Озёра

Озёра, природные водоёмы в углублениях суши (котловинах), заполненные в пределах озёрной чаши (озёрного ложа) разнородными водными массами и не имеющие одностороннего уклона. Котловины О. возникают в результате различных рельефообразующих процессов и по происхождению делятся на тектонические, ледниковые (эрозионные и аккумулятивные), речные, приморские, провальные (просадочные-карстовые, термокарстовые), эоловые, вулканические (кратерные и лавовоподпорные), завально-запрудные. В связи с интенсивным использованием водных ресурсов непрерывно возрастает число зарегулированных О.-водохранилищ (Байкал, Онежское, Виктория и др.). Часто в формировании котловины участвует несколько факторов (например, тектоника и ледники). Форма и размеры котловин О. значительно меняются во времени в результате накопления донных отложений и переформирования берегов. Ложе О. (часть котловины, заполненная водой) делится на литораль — мелководную прибрежную часть, подверженную действию волн, и профундаль —открытую, более глубокую часть, где волны не воздействуют на дно. Размеры О. характеризуют площадь поверхности (зеркала), длина, ширина, протяженность и изрезанность береговой линии, объём воды, средняя и наибольшая глубина соотношения площадей и объёмов, приходящихся на разные глубины. Объем воды и его изменения во времени зависят от водного баланса О. — поступления и потерь воды. Главные составляющие приходной части водного баланса О. — поверхностный и подземный приток с бассейна и атмосферные осадки на поверхность О., расходной части — поверхностный и подземный сток из О. и испарение с его водной поверхности. По характеру водного баланса О. делят на сточные, бессточные и с перемежающимся стоком. В водном балансе и режиме О. ведущую роль играет географическая зональность, высотное расположение, размеры и форма О. В увлажненных районах как приход, так и расход воды происходят в основном за счет стока, воды О. засушливых районов тратятся на испарение и здесь распространены б. ч. бессточные О. Удерживая воды, стекающие с их бассейнов и медленно отдавая их в вытекающие реки, О. регулируют сток рек.

Общая площадь О. земного шара около 2,7 млн. км² (около 1,8% площади суши), объём около 230 тыс. км³. В СССР свыше 2,8 млн. О. общей площадью около 490 тыс. км². Среди них с площадью зеркала от 1 до 10 км² — около 37 тыс., более 100 км² — 185. Распределение О. по земному шару неравномерно, зависит в первую очередь от характера водного баланса, обусловленного климатом.

Уровень воды в О. испытывает сезонные и многолетние колебания. Сезонные колебания, связанные с водным балансом у крупных О., редко превышают 1 м, многолетние достигают 3—7 м. В засушливых районах О. часто пересыхают. Ветер вызывает в О. волны, меньшие, чем в морях (высота до 3—5 м), но более крутые, а также сгоны и нагоны вод. Течения О. вызываются преимущественно ветрами. Сейши О. связаны с ветром или изменениями давления воздуха. Для нагрева воды О. наибольшее значение имеет прямая и рассеянная солнечная радиация. Теряется тепло главным образом на испарение, теплоотдачу в воздух и излучение. Перенос тепла в глубину и распределение его в водной массе осуществляется при перемешивании и течениями. Летом в О., расположенных в зоне умеренного климата, температура воды понижается с поверхности ко дну (прямая температурная стратификация); между нагретым менее плотным верхним слоем (эпилимнионом) и холодным плотным глубинным (гиполимнионом) обычно лежит слой температурного скачка (металимнион), в котором температура резко падает (до 10 °С на метр глубины). Зимой в этих О. наблюдается обратная температурная стратификация — повышение температуры от поверхности ко дну (в пределах от 0 до 4 °С). Весной и осенью наблюдается гомотермия — одинаковая температура и соответственно плотность по всей толще воды, благоприятствующая перемешиванию. В О. тропического пояса почти весь год бывает прямая стратификация, холодного пояса — обратная. Лёд О. слоистый, б. ч. неровный, торосистый. Замерзание и вскрытие зависят от потерь и поступления тепла. Крупные О. из-за большого запаса тепла и воздействия волн замерзают и вскрываются позже рек; лёд б. ч. тает в самих О. и только частью выносится в реки. Воды соляных О. могут зимой не замерзать при отрицательной температуре, а летом нагреваться под поверхностным слоем пресной воды до 60 °С и более.

Воды О. рассматривают как сложные полидисперсные системы, в состав которых, кроме Н₂О, входят ионы, диссоциированные молекулы, газы, минеральные и органические частицы, начиная с коллоидных до крупных, организмы и их остатки. Содержание солей в О. колеблется от нескольких мг до 300 г и более в 1 л (см. Минеральные озёра). Природным зонам более или менее соответствует преобладание в воде их О. характерных гидрохимических фаций: в О. тундры преобладают Si и HCO^-₃, в лесной зоне — ионы Ca²⁺ и HCO^-₃, в степной — ионы Na⁺ и или Na⁺ и Cl^-, в пустынной и полупустынной — ионы Na⁺ и Cl^-. Кроме главных ионов минерализации — HCO^-₃, СО²^-₃, , Cl^-, Ca²⁺, Mg²⁺, Na⁺, К⁺, для развития жизни очень важны и нередко дефицитны биогенные элементы: N (в его связанной форме), Р, Si, Fe, Mn, Cu, Zn и др. Газы проникают сквозь зеркало вод О., образуются и связываются в них, переносятся водными массами, избыток их выделяется в атмосферу. Газы воздействуют на гидрохимический режим О. и на существование организмов. От соотношения недиссоциированной и диссоциированной (см. Диссоциация) углекислоты, её бикарбонатных и карбонатных солей зависит в большинстве случаев кислотность или щёлочность воды. Содержание кислорода, с одной стороны, сероводорода, метана и водорода — с другой, характеризует окислительные и восстановительные зоны водной толщи и грунтов. Дефицит кислорода приводит к летним и зимним заморам рыб, гибели беспозвоночных, растений. При отсутствии кислорода сохраняются лишь бактериальные формы жизни. Водные растения при фотосинтезе выделяют кислород и создают органическое вещество. Используя газы и биогенные элементы, организмы фотосинтетики и хемосинтетики создают автохтонное, или местное по происхождению, органическое вещество. Поступившее в О. вещество извне называют аллохтонным. На дне О. из минеральных и органических частиц, приносимых стоком и ветром с бассейнов и образующихся в самих О. при разрушении берегов и отмирании растений и животных, образуются донные отложения (см. Озёрные отложения), происходит заиление О. От количества минеральных и органических взвесей зависят цвет и прозрачность воды. Голубой цвет и высокая прозрачность (до 40 м в Байкале) характерны для О. с чистой водой, большей частью крупных. С увеличением мутности цвет воды становится зелёным, бурым, коричневым, прозрачность падает до 1 м и менее. От прозрачности зависит мощность слоя фотосинтеза. В О. устанавливают поверхность компенсации, выше которой фотосинтетическое продуцирование органического вещества с выделением кислорода преобладает над суммарным расходованием при разложении.

Крупнейшие озера мира

Название Высота над уровнем моря Площадь, тыс. км² Наиболь-шая глубина, м Сток Евразия Аральское Байкал Балхаш Ладожское Онежское Дунтинху Тонлесап Иссык-Куль 53 456 340 4 33 25 — 1608 64,5 31,5 22—17 17,7 9,7 12—4 10—2,7 6,2—6,3 67 1620 26 230 120 — 14 702 Бессточное По р. Ангаре в р. Енисей Бессточное По р. Неве в Финский залив По р. Свирь в Ладожское озеро Зимой в р. Янцзы, летом приток воды из Янцзы По р. Тонлесап в р. Меконг Бессточное Африка Виктория Танганьика Ньяса (Малави) Чад Рудольф 1134 773 472 281 375 68,0 34,0 30,8 26—12 8,5 80 1435 706 11—4 73 По р. Виктория-Нил в озеро Мобуту-Сесе-Секо По р. Лукуга в р. Конго (Заир) По р. Шире в р. Замбези Подземный сток Бессточное Северная Америка Верхнее Гурон Мичиган Большое Медвежье Большое Невольничье Эри Виннипег Онтарио Никарагуа 183 177 177 119 150 174 217 75 32 82,4 59,6 58,0 30,0 28,6 25,7 24,3 19,5 8,4 393 208 281 187 150 64 28 236 70 По р. Сент-Мэрис в озеро Гурон По р. Сент-Клэр в озеро Сент-Клэр Прол. Макино связано с озером Гурон По р. Большая Медвежья в р. Макензи По р. Макензи в море Бофорта По р. Ниагара в озеро Онтарио По р. Нельсон в Гудзонов залив По р. Святого Лаврентия в залив Святого Лаврентия По р. Сан-Хуан в Карибское море Южная Америка Маракайбо Титикака 0 3812 16,3 8,3 250 304 По проливу в Карибское море По р. Десагуадеро в озеро Поопо Австралия Эйр 12 до 15 — Бессточное

Примечание. Каспийское море нередко рассматривается как величайшее озеро Земли, что, очевидно,

неточно, т.к. по своим размерам, характеру процессов и истории развития оно является больше

морем, чем озером.

По размещению в О. и процессам приспособления выделяют организмы дна (бентос), водного зеркала (плейстон), водной толщи (планктон), активно плавающие (нектон); по берегам живут влаголюбы-гигрофилы.

По биологической продуктивности О. разделяются на высокопродуктивные, богатые биогенными элементами (эвтрофные), малопродуктивные, бедные биогенными элементами (олиготрофные), и обогащенные гуминовыми веществами (дистрофные).

Кроме сезонных циклов изменений режима и развития жизни, О. свойственны многолетние циклы и прохождение последовательных состояний на пути к исчезновению. В процессе своей эволюции О. заполняются наносами, зарастают и превращаются в условиях влажного климата в болота, в сухом климате — в солончаки.

В О. находится значительная часть дефицитной пресной воды (123 тыс. км³), обеспечивающей нормальную жизнедеятельность человека и ценных растений и животных. Водные ресурсы О. и получаемые из них продукты широко используются в народном хозяйстве: водоснабжении, водном транспорте, гидроэнергетике, рыбном хозяйстве, орошении, получении сырья для промышленности; добыча торфа и донных отложений — сапропелей, солей. Лечебные грязи О. — пелоиды широко применяются в медицине. В СССР и др. социалистических странах большое значение придаётся комплексному использованию О. Велико значение О. для организации отдыха и курортного лечения с использованием грязей и рассолов. Сброс сточных вод и сток с с.-х. угодий и лесов, где применяют удобрения и ядохимикаты, могут при неосмотрительном ведении хозяйства изменить режим О. и подорвать их ресурсы. В промышленно развитых и густонаселённых странах происходит вызванное загрязнением ухудшение качества воды О. В этом отношении Великие озёра в Северной Америке — один из наиболее ярких примеров. Водой этих озёр пользуется более 250 городов, ежедневно забирая свыше 15 млрд. л; не меньших величин достигают и сбросы сточных вод. В СССР и во многих зарубежных странах приняты законы об охране природных вод, активно изучаются проблемы водной токсикологии, процессы самоочищения О.

Лит.: Лепнева С. Г., Жизнь в озерах, в кн.: Жизнь пресных вод СССР, т. 3, М. — Л., 1950; Россолимо Л. Л., Очерки по географии внутренних вод СССР, Реки и озера, М., 1952; Давыдов Л. К., Гидрография СССР. (Воды суши), ч. 1—2, Л., 1953—55; Муравейский С. Д., Реки и озера, М., 1960; Зайков Б. Д., Очерки по озероведению, ч. 1—2, Л., 1955—60; Богословский Б. Б., Озероведение, М., 1960; Жадин В. И., Герд С. В., Реки, озера и водохранилища СССР, их фауна и флора, М., 1961; Соколов А. А., Гидрография СССР, Л., 1964; Труды Лаборатории озероведения АН СССР, т. 20, 22, Л.,1966—68; Хатчинсон Д. Э., Лимнология, пер. с англ., М., 1969; Кузнецов С. И., Микрофлора озер и её геохимическая деятельность, Л., 1970; Доманицкий А. П., Дубровина Р. Г., Исаева А. И., Реки и озера Советского Союза, Л., 1971.

Б. Б. Богословский, К. А. Воскресенский.