Географические типы и распространение озер (по Л.П. Шубаеву).

Озера – один изкомпонентов целостной географической оболочки. Каждой природной зоне свойственна определенная озерность как в количественном отношении (число озер), так и в качественном (их характерили типы). Озеро, аналогично типу местности или ландшафту,представляет собой ярко выраженную геосистему, образованнуюозерной котловиной, водной массой, воздухом и живым веществом(растениями и животными).

Типы озер, естественно, образуют озерные области; классификация водоемов совпадает с описанием их распространения.Озерность территории аналогична густоте речной сети. Она характеризуется следующими показателями: 1) отношением суммарной площади зеркала водоемов региона к общей его площади,выраженном в процентах; 2) количеством озер всех размеров на1000 км² площади; 3) количеством озер размером в 1 км2 и болеена 1000 км² площади; 4) общим числом озер в районе.

Тундровая зона.

1. Озера тундрового типа развиваются вусловиях избыточного увлажнения, многочисленны, но небольших размеров. Котловины биогенные и термокарстовые, дно ихплоское, глубина незначительная, берега низкие, часто заболоченные. Вода пресная и ультрапресная. Дистрофные. Озерность большая: в тундрах Кольского полуострова свыше 74 тыс. озер, между реками Мезенью и Кароа 125 тыс., в Сибирской тундре 319 тыс.озер. В целом озерность тундровой зоны от 5 до 10%, на 1000 км2приходится 1000–1500 озер, преимущественно малых, площадьюменьше 1 км2.

Лесная зона средних широт тоже избыточно увлажнена,что благоприятствует образованию озер. Регионы этой зоны различны по рельефу и его возрасту. Здесь отчетливо обрисованонесколько озерных областей со свойственными им типами озер.

2. Карельско-Канадский тип. Озера этого типа распространенына Балтийском и Канадском щитах. Среди них можно выделитьдва подтипа озер: в трещинных котловинах, эродированных ледником, и в ледниково-аккумулятивных котловинах. Характерносвоеобразное соотношение озер с реками: главным звеном гидрографической сети служат озера, а реки в виде коротких протокиграют подчиненную роль.

Озера хорошо проточные, пресные, олиготрофные. Озерностьтерритории наибольшая для всей суши – в Карелии 12,6%, на1000 км2 насчитывается 208 озер, причем средних и больших от5 до 9, что значительно больше, чем в других районах.

3. Ладожско-Лаврентьсвский тип представлен очень большимиозерами в котловинах- грабенах на периферии Балтийского и Канадского щитов Онежское, Ладожское, Венерн, Веттерн, Великие Американские, Виннипег, Атабаска, Большое Невольничье,Большое Медвежье. Каждое из этих озер представляет собой узелбольшой гидрографической сети – принимает много притоков, втомчисле многоводных рек, сток осуществляется полноводнымипротоками – вуоксами. Водосборная площадь Ладожского озера276 тыс. км2, она уступает (не считая Каспийского моря) толькоАралу (940 тыс. км2) и Байкалу (571 тыс. км2). К этому типу принадлежит и крупнейшее озеро- -Верхнее.

Все озера хорошо проточные, пресные, олиготрофные;благодаря большой площади обладают значительными запасами рыбы.

4. Селигеро-Ильменский тип. Озера этого типа расположеныв краевой зоне бывших материковых ледников, где откладываласьморена. Выделяются озера двух подтипов: а) селигерского; приурочены к холмисто-моренному рельефу, лопастной формы, б) ильменского; характерны для моренно-равнинного рельфа, имеютовальную форму; к этому подтипу относятся Ильмень, Белое,Воже, Лача, Кубенское, Псковское озера.

Озера хорошо проточные, пресные, эвтрофные, интенсивно зарастают. У каждого значительная водосборная площадь: у Лача12 600, Кубенского 14 700, Белого 14 000, Волго 3500, Ильменя67 000 км2.

5. Восточносибирский тип. К нему относятся озера территорийс вечной мерзлотой – Северосибирской, Центральноякутской (Вилюйской), Яно-Индигирской, Колымской низменностей. Котловины термокарстовые, небольшие и неглубокие, водосборная площадь каждого невелика. Создают большую озерность – 8,4%.(вторая после Карелии и Финляндии), на 1000 км2 приходится370–450 озер. Общее число озер очень велико, например, в Яно-Индигирской и Колымской низменностях 550 600. Озера пресные,в стадию юности олиготрофные, затем становятся эвтрофными.Тепловой режим зависит от близости мерзлоты.

6. Таежно-болотный тип включает малые озера в биогенных,камовых и термокарстовых котловинах; глухие, пресные, дистрофные, нарастает моховая сплавина, часто безрыбные. Характерныдля западносибирской тайги. В среднем и нижнем течении Оби их184-4 000, на 1000 км2 приходится 375 озер, но озерность меньшетундровой – 3,8 %.

Озерность лесной зоны, как видно, весьма неравномерна: еслив Карелии на 1000 км2 приходится 200 озер, то на геологическидревней территории бассейна Камы только 14.

В степной зоне климатические факторы (недостаточное атмосферное увлажнение) не благоприятны для образования озер.На большей части зоны в степных блюдцах возникают лишь временные весенние водоемы. И только в азиатской степной провинции с ее малым речным стоком реки образуют устьевые озера.Сочетаются пресные и минерализованные озера

7. Азиатский степной тип свойствен равнинным областям степной зоны Западной Сибири и Казахстана (Чаны, Кулундинское,Убинское и др.). Общее число озер здесь свыше 38 тыс., озерность2,4%, на 1000 км2 приходится 27 озер. Самое большое из нихЧаны, площадью около 2000 км2. Озера занимают суффозионныеи межгривные понижения, котловины озер врезаны слабо, плоские,неглубокие, морфологически нечеткие. Большинство озер бессточны.

Чутко реагируют на климатические изменения колебаниями массы воды и площади зеркала. Пресные и солоноватые – эвтрофны.

8. Предгорный степной тип включает несколько больших озер (Балатон, Ханка, Нейзидлер-Зе) и много мелких. Они занимаюттектонические котловины в предгорьях. Малопроточные, пресные,эвтрофные.

В пустынной зон е также есть районы со значительнойозерностью.

9. Казахстанский тип представлен как большими (Балхаш,Тенгиз, Лобнор), так и малыми (Эльтон, Баскунчак и др.) озерами. К этому типу, вероятно, можно отнести и Аральское море.

Котловины большинства из них тектонические, некоторых суффозионные. Самая характерная черта этих озер – бессточность. Минерализация их весьма различная: Балхаш в восточной части пресный, Аральское море солоноватое, Эльтон – самосадочное озеро.

Еще одна характерная черта озер Казахстанского типа, связанная с особенностями водного режима,–частые изменения уровня,места положения (Лобнор) и даже проточности (Кургальджнннедавно стало проточным озером и начало опресняться).Солоноватые озера эвтрофны, горькосоленые безжизненны.

К числу районов со значительной озерностью относится Прибалхашье– до 5,7%; если из расчета исключить Балхаш, она сразу упадет до 0,5%!. Равнинные районы Средней Азии наименееобеспечены озерами: от 6 до 0,4 озера на 1000 км2.

Субтропическая зона северного полушария совпадаетсо средиземным поясом разлома земной коры. Особенности стока здесь определяются не столько климатом – недостаточнымувлажнением, сколько макрорельефом – сочетанием горных хребтов и котловин.

10. Анатолийский тип. Озера этого типа находятся в сбросовых, синклинальных и лавовозапрудных котловинах. Водосборныебассейны небольшие, замкнутые (Мертвое, Ван, Севан, Дарьячейе-Иемек, Туз, Резайе, Большое Соленое). Большинство озер бессточные с большими колебаниями уровней во времени. Благодаряотсутствию единого базиса эрозии высота зеркала даже соседнихозер весьма различна. Большинство минерализовано, состав солейсильно варьирует. К числу пресных озер относится Севан.

В тропической зоне атмосферное увлажнение ничтожное,сток незначительный и резко колеблется по сезонам и годам.И это сказывается на характере озер.

11. Австралийский тип. Озера бессточные, расположены обычно в обширных, по плоских и неглубоких котловинах, морфологически обрисованы слабо (Эйр, Этоша, Зоа, Торренс, Чад и др.).

Сезонные и многолетние колебания уровней и площадей значительные. В Австралии 39 водоемов во влажное время года каждый достигает, площади свыше 1000 км2. В сезон дождей появляются временные озера. В сухой сезон многие представленытолько коркой соли. Жизненные условия лимитируются соленостьюи сезонными изменениями водной массы.

В экваториальной зоне благодаря большому количествуосадков сток интенсивный, развиты мощные речные системы (Амазонка, Конго и др.), поэтому условия для образования озер неблагоприятны.

12. Великоафриканский тип; в рифтовой полосе Восточноафриканских разломов образовалась цепь Великих озер– -Ньяса,Танганьика, Киву, Эдуард, Альберт, Виктория, Рудольф. Они протягиваются от 15° ю. ш. до 5° с. ш. – на 225 км, захватывая южныйсубэкваториальный, экваториальный и северный субэкваториальный пояс. Вся Восточная Африка находится в зоне субэкваториальных муссонов и саванн. Режим озер различен: Ньяса, Виктория, Эдуард, Альберт проточные и пресные, Таньганьика и Кивумало проточные и со своеобразным газовым режимом, озеро Рудольфа бессточное и минерализованное.

На равнинах выделяются три типа интразональных озер: долинно-речные, прибрежно-морские и карстовые.

13. К долинно-речным относятся староречья и дельтовые. Дельты – территории с наибольшей озерностью – от 9 до 12% Однакоозера небольшие – от 0,05 до 0,5 км2. В дельте Лены 58 728 озер,Волги – 1680, Яны – 20 059.

14. Прибрежно-морские озера образуются благодаря отчленению небольших прибрежных акваторий морей –бухт и заливовпесчаными стрелками, моренами, коралловыми рифами и др. Разновидностью таких озер являются лиманы.

15. Карстовые озера. В горных странах озера весьма разнообразны в зависимостиот характера котловин и природы высотного пояса. Обобщая индивидуальные особенности озер, можно выделить два типа: среднегорные и высокогорные.

16. Среднегорные (Зайсан, Телецкое, Женевское, Боденскоеи другие) озера занимают котловины, образовавшиеся от подпруживания горных долин мореной, обвалом или вулканическойлавой. Они проточные, их температурный режим, условия жизнии характер органического мира отражают закономерности вертикальной поясности.

17. Высокогорные озера находятся в предледниковом поясеальпийских лугов и занимают каровые, троговые, кратерные иликальдерные котловины. Небольшие, с пресной очень чистой водой,олиготрофные.

Вне групп остаются уникальные озера Каспийское и Байкал. Каспийское, как уже указывалось, благодаря огромным размерам развивается как морской водоем.

Байкал индивидуален: благодаря глубине (1620 м), объемуводы (23 000 км3), ее чистоте, а также возрасту (с миоцена) иобусловленной этим эндемичности 3Д фауны представляет собойисключительное явление природы. Иногда его сравнивают с Танганьикой. Однако их сходство ограничивается только морфологиейкотловин, состав же воды, а следовательно, и режим озер различны.

Общая озерность территории СССР составляет 2,2%. На1000 км² в среднем приходится 127 озер; 99% всего числа озерприходится на малые, площадью менее 1 км². Средние и большиеозера с площадью зеркала более 1 км2 распространены весьманеравномерно. Более всего их (13 на 1000 км2) в Яноиндигирской низменности, затем на Кольском полуострове, на севере Западной Сибири и на Северо-Западе европейской территории. Обобщенно для всей территории на 1000 км² приходится два среднихозера.

Болото –участки земной поверхности, избыточно увлажненные пресной или соленой водой, характеризующиеся затрудненным обменом газов, накоплением мертвого растительного вещества, переходящего в дальнейшем в торф. Это территория с избыточным увлажнением, с влаголюбивой растительностью и со слоем торфа более 30 см. В этом случае основная масса корней лишается минерального питания. При слое торфа менее 30 см или его отсутствии переувлажненные участки суши называют заболоченными землями. Болота занимают около 3,5 млн км², или около 2 % площади суши.

Наиболее заболочены материки Евразия и Северная Америка, 70 % болот находится в России. Очень много болот в зонах тундры и тайги. Торф болота содержит до 90 % влаги и 3 –10 % сухого вещества, однако вода в нем находится в физически или химически связанном состоянии.

Болота образуются в результате заболачивания суходолов и зарастания озер. Образование болот на водораздельных пространствах происходит в условиях постоянного переувлажнения почвогрунтов, возникающего при выпадении большого количества осадков, малом испарении и отсутствии стока. Переувлажнение приводит к ухудшению кислородного и минерального питания растений и появлению влаголюбивой растительности. Неполное разложение растительных остатков обеспечивает образование торфа.

В процессе заболачивания лугов большую роль играет естественная растительность. Развитие пышной растительности приводит к возникновению плотной дернины, затрудняющей доступ кислорода. Постепенно луговая растительность уступает место осокам и мхам. Важное значение в образовании болот принадлежит грунтовым водам. Повышение уровня грунтовых вод создает избыточное увлажнение и заболачивание территории. Заболачиванию способствуют вырубка лесов или лесные пожары. В природе болота создаются в основном в результате заболачивания суходолов.

По условиям образования и местоположению выделяют низинные, верховые и переходные болота. Низинные болота образуются в понижениях рельефа, на днищах оврагов, балок, на поймах рек. Они имеют питание за счет атмосферных осадков и грунтовых вод, следовательно, богаты минеральными веществами и являются эвтрофными. Низинные болота имеют вогнутую или плоскую поверхность. На таких болотах растут ольха, береза, гипновые мхи,тростники, хвощи.

На плоских водоразделах формируются верховые болота, они питаются только атмосферными осадками и бедны питательными веществами. Такие болота называются олиготрофными, на них растут сосна, вереск, пушица, сфагнум, клюква. Верховые болота имеют мощный слой торфа. Большую роль в торфообразовании имеют сфагновые мхи: выделяемые ими органические кислоты замедляют разложение растительности и способствуют образованию торфа. Постепенно поверхность болота приобретает выпуклый профиль, так как в центре болота накопление торфа идет быстрее, чем на окраинах.

Переходные болота называются мезотрофными, они образуются на склонах и существуют как переходная стадия от низинных к верховым болотам. Переходные болота имеют плоскую поверхность. Наиболее типичные растения – береза, осоки, сфагнум.

Водохранилище – это искусственный водоем, созданный длянакопления и последующего использования воды и регулирования стока. Одним из первых водохранилищ считают водохранилище с плотиной Садд эль-Кафара, созданное в Древнем Египте в2950–2750 гг. до н.э. В XX в. водохранилища создавались повсеместно, сейчас их насчитывается более 30 тыс. Ежегодно строитсяболее 300 новых водохранилищ. Многие реки земного шара превращены в каскады водохранилищ (Волга, Миссури, Колорадо и др.). К наиболее крупным водохранилищам относятся Виктория(Уганда, Танзания, Кения) с объемом 205 км³, Братское (Россия) – 169 км³, Кариба (Замбия, Зимбабве) – 160 км³, Насер(Египет, Судан) – 157 км³.

Водохранилища классифицируют по размерам, морфологии ложа,способу заполнения водой, географическому положению, месту вречном бассейне, характеру регулирования стока, происхождению.

По размеру (объему и площади водного зеркала) водохранилища делят на

- крупнейшие (объем более 50 км³, площадь более5000 км²),

- очень крупные (объем 50–10 км³, площадь 5000–500 км²),

- крупные (объем 10–1 км³, площадь 500–100 км²),

- средние (объем 1–0,1 км³, площадь 100 – 20 км²),

- небольшие (объем0,1 – 0,01 км³, площадь 20 – 2 км²) и

- малые (объем менее 0,01 км³,площадь менее 2 км²).

Небольшие водохранилища площадьюменее 1 км2 называют прудами.

По морфологии ложа водохранилища делятся на долинные и котловинные. К долинным относятся водохранилища, образованные вдолинах рек. Главное отличие долинных водохранилищ – увеличение глубин от верхней части к плотине и уклон. К таким водохранилищам относятся русловые, находящиеся в пределах русла, и пойменно-долинные, в которых затапливается пойма. К котловиннымводохранилищам относятся подпруженные (зарегулированные) озера, расположенные в изолированных впадинах, в отгороженных отморя заливах, лиманах, лагунах, искусственных выемках.

По способу заполнения бывают запрудные и наливные водохранилища. Первые заполняются водой потоками, на которых они расположены, вторые – наполняются водой из соседнего водоема.

По географическому положению выделяют водохранилища горные, предгорные, равнинные и приморские. Горные сооружаютсяна горных реках, они, узкие и глубокие. Горные водохранилищаимеют глубину сработки 50–100 м, иногда более 300 м. Равнинные водохранилища мелкие, широкие, глубина сработки в этихводохранилищах – не более 2–1 м.

По месту в речном бассейне водохранилища делятся на верховые и низинные. Верховые водохранилища создаются в верховьяхрек, низинные – в нижнем течении реки. Система водохранилищна реке называется каскадом.

По степени регулирования речного стока водохранилища бываютмноголетнего, сезонного, недельного и суточного регулирования.

По происхождению (способу образования) водохранилища подразделяют на речные, на временных водотоках, на озерах и морские. Речные водохранилища располагаются в долинах рек, к нимотносится наибольшее количество водохранилищ во всех странах.Водохранилища на временных водотоках чаще всего создаются встранах с засушливым климатом или на территориях с муссоннымклиматом. В котловине водохранилища скапливается вода от муссонных дождей или ливней. Такие водохранилища построены в предгорных пустынях и полупустынях Северной Африки и Аравии. Озера-водохранилища создаются путем подпора и искусственного регулирования водообмена естественных озер. В отдельных случаях в водохранилище объединяют несколько озер (водохранилище Смолвуд на полуострове Лабрадор). Морские водохранилища создаются в лиманах или лагунах на морских побережьях. Морские водохранилища созданы в Нидерландах, Великобритании.

В котловинах речных водохранилищ выделяют три части. Нижняя (озерная) – самая глубокая часть. Течение здесь слабое, глубина самая большая. Эта часть непосредственно примыкает к плотине. Средняя часть (озерно-речная) располагается выше по долине реки. Глубины здесь меньше, наблюдается течение. Верхняя (речная) часть имеет небольшие глубины, здесь отмечается сильное течение.

Водохранилища регулируют речной сток. Часть воды от таяния снегов или сильных ливней поступает в водохранилище, затем, летом, подается в реки. Запасенная в них вода используется для получения энергии, для орошения, обводнения и водоснабжения. Создаются удобные водные пути, доступные для судоходства в течение большей части года. Уменьшается возможность наводнений.

Водохранилища оказывают влияние на климат окружающей местности. Амплитуда температур над водной поверхностью уменьшается, относительная и абсолютная влажность увеличивается. Зимой над незамерзающей водной поверхностью возникают туманы. Выше плотины происходит повышение уровня грунтовых вод и подтопление окружающих территорий.

Мировой океан и его части

Океаносфера – это геосфера, представленная водами океанов и морей со сложными физико-химическими свойствами вод, своеобразным геолого-геоморфологическим строением, животным и растительным миром. Ввиду исключительной роли Мирового океана в природе нашей планеты надо считать справедливым выделение наряду с гидросферой понятия «океаносфера» (В.Н.Степанов, 1983).

Мировой океан – пространство Земли, покрытое водами океанов и морей, представляющее собой непрерывную водную оболочку. Название «Мировой океан» было предложено Ю. М. Шокальским. В структуре Мирового океана выделяют океаны, моря, заливы и проливы.

Океан – часть Мирового океана, расположенная между отдельными материками и отличающаяся своеобразной конфигурацией береговой линии и особенностями подводного рельефа, со специфической схемой течений, растительным и животным миром. В 1650 г. голландский ученый Г. Варениус в «Географии генеральной» предложил выделять пять океанов: Тихий, Индийский, Атлантический, Северный Ледовитый и Южный Ледовитый. В 1845 г. это деление было подтверждено Лондонским географическим обществом. С 30-х годов XX в., после детального изучения арктического бассейна, выделено четыре океана, Южный океан был разделен между Тихим, Атлантическим и Индийским. С 1996 г. в России предложено выделять пятый Южный океан (согласно решению Комиссии по географическим названиям).

Моря – обособленные части океана, отличающиеся собственным гидрологическим режимом, особенностями физических и химических свойств. По особенностям конфигурации и гидрологическому режиму выделяются моря окраинные, внутренние (межматериковые и внутриматериковые), межостровные.

Окраинные моря располагаются близ окраин материков, они отделяются от океана цепочками островов и свободно сообщаются с океанами (Баренцево море, Карское, Лаптевых). Их гидрологический режим имеет большое сходство с режимом смежных районов открытого океана.

Внутренние моря имеют затрудненную связь с океаном через сравнительно узкие проливы, поэтому их гидрологический режим существенно отличается от гидрологического режима прилегающих областей океана. Внутриматериковые моря находятся внутри какого-нибудь материка. К морям этого типа относятся моря Белое, Азовское, Балтийское. Для внутренних морей характерны максимальная обособленность, замкнутая циркуляция поверхностных вод, своеобразное распределение температур и солености. Межматериковые, или средиземные, моря окружены со всех сторон разными материками, и только узкие проливы соединяют их с океанами (Средиземное, Красное моря).

Межостровные моря – части океана, окруженные кольцом островов, водообмен с океаном затруднен из-за мелководных проливов (моря Сулу, Сулавеси).

Выделение морей, их границ, размеров и названий не совсем еще установилось; число морей, по данным разных авторов, варьирует от 17 до 84 (В.Н.Михайлов, А.Д.Добровольский). По подразделению, принятому

В океанах и морях выделяют отдельные их части: заливы и проливы.

Заливы – части океана или моря, вдающиеся в сушу и слабо обособленные от открытого океана или моря. Залив продолговатой формы с устьем реки в вершине называется губой (распространенное название на севере России). Бухта – небольшой залив, сильно обособленный от моря мысами и островами. Как правило, бухты используют для строительства портов.

Проливы – узкие части океана, разделяющие материки или острова и соединяющие два соседних водоема. Например, Берингов пролив соединяет Тихий и Северный Ледовитый океаны, но разделяет Азию и Америку.

Хионосфера

 

Оболочка Земли, в которой возможно образование ледников, называется хионосферой (от греч. chion – снег и сфера). Впервые ее выделил М.В. Ломоносов, назвав морозной атмосферой. Хионосфера – о болочка Земли, в которой находятся многолетние, или «вечные», снега и льды (термин впервые введен в 1939 году С.В. Калесником). Хионосфера образуется в результате взаимодействия трех основных оболочек Земли: гидросферы, поставляющей влагу для образования снега и льда; атмосферы, переносящей эту влагу и сохраняющей ее в твердой фазе и литосферы, на поверхности которой возможно образование твердой оболочки.

В хионосфере баланс твердых атмосферных осадков положителен, т. е. выпадает осадков больше, чем успевает растаять или испариться, на ее границах баланс твердых атмосферных осадков равен нулю. Верхняя граница лежит вблизи тропопаузы, на этой высоте осадков так мало, что даже при низкой температуре они не сохраняются. Нижняя граница хионосферы называется климатической снеговой границей.

Высота климатической снеговой границы и интенсивность оледенения зависят от температуры воздуха и количества осадков. Чем ниже температура воздуха и больше осадков, тем благоприятнее условия для накопления снега и льда и, следовательно, тем ниже располагается климатическая снеговая граница. В полярных широтах она лежит на уровне океана. От полярных широт к тропикам высота климатической снеговой границы увеличивается: на Земле Франца-Иосифа она равна 50–100 м, на Шпицбергене около 450 м, на Кавказе 2700 – 3800 м. Самое высокое ее положение (5800 – 6000 м) в тропиках из-за высоких температур и малого количества осадков. На экваторе климатическая снеговая граница опускается до высоты 4500 м, в этих широтах выпадает большое количество осадков, температура воздуха немного ниже.

Орографическая снеговая граница – это нижняя граница распространения ледников. На ее высоту оказывает большое влияние рельеф. При прочих равных условиях теневые склоны благоприятнее для оледенения, чем солнечные. Если хребет располагается перпендикулярно воздушным потокам, то на наветренных склонах осадков выпадает больше, следовательно, условия для возникновения ледников лучше. На теневых и наветренных склонах орографическая снеговая граница располагается ниже климатической снеговой границы, на солнечных и подветренных склонах – выше климатической. На крутых склонах снег не может накапливаться, подобные склоны даже в хионосфере не имеют ледников.

Ледники – естественные скопления снега и льда, обладающие способностью к движению. В ледниках содержится 24 млн км³, или 1,6 % всего объема воды. Современные ледники занимают около 16 млн км², из них 99% приходится на полярные широты. Площадь оледенения Антарктиды 13,4 млн км².

Классификация ледников. По происхождению (В.М. Котляков) ледники подразделяют на покровные, горные и горно-покровные.

Покровные ледники размещаются на материках или крупных островах, в тех районах, где климатическая снеговая граница располагается на уровне океана. К ним относятся ледники Антарктиды, Гренландии, арктических островов. Форма покровных ледников выпуклая, обусловлена выпадением осадков и практически не связана с подледным рельефом. Покровные ледники подразделяются на ледниковые купола (крупные выпуклые ледники мощностью до 1000 м); ледниковые щиты (выпуклые ледники мощностью более 1000 м и площадью свыше 50 тыс. км2), выводные ледники, ледниковые покровы, шельфовые ледники. В Антарктиде ледниковый щит мощностью до 4,5 км перекрывает практически весь материк. Только над теплыми участками существуют оазисы – территории, свободные ото льда. Спускаясь к морю, ледник образует шельфовый ледник, расположенный на материковой отмели – шельфе. Отколовшаяся его часть называется айсбергом. Выводные ледники – это ледники, которые двигаются очень быстро (скорость до 1200 м/год), они обычно заканчиваются в море, образуя плавучие ледниковые языки и небольшие айсберги.

Горные ледники образуются там, где горы достигают климатической снеговой границы, расположенной на некоторой высоте в атмосфере. Горные ледники делятся на ледники вершин, склонов и долин. Форма ледников вершин соответствует форме самой вершины – или коническая или плоская. Ледники склонов делятся на висячие, каровые и цирковые. Сначала образуются небольшие по площади и мощности висячие ледники. Они располагаются в небольших углублениях и как бы висят на склоне. Благодаря морозному выветриванию, происходящему на границе лед – горная порода, углубление расширяется и принимает форму чаши – образуется кар и каровый ледник. При разрастании кара по площади формируется цирковый ледник.

Самые распространенные в горах ледники – долинные. Они чрезвычайно разнообразны по форме и условиям образования, однако все разнообразие можно свести к двум видам – простые исложные ледники. Простые имеют одну область питания и однуобласть стока. Наиболее распространены простые ледники в Альпах. Сложные долинные ледники имеют или несколько областейпитания, или несколько языков. Если ледник имеет несколькопритоков, он относится к кавказскому типу, сложная разветвленная система ледников относится к гималайскому типу. Особое место занимают ледники, питающиеся главным образом за счет лавин и висячих ледников, они образуют туркестанский тип.

К горно-покровным ледникам относятся ледники предгорий и сетчатое оледенение. Ледники предгорий образуются в том случае, если климатическая снеговая граница расположена очень низко и велико количество атмосферных осадков. Ледники, образовавшись в горах, быстро выходят на равнину. Ледники предгорий широко распространены на Аляске. Сетчатое оледенение характерно для Исландии, Шпицбергена. Ледяной покров образуется в благоприятных климатических условиях, он полностью перекрывает весь остров, только отдельные острые гребни (нунатаки) выступают из него.

Ледники консервируют огромные запасы пресной воды. Используют их пока мало, только отдельные айсберги пробуют использовать для пополнения запасов пресной воды. Покровные ледники Антарктиды и Гренландии являются мировыми холодильниками, над ними существуют постоянные барические максимумы, ответственные за общую циркуляцию атмосферы. В истории Земли было несколько великих оледенений, морены древних ледников (тиллиты) найдены на всех континентах. Самые древние тиллиты, отложенные покровными ледниками нижнего протерозоя (2 млрд лет назад) найдены в Северной Америке. В верхнем протерозое (1 млрд лет назад) мощное оледенение пережила Гондвана. Позднее, около 600 млн лет назад оледенение захватило Евразию. Тиллиты этого возраста найдены на огромной территории от Франции до Енисея. В палеозое (около 250 млн лет назад) оледенение вновь было в Гондване. В четвертичное время ледник занимал 45 млн км² (30 % современной суши) и достигал в Европе 47° с.ш., а в Северной Америке – 37° с.ш. Во время оледенений часть воды изымается из влагооборота, уровень Мирового океана понижается и возрастает площадь суши. В межледниковые периоды наблюдается обратный процесс: уровень Мирового океана повышается и площадь суши уменьшается.

Ледниковые воды являются источником питания для рек. Полное таяние ледников привело бы к повышению уровня океана на 60 м и затоплению 10 % суши (около 15 млн км²).

Лекция 7. Биосфера Земли

1. Состав и строение биосферы

2. Функции живого вещества

3. Органический мир Земли

4. Ноосферный этап в развитии биосферы

 

 

Состав и строение биосферы

Понимание того, что живые организмы нашей планеты взаимодействуют с внешней средой и влияют на изменение этой среды, возникло давно на основе наблюдения природных явлений. Зачатки представлений о биосфере есть в трудах Б. Варениуса (1622-1650), Х. Гюйгенса (1629-1695), Ж.Л. Бюффона (1767 –1788). Начало учения о биосфере связывают с именем знаменитого французского натуралиста Ж.Б. Ламарка (1744–1829). В своих трудах он предложил термин «биология». Сам термин «биосфера» и определение биосферы как особой оболочки Земли применил Э.Зюсс в 1875 г. в книге о происхождении Альп, а затем в труде «Лик Земли».

Современные представления о биосфере основаны на учении В.И. Вернадского. До его исследований живым организмам, их роли в преобразовании земной поверхности не придавали большогозначения. Растения и животные воспринимались как отдельныеорганизмы, вынужденные приспосабливаться к условиям, создаваемым неорганическими процессами. По В.И. Вернадскому, «организмы представляют собой живое вещество, т. е. совокупность всехживых организмов, в данный момент существующих. Оно связанос окружающей средой биогенным током атомов: питанием, дыханием, размножением». Живое вещество – одно из самых древних известных на Земле природных тел. И человек как часть живого вещества – более древнее создание, чем почти все окружающиенас горные породы и минералы.

Биосфера – оболочка Земли, образованная совокупностью живых организмов и той частью вещества планеты, которая находится в непрерывном обмене с этими организмам. Следовательно, в биосферу включаются не только живое вещество, но и литосфера, гидросфера, атмосфера, подвергшиеся преобразовательному воздействию организмов.

Границы биосферы определяет распространение в ней живых организмов. Несмотря на различную концентрацию и разнообразие живого вещества в разных районах земного шара, считается, что горизонтальных границ биосфера не имеет. Верхняя же вертикальная граница существования жизни обусловлена не столько низкими температурами, сколько губительным действием ультрафиолетовой радиации и космического излучения солнечного и галактического происхождения, от которого живое вещество планеты защищено озоновым экраном. Максимальная концентрация молекул озона (трехатомного кислорода) приходится на высоту 20–25 км, где толщина озонового слоя составляет 2,5–3 км. Озон интенсивно поглощает радиацию на участке солнечного спектра с длиной волны менее 0,29 мкм.

Структура биосферыпредставляет собой совокупность газообразной, водной и твердой оболочек планеты и живого вещества, их населяющего (рисунок 13). Масса биосферы составляет приблизительно 0,05 % массы Земли, а ее объем – 0,4 % объема планеты.

Рисунок 13 – Строение биосферы (по Н.Ф. Реймерсу, с изменениями)

 

Поскольку граница биосферы обусловлена полем существования жизни, где возможно размножение, то она совпадает с границей тропосферы (нижнего слоя атмосферы), высота которой от 8 км над полюсами до 18 км над экватором Земли. Однако в тропосфере происходит лишь перемещение живых организмов, а весь цикл своего развития, включая размножение, они осуществляют в литосфере, гидросфере и на границе этих сред с атмосферой (только споры и бактерии заносятся на высоту до 20 км, в толще литосферы на глубине 4,5 км в скважинах найдены только анаэробные бактерии).

В состав биосферы полностью входит вся гидросфера (океаны, моря, озера, реки, подземные воды, ледники), мощность которой составляет 11 км. Наибольшая концентрация жизни сосредоточена до глубины 200 м, в так называемой эвфотической зоне, куда проникает солнечный свет и возможен фотосинтез. Глубже начинается дисфотическая зона, где царит темнота и отсутствуют фотосинтезирующие растения, но активно перемещаются представители животного мира, непрерывным потоком опускаются на дно отмершие растения и останки животных. Нижняя граница биосферы в пределах литосферы лежит в среднем на глубине 3 км от поверхности суши и 0,5 км ниже дна океана (верхний слой земной коры с давлением 4·10⁷ Па и температурой 100º С).

На границе атмо-, гидро- и литосферы сконцентрирована наибольшая масса живого вещества планеты, и эта земная оболочка названа биостромом (биогеосферой),или пленкой жизни. В структурном отношении биостром слагается из фитострома, зоострома и микробиострома. Зоостром в создании органического вещества не участвует. Роль микробиострома в этом процессе невелика и осуществляется с помощью некоторых, в основном водных, фотосинтезирующих бактерий, хемосинтезирующих бактерий (растущих за счет химического окисления неорганического вещества) и сероводородоокисляющих бактерий (обитают в гидротермальных источниках или вблизи их на разных глубинах Океана, включая абиссаль). Основным продуцентом, создателем первичного органического вещества, был и остается фитостром. Он создает его в процессе фотосинтеза в дневные час