Основные физико-химические свойства океанской (морской) воды. Физико-химические свойства океанской воды Основные физико химические свойства морской воды

Солёность является важнейшая особенность океанской воды. Этот раствор содержит почти все известные на Земле химические элементы. Общее количество солей 50-10 16 т. Они могут покрыть дно океана слоем могут покрыть дно океана слоем 60 м, всю Землю – 45 м, сушу – 153 м. Соотношение солей в океанской воде остается постоянным, это обеспечивается высокой динамикой океанских вод. В составе преобладают NaCl (77,8 %), MgCl (10,9 %) и др.

Средняя соленость океана воды 35 0 / 00 . Отклонение от средней солености в ту или иную сторону вызывается изменениями в приходно-расходном балансе пресной воды. Так, атмосферные осадки, воды с ледников, сток с суши уменьшают соленость; испарение – повышает соленость.

В распределении солености в океане существуют как зональные, так и региональные черты. Зональные черты связаны с климатическими условиями (распределение осадков и испарения). В экваториальной зоне воды слегка рассолены (О>E), в тропических и субтропических широтах (E>O) соленость максимальная для поверхностных вод океана – 36-37 0 / 00 , к северу и югу от этой зоны соленость понижается. Понижению солености в высоких широтах способствует таяние льдов.

Широтную зональность в распределении солености на поверхности океана нарушают течения. Теплые повышают соленость, холодные – понижают. Средняя соленость океанов на поверхности различна. Наибольшей соленостью обладает Атлантический океан – 35,4 0 / 00 , наименьшей Северный Ледовитый океан – 32 0 / 00 (велика опресняющая роль сибирских вод). Изменения солености связаны в основном с поверхностными слоями, непосредственно получающими пресные воды и определяемые глубиной перемешивания. Все изменения солености происходят в верхних слоях до глубин 1500 м., глубже соленость не меняется.

Температура воды Мирового океана.

Изменения в ходе элементов теплового баланса определяют ход температуры воды. Суточные амплитуды колебания температуры воды на поверхности океана не превышают в среднем 0,5 0 C, Наибольшая суточная амплитуда в низких широтах (до 1 0 C), наименьшая – в высоких (до 0 0 C). Суточные колебания температуры в океане играют подчиненную роль.

Годовые амплитуды колебаний температуры на поверхности океана больше, чем суточные. Годовые колебания температуры невелики в низких (1 0) и высоких (2 0) широтах. В первом случае большое количества равномерно распределяется в течение года, во втором – за короткое лето вода не успевает сильно нагреваться. Наибольшие годовые амплитуды (от 10 0 до 17 0) отмечаются в умеренных широтах. Наибольшие средние годовые температуры воды (27-28 0) наблюдаются в экваториальных и тропических широтах, к северу и югу от них температура понижается до 0 0 С и ниже в полярных широтах. Термический экватор располагается примерно на 5 0 С с.ш. Океанские течения нарушают зональное распределение температуры. Течения, которые переносят тепло по направлению к полюсам (например, Гольфстрим), выделяются в виде положительных температурных аномалий. Поэтому в тропических широтах под воздействием течений температура воды у восточных берегов выше, чем у западных, а в умеренных широтах, наоборот у западных выше, чем у восточных. В южном, более мористом полушарии, зональность в распределении температур воды почти не нарушается. Самая высокая температура на поверхности океана (+32 0 С) наблюдалась в августе в Тихом океане, самая низкая в феврале в Северном Ледовитом океане (-1,7 0 С). В среднем за год поверхность океана в южном полушарии холоднее, чем в северном (влияние Антарктиды). Средняя годовая температура на поверхности океана +17,4 0 С, что выше, чем годовая температура воздуха +14 0 . Самый теплый – Индийский океан – около +20 0 С. Тепло солнечной радиации, нагревающей верхний слой воды, крайне медленно передается нижележащим слоям. Перераспределение тепла в толще океанской воды происходит благодаря конвекции и перемешиванию волнениями и течениями. Отсюда, температура с глубиной понижается. На глубине где-то около 100-200 м температура резко падает. Слой резкого падения температуры воды с глубиной называют термоклином.

Термоклин в океане от экватора до 50-60 0 с. и ю.ш. существует постоянно на глубинах от 100 до 700 м. В Северном Ледовитом океане температура воды до глубины 50-100 м падает, а затем растет достигая максимума на глубине 200-600 м. Это повышение температуры вызвано проникновением из умеренных широт теплых вод, более соленых, чем верхние слои воды.

Лед в океане появляется в высоких широтах при понижении температуры воды ниже точки замерзания. Температура замерзания зависит от её солености. Чем выше соленость, тем ниже температура замерзания. Лед имеет меньшую плотность, чем пресный лед. Соленый лед менее прочный, чем пресный, но более пластичный и вязкий. Он не ломается на зыби (слабом волнении). Приобретает зеленоватый оттенок, в отличие от голубого цвета у пресного льда. Лед в океане может быть неподвижным и плавучим. Неподвижный лед – сплошной ледяной покров, связанный с сушей или мелью. Обычно это ледяной припай. Плавучий лед (дрейфующий) не связан с берегом и перемещается под действием ветра и течений.

Еще в начале 19 в. было замечено, что количество растворенных в водах океана солей может сильно различаться, но солевой состав, соотношение различных солей вод МО одинаковы. Эта закономерность формулируется как свойство постоянства солевого состава морских вод. На 1 кг морской воды приходится 19,35 г хлора, 2,70 г сульфатов, 0,14 г гидрокарбонатов, 10,76 г натрия, 1,30 г магния, 0,41 г кальция. Количественное соотношение между главными солями в воде МО остается постоянным. Общая соленость определяется по количеству хлора в воде (формулу получил М. Кнудсен в 1902 г.):

S = 0,030 + 1,805 Cl

Воды океанов и морей относятся к хлоридному классу и натриевой группе, этим они резко отличаются от речных вод. Всего восемь ионов дают более 99,9% общей массы солей в морской воде. На оставшиеся 0,1% приходятся все остальные элементы таблицы Д.И. Менделеева.

Распределение солености в водных массах зонально и зависит от соотношения осадков, притока речных вод и испарения. Кроме того, на соленость воды оказывает влияние циркуляция вод, деятельность организмов и другие причины. На экваторе отмечается пониженная соленость воды (34- 330/00), обусловленная резким увеличением атмосферных осадков, стоком полноводных экваториальных рек и немного пониженным испарением из-за высокой влажности. В тропических широтах наблюдается самая высокая соленость вод (до 36,50/00), связанная с высоким испарением и небольшим количеством осадков в барических максимумах давления. В умеренных и полярных широтах соленость вод понижена (33-33,50/00), что объясняется увеличением количества осадков, стоком речных вод и таянием морских льдов.

Широтное распределение солености нарушают течения, реки и льды. Теплые течения в океанах переносят более соленые воды в направлении высоких широт, холодные течения переносят менее соленые воды к низким широтам. Реки опресняют приустьевые районы океанов и морей. Очень велико влияние рек Амазонки (опресняющее влияние Амазонки ощущается на расстоянии 1000 км от устья), Конго, Нигера и др. Льды оказывают сезонное влияние на соленость вод: зимой при образовании льда соленость воды возрастает, летом при таянии льда – уменьшается.

Соленость глубинных вод МО однообразна и в целом составляет 34,7-35,00/00. Соленость придонных вод более разнообразна и зависит от вулканической деятельности на дне океана, выходов гидротермальных вод, разложения организмов. Характер изменения солености вод океана с глубиной различен на разных широтах. Выделяют пять основных типов изменения солености с глубиной.

В экваториальных широтах соленость с глубиной постепенно возрастает и достигает максимального значения на глубине 100 м. На этой глубине к экватору подходят более соленые и плотные воды их тропических широт океанов. До глубины 1000 м соленость очень медленно повышается до 34,620/00, глубже соленость практически не меняется.

В тропических широтах соленость немного увеличивается до глубины 100 м, затем плавно уменьшается до глубины 800 м. На этой глубине в тропических широтах наблюдается самая низкая соленость (34,580/00). Очевидно, здесь распространяются менее соленые, но более холодные воды высоких широт. С глубины 800 м она немного увеличивается.

В субтропических широтах соленость быстро уменьшается до глубины 1000 м (34,480/00), затем становится почти постоянной. На глубине 3000 м она составляет 34,710/00. В субполярных широтах соленость с глубиной медленно увеличивается с 33,94 до 34,710/00, в полярных широтах соленость с глубиной возрастает более существенно – с 33,48 до 34,700/00.

Соленость морей сильно отличается от солености МО. Соленость воды Балтийского (10-120/00), Черного (16-180/00), Азовского (10-120/00), Белого (24-300/00) морей обусловлена опресняющим влиянием речных вод и атмосферных осадков. Соленость воды в Красном море (40-420/00) объясняется малым количеством осадков и большим испарением.

Средняя соленость вод Атлантического океана – 35,4; Тихого – 34,9; Индийского – 34,8; Северного Ледовитого океана – 29-320/00.

Плотность – отношение массы вещества к его объему (кг/м3). Плотность воды зависит от содержания солей, температуры и глубины, на которой находится вода. При увеличении солености воды плотность возрастает. Плотность воды увеличивается при понижении температуры, при увеличении испарения (так как увеличивается соленость воды), при образовании льда. С глубиной плотность растет, хотя и очень незначительно из-за малого коэффициента сжимаемости воды.

Плотность воды изменяется зонально от экватора к полюсам. На экваторе плотность воды небольшая – 1022-1023, что обусловлено пониженной соленостью и высокими значениями температуры воды. К тропическим широтам плотность воды возрастает до 1024-1025 из-за увеличения солености воды вследствие повышенного испарения. В умеренных широтах плотность воды средняя, в полярных – увеличивается до 1026-1027 из-за понижения температуры.

Способность воды растворять газы зависит от температуры, солености и гидростатического давления. Чем выше температура и соленость воды, тем меньше газов может в ней раствориться.

В воде океанов растворены различные газы: кислород, углекислый газ, аммиак, сероводород и др. Газы попадают в воду из атмосферы, за счет речного стока, биологических процессов, подводных вулканических извержений. Наибольшее значение для жизни в океане имеет кислород. Он участвует в планетарном газообмене между океаном и атмосферой. В активном слое океана ежегодно образуется 5 х 1010 т кислорода. Поступает кислород из атмосферы и выделяется при фотосинтезе водных растений, расходуется на дыхание и окисление.

Углекислый газ находится в воде в основном в связанном состоянии, в виде углекислых соединений. Он выделяется при дыхании организмов, при разложении органического вещества, расходуется на строительство скелета кораллами.

Азот всегда есть в воде океана, но его содержание по отношению к другим газам меньше, чем в атмосфере. В некоторых морях в глубине может накапливаться сероводород, происходит это благодаря деятельности бактерий в бескислородной среде. В Черном море отмечено сероводородное загрязнение, содержание его достигло 6,5 см3/л, организмы в такой среде не живут.

Прозрачность воды зависит от рассеяния и поглощения солнечной радиации, от количества минеральных частиц и планктона. Наибольшая прозрачность отмечена в открытом океане в тропических широтах и равна 60 м. Уменьшается прозрачность воды на мелководье вблизи устьев рек. Особенно резко уменьшается прозрачность воды после шторма (до 1 м на мелководье). Наименьшая прозрачность наблюдается в океане в период активного размножения планктона. От прозрачности воды зависит глубина проникновения солнечных лучей в толщу океана и, следовательно, распространение фотосинтезирующих растений. Организмы, способные усваивать солнечную энергию, живут на глубине до 100 м.

Толща чистой воды имеет голубой или синий цвет, большое количество планктона приводит к появлению зеленоватого оттенка, вблизи рек вода может быть коричневой.

Океан - среда жизни

МО – самый большой биоцикл, или жизненная область нашей планеты. Два других биоцикла – суша и внутренние водоемы – значительно меньше. Жизненная среда океана непрерывна, не имеет границ, препятствующих расселению организмов. В настоящее время в океане насчитывается около 160 000 видов животных и 10 000 видов растений. В океане наиболее распространены моллюски, ракообразные, простейшие. Из позвоночных животных в океане обитают рыбы (16 000 видов), черепахи, змеи, млекопитающие (китообразные, ластоногие). Среди растений преобладают водоросли (более 5000 видов зеленых водорослей, около 5000 видов диатомовых; красных, бурых, сине-зеленых немного меньше).

Биоцикл океана и моря распадается на два основных биохора (пространства, занятые группами сходных биотопов): донную поверхность или бентальную область , куда относятся все организмы обитающие на дне и толщу воды или пелагиальную область открытого моря – пелагиаль. Соответственно этому морские биоценозы делятся на бенталь и пелагиаль. Бентальные организмы (бактерии, водоросли, животные медленно передвигающиеся по дну)– бентос всю жизнь или большую ее часть проводят на дне, пелагические животные обитают только в воде. Разнообразие органической жизни в океане делится на четыре группы: планктон, нектон, бентос, плейстон. Планктон (парящий) представляет группу главным образом микроскопических организмов, которые парят в водной толще и не могут передвигаться против течений. Среди них есть пассивно плавающие животные и растения – зоопланктон и фитопланктон (мельчайшие растительные (преимущественно водоросли) и животные организмы (одноклеточные, рачки, черви, медузы), либо невидимые, либо размером в ничтожные доли миллиметра, исключение составляют медузы до 1-2 м в поперечнике). Нектон (плавающий) образует группа активно плавающих в воде рыб, млекопитающих, моллюсков, способных перемещаться на огромные расстояния. Бентос (глубинный) состоит из организмов, обитающих на дне. Донные организмы могут быть прикрепленными, сидячими (кораллы, водоросли, губки), роющими (моллюски), ползающими (ракообразные) или свободно плавающими у самого дна (камбала, скаты). Плейстон – совокупность организмов, живущих у поверхностной пленки воды.

В МО отмечается вертикальная зональность распределения живых существ. В водной толще океана выделяют неритическую (до 200 м), батиальную (от 200 до 3000 м), абиссальную (глубже 3000 м) зоны. Неритическая зона богата планктоном и бентосом. В поверхностных водах до глубины 50 м обитает фитопланктон, до глубины 500 м существует до 65% зоопланктона. Остальное количество зоопланктона живет на глубинах от 500 до 4000 м. Аналогичное распределение характерно для нектона.

В зависимости от освещения и бентальная и пелагическая области распадаются на две ступени: верхнюю освещенную (эвфотическую) до глубины не более 200 м и нижнюю, лишенную света – афотическую. По этому признаку бентос делится на: освещенный литоральный или прибрежный и абиссальный, свойственный глубоководному морскому дну, лишенному света.

Пелагиаль распадается на неритическую – прибрежную, лежащую над литоралью, и океаническую.

Литораль образуется на контакте основных оболочек – гидро-, лито- и атмосферы, естественно, что ей свойственно наибольшее разнообразие экологических условий. В бентальной части прибрежной полосы выделяются (сверху вниз): супралитораль, расположенная на скалах, выше уровня полной воды приливов; собственно литораль – часть берега, осушающаяся при отливе; сублитораль – морское дно в пределах шельфа.

Область открытого океана и моря – пелагиаль охватывает все океанические и морские просторы вдали от берегов, за границами шельфа, т.е. над материковым склоном и ложе океана. В вертикальном направлении она неоднородна. Верхний эвфотический слой не более 200 м – собственно пелагиаль; средний до глубины 1000 м сумеречный (дисфотический) – батипелагиаль; нижний, простирающийся до дна, совсем не получает света (афотический) – абиссаль. Для океана характерна циркумконтинентальная зональность: наиболее богаты прибрежные воды шельфа, в открытом океане число организмов резко сокращается.

Прибрежная фауна и флора МО исключительно богаты организмами. Здесь очень разнообразны физико-географические условия – изменчива соленость, характерны волнения, приливы, течения, различен характер грунта. Здесь распространено огромное количество видов бентоса: одни из них неподвижные (губки, кораллы, мшанки), другие подвижные (ежи, морские звезды, моллюски). Обитатели скального субстрата прочно прикрепляются к его поверхности, например водоросли. На песчаном и илистом грунте обитают крабы, улитки, моллюски и черви. Для прибрежной зоны тропических морей характерны коралловые рифы.

В открытом океане экологическая обстановка более однообразна, чем в прибрежной зоне. Здесь господствуют организмы, проводящие всю жизнь на плаву. Пищи в открытом океане мало, поэтому организмы должны совершать длительные путешествия. Очень разнообразна группа активно плавающих рыб, китообразных, тюленей, кальмаров и т.д. Многие виды морских организмов способны вырабатывать электрическую энергию, в океане найдено около 250 видов таких рыб (электрические угри способны вырабатывать ток напряжением 600 В).

Океан располагает энергетическими, биологическими и минеральными ресурсами. Основную часть мирового улова (55%) дает Тихий океан: больше половины вылавливается в северной части, треть – в южной и меньшая доля – в тропической. В Атлантическом океане добывается 41% всех морских продуктов и тоже более половины (68%) в северной его части. На Индийский океан приходится только 5% мирового улова. Основные морские промыслы располагаются в пределах шельфа; 5% акватории МО дают около 90% мировой добычи биологической массы.

Воды суши- Реки

Вода попадает на сушу в результате испарения с поверхности МО и переноса в атмосфере, т.е. в процессе мирового влагооборота. Атмосферные осадки после выпадения на поверхность суши делятся на четыре неравные и изменчивые части: одна испаряется, другая в виде ручьев и рек стекает обратно в океан, третья просачивается в почву и грунт, четвертая превращается в горные или материковые ледники. В соответствии с этим на суше имеется четыре типа скопления воды: реки, озера, подземные воды, ледники. Кроме того, вода в больших количествах находится в почвах и болотах.

Река – естественный водный поток, длительное время протекающий в сформированном им ложе – русле . Объем воды, заключенный в реках, составляет 1200 км3, или 0,0001% от общего объема воды. Приуроченность рек к одной линии относительна: в процессе своей деятельности каждая река под действием силы Кориолиса смещается вправо (в северном полушарии). Река имеет исток и устье. Исток реки – место, где река приобретает определенные очертания и наблюдается течение. Река может начинаться от слияния ручьев, питающих их источников, вытекать из болота, озера, ледника в горах. Исток и начало реки – неодинаковые понятия. Река может начинаться от слияния двух рек (например, реки Бия и Катунь при слиянии образуют реку Обь) или вытекать из озера (Ангара). В этом случае истока у реки нет. Устье - место впадения реки в приемный бассейн: море, озеро или другую, более крупную, реку.

Река со своими притоками составляет речную систему , состоящую из главной реки и притоков различного порядка (реки, впадающие в главную, называются притоками первого порядка, их притоки – притоками второго порядка и т.д.). Площадь суши, с которой река собирает воду, называют бассейном реки. Бассейн главной реки включает бассейны всех ее притоков и охватывает площадь суши, занятую речной системой.

Линия, разделяющая соседние речные бассейны, называется водоразделом. Хорошо выражены водоразделы в горах, где они проходят по гребням хребтов, на равнинах водоразделы находятся на плоских междуречьях (плакорах). Главный водораздел Земли отделяет две покатости на поверхности планеты – сток рек, впадающих в Тихоокеанско-Индийский бассейн (47%), от стока рек, впадающих в Атлантический и Северный Ледовитый океаны (53%).

Каждая река характеризуется длиной, шириной, глубиной, площадью бассейна, падением (превышение истока над устьем, в см) и уклонами (отношение падения реки к длине реки, в см/км), скоростями течения, расходами воды (количество воды, проходящее по руслу в единицу времени, в м3/с), твердым стоком (наносами) и химическим расходом. По характеру течения реки бывают равнинными и горными. Равнинные реки имеют широкие долины, небольшое падение, малые уклоны и медленное течение. Из крупнейших рек России наименьший уклон имеет река Обь (4 см/км), немного больше у Волги (7 см/км). Самый большой уклон у Енисея (37 см/км). Горные реки отличаются узкими долинами и бурным течением, т.к. имеют большой уклон. Например, уклон Терека 500 см/км.

В русле реки встречаются глубокие и мелкие участки. Мелководные участки называют перекатами, на них скорость течения увеличивается, наиболее глубокие участки русла между двумя перекатами называются плесами , на этих участках скорость течения медленнее. Фарватер – линия, соединяющая наиболее глубокие места вдоль русла. В некоторых местах русла на поверхность могут выходить трудно эродируемые кристаллические породы (граниты, кристаллические сланцы), в таких местах на реке образуются быстрины, пороги, водопады, каскады и скорость течения реки резко увеличивается. Самый высокий водопад на Земле Анхель (1054 м) в Южной Америке на реке Чурун. В России – Илья Муромец – на Камчатке, Кивач – в Карелии. Самые мощные водопады – Виктория на реке Замбези в Африке и Ниагарский на реке Ниагара в Северной Америке.

Питанием рек называется поступление воды в их русла; ее приносят поверхностный и подземный стоки. В питании рек принимают участие дождевые, талые снеговые, ледниковые и подземные воды. Роль того или иного источника питания, их сочетание и распределение во времени зависят, главным образом, от климатических условий. В зависимости от преобладающего источника питания находится внутригодовое распределение стока – режим реки. Годовой сток – количество воды, которое река выносит за год. В зависимости от питания количество воды в реке меняется в течение всего года. Эти изменения проявляются в колебаниях уровня воды в реке, получившие названия половодье, паводок и межень. Половодье – ежегодно повторяющееся в один и тот же сезон относительно длительное и значительное увеличение количества воды в реке.

Паводок – относительно кратковременные и непериодические подъемы уровня воды в реке, вызываемые поступлением в реку дождевых (талых) вод.

Межень – наиболее низкое стояние воды в реке при преобладании подземного питания.

Первая классификация рек по условиям питания предложена в 1884 году известным русским климатологом А.И. Воейковым, который рассматривал реку как «продукт климата», им выделено три типа рек: 1) питающиеся исключительно талыми водами снегов и льдов (реки пустынь, окаймленных горами со снежными вершинами – Амударья, Сырдарья, и реки полярных стран);

2) питающиеся только дождевыми водами (реки с зимним разливом – реки Европы и Средиземноморского побережья, реки тропических стран и муссонных областей с летним разливом – Инд, Ганг, Нил, Амур, Амазонка, Конго, Янцзы);

3) смешанного питания (реки Восточно-Европейской равнины, Западной Сибири, Северной Америки).

Кроме приведенной классификации существуют и другие классификации рек, учитывающие как климат, так и другие факторы, например сток и режим.

Наиболее полная классификация разработана М.И. Львовичем. Реки классифицируют в зависимости от источника питания и от характера распределения стока в течение года. Каждый из четырех источников питания (дождевое, снеговое, ледниковое, подземное) при определенных условиях может оказаться почти единственным, составляя более 80%, преимущественным – от 50 до 80% и преобладающим на 50% - это смешанное питание.

Сток бывает весенним, летним, осенним и зимним. Сочетание различных комбинаций источников питания и вариантов стока дает возможность выделить типы водного режима рек. В основе типов лежит зональность: полярный тип, субарктический, умеренный, субтропический, тропический, экваториальный.

В качестве примера рассмотрим реки России и СНГ, которые относятся к рекам субарктического, умеренного и субтропического типов водного режима рек.

1) Реки субарктического типа имеют короткий режим питания за счет талых вод и снега, подземное питание очень незначительно. Многие, даже значительные реки промерзают почти до дна. Половодье – летом, причины – поздняя весна и летние дожди. Это реки Восточной Сибири (Яна, Индигирка, Колыма).

2) Реки умеренного типа делятся на четыре подтипа:

а) с преобладанием весеннего таяния снежного покрова – умеренный континентальный (реки центра европейской части России: Волга, Дон). В режиме рек с умеренным климатом выделяются четыре хорошо выраженные фазы, или гидрологические сезоны, - весеннее половодье, летняя межень, осенний паводок и зимняя межень;

б) с преобладанием таяния снега и дождей весной (сибирские реки в верховьях: Лена, Обь, Енисей);

в) дождевое питание зимой (в России нет) – умеренный морской или западноевропейский;

г) преобладание дождевого питания летом – муссонные дожди (умеренный муссонный) – Амур, реки Дальнего Востока.

3) Реки субтропического типа питаются зимой дождевыми водами (реки Крыма) или летом в результате таяния снегов в горах – Сырдарья, Амударья.

Густота, или плотность, речной сети (выражается отношением длины водотоков на территории к площади последней) определяется количеством атмосферных осадков, а также рельефом территории. Больше всего рек во влажных тропических и муссонных областях. Количество воды, которое несут реки в среднем за год, называется водоносностью (м3/с). Самая большая по водоносности река мира – Амазонка (среднегодовой расход составляет 7000 км3/год). Размеры реки зависят от площади материков, по которым они протекают, и от расположения водоразделов. Самая большая по длине река Амазонка с притоком Укаяли – 7194 м, ей уступает Нил с притоком Кагера – 6671 м, затем Миссисипи с притоком Миссури – 6019 м.

Гидрографическая система той или иной страны представляет в основном производную от климата. Густота речной сети, характер питания рек, сезонные колебания уровней и расходов, время вскрытия и замерзания – все это управляется климатическими условиями и, как в зеркале, отражает климат тех мест, где река зарождается, и тех районов по которым река протекает.

Озера

Озера – внутренние водоемы суши со стоячей или мало проточной водой, не сообщающиеся с океаном, с особыми условиями жизни и специфическими организмами. Объем озерной воды составляет 278 тыс. км3, или 0,016% всего объема воды. В отличие от рек озера – водоемы замедленного водообмена. С этим связаны многие черты их режима: вертикальная и горизонтальная неоднородность, циркуляция воды, отложение в котловине твердого материала, характер биоценозов и, наконец, эволюция и отмирание водоема. В каждом озере выделяются три взаимосвязанные составные части:

1) котловина – форма рельефа земной коры;

2) водная масса, состоящая не только из воды, но и из растворенных в ней веществ – часть гидросферы;

3) растительность и животный мир – часть живого вещества планеты.

Образование озера начинается с образования котловины. Различают понятия «озерная котловина» и «ложе озера». Озерная котловина – углубление в поверхности суши (элемент рельефа), заполненное до некоторого уровня водой. Часть озерной котловины, заполненная водой, - ложе озера. По происхождению озерные котловины делятся на несколько генетических типов.

Озерные котловины тектонического происхождения возникают в связи с образованием прогибов земной коры (мульдовые озерные котловины – Чад, Эйр), трещин (трещинные котловины озер – озера Скандинавии, Карелии, Канады), сбросов, грабенов (Байкал, Великие Американские озера, Великие Африканские озера); отличаются большой глубиной и крутизной склонов. Вулканические озерные котловины бывают кратерными и кальдерными. Кратерные занимают кратеры потухших вулканов, заполненные водой, многочисленны на Яве, Канарских островах, в Новой Зеландии. Кальдерные близки по происхождению и морфологии к кратерным, к ним относятся, например, котловины Курильского и Кроноцкого озер на Камчатке. Своеобразными вулканическими котловинами являются маары.

Довольно многочисленна группа озерных котловин ледникового происхождения. Они могут быть равнинными (эрозионные, аккумулятивные, камовые, морено-запрудные) и горными (морено-запрудные и каровые). На равнинах котловины ледникового происхождения распространены на территории, подвергшейся последнему Валдайскому оледенению. Эрозионные ледниковые котловины распространены в пределах Балтийского и Канадского щитов, которые были центрами оледенения. Материковые льды сползали отсюда и эродировали тектонические трещины. Следовательно, эти котловины одновременно и тектонические и ледниковые. Аккумулятивные озерные котловины образовались там, где ледник откладывал морену – рыхлые горные породы, снесенные из центральных областей (Ильмень, Белое, Псковско- Чудское и др.).

Вводно-эрозионные и вводно-аккумулятивные котловины создаются деятельностью рек (старицы) или представляют собой затопленные морем участки речных долин (лиманы, лагуны), отделенные от моря скоплением наносов (озера Кубанских плавней, лиманы Черноморского побережья).

Карстовые озерные котловины возникают в областях сложенных растворимыми породами – известняками, гипсами, доломитами. Растворение этих пород приводит к образованию глубоких, но незначительных по площади котловин (встречаются между Онежским озером и Белым морем). Термокарстовые – в районе вечной мерзлоты, в Западной и Восточной Сибири.

Органогенные котловины возникают на сфагновых болотах тайги, лесотундры и тундры, а также на коралловых островах, они обязаны неравномерному нарастанию в первом случае мхов, во втором – полипов.

Питание озер, т.е. поступление воды в озеро, происходит в основном благодаря грунтовому и подземному питанию; атмосферным осадкам; поступлению воды из рек и ручьев, впадающих в озеро; конденсации атмосферной влаги.

По приходу и расходу водной массы озера делятся на четыре группы: 1) хорошо проточные, в которые впадает одна или несколько рек и одна вытекает (Байкал, Онежское, Виктория, Ильмень, Женевское); 2) мало проточные или периодически проточные – в них впадает одна река, но сток незначительный (Балатон, Танганьика); 3) бессточные, в которые впадает одна или несколько рек, но стока из озера нет (Каспийское, Аральское, Мертвое, Балхаш); 4) глухие, или замкнутые – не имеющие речного стока (озера тундры, тайги, степи, полупустынь).

Все озера испытывают колебания уровня воды. Сезонные колебания уровня воды определяются годовым режимом осадков и испаряемости и происходят на фоне многолетних. Наибольшие изменения уровней как в течение каждого года, так и за ряд лет свойственны озерам аридных зон. Питаясь преимущественно за счет речного притока, и расходуя воду только на испарение, эти озера чутко реагируют на осадки и испаряемость. Озеро Чад (Африка) в многоводные годы увеличивается почти вдвое и приобретает площадь 26 000 км2, которая обычно составляет 12 000 км2. Аральскому озеру грозит полное исчезновение в связи с уменьшением поступающей воды из рек Сырдарья и Амударья.

По химическому составу озера делятся на пресные, солоноватые и соленые. В качестве границы между пресными и солоноватыми принята минерализация в 30/00. Соленые озера имеют концентрацию солей 24-260/00. Самые озера на Земле – Гюсгунтаг (3740/00), Мертвое море (2700/00).

Проточные и сточные озера, как правило, пресные, так как приход пресной воды больше чем расход. Бессточные озера – соленые. К соленым озерам относятся: Эльтон и Баскунчак («Российская солонка»), Мертвое (Ближний Восток), Большое Соленое (Северная Америка).

На географическое размещение озер оказывает влияние климат (зональный фактор), обуславливающий питание озера, а также эндогенные (тектонические движения и вулканизм) и экзогенные (лед, проточная вода, ветер, процессы выветривания) факторы, содействующие возникновению озерных котловин. Области наибольшей концентрации озер на Земле связаны с равнинными и горными районами древнего оледенения (влажный климат и обилие отрицательных форм рельефа, созданных эрозионной или аккумулятивной деятельностью древних ледников), с районами, лишенными стока, и с районами крупных тектонических разломов земной коры. Примером озерных стран, связанных с областями древнего оледенения, могут служить: озерный пояс Северной Америки, вытянутый с северо-запада на юго-восток от озера Межвежьего через озера Невольничье, Атабаска и Виннипег до Великих озер; Скандинавский полуостров; Финляндия, в которой не менее 35 тыс. озер, покрывающих около 12% поверхности страны; Карелия и Кольский полуостров; озерная равнина Прибалтийских республик и озерный пояс, протянувшийся на восток и северо-восток от Прибалтики и включающий в себя такие озера, как Чудское, Псковское, Ильмень, Ладожское, Онежское и др.

Областью с большим количеством крупных тектонических озер является Восточная Африка, отличаются также Тибет, Монголия, степная полоса между Уралом и Обью. Тектонические озера являются самыми глубокими (Байкал – 1671 м.).

Озеро – продукт климата, а озерные котловины – продукт деятельности внутренних сил Земли, подземных вод, рек, ледников, ветра и т.д. – это лишь одна сторона зависимости между озером и остальными элементами географического ландшафта, другая сторона характеризует обратное воздействие озер на прочие элементы географического ландшафта. Крупные озера или скопления большого количества малых озер оказывают смягчающее влияние на климат прилегающей территории; озера служат нередко регулятором стока рек и колебания речных уровней; озера, как базисы эрозии, контролируют эрозионную работу рек; наконец, заполнение наносами и зарастание озерных впадин способствует изменению рельефа земной коры (озерно-аллювиальные равнины, торфяники).

Подземные воды

Подземные воды – воды верхней части литосферы, включающие всю химически связанную воду в трех агрегатных состояниях. Общие запасы подземных вод составляют 60 млн. км3. Подземные воды рассматриваются и как часть гидросферы, и как часть земной коры, которые образованы как за счет атмосферных осадков, так и в результате конденсации водяных паров атмосферы и паров, поднимающихся из более глубоких слоев Земли. Обязательные условия наличия воды в почвах и горных породах – свободные пространства: поры, трещины, пустоты.

По отношению к воде все грунты схематически делятся на три группы: водопроницаемые, водонепроницаемые, или водоупорные, растворимые.

Под водопроницаемостью подразумевают способность грунтов пропускать воду. Водопроницаемые породы могут быть влагоемкими и невлагоемкими (влагоемкость – способность породы удерживать в себе большее или меньшее количество воды). К влагоемким грунтам относятся мел, торф, суглинок, ил, лесс. К невлагоемким – крупнозернистые пески, галечник, трещиноватые известняки, которые свободно пропускают воду не насыщаясь ею.

Если слой водопроницаемых пород содержит воду, он называется водоносным.

Водонепроницаемые, или водоупорные , горные породы могут быть влагоемкими и невлагоемкими. Невлагоемкие – это массивные сильно метаморфизированные, лишенные трещин известняки, граниты, плотные песчаники. К влагоемким относят глины и мергели.

Растворимые породы - калийная и поваренная соль, гипс, известняк, доломиты, на них образуется карст (по названию известкового нагорья Карст в Динарских горах)– система пустот (пещеры, провальные воронки, колодцы), возникающая при растворении пород. Карстовые явления, обусловленные, в первую очередь, литологическими особенностями местности, развиваются в самых разных географических широтах. Они широко развиты по побережью Адриатического моря – от Карста до Греции, в Альпах, в Крыму, на черноморском побережье Кавказа, на Урале, в Сибири и Средней Азии, в Южной Франции, на южном склоне Центрального массива (плоскогорье Косс), в Северном Юкатане, на Ямайке и т.д.

Основная масса подземных вод находится в осадочной рыхлой толще платформ материков (кристаллические породы практически водоупорны). Вся подземная вода, сосредоточенная в осадочных породах, делится на три горизонта.

Верхний горизонт содержит пресные воды атмосферного происхождения (глубина залегания от 25 до 350 м), используемые для бытового, хозяйственного и технического водоснабжения.

Средний горизонт – древние воды, преимущественно минеральные или соленые, залегающие на глубине от 50 до 600 м.

Нижний горизонт – вода очень древняя, нередко погребенная, в высокой степени минерализованная, представлена рассолами, залегает на глубине от 400 до 3000 м и используется для добычи солей, брома, йода.

Вода, залегающая на первом водоупорном слое и существующая длительное время, называется грунтовой . Глубина залегания грунтовых вод различна и зависит от геологического строения – от нескольких десятков метров (20-39 м) до 1-2 км. Поверхность зеркала грунтовых вод обычно слабоволнистая, с уклоном в сторону понижений в рельефе (речные долины, балки, овраги), скорость движения воды в крупнозернистых песках составляет 1,5-2 м в сутки, в супесях – 0,5-1 м в сутки.

Выходы грунтовых вод на поверхность образуют источники. Грунтовые воды, залегающие между двумя водоупорными горизонтами, называются напорными или артезианскими. Обычно грунтовые и верхние артезианские воды имеют температуру около среднегодовой температуры воздуха в данной местности, их источники называют холодными. Воды, имеющие температуру +200С и ниже, - холодные. Воды и источники, имеющие температуру от 200 до 370С, называют теплыми, свыше +370С – горячими или термальными (подвержены воздействию внутреннего тепла Земли). В вулканических областях горячие воды изливаются в виде гейзеров – периодически фонтанирующих горячих источников (самый крупный гейзер – Великан на Камчатке, мощная струя горячей воды бьет из него на 50 м вверх, столб пара достигает высоты 300 м).

Болота

Болота – участки земной поверхности, избыточно увлажненные пресной или соленой водой, характеризующиеся затрудненным обменом газов, накоплением мертвого растительного вещества, переходящего в дальнейшем в торф. Болота занимают около 3,5 млн. км2, или около 2% площади суши. Наиболее заболочены материки Евразия и Северная Америка, 70% болот находится в России.

Возникновение болот как завершающей фазы развития озер – это только один из способов происхождения болот. Помимо зарастания и заторфовывания водоемов, в образовании болот важную роль играют процессы увлажнения суши. Залегание с поверхности (или близко к ней) водоупорных пород и вечной мерзлоты облегчает заболачивание местности, особенно в условиях равнинного и мало пересеченного рельефа, препятствующего дренажу. Повышение уровня грунтовых вод, приводящее к заболачиванию, может иметь и вторичный характер – в результате вырубки леса на большом пространстве или вследствие лесного пожара: в обоих случаях уровень грунтовых вод поднимается, так как испарение воды из почвы уменьшается. Болото может быть завершающей фазой не только в развитии озер, но и в развитии леса как растительной ассоциации. Наконец, болота образуются в результате затопления поверхности земли проточными или морскими водами. Небольшие болотца появляются в местах выхода ключей, у подножия склонов, но особенно большой эффект производят разливы рек, наводняющие пойму.

По условиям питания болота подразделяются на низинные, верховые и переходные. Низинные болота питаются грунтовыми или речными водами, богатыми минеральными веществами, и располагаются, преимущественно, в понижениях затапливаемых постоянно или временно водой. В травяных болотах преобладают осоки, хвощи, сабельник, вейник и др., в гипновых болотах к перечисленным травам присоединяются мхи, в лесных – береза, ольха. Низинные болота широко распространены в зоне полесий – Мещере, в поймах больших рек Западной Сибири и т.д. Верховые болота возникают на мало расчлененных водоразделах и питаются преимущественно атмосферными осадками, преобладают во влажном климате. В растительном покрове верховых болот главную роль играют сфагновые мхи, кроме того, встречаются багульник, клюква, росянка, из деревьев – болотная сосна.

Физико-химические свойства. Океаническая вода состоит по весу на 96,5% из чистой воды, а остальные приходятся на растворенные соли, газы и взвешенные нерастворимые частицы. В воде океанов обнаружено в растворенном состоянии 44 химических элемента. В процентном отношении на долю различных растворенных солей приходится следующее количество: хлориды 88,7, сульфаты 10,7, карбонаты 0,3, прочие 0,2. Больше всего содержится поваренной соли (NaCl ), поэтому вода океана на вкус соленая; соли магния (MgCl 2 , MgSO 4 ) придают ей горький привкус. Характерно постоянство солевого состава океана. Одна из причин этого - непрерывное перемешивание воды. Океанические воды выделились из недр Земли с исходной соленостью.

Средняя соленость вод Мирового океана 35°/ 00 . Изменения солености вызываются изменениями в приходо-расходном балансе солей, связанная главным образом с изменением баланса пресной воды.

Изменения солености хорошо выражены до глубины примерно 1500 м. На большей глубине соленость Мирового океана остается почти неизменной в пределах от 34,7 до 34, 9%.

Соленость воды на поверхности морей может сильно отличаться от солености вод в открытой части океана. Если соленость моря меньше, чем соленость соседнего участка океана, то более плотная океаническая вода проникает в море и опускается, заполняя его глубины. Если море более соленое, чем соседняя часть океана, то вода двигается по дну в сторону океана, по поверхности - в сторону моря.

В воде океана растворены газы. Преобладают кислород, азот, углекислый газ, сероводород, аммиак и метан. Газы поступают в воду из атмосферы, при химических и биологических процессах в воде, при подводных извержениях.

Плотность воды на поверхности океана изменяется в пределах от 0,996 до 1,083. С увеличением солености и понижением температуры воды плотность повышается. С глубиной плотность воды увеличивается. На каждые 10 м глубины давление увеличивается на 1 атм. Давление на глубине 10 000 м равно 1119 атм.

Термический режим. Основным источником тепла, получаемого океаном, является солнечная радиация. Кроме того океан получает тепло за счет поглощения длинноволнового излучения атмосферы, теплоты, освобождающейся при конденсации влаги и льдообразования, и при химико-биологических процессах. В океан поступает тепло, приносимое осадками, речными водами, воздухом, соприкасающимися с водой, и теплыми течениями. На температуру глубоких слоев океана влияют внутреннее тепло Земли и адиабатическое нагревание опускающейся воды.

Океан расходует тепло главным образом на испарение воды с его поверхности, на нагревание прилежащего слоя воздуха, на нагревание холодной воды рек и океанических течений, на таяние льдов и на другие процессы.

Суточные амплитуды температуры воды на поверхности океана значительно меньше суточных амплитуд температур воздуха над водой. Днем тепло поступает за счет солнечной радиации, но и расходуется в результате усиленного испарения влаги. Ночью вода излучает тепло в атмосферу и получает его при конденсации влаги на остывающей поверхности воды. Колебания температуры сглаживаются также вследствие большой теплоемкости воды. Суточная амплитуда температуры воды на поверхности океана не превышает в среднем 0,5°.

Годовые амплитуды температуры воды на поверхности океана больше, чем суточные. Они зависят от годового хода радиационного баланса, от морских течений, от преобладающих ветров и от широты. В низких широтах они составляют 1°, в высоких 2°.

Наибольшие средние годовые температуры воды (27-28°) наблюдаются в экваториальных широтах. В тропических широтах под действием течений на одной и той же широте температура воды на поверхности океана у западных берегов выше, чем у восточных. Этому способствуют пассаты, отгоняющие воды от восточных берегов. На месте ушедшей воды поднимаются нижележащие, более холодные ее слои. В умеренных широтах северного полушария в связи с течениями у восточных берегов температура воды выше, чем у западных. В южном полушарии, к югу от 40°, широтное распределение температуры почти не нарушается. В полярных широтах температура воды опускает до 0° и даже до -2°.

С глубиной температура в океане, как правило понижается. Значительные изменения температуры происходят только в верхних слоях океана (200-1000 м). На больших глубинах температура от + 2 до -1°.

Температура на поверхности морей под влиянием суши, водообмена с океаном, притока речных вод и других причин может значительно отличаться от температуры океана на той же широте. Самая высокая температура (до +36°) - на поверхности тропических морей. Изменение температуры с глубиной зависит в первую очередь от водообмена с соседними частями океана.

Ледовой режим. Температура замерзания воды в Мировом океане зависит от ее солености. Чем выше соленость, тем ниже температура замерзания.

Образование льда начинается с возникновения пресных кристаллов.

При скоплении ледяных кристаллов в штилевую погоду образуется тонкая ледяная пленка - сало. У берега появляется неподвижно прикрепленная к нему полоса льда - забереги. Постепенно нарастая, забереги превращаются в береговой припай. При спокойном состоянии поверхности воды при смерзании сала возникает прозрачный тонкий лед. Во время волнения появляются отдельные ледяные диски - блинчатый лед. При смерзании блинчатого льда образуется сплошной ледяной покров.

В высоких широтах северного полушария образовавшийся за зиму лед не успевает растаять за лето, поэтому здесь встречаются льды разного возраста - от однолетних до многолетних. Толщина однолетнего льда 1-2,5 м, многолетнего 3 м иболее. Многолетние мощные плавучие льды, занимающие центральные части Северного Ледовитого океана, называются паковыми льдами. Они занимают 70-80% общей площади льдов океана.

Пространства ровного льда пересекаются трещинами. При сжатии лед по трещинам ломается, льдины становятся на ребро и вмерзают, образуя торосы. При раздроблении дрейфующего льда возникают обширные ледяные поля (до 10 км в поперечнике), крупнобитый лед (20-100 м) и мелкобитый лед (менее 20 м).

По происхождению, кроме морских льдов, в океанах и морях встречаются речные и материковые льды, переместившиеся с суши. Обломки материковых льдов образуют плавающие ледяные горы - айсберги. Особенно они распространены в Антарктике.

Таяние льда начинается с загрязненных участков (обыкновенно от берегов). На поверхности льда в результате таяния образуются озерки. В прибрежной полосе возникают сплошные полосы чистой воды - водяные забереги, постепенно превращающиеся в полыньи. Тающий лед под воздействием волн и течений распадается на отдельные льдины. Льдины ломаются, превращаются в ледяную кашу и, наконец, лед распадается на кристаллы.

Льды покрывают около 15% площади Мирового океана. Границы положения льдов испытывают значительные сезонные изменения. В Арктике к югу от области сплошных льдов Центрального бассейна Северного Ледовитого океана расположена область несплошных плавучих льдов. Плавучие льды встречаются также в Беринговом и Охотском морях, в Гудзоновом заливе, полосой вокруг Гренландии и у побережья полуострова Лабрадор. В Антарктике зимой льды плотным широким кольцом окружают материк. Летом береговой припай взламывается, и лед уносится к северу. Граница плавучих льдов в южном полушарии доходит до 50-60° ю. ш. Далеко за пределы распространения плавучих льдов заходят айсберги. Они образуются главным образом около Антарктиды, Гренландии и островов Канадского Арктического архипелага. Большая масса и глубокая осадка в воде позволяет айсбергам достигать в северном полушарии 40-50° с. ш., а в южном, где айсберги крупнее,- 30- 40° ю. ш. Наблюдались айсберги высотой до 157 м и поперечником до 170 км.

Льды оказывают влияние на климат. Вода подо льдом защищена зимой от глубокого охлаждения, а летом - от прогревания. Тепло, выделяемое при льдообразовании, смягчает зимние температуры воздуха. Тепло, поглощаемое при таянии льда, понижает летние температуры.

— Источник—

Богомолов, Л.А. Общее землеведение/ Л.А. Богомолов [и д.р.]. – М.: Недра, 1971.- 232 с.

Post Views: 322

Известно, что вода - идеальный растворитель. Морская вода представляет собой газово-солевой раствор, богатый по качественному составу. В воде океанов обнаружено 44 химических элемента. Больше всего растворено хлоридов, на которые приходится 88,7%, сульфатов-10,7%, карбонатов и других элементов - 0,8%. От этого океанская вода и горько-соленый вкус. Соленый вкус вызван раствором а горький - солями сульфатов (MgS0 4 , СаБОл и др.). Соленость Мирового океана измеряют в %о (промилле). Средняя соленость Мирового океана составляет 35%о, т. е. в 1 л воды растворено 35 г соли. Наибольшая соленость отмечается в тропических широтах, где велико испарение, а приток пресной воды небольшой. В экваториальной полосе соленость несколько уменьшается из-за выпадения большого количества осадков. В умеренных широтах по сравнению с тропическими соленость вновь уменьшается. Колебания солености невелики от 32 до 41 % 0 . В прибрежных морях Северного Ледовитого океана соленость уменьшается до 32%о, а в Красном море достигает 41 %о. Соотношение растворенных веществ в Мировом океане не меняется.

Моря России, за исключением морей Тихого океана, имеют небольшую соленость: Балтийское море - 8%о. Черное море 14-19 % о.

Соленость зависит от климата (в сухом климате она увеличивается). На распределение солености оказывают влияние и морские течения: теплые - увеличивают ее, холодные - уменьшают. Соленость уменьшается там, где в море впадают крупные реки.

В океанской воде растворены многочисленные газы. Особое значение имеет кислород. В холодных водах его растворено больше, чем в теплых.

Углекислый газ, в отличие от кислорода и азота, находится связанном состоянии - в виде углекислых соединений. Углекислый газ используется животными для построения раковин и костных частей тела.

Цвет океанской воды в толще приобретает голубоватый оттенок. Прозрачность воды зависит от примесей и определяется при помощи диска Сакки. Его изготовляют из цинка диаметром 30см, окрашивают в белый цвет. При погружении диска в воду следят, на какой глубине он перестает быть видимым. Эта глубина определяет степень прозрачности воды.

Температура океанской воды. В верхних слоях океана тепло распределено зонально. В экваториальной зоне температура повышается в пределах +27-28°С, колебания по сезонам незначительны: 1-3°С. В тропических широтах температура воды +20-25°С, в умеренных - от 0 до +20°С, в полярных - от 0С до -2°С.

Региональность распределения температур обусловлена морскими течениями. В тропических широтах западные части океана теплее, чем восточные, разница температур достигает 10°. В северных широтах восточные части океанов теплее, чем западные, а разница температур также составляет 10°.

Средняя температура, поверхностных вод Мирового океану + 17,4°С, т. е. на 3° выше, чем температура суши. Самая высокая зарегистрированная температура +36° С, самая низкая 2°С. Амплитуда колебания температур воды составляет 38°, тогда как для воздуха она равна 145° (-87, +58°).

В полярных широтах происходит замерзание океанской воды. Температура ее замерзания зависит прежде всего от солености. Так, при солености 20% 0 вода замерзает при t-1,1°C.

Пресная вода имеет наибольшую плотность при t +4° С, океанская -при более низких температурах. При солености 35%о наибольшая плотность воды наблюдается при t - 3,5°.

При охлаждении пресной воды более тяжелые слои ее но погружаются вниз, а более теплые и легкие поднимаются вверх Перемешивание воды происходит до тех пор, пока вся масса не охладится до + 4° С. Дальнейшее охлаждение приводит к скоплению на поверхности более легкой воды, а затем к замерзанию. В океане перемешивание воды не прекращается потому что плотность воды с понижением температуры все время нарастает. Кроме этого, при замерзании океанской воды кристаллики льда образуются из пресной воды, следовательно, общая соленость вод увеличивается. Поэтому воды океана замерзаю и при более низких температурах, а волнение замедляет этот процесс.

Рельеф дна Мирового океана

Для правильного, представления о рельефе дна Мирового океана нужно измерить его глубины. Измерение глубин производят различными способами. Мелководные бассейны измеряют при помощи простого лота, состоящего из длинного шнура с грузом на конце. Но большие глубины измерить таким лотом нельзя.

В настоящее время пользуются ультразвуковыми волнами, они посылаются и улавливаются особыми приборами, которые позволяют записывать глубины по пути следования судна. Результаты промеров наносят на карту. Места с одинаковыми глубинами соединяют линиями, которые называют изобатами.

На школьных картах глубины наносят способом раскраски, по шкале глубин можно определить глубины той или иной части океана.

Рельеф дна Мирового океана разнообразен. Это и горные системы, тянущиеся на тысячи километров, равнины с более плоскими возвышенностями, склоны материков и глубоководные желоба (с глубинами от 6000 до 11 000 м). Как и суша, кора дна океанов подразделяется на устойчивые области - платформы, покрытые мощными слоями осадочных пород, и геосинклинали - подвижные участки. Геосинклинальные области тянутся вдоль восточных берегов Азии и Центральной Америки, а также вдоль западных берегов Северной и Южной Америки. Они представляют огромные прогибы, которые заполняются осадочными породами.

Величайшие горные системы образуют срединные океанические хребты, имеющие общую протяженность до 80 тыс. км. В осевой части их расположены многочисленные рифтовые гряды и долины. С рифтовыми долинами связана интенсивная сейсмическая и вулканическая деятельность. Это наиболее активные участки земной коры. Ширина и высота срединных океанических хребтов различна. Так, в Атлантическом океане эта система суживается до 370 км, а в других расширяется до 2300 км имея высоту от 1-2 до 9 км. Это поистине крупнейшие горные сооружения на Земле.

Движение воды в Мировом океане

Вода в Мировом океане находится в постоянном движении. Различают три вида движения воды: колебательные, поступательные и смешанные.

Колебательные движения наблюдаются у волн, поступательные - у океанских течений и смешанные - у приливов и отливов.

Волны. Главная причина образования волн на поверхности Мирового океана - ветер. В некоторых случаях они возникают от землетрясений, изменения атмосферного давления и др.причин. Отдельные частицы воды при волновом движении перемещаются по круговым орбитам. В верхней части орбиты частицы перемещаются в направлении движения волны, а нижней - в обратном. Вот почему брошенный предмет колеблется на волне, но не передвигается.

Приливы и отливы. Люди, жившие по берегам морей, заметили что два раза в сутки уровень моря поднимается, затопляя плоские побережья, и два раза опускается, обнажая дно моря.

Схема образования приливов и отливов осложняется следующими причинами.

1. Приливы образуются под влиянием притяжения не только Луны, но и Солнца. В полнолуние и новолуние лунное и солнечное затмение совпадают, поэтому приливы достигают наибольшей величины.

2. В зависимости от береговой линии материков высота приливов и отливов может увеличиваться или уменьшаться.

Океанские течения. Поступательные движения огромных масс океанской воды называются течениями. В результате их происходит круговорот океанской воды. Перемещаются не только поверхностные слои воды, но и и глубинные.

Главной причиной возникновения поверхностных течений является ветер. Постоянные по направлению ветры сдувают поверхностные слои воды и заставляют их перемещаться.

Реки

В России насчитывается более 200 000 рек. Река - это естественный постоянный водоток, текущий по уклону и заключенный в берега. Начало рекам дают источники, выходящие на земную поверхность. Многие реки берут начало в озерах и болотах, на склонах гор из-под ледников. Временные водотоки, ручьи и реки образуют текучие воды. Они выравнивают поверхность Земли: разрушают возвышенности, горы и уносят продукты разрушения в более низкие ме­ста. Значение текучих вод очень велико и в хозяйственной дея­тельности человека. Родники, реки и ручьи - основные источ­ники водоснабжения. Вдоль ручьев и рек расположены насе­ленные пункты, реки используются как пути сообщения, а так­же для строительства гидроэлектростанций и лова рыбы. В за­сушливых областях вода рек идет на орошение (Мургаб, Тед-жен, Амударья, Сырдарья и др.).

Каждая река имеет исток, верхнее, среднее и нижнее тече­ние, притоки, устье. Исток - место, откуда река берет начало. Устье - место впадения в другую реку, озеро, море. В пустынях реки иногда теряются в песках, их вода расходуется на испаре­ние и фильтрацию.

Реки, протекающие по какой-либо территории, образуют речную сеть, которая состоит из отдельных систем, включаю щих главную реку и ее притоки. Обычно главная река длиннее, полноводнее и занимает осевое положение в речной системе. Как правило, у нее более древний геологический возраст, чем у притоков. Иногда бывает и наоборот. Например, Волга несет воды меньше, чем Кама, но считается главной рекой, так как ее бассейн исторически был заселен раньше, чем Кама. Неко торые притоки бывают длиннее главной реки (Миссури длин нее Миссисипи, Иртыш - Оби).

Притоки главной реки подразделяются на притоки первого, второго и последующих порядков.

Речная сеть состоит из речных систем. В речную систему входят главная река и ее притоки. Речная система характерп зуется степенью протяженности всех своих рек, площадью бас сейна, извилистостью и густотой речной сети. Протяженноеп. рек можно измерить по крупномасштабной карте с помощью циркуля, курвиметра, менее точно- путем наложения мокрой нитки.

Под бассейном реки понимают площадь, с которой она по­лучает питание. Площадь бассейна можно определить по круп­номасштабным картам с помощью палетки. Бассейны различ­ных рек разделяются водоразделами. Они чаще проходят по возвышенностям, в отдельных случаях - по равнинным заболо­ченным местам.

Извилистость - это отношение длины реки к прямой, coi 1 » диняющей исток и устье или между двумя отдельными пупк тами.

Густота речной сети есть отношение суммарной протяжен ности всех рек данной главной реки к площади бассейн л (км/км 2). Она зависит от рельефа, климата, горных пород, ела гающих местность, где она протекает. В местах, где выпадай большее количество осадков и испарение незначительное, реч- пая сеть имеет большую густоту, например на северо-западе страны. В горах густота речной сети больше, чем на равнине. Гак, на северных склонах Кавказского хребта она составляет 0,49 км/км 2 , т. е. на 1 км 2 площади приходится 490 мм длины рек, а в Предкавказье - 0,05 км/км 2 , т. е. на 1 км 2 площади при­ходится 50 м длины рек.

Питание рек осуществляется подземными водами, которые ныходят на поверхность в виде родников (ключей), а также атмосферными осадками, выпадающими в виде дождей и сне­гов. Дождевая вода, выпавшая на поверхность, частично испа­ряется, часть ее просачивается в глубь земли, а также стекает м реки. Выпавший снег весной тает. Талые воды стекают по уклону в понижения и в конечном счете попадают в реки. Та­ким образом, постоянным источником питания рек являются подземные воды, дожди летом и талые воды снегов весной. IS горных районах реки питаются водами от таяния ледников.

От характера питания зависит уровень воды в реках. Наи-оольший подъем воды на территории нашей страны наблюдает­ся весной, во время таяния снегов. Реки выходят из берегов, за­ливая огромные пространства, нередко принося большой вред народному хозяйству. В период весенних разливов стекает бо­лее половины годового объема воды. В местах, где больше осад­ков выпадает летом, реки имеют летний разлив. Например, Амур имеет два разлива: менее мощный - весенний и более сильный - в конце лета, во время муссонных дождей. Реки < "редней Азии и Кавказа имеют тоже летний разлив, но при­чина его в том, что летом усиленно тают снега и ледники в го­рах. Летний разлив имеют также реки Крайнего Севера, так |.мк там тают снега летом.

Наблюдения за уровнем рек позволили выделить периоды ■ а мой высокой (и низкой воды. Они получили названия поло-подье, паводок и межень.

Половодье - ежегодно повторяющийся подъем воды в один м гот же сезон. Весной при таянии снега в течение 2-3 меся-пев в реках удерживается высокий уровень воды. В это время происходят разливы рек.

Паводки - кратковременные непериодические подъемы во-11.1 в реках. Например, при сильных продолжительных дождях некоторые реки Восточно-Европейской равнины выходят из бе­регов, затопляя обширные пространства. Паводки бывают на i ирных реках при жаркой погоде, когда снега и ледники интен­сивно тают.

Высота подъема воды во время половодья различна (в гор-| пых странах -выше, на равнинах - ниже) и зависит от иптсн-; (41 и ности таяния снега, выпадения дождей, лесистости террито-1; |1пи, ширины поймы и характера ледохода. Так, на больших си­бирских реках во время образования заторов льда подъем н<>-: ды достигает 20 м.

Межень - наиболее низкий уровень воды в реке. В это вре­мя река питается в основном грунтовыми водами. В средней полосе нашей страны межень наблюдается в конце лета, когда вода сильно испаряется и просачивается в грунт, а также в конце зимы, когда нет поверхностного питания.

Все реки земного шара по способам питания можно подраз­делить на следующие типы: реки дождевого питания (реки экваториального, тропического и субтропического поясов - Амазонка, Конго, Нил, Янцзы и др.); реки, получающие пита­ние от таяния снегов и ледников (реки горных областей и Край­него Севера - Амударья, Сырдарья, Кубань, Юкон); реки под­земного питания (реки склонов гор в засушливом поясе - небольшие реки северного склона Тянь-Шаня); реки смешан ного питания (реки умеренного пояса с ярко выражении устойчивым снежным покровом - Волга, Днепр, Обь, Ени сей и др.).

Работа реки. Река постоянно производит работу, котора проявляется в эрозии, переносе и аккумуляции материала.

Под эрозией понимают разрушение горных" пород. Разлц чают эрозию глубинную, направленную на углубление русла, боковую, направленную на разрушение берегов. На реках мож но видеть излучины, которые называют меандрами. Один бере реки подмывается, другой намывается. Этот процесс постояне Разрушенный материал река переносит и отлагает. Отложени начинается при замедлении течения. Сначала отлагается боле крупный материал (камни, галька, крупный песок), потом бо лее мелкий песок и ил.

В устьях рек происходит накопление принесенного матерка ла. Образуются острова и мели с протоками между ними. Та кие образования называют,дельтами.

На карте можно видеть большое количество рек, образу щих дельты. Но есть реки, у которых их нет. Они впадают море в виде расширяющегося клина. Такие устья называю эстуариями, например у Темзы, Рейна.

Почему же в одних случаях река образует дельту, а в др гих нет? Это зависит от устойчивости дна моря, в которое вп дает река. Там, где оно постоянно понижается в результате в ковых движений земной коры, дельта не образуется. В места где дно моря поднимается, происходит образование дельт. Рек могут не иметь дельт и в том случае, если в море в районе вп дения реки проходит сильное течение. Оно уносит речные нан сы далеко в море. По этой причине, например, река Конг (Заир) не имеет дельты.

В результате работы реки образуются речные долины. Он представляют собой вытянутые извилистые понижения с опр деленным наклоном, по дну которых протекает река.

У речных долин различаются следующие элементы: русл пойма, террасы, склоны. Под руслом понимают пониженну часть долины, по которой протекает река. Русло имеет два бе­рега: правый и левый. Один берег пологий, другой - крутой. Русло равнинной реки имеет извилистую форму. Поэтому, кро­ме силы тяжести и трения, на характер движения потока влия­ет центробежная сила, возникающая на поворотах реки, а так­же отклоняющая сила вращения Земли. Эти силы вызывают поперечно-круговое движение. Под действием центробежной силы на повороте поток прижимается к вогнутому берегу, а струи воды, ударяясь, разрушают его. Происходит изменение направления течения. По дну поток направлен к противополож­ному, пологому берегу. Отклоняющая сила вращения Земли заставляет поток прижиматься к правому берегу (в северном полушарии). Он разрушается, русло реки перемещается. Так, во времена правления Ивана Грозного казанский кремль нахо­дился на берегу Волги, а к настоящему времени река отошла от него на 7 км.

Процесс образования излучин (меандр) непрерывен. Однако на определенное время на данном участке он может приоста­новиться. Дело в том, что река, увеличивая извилистость, умень­шает уклон, а следовательно, и среднюю скорость. Наступает момент, когда скорость даже на закруглениях становится недо­статочной для дальнейшего размыва. Кроме того, меандры мо­гут приблизиться друг к другу на такое расстояние, что соеди­нятся. Тогда русло спрямится. Бывшие меандры становятся старицами, а затем и озерами.

У равнинных рек можно выделить в качестве общего приз­нака чередование плесов и перекатов. Плесы - наиболее глу­бокие участки реки с медленным течением. Они образуются на ее изгибах. Перекаты - мелкие части реки с быстрым тече­нием. Они образуются на спрямленных участках. Постепенно плесы и перекаты перемещаются по реке.

Река постоянно углубляет русло, однако глубинная эрозия не может идти ниже уровня воды в месте впадения реки в дру­гую реку, озеро, море. Этот уровень называют базисом эрозии. Конечным базисом эрозии для всех рек является уровень Миро­вого океана. Изменения уровня океана, моря, озера отражают­ся на работе рек. При понижении базиса эрозии река сильно эродирует, углубляет русло; при повышении этот процесс за­медляется, идет интенсивное отложение.

Пойма - часть долины, заливаемая вешними водами. По­верхность ее неровная: обширные вытянутые понижения чере­дуются с небольшими песчаными возвышениями. Наиболее вы­сокие участки располагаются вдоль берегов - береговые валы. Они обычно покрыты растительностью. По характеру рельефа поймы делятся на три части: прирусловую - наиболее высокую; центральную - равнинную с плодородными наносными поч-иами, занятую лугами и огородами; притеррасную понижен­ную, нередко заболоченную. Террасы представляют собой ны-ровненные площадки, тянущиеся вдоль склонов в виде ступе­нек. На крупных реках наблюдают по нескольку террас, счет их ведется от поймы (первая, вторая и т. д.). У Волги прослежи­вается четыре террасы, а на реках Восточной Сибири - до 20. Склоны ограничивают долину с боков. В одних случаях они крутые, в других - пологие. Чаще один склон крутой, другой - пологий. Например, у Волги правый склон крутой, левый - по­логий.

Речная долина создана рекой. Однако на формирование до­лин оказывают влияние и другие факторы. К ним относятся тектонические процессы, определяющие направление, а иногда и форму долины, горные породы,"их состав, расположение пла­стов, выветривание, смыв атмосферными водами рыхлых пород, сползание грунтов и др.

У молодых рек в продольном профиле имеются участки, на которых наблюдаются пороги (места с быстрым течением и вы­ходом камней на поверхность воды), водопады (участки, где вода падает с отвесных уступов). Водопады встречаются на многих горных реках и равнинных, где твердые породы выхо­дят на поверхность.

Крупнейший водопад мира - Виктория на реке Замбези. Вода падает с высоты 120 м при ширине 1800 м. Шум падаю­щей воды слышен за десятки километров, а водопад всегда оку­тан облаком брызг.

Воды Ниагарского водопада (Северная Америка) падают с высоты 51 м, ширина потока 1237 м.

Многие горные водопады еще выше. Самый высокий из них - Анхель на реке Ориноко. Его вода падает с высоты 1054 м.

Расход и сток воды в реках. При строительстве населенных пунктов очень важно знать, какое количество воды протекает в реке, может ли она обеспечить население и предприятия во­дой. С этой целью определяют расход воды в реке. Под рас­ходом воды в реке понимают количество воды (м 3), проходящее через живое сечение реки за 1 с: P^=S-V, где 5 - площадь жп вого сечения, м, У -средняя скорость, м/с.

Для определения расхода воды в небольшой реке на спрям ленном участке ее строится временный гидрометрический nor i, состоящий из четырех створов: пускового, верхнего, главного и нижнего (рис. 30).

Из приведенной выше формулы видно, что для определения расхода воды в реке нужно измерить скорость и вычислить пли щадь живого сечения реки.

Скорость течения определяется приборами, которые назы ваются гидрометрическими вертушками. Скорость течения не большой реки можно определить с помощью поплавков. Иг пользуют обычно деревянные поплавки диаметром 15-20 см и длиной 8-10 см. На поплавке ставят флажок с номером.

Поскольку в разных частях русла скорость различная, при­меняют 3-5 поплавков. Поплавок пускают на пусковом створе и засекают время его прохождения через верхний и нижний створы. Заранее измеряют расстояние между ними. А если из-иестно расстояние и время прохождения поплавка между верх­ним и нижним створами, можно вычислить скорость. Поплавки пускают на разных расстояниях от берега: у правого берега, посередине (2-3 поплавка), у левого берега. Установлено, что скорость течения реки составляет примерно 80% от средней скорости деревянных поплавков.

На главном створе определяют площадь живого сечения. Для этого измеряют глубину реки через определенное количе­ство метров. По данным строят чертеж сечения русла реки (жи­вое сечение), вычисляют площадь отдельных фигур, а затем се суммируют. Можно вычислить площадь живого сечения и другим способом. Сначала определить среднюю глубину русла по створу и полученную величину умножить на ширину русла.

Например, скорость течения реки 1 м/с, площадь живого се­чения 10 м 2 . Значит, расход воды в реке составляет 10 м 3 /с.

Расход воды в реке за продолжительный период называется речным стоком. Обычно он определяется по многолетним дан­ным и выражается в км 3 /год.

Сток показывает многоводность реки. Приводим некоторые показатели среднего стока для главнейших рек Земли.

Сток зависит от площади бассейна реки и климатических условий. Большое количество осадков при малом испарении спо­собствует увеличению стока. Кроме того, сток зависит от гор­ных пород, которыми сложена данная территория и рельеф местности.

Многоводность реки Амазонки (см. табл. 11) объясняется огромной площадью бассейна (около 7 млн. км 2). Это самый Сюльшой речной бассейн. На его площади выпадает более УООО мм осадков в год. У Амазонки 17 притоков первого поряд­ка, каждый из них дает воды почти столько же, сколько Волга. Самая многоводная река в Советском Союзе - Енисей, ее годовой сток составляет 548 км 3 /год.

В нашей стране проведены грандиозные работы по регули­рованию речного стока. Почти на всех крупных реках (Волге, Днепре, Ангаре) построены водохранилища, которые вмещают вешние и паводковые воды, что позволяет экономно расходовать ее в течение всего года. Вода этих рек приводит в движение турбины, вырабатывающие электрический ток, идет на нужды населения и орошение полей.

Озера и болота

Около 2% всей суши занято озерами. Озера - это значительные углубления суши, заполненные водой и не имеющие связи с морем. На территории нашей страны расположены самое большое озеро в мире - Каспийское и самое глубокое - Байкал. Много озер на северо-западе страны, особенно в Карелии.

Издавна человек использует озера для водоснабжения; они служат путями сообщения, местом лова рыбы. Многие озера содержат ценное сырье: соли, железные руды, сапропель. Они являются объектами для туризма.

По характеру стока озера подразделяются па проточные, сточные и бессточные. В проточные озера впадают многочисленные реки и вытекают из них. К этому типу относятся Ладожское, Онежское и озера Финляндии.

Сточные озера принимают большое количество рек, но из них вытекает одна река. К этому типу можно отнести озеро Севан в Армении.

В засушливых областях находятся бессточные озера, не имеющие стока,- Каспийское, Аральское, Балхаш. К этому же типу относят и многочисленные озера тундры.

В процессе развития бессточные озера могут перейти в сточные, если поступление воды, будет превышать испарение.

Озерные котловины по происхождению чрезвычайно разно­образны. Есть котловины, возникшие в результате проявления внутренних сил Земли (эндогенные). Таково большинство круп­ных озер мира. Мелкие озера порождены деятельностью внеш­них сил (экзогенные). К эндогенным котловинам относятся тек­тонические и вулканические. Тектонические котловины пред­ставляют собой опустившиеся участки земной коры. Опускание может произойти в результате прогиба слоев или сбросов вдоль трещин. Так образовались крупнейшие озера Каспийское, Аральское (прогиб земных слоев), Байкал, Танганьика, Ньяса, Верхнее, Гурон, Мичиган (сбросовые).

Котловины вулканического происхождения представляют гобой кратеры вулканов или долины, перекрытые лавовыми потоками. Подобные котловины имеются на Камчатке, напри­мер Кроноцкое озеро. Разнообразны озерные котловины экзогенного происхожде­ния. В долинах рек часто встречаются озера, имеющие продол­говатую форму. Они возникли на месте бывших р"усел рек.

Много озер образовалось в ледниковый период. Материко­вый лед при своем движении выпахивал огромные котловины. Они заполнялись водой. Такие озера встречаются в Финляндии, Канаде, на северо-западе нашей страны. Многие озера вытяну­ты по направлению движения ледников.

В областях, сложенных известняками, доломитами и гип­сом, имеются котловины провального происхождения, их назы­вают карстовыми. Многие из них очень глубоки.

Котловины могут возникнуть и в результате выдувания. Та­кие котловины очень мелки, и озера в них исчезающие. Они встречаются в прибрежных засушливых областях.

Особый тип имеют озерные котловины, возникшие в резуль­тате неравномерного протаивани"я многолетней мерзлоты. Это озера термокарстового происхождения (большинство озер тундры).

В горах в результате сильных землетрясений могут возник­нуть запрудные озера. Так, в 1911 г. на Памире буквально i глазах у людей возникло Сарезское озеро: часть горного хре та в результате землетрясения была сброшена в долину реки образовалась запруда высотой более 500 м.

Немало котловин создано человеком - это искусственн водоемы.

В нашей стране сток большинства крупных рек зарегулир ван (Волга, Днепр, Ангара, Енисей), на них построены плот ны, созда"ны большие водохранилища.

Многие озерные котловины имеют смешанное происхожд ние. Например, Ладожское, Онежское озера относятся к тект ническим, но их котловины изменили свой облик под действие работы ледников, рек, морей. Каспийское море-озеро - остато большого морского бассейна, который некогда соединялся чере Кумо-Манычскую впадину с Азовским и Черным морями.

Питание озер. Озера питаются за счет подземных вод, атмо сферпых осадков и впадающих в них рек. Часть воды из озер выносится в реки, испаряется с поверхности, уходит на подзем ный сток. В зависимости от соотношения приходной и расход ной части происходит колебание уровня воды, которое приводи к изменению площадей озер. Например, озеро Чад в сухое вре мя года имеет площадь 12 тыс. км 2 , а в дождливое увеличивает ся до 26 тыс. км 2 . За последние сто лет отмечено понижени уровня воды Каспийского озера. В результате площадь озер сократилась на 30 тыс. км 2 , исчезли многие заливы, а острова превратились в полуострова. Сейчас уровень Каспийского озе­ра на 28 м ниже уровня океана.

Изменение уровня воды в озерах связано с климатическими условиями: уменьшением количества выпавших осадков в бас-сейне озера, а также испарением его с поверхности. Уровень воды в озере может измениться также в результате тектониче­ских движений.

Колебания уровня воды в проточных озерах незначительны и не достигают одного метра (Байкал, Онежское, Ладожское). По количеству растворенного в воде вещества озера делятся па пресные, солоноватые и соленые. Пресные озера имеют ра­створенных солей менее 1%о. Солоноватыми озерами считаются такие, где соленость больше 1% 0 , а солеными - свыше 24,7 % 0 (при такой солености температура замерзания воды совпадает с температурой наибольшей плотности воды).

Проточные и сточные озера обычно пресные, так как при­ход пресной воды больше, чем расход. Бессточные озера - преимущественно солоноватые или соленые. В этих озерах при­ход воды меньше, чем расход, поэтому соленость увеличи­вается. Соленые озера находятся в степной и пустынной зонах (Эльтон, Баскунчак, Мертвое, Большое Соленое и многие дру­гие). Но некоторые отличаются большим содержанием соды (Na2S04) -это содовые озера (например, озеро Ван и некото­рые озера юга Западной Сибири); другие богаты наряду с хло­ридами и сульфидами бурой (Na2B 4 0 7 - ЮПцО) такие озера встречаются на Тибете, в Калифорнии.

Стадии развития озер. Озера - недолговременные обраюиа ния на поверхности Земли. Они разнимаются и записи мост oi окружающих условий. Реки, временные водные потоки несу со склонов в озера огромное количество неорганических и оргл нических веществ, которые отлагаются на дне. Появляется рас­тительность, остатки которой также скапливаются, заполняя озерные котловины. В результате этого озера мелеют, па месте их образуются болота.

Зарастание озер и превращение их в болота происходит по­степенно. Обмелевшее озеро начинает зарастать с берегов (рис. 31). До глубины 1 м растут осоки, стрелолист, водяная гречиха, водяные лютики и др. Глубже, до 2-3 м, поселяются камыши, тростники, хвощи; еще глубже - водяные лилии, рде­сты, у которых на поверхности плавают только листья и цветы, а все остальные органы растения целиком погружены в воду. Глубокая часть озера занята различного рода водорослями. Растения, отмирая, падают на дно, а там образуются мощные слои сапропеля ". Озеро продолжает мелеть, зарастать и пре­вращается в болото. На поверхности появляются мхи и лишай­ники. Под слоем мхов отмершие остатки растительности без до­ступа кислорода превращаются в торф. В лесной полосе очень часто озера зарастают с наветренных берегов.

В развитии озер можно выделить несколько стадий.

1. Стадия юности, когда первоначальный рельеф дна сохра­няется неизменным.

2. Стадия зрелости, когда вырабатывается береговая отмель хорошо выражены конусы выноса рек при их впадении, но не ровность дна еще сохраняется.

3. Стадия старости, когда отложения выровняли дно озера. В пресных озерах растительность полукольцом окружает бе­рега.

4. Стадия полного зарастания, когда озеро становится мел­ким, растительность покрывает большую часть зеркала воды, озеро превращается в болото.

Распространение озер подчинено законам зональности. В Со­ветском Союзе наиболее густая озерная сеть наблюдается и лесной полосе, в областях древнего оледенения: на Кольском полуострове, в Карелии. Здесь озера пресные, большей частью проточные и быстро зарастающие. К югу, в лесостепной и степ­ной зонах, количество озер резко уменьшается. В пустынной зоне преобладают бессточные соленые озера, они часто перс сыхают, превращаясь в солончаки. Тектонические озера ветре чаются во всех поясах. У них большие глубины, поэтому измс нение их идет медленно, малозаметно для человека.

Бблота - участки суши, избыточно увлажненные, покрытые влаголюбивой растительностью, имеющие слой торфа не мень­ше 30 см.

Болота, как указывалось, могут образоваться при зараста­нии озер, а также в условиях постоянного переувлажнения грун­тов из-за большого количества осадков, малого испарения и за­медленного стока. Переувлажнение приводит к ухудшению кислородного и минерального питания растений. Недостаток кислорода затрудняет процесс разложения растительных остат­ков, из них образуется торф. Почвы обедняются питательными веществами, лесная и травянистая растительность голодает, в-нижнем ярусе появляется мох, менее требовательный к усло­виям питания. Мхи впитывают атмосферную влагу и задержи­вают большое количество воды. Поэтому доступ воздуха в поч­ву затрудняется, начинает накапливаться торф. Из-за недостат­ка кислорода для корневых систем гибнут деревья. Гибель де­ревьев увеличивает переувлажнепность почв. Заболачивание в лесной полосе происходит при вырубке леса. Благоприятны условия для образования болот в полосе тундр, где многолет­няя мерзлота не пропускает грунтовых вод вглубь и они оста­ются на поверхности.

По условиям питания и местонахождению болота подразде­ляются на низинные и верховые. Низинные болота питаются мгмосферными осадками, поверхностными и подземными вода­ми. Подземные воды богаты минеральными веществами. Это обусловливает богатую растительность на низинных- болотах (ольха, ива, береза, осоки, хвощи, тростник, а из кустарни­ков- багульник). Низинные болота широко распространены ъ- .йеной-полосе на поймах больших рек.

При определенных условиях низинные болота могут пре­вратиться в верховые. По мере нарастания торфа количество минеральных веществ уменьшается, а растения, требователь­ные к минеральной пище, уступают место менее требователь­ным. Обычно эти растения появляются в центре болота (сфаг­новые мхи). Они выделяют органические кислоты, которые за­медляют распад растительной массы. Возникают повышения из н>|)фа. Стекающая в болото вода уже не может попадать в титр, где распространяются сфагновые мхи, питающиеся атмо-1 ферной влагой. Такие болота называют верховыми. Верховые Оолота возникают на малорасчлененных водоразделах.

Болота занимают огромные пространства. Примерно 1/10 Территории нашей страны покрыта болотами. Обширны про­странства болот в Полесье (Белоруссия), Псковской, Новго­родской областях, Мещере и Западной Сибири. Много болот i* тундре.

В болотах добывают торф, который идет на отопление и Производство электроэнергии, а также используется как ii.m-Тистое удобрение. В нашей стране производится плановое осу шение болот, которые в результате превращаются в плодород ные сельскохозяйственные угодья.

Подземные воды

Подземными водами называются воды, находящиеся под поверхностью Земли в жидком, твердом и газообразном состоя­нии. Они скапливаются в порах, трещинах, пустотах горных пород.

Подземные воды образовались в результате просачивания воды, выпавшей на поверхность Земли, конденсации водяных паров, поступивших по порам из атмосферы, а также в резуль­тате образования водяных паров при остывании магмы на глу­бине и конденсации их в верхних слоях земной коры. Решаю­щее значение в образовании подземных вод имеют процессы просачивания воды с поверхности Земли. В отдельных зонах, например в песчаных пустынях, основную роль играют воды, поступившие из атмосферы в виде водяных паров.

Вода, испытывающая влияние силы тяжести, называете)! гравитационной. Ее движение обусловлено наклоном водоупор ного слоя.

Вода, удерживаемая молекулярными силами, называется пленочной. Молекулы воды, которые непосредственно соприк.-i саются с зернами пород, образуют гигроскопическую воду. Пле ночную и гигроскопическую воду можно удалить из породи только при прокаливании. Поэтому растения эту воду не могу! использовать.

Корневые системы растений усваивают капиллярную во (находящуюся в капиллярах почвы) и гравитационную.

Скорость движения грунтовых вод незначительна и завис от структуры горных пород. Различаются мелкозернистые пор ды (глины, суглинки), зернистые (пески), трещиноватые (" вестняки). Через пески по трещинам гравитационная вода б препятственно стекает со скоростью 0,5-2 м в сутки, в сугли" ках и лессах - 0,1-0,3 мм в сутки.

Теоретически не растворимых в воде веществ не существует, поэтому в морской воде содержатся почти все элементы таблицы Менделеева. Правда, некоторые элементы находятся в столь малых количествах, что их присутствие обнаруживается только в морских организмах, собирающих эти элементы из окружающей их морской воды. Таковы, например, кобальт, никель и олово, найденные в крови голотурий, омаров, устриц и других животных. Присутствие некоторых других элементов доказывается лишь их наличием в морских отложениях.

Среднее количество растворенных в водах Мирового океана твердых веществ составляет около 3, 5% по весу. Больше всего в морской воде содержится хлора -- 1, 9%. натрия -- 1, 06%. магния -- 0, 13%, серы --0, 088%, кальция -- 0, 040%, калия -- 0, 038%, брома - 0, 0065%, углерода -- 0, 003%. Содержание остальных элементов, в том числе биогенных и микроэлементов, ничтожно мало, менее 0, 3%. В водах океана обнаружены драгоценные металлы, но концентрация их незначительна, и при общем большом количестве в океане (золота -- 55 * 105 т, серебра -- 137 * 106 т) добыча их нерентабельна. Главным признаком, отличающим воды Мирового океана от вод суши, является их высокая соленость. Количество граммов веществ, растворенных в 1 литре воды, называют соленостью. Морская вода -- это раствор 44 химических элементов, но первостепенную роль в ней играют соли. Поваренная соль придает воде соленый вкус, а магниевая -- горький. Соленость выражается в промилле (%о). Это тысячная доля числа. В литре океанической воды растворено в среднем 35 граммов различных веществ, значит, соленость будет 35%о.

Соленость воды в Мировом океане не везде одинакова. В открытой части она изменяется в пределах 33--37°/оо и зависит от климатических условий (разности испарения и количества выпадающих осадков). Поэтому в ее распределении четко проявляются черты широтной зональности, что позволяет картировать эту характеристику (карты изогалин). В отдельных районах широтная зональность нарушается влиянием переноса солей течениям. Средняя соленость на поверхности океанов различна. Наибольшую среднюю соленость имеет Атлантический океан -- 35, 3°/0о, наименьшую -- Северный Ледовитый -- 32%о (в приустьевых районах до 20°/оо).

Газы в воде океана. Вода поглощает (растворяет) газы, с которыми она соприкасается. Поэтому в океанической воде содержатся все атмосферные газы, а также газы, приносимые водами рек, выделяющиеся при химических и биологических процессах, при подводных извержениях. Общее количество растворенных в воде газов невелико, но они играют решающую роль в развитии всей органической жизни морей и океанов.

Углекислый газ, в отличие от кислорода и азота, находится в воде океана в основном в связанном виде, в виде углекислых соединений -- карбонатов и бикарбонатов. Запасы углекислоты в океане поддерживаются дыханием организмов и растворением известковых пород дна и берегов, а также современных органогенных отложений (скелетов, раковин и т. д.). Значительные количества углекислого газа поступают в океан при подводных вулканических извержениях. Как и кислород, углекислый газ растворяется быстрее в холодной воде. При повышении температуры вода отдает углекислый газ атмосфере, при понижении -- поглощает его, поэтому в тропиках вода выделяет углекислый газ в атмосферу, в полярных широтах, наоборот, углекислый газ из атмосферы поступает в воду.