нисходящими; восходящее движение вод и испарение их с поверхности приводят к засолению почв и скоплению простых солей на их поверхности (CaCO₃, MgCO₃, NaCl, Na₂SO₄, CaSO₄, Na₂CO₃, NaHCO₃, K₂SO₄, MgSO₄,MgCl₂, CaCl₂, NaNO₃, NaHPO₄ и др.). Концентрации карбонатов, сульфатов и хлоридов щелочных металлов в водоемах аридной зоны могут быть очень высокие. Это обеспечивает устойчивость жизни карбонатно-натриевых, сульфатных и хлоридных озер. По Г.А. Максимовичу (1955) преобладают сульфатные и хлоридные озера с галотрофным типом лимногенеза. Галогенез аридной зоны зависит от геологического субстрата и отличается значительной изменчивостью. Сульфатное соленакопление в почвах встречается в Общем Сырте, Ергенях, на водоразделах Дона и Северного Донца, равнинах Большого и Малого Кавказа, Тургайской столовой стране, Казахском мелкопесочнике, Бетпак-Дале и др. местах. Хлоридно-сульфатное солонение почв, приуроченное к зонам сухих степей и полупустынь, охватывает Причерноморско-Азовские равнины, Волжско-Уральское и Урало-Эмбинское междуречья, Подуральскую равнину, Устюрт, большую часть Тургайской низменности и Прибалхашье. Сульфатно-хлоридное засоление водосборов характерно для прибрежной части Прикаспия, низменности у Мертвого Култука, Сарыкамышской впадины и района озера Эльтон, Баскунчак и др. Сток с этих водосборов легкорастворимых солей формирует гидрокарбонатно-сульфатно-хлоридное соленакопление в озерах, дающее базу галотрофного типа лимногенеза.

Озера аридных зон начинают свою жизнь с пресноводной стадии, а затем под влиянием высокой испаряемости концентрация солей в них растет до предельной растворимости, после чего происходит самосадка солей, начинающаяся у каждой соли при разной степени солености, и соответственно, закономерная смена галотрофного накопления образованием «сухого» озера, переходящего в геологические залежи соли. Если геологический цикл жизни полный, то озеро начинает свое существование как гидрокарбонатно-кальциевый водоем, затем становиться сульфатным и, пройдя эту стадию, заканчивает жизнь как хлоридный водоем. Но геологический цикл жизни озер в аридной зоне не часто оставляет возможность лимногенезу пройти через все стадии развития. Озера с неполным циклом развития могут исчезать даже на карбонатной и сульфатной стадиях. Все зависит от интенсивности их эолового заноса или от склонности к перемене котловин. Классический пример «кочующего» озера – Лобнор, который неоднократно перемещался в результате смены русла реки Тарим.

Иначе протекает лимногенез в аридных зонах в искусственных водоемах – водохранилищах. Их проточность исключает прогрессирующие осолонение. Точно так же галотрофный тип лимногенеза аридных зон не приложим к жизни озер – лагун. Их развитие подчинено совсем другим законам: отшнуровавшиеся лагуны как южных, так и северных морей со временем распресняются.

В гумидных (бореальных) зонах атмосферные осадки превышают или близки к испарению, на водосборах сульфаты и хлориды в виде солей вымыты, дренируемые стоком водосборы не засолены, скопления простых солей на поверхности почв не бывает. Благодаря значительной влажности почв распад вторичных минералов преобладает над их синтезом, но не так велик, как в тропической зоне. Почвообразующие породы содержат в разных количествах карбонатный материал. Для умеренных зон характерен гумидный тип лимногенеза.

Для околополярных областей характерен олиготрофный тип лимногенеза: относительно малое количество осадков и слабая испаряемость, низкие температуры, обилие воды во время таяния снега, широкое распространение вечной мерзлоты, чрезвычайно ограничивающей деятельность микроорганизмов. Разрушению деятельного слоя почвы и пород более всего способствуют морозные выветривания и растрескивающее действие воды, содержащей СО₂ и фульвокислоты. Содержание последних достигает 20-30% веса тундровой почвы. Разрушение силикатных пород СО₂ и кремневой кислотой ведет к образованию стока SiO₂. Господствующими почвами являются полярные тундровые и тундрово-глеевые, среди которых участками встречаются арктические солончаки и почвы арктических болот. Травянисто-дерновых почв вне пойм нет. Они заменены «шведским дерном», состоящим из мхов и лишайников. Слабое развитие процессов выветривания, почвообразования и выщелачивания на водосборах обусловливает наименьшую из известных на Земле минерализацию воды (Баранов, 1961). В этих зонах преобладают слабо минерализованные гидрокарбонатно-кремнеземистые и кремнеземистые воды (Максимович, 1955).

К азональному лимногенезу относятся следующие типы озер: аргиллотрофные, сидеротрофные, алкалитрофные и ацидотрофные. В своем распространении азональные типы лимногенеза приурочены к отдельным региональным урочищам ландшафтов.

Аргиллотрофия характеризуется наличием во взвешенном состоянии в воде большого количества глинистых веществ, вследствие чего, вода в таких водоемах малопрозрачна и опалесцирует. Основную часть взвешенных частиц составляют различные алюмокремневые кислоты – каолин, бейделит, галлозит и др. Примером аргиллотрофного типа лимногенеза был Западный Балхаш до зарегулированния стока р.Или, переносящая огромное количество взвесей, а также озеро Ханка.

Сидеротрофный тип лимногенеза характеризуется накоплением железа, которое является ведущим элементом озерного накопления. Железом богаты почвенные растворы арктических болот, сильнокислых подзолов северного редколесья, палевых подзолистых таежных почв, болотные почвы бореального климата и субтропического пояса. Особенно многочисленны сидеротрофные озера в отдельных урочищах Балтийско-Беломорского докембрийского кристаллического щита (Россолимо, 1964; Федорова, 1964). В стадии железо-гумусного накопления находятся многие сидеротрофные озера Карелии, западная окраина Архангельской обл. и северо-западные окраины Вологодской обл. В Карелии насчитывается 44 тыс. таких озер и множество мелких ламбин (Россолимо, 1964).

Алкалитрофный тип лимногенеза встречается в известняковых горах. Однако, алкалитрофия свойственна не только озерам, котловины которых выработаны в известняках. В Псковской обл. встречаются алкалитрофные озера с котловинами в обычных четвертичных отложениях. Активная реакция в таких озерах щелочная.

При ацидотрофном типе лимногенеза вся геологическая жизнь озера происходит при кислой реакции среды. На месте этих озер в результате их заболачивания возникают олиготрофные сфагновые болота. Существует еще много типов неизученных азональных типов лимногенеза. По особым своим законам развиваются приморские озера типа лиманов, озера термокарстового и вулканического происхождения, а также водохранилища. Интразональные процессы в водохранилищах формируют различные транзитные типы лимногенеза.

СТАДИИ РАЗВИТИЯ ОЗЕР — основные этапы в жизни озерных водоемов. Цикл развития каждого озера включает в себя многие процессы: заполнение котловины отложениями, приносимыми с площади бассейна, и органическими осадками из самого озера, зарастание котловины водной растительностью (рдесты, кувшинки, камыши, тростники, осоки), образование сплавин, торфа и т. д.

По совокупности признаков озера подразделяются на молодые, зрелые, старые, по стадиям развития — олиготрофную, эвтрофную, дистрофную, пруд, болото. Для каждой стадии характерны определенные признаки, например, химические свойства воды, её цвет и прозрачность, органический мир в воде, состав и мощность донных осадков, растительность в толще воды и у берегов, наличие сплавин и др.