Меню

Геологическая деятельность в озерах водохранилищах болотах

Общая геология

Глава 10. Геологическая деятельность озер и болот

10.1. Геологическая деятельность озер

Озеро — это углубление на поверхности суши — котловина, частично заполненная водой. Озера не обладают непосредственной связью с океанами или морями и наиболее широко развиты в областях гумидного климата, занимая чуть больше 2 % поверхности континентов. Некоторые озера ввиду своих больших размеров называются внутренними морями. Например, Каспийское озеро — это море, имеющее площадь около
37 600 км 2 , максимальную глубину почти в 1000 м и лежащее на 28 м ниже уровня океана. Аральское — бессточное, соленое озеро-море, сейчас почти пересохшее. Имеется ряд других. Озера располагаются как в низменностях, так и в горных районах. Озеро Титикака в Андах находится на высоте почти 4 км. В горной местности располагается самое крупное в мире пресноводное озеро Байкал, содержащее 23 тыс. км 3 прекрасной пресной воды, обладающее площадью 66 тыс. км 2 , максимальной глубиной 1741 м и находящееся над уровнем моря на высоте 455 м.

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

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

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

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

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

В последней половине ХХ в. возникло много больших озер-водохранилищ на крупных реках как в России, так и в зарубежных странах, которые существенно влияют на окружающую, в том числе геологическую, среду, изменяют климат целых регионов. Достаточно привести в пример зарегулированную Волгу, Днепр, Енисей, Нил и многие другие реки. В России сейчас 2220 больших, средних и малых водохранилищ с суммарным объемом 793 км 3 , что составляет 18,6 % от стока всех рек России, их общая площадь — 65 тыс. км 2 , а это 0,4 % площади всей России.

Состав озерной воды.

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

В озерной воде в зависимости от климатической зоны существенно меняются содержание биогенных веществ, щелочности, кислорода, температура поверхностных и глубинных вод, их циркуляция и другие параметры. Характер минерализации в озерах различный. Есть озера хлоридные, сульфатные, карбонатные. В связи в тем что в озера впадают реки, последние приносят в воды озер как механические, так и различные органические взвеси. В пресных мелководных озерах много гуминовых веществ, обусловленных широким развитием растительности. В зависимости от сезонов в озерах преобладают либо механические взвеси, обычно весной и осенью, либо органические летом. В Байкале вода исключительно чистая и прозрачная. Это самое крупное хранилище пресной воды на планете, превышающее по своему объему (23 тыс. км 3 ) объем вод всех Великих озер Северной Америки и содержащее 20 % мировых запасов пресных вод. Надо отметить, что и возраст Байкала один из древнейших на планете, т. к. озеро образовалось 25–30 млн лет назад, но в нем не наблюдается признаков старения. Огромная масса рачков — эпишура — способна за один год три раза профильтровать
50-метровый слой байкальской воды, в которой и так очень мало взвешенных и растворенных примесей, но много кислорода, т. к. вода холодная. Минерализация байкальской воды составляет 94,4 мг/л, тогда как в других озерах она превышает 200–300 мг/л.

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

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

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

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

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

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

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

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

Хемогенные отложения особенно характерны для озер аридных зон, где вода интенсивно испаряется и поэтому происходит выпадение в осадок поваренной и калийной солей (NaCl), (KCl, MgCl2), мирабилита (Na2SO4 · 10H2O), соды (Na2CO3 · 10H2O), соединений бора, серы и др. В зависимости от наиболее характерных хемогенных осадков озера подразделяются на сульфатные, хлоридные, боратные. Последние характерны для Прикаспийской низменности (Баскунчак, Эльтон, Индер). Сезонные климатические изменения выражаются в чередовании тонких слоев, т. к. выпадение солей интенсивнее происходит летом, чем зимой. Нередко в озерах накапливаются железистые и марганцевые конкреции размером до нескольких сантиметров, которые иногда образуют сплошной слой мощностью в несколько метров. Такие железные руды в древности шли в разработку.

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

10.2. Геологическая деятельность болот

Читайте также:  Карта россии с озерами для отдыха

Болото представляет собой аккумулятивное образование, характеризующееся временным или постоянным избыточным увлажнением, наличием влаголюбивой растительности и присутствием торфяных залежей. Влажные зоны теплого и умеренного климата — основные участки суши, где болотный процесс является ведущим, а общая площадь современных болот на земном шаре превышает 2 млн км 2 , и торфяные залежи распространены на площади в 113 тыс. га. В России болота Западной Сибири содержат 39 % мировых запасов торфа и занимают три физико-географические зоны: лесостепь, тайгу и тундру. Такие болота, как Васюганское (53 тыс. км 2 ), Салымо-Юганское (732 км 2 ), Лайменское (502 км 2 ), являются крупнейшими в мире.

Для существования болота необходимы высокий уровень стояния грунтовых вод, наличие впадин в рельефе поверхности Земли, достаточное количество осадков и отсутствие контраста их распределения по временам года, а также значительная биомасса влаголюбивой растительности.

Типы болот определяются условиями их формирования и положением в рельефе местности.

Низинные болота характерны для понижений в рельефе и приурочены к плоским, иногда обширным низинам, окаймленным возвышенностями. В таких низинах водный сток обычно замедленный, питаются они за счет либо поверхностных текучих вод, либо подземного стока при наличии неглубоко залегающего водоупора. В низинных болотах влаголюбивая растительность обладает большой массой и представлена осокой, тростником, различными мхами, кустарниками. Нередко озера, постепенно зарастающие, превращаются в болота низинного типа.

Верховые болота имеют меньшие размеры, чем низинные, и располагаются во впадинах на возвышенных участках рельефа. Питаются верховые болота за счет атмосферных осадков, т. к. на водоразделах уровень грунтовых вод залегает глубоко и необходим близповерхностный слой водоупорных пород, чтобы задерживать влагу. В верховых болотах, бедных минеральными солями, распространен белый сфагновый мох, а также различные кустарники и древесная растительность,
т. к. верховые болота быстро зарастают.

Переходный тип болот характеризуется питанием за счет как подземных вод, так и атмосферных осадков, и в таких болотах развита растительность, не требующая большого количества минеральных веществ.

Болота приморских низин занимают обширные пространства побережий во влажных субтропиках и тропиках, где развиваются особые типы древесной растительности, корни которой расходятся от ствола еще над водой и погружены ниже уровня болота в виде растопыренных «пальцев». Особенно характерны тропические болота с мангровыми деревьями, имеющими ходульные и дыхательные корни (пневматофоры). Такие мангровые заросли на илистых приморских низинах периодически затопляются водами океанов во время приливов. Мангровые болота распространены в Южной Азии, Восточной Африке,
в Австралии и на островах Тихого океана.

Происхождение болот и отложения. Крупные болотные районы с интенсивным накоплением торфа приурочены к обширным пространствам в Западно-Сибирской низменности, на севере Восточно-Европейской равнины, в Прибалтике. Горизонтальная климатическая зональность, радиационный баланс, количество атмосферных осадков обеспечивают высокую степень увлажненности и замедленный, почти до полного его прекращения, сток в условиях очень слабо расчлененного рельефа. Возникают торфяно-болотные ассоциации, как, например, в Мещере, Припятском Полесье, на Обь-Иртышском междуречье в Западной Сибири.

Существование болот зависит от ежегодного прироста биомассы и, одновременно, от процесса опада — отмирания растений. Когда прирост биомассы и величина опада сравняются, за этим наступает период де­градации биомассы и болота в целом.

В речных долинах, где развиты многочисленные меандры и старицы, скорость стока вод замедляется настолько, что в илистом грунте начинают укореняться ростки водных растений, которые, в свою очередь, еще более замедляют и так невысокую скорость течения, и начинается зарастание дна. Река уже не дренирует пойму, в ней возникают избыточное увлажнение и рост специфической болотной растительности. Образуется пойменное болото , обычно развивающееся там, где преобладает аккумулятивная деятельность поверхностных вод.

Нередко болота образуются при зарастании озер, которое происходит от берегов к середине. Осенью водные растения отмирают, падают на дно и формируют слой растительного ила, который постепенно превращается в торф. Наконец озеро полностью зарастает и превращается в озерное болото. Иногда на сравнительно глубоких озерах водная поверхность покрывается, как одеялом, слоем растений и мхов, называемым зыбуном , или сплавиной , ниже которого находится чистая вода, а на дне скапливается торф. Такой слоистый «пирог» постепенно лишается чистой воды в середине, и сплавина смыкается с донной торфяной залежью.

Болота служат консервантом воды, особенно в торфяных отложениях. Так, в Западной Сибири при заболачивании 1 млн км 2 и запасах торфа 120 млрд т при влажности 40 % воды в торфе содержится примерно 1000 км 3 , что значительно больше годового стока рек во всем этом регионе.

Болота обогащают атмосферный воздух кислородом и поглощают углекислый газ, тем самым консервируя углерод. В то же время болота выделяют большое количество метана (СН4) за счет разложения растительных остатков в анаэробных условиях. Болота дают до 50 % метана, поступающего с территории России.

Среди болотных отложений наибольшее значение имеет торф , образующийся в результате накопления отмершей болотной растительности — различных трав, мхов, кустарников и деревьев. Погрузившаяся в воду растительность постепенно образует слой в несколько метров, в котором при недостатке кислорода происходят неполное разложение остатков растительности с помощью микроорганизмов, формирование гумуса — темного аморфного органического вещества — и увеличение содержания углерода до 55–60 %. Следовательно, торф — это полуразложившиеся растительные остатки бурого цвета. Различные виды торфа связаны с преобладающим типом болотной растительности — осоковой, тростниковой, древесной, сфагновой (моховой) и др. Для образования торфа необходимы избыточная увлажненность, замедленный водообмен, низкая степень аэрации, формирование особой геохимической среды. В торфе содержится не более 50 % минеральных компонентов в пересчете на сухое вещество.

Районы с интенсивным торфонакоплением приурочены к зоне умеренного климата в Северном полушарии и в бассейне Конго в Центральной Африке. Торф используется как топливо, хотя и невысокого качества из-за большой зольности. Под Москвой уже почти 100 лет работает Шатурская ТЭС, потребляющая торф из обширных болот, где мощность торфа превышает 10 м, а всего в Московской области торфом покрыто 260 тыс. га и находится 1668 торфяных месторождений, из которых 562 уже выработаны. Второе по важности применение торфа — удобрение в сельском хозяйстве. Из торфа получают также теплоизоляционный материал, деготь, парафин, воск, красители для дерева, различные фильтры и др. Мировые запасы торфа превышают 500 млрд т, из них на Россию приходится около 190 млрд т, а по некоторым данным — 250 млрд т,
т. е. половина мировых запасов.

Говоря о болотных отложениях, нельзя не упомянуть углеобразования . Пласты торфа, погружаясь при отрицательных движениях земной коры, подвергаются давлению вышележащей толщи пород и воздействию повышающейся с глубиной температуры, в связи с чем торф претерпевает изменения, проходя несколько стадий.

Буроугольная стадия изменения торфа заключается в обогащении его углеродом и в сильном превращении остатков растительности. Так образуется бурый уголь, сравнительно рыхлое вещество, в котором появляются более сложные гумусовые кислоты, отсутствующие в торфе.

В дальнейшем под влиянием более высоких температур и давлений количество углерода возрастает, и на новой стадии бурые угли переходят в каменные , которые сильно отличаются от бурых. Это твердая, плотная порода.

При дальнейшем изменении каменные угли на антрацитовой стадии переходят в наиболее углефицированные породы, состоящие почти из чистого углерода. Антрацит — порода черного цвета, иногда с золотистым оттенком, однородная, подвергнутая сильному метаморфизму. От неизмененной древесины к антрациту закономерно возрастает содержание углерода и уменьшается — водорода, кислорода и азота (табл. 10).

Таблица 10. Состав углей (по Л. Б. Рухину)

К довольно типичным болотным отложениям относятся дерновые железные руды , формирование которых связано с привносом железистых соединений грунтовыми водами. Источником железа являются моренные отложения четвертичных оледенений. Болотные руды связаны в основном с низинными болотами, куда поступает железо с водосборов, где оно входит в состав кор выветривания, или ледниковых морен. Железистый сток в гумидной зоне, где образуются болота, связан с уменьшением поступления в воду силикатных компонентов, а перестройка всей геохимической системы ведет к увеличению подвижности железа и его концентрации до сотни миллиграммов на литр, что отвечает уже уровню настоящих рудоносных растворов. Для того чтобы начали формироваться железные руды, необходимы особые условия рельефа в виде заливов, затонов и других ловушек с ослабленной динамической деятельностью водных масс. Болотные железные руды состоят чаще всего из сидерита — FeCO3, обладающего гороховой структурой.

Источник



Лекция №9. Геологическая деятельность озер и болот

Озераминазываются заполненные во­дой углубления поверхности суши, не имеющие непосредственного со­общения с морем. Образование озер, физико-химические условия в них и населяющие их организмы изучаются специальной отраслью науки гидрологии — лимно­логией.

Озера занимают площадь около 2,7 млн. км 2 или около 1,8% зем­ной поверхности. По своей величине они весьма разнообразны: от не­больших, размеры зеркала которых меньше 1 км 2 , до огромных водое­мов, измеряемых тысячами и десятками тысяч квадратных километров. Так же различна и глубина их — от десятков сантиметров (0,8 м — Эльтон) до 1620 м (Байкал). Наиболее крупные из них — Каспийское и Аральское, которые называются морями и по своей деятельности при­ближаются к таковым.

Происхождение озерных котловин. Происхождение озерных котло­вин весьма разнообразно. Выделяют:

Тектонические. Они возникают в результате тектонических движений земной коры, вызывающих складчатые и разрывные наруше­ния, и по-видимому, в большинстве случаев представляют собой опу­щенные по разломам участки земной коры, называемые грабенами, или же крупные прогибы. К озерам такого тина относятся Байкал, Женевское, Танганьика и др.

Ледниковые. К этой группе относятся озера, котловины которых созданы как выпахивающей, так и аккумулятивной деятельностью лед­ников. Особенно широко они развиты в областях прежних материковых оледенений антропогенового времени. В Скандинавии, на Кольском полуострове, в Карелии наблюдается большое количество озер, котло­вины которых в значительной части выпаханы ледниками. Южнее Бал­тийского щита (до южной границы последнего оледенения) много озер­ных котловин образовалось в результате неравномерного накопления морен и в ряде случаев подпружнвания конечноморенными грядами водных потоков. Озера ледникового происхождения (каровые н др.) раз­виты и в горных районах.

Читайте также:  Грязь озеро лечебное астраханской область

Вулканические. Озерные котловины этого типа представляют кратеры потухших вулканов и трубки взрыва (некоторые озера Курильских островов, Камчатки, Исландии, , маары Баварии и другие), или подпруженные лавовым потоком долины (некоторые озера Армянского нагорья).

Пойменные и дельтовые. Озерные котловины представляют собой отшнурованные от основного русла старицы на пойме реки или отдельные рукава (протоки) реки в дельтовых равнинах, потерявшие связь с морем.

Карстовые. Эти озер­ные котловины образовались различным способом. Карстовые озерные ванны представляют собой или крупные карстовые воронки, или котловины на поверхности растворимых пород—известняков, доломитов, гип­сов, солей, или же котловины, возникшие в результате провала над под­земными карстовыми каналами и пещерами. Такие озера встречаются на Онежско-Белозсрском водоразделе, в Ьоровнчском районе Ленинград­ской области. Марийской ЛССР и др. Термокарстовые озерные котлови­ны развиты в пределах распространения многолетнемерзлых пород. Их происхождение связано с вытаиванием льда, заключенного в верхней части многолетнемерзлой зоны, в результате чего образуются проваль­ные и просадочные понижения, заполняющиеся водой.

Озера, возникшие в результате обвалов. Как хорошо известно, в горных районах происходят крупные обвалы, приводящие местами к полному перегораживанию (запруде) речных долин. В ре­зультате за такими естественными плотинами в долинах рек создаются озера. Примером тому является громадное Сарезское озеро на р. Мургаб (Памир), образованное при землетрясении Усонскнм обвалом, перегороднвшнм долину.

Озера, возникшие путем запруживания долин обвальными образо­ваниями, лавовыми потоками, конечноморениыми грядами, называют плотинными озерами. К ним относятся и водохранилища, соз­данные искусственными плотинами.

Гидрологический режим озер (прибыль и убыль воды) различен и в большинстве случаев тесным образом связан с климати­ческими особенностями района их расположения. Озера по гидрологи­ческому режиму подразделяются:

Бессточные озера, распространенные в области аридного (сухого) и семиаридного (засушливого) климата. Они питаются река­ми, временными потоками или атмосферными осадками и не имеют стока, а расходуют воду только на испарение (Каспийское, Аральское, Балхаш, Иссык-Куль и др.).

Проточные озера, распространенные преимущественно в областях гумидного (влажного) климата. Они питаются реками, атмос­ферными осадками и, помимо испарения, отдают воду через вытекаю­щие из них реки и ручьи, или подземным стоком.

Озера с перемежающимся стоком (периодически про­точные), в которых сток наблюдается лишь в период высоких вод.

У некоторых озер имеет место только подземный сток.

Разрушительная деятельность озер. Геологическая работа озер, так же как и морских водоемов, сводится к разрушению береговых ус­тупов и прибрежных частей дна водоема (абразии), разносу и сорти­ровке обломочного и растворенного материала внутри водоема и накоп­лению (аккумуляции) осадков. Движение водных масс в озерах прояв­ляется в виде волн, течений, турбулентного перемешивания воды и сгонно-нагонных явлений, вызываемых деятельностью ветра. Кроме того может происходить конвективное перемешивание вод, связанное с разли­чиями в плотности их.

Наибольшее значение имеют движения, связанные с ветром. При значительной силе ветра в крупных озерных водоемах возникают высо­кие волны, которые действуют разрушительным образом на берега, взму­чивают осадки мелководной прибрежной зоны озера, разносят по озеру обломочный материал и т. п. В разносе материала участвуют сгонно-нагонные движения, при которых колебания уровня могут достигать значительных величин, особенно у отмелых берегов. По данным Ь. Б. Бо­гословского, у южных отмелых берегов Ладожского озера они превы­шают 2 м, у приглубых северных берегов значительно меньше. Анало­гичные сгонно-нагонные колебания уровня воды отмечаются в мелко­водных заливах Аральского моря.

Волновая абразия в озерных водоемах во многом сходна с морской. Разница заключается лишь в масштабах явления. Волны, ударяя в бе­реговые обрывы озера, постепенно срезают их.

Существенное значение с точки зрения познания процесса абразии имеют наблюдения нал срезанием и переработкой берегов водохрани­лищ, созданных на Волге, Днепре, на Дону и в других местах. Так, на­пример, низкие, преимущественно песчаные берега Рыбинского водо­хранилища за первые 12 лет эксплуатации были размыты на 40—55 м. Следовательно, берег срезался в среднем на 4—5 м в год. Наибольшие разрушения происходили вo время штормов. Имеются данные, что при штормах в июле 1951 г. в отдельных местах берег отступил за неделю на 5—8 м. Берега Цимлянскою водохранилища на Дону за 5 лет (1952—1956) были срезаны о среднем на 50 м, а на отдельных участ­ках до 110—115 м. В настоящее время на одних участках переработка берегов продолжается, на других прекратилась или проявляется очень слабо.

Разрушительная работа озер и водохранилищ зависит от состава горных пород, слагающих берега. Часто абразия вызывает образование крупных оползней, обвалов, что способствует дальнейшему срезанию берега.

Переносная и аккумулятивная деятельность озер. Обломочный ма­териал, полученный от разрушения берегов абразией, путем приноса его впадающими в озеро реками, разносится по озерному водоему, в какой-то степени сортируется по крупности зерен и откладывается на дне во­доема. Сила волнений и глубина взмучивания осадков в прибрежной зоне озер зависит от площади и объема водного бассейна. Чем больше площадь и объем озерного водоема, тем больше сила волнений и раз­рушение берегов, тем больше зоне взмучивания, дифференциация и раз­нос обломочного материала.

1. Терригенные (лат. lerra—земля), или обломочные, которые образуются, главным образом, путем приноса реками и ручь­ями с окружающей суши большого количества обломочного материала, в меньшей степени о результате абразии.

2. Хемогенные или хи­мические, образующиеся путем химического осаждения растворен­ных в воле солей или коллоидов.

3. Органогенные, или биогенные. накапливающиеся за счет скопления на дне водоема остатков раз­личных животных и растительных организмов.

Болота– участки земной поверхности, характеризующиеся избыточным увлаж­нением верхних горизонтов почвогрунтов и горных пород, развитием болотной растительности и образо­ванием торфа. Как видно, одним из основных признаков болота яв­ляется процесс накопления торфа.

Болота занимают в СССР огромные площади, но распределение их далеко не равномерно. Наибольшее количество их сосредоточено в север­ных и северо-западных районах лесной зоны, где местами заболочен­ность достигает 30—40%. В южном и юго-восточном направлении степень заболоченности уменьшается и в полосе лесо­степи не превышает одного и даже десятых долей процента.

Общая площадь, занятая болотами на земном шаре, по данным оценивается в 175 млн. га, из которых 72,6% падает на территорию СССР.

1. Низинные болота располагаются в понижениях рельефа и характеризуются плоской или вогнутой поверхностью. Помимо атмос­ферных осадков, в их питании участвуют грунтовые или речные воды, которые обладают значительно большим содержанием минеральных пи­тательных веществ. Поэтому здесь развивается так называемая автотрофная растительность, т. е. растительность, требовательная к условиям питания (осоки, хвощи, зеленые мхн, а из лревесных — ольха, береза). Торфяники, образующиеся из остатков автетрофной растительности, ча­сто обладают большой зольностью и малой калорийностью. Низинные болота часто образуются на месте озерных водоемов, постепенно зара­стающих и заболачивающихся.

2. Верховые болотарасполагаются обычно на водоразделах и имеют выпуклую поверхность. Грунтовые воды в них за­легают глубоко, а основное питание осуществляется преимущественно поверхностными (атмосферными) водами, бедными минеральными со­лями. Вследствие этого здесь развивается олиготрофная растительность, мало требовательная к содержанию питательных веществ, и среди них важнейший торфообразователь — сфагновый мох. Остатки такой рас­тительности образуют торфяные накопления, отличающиеся высокой ка­лорийностью и малой зольностью.

3. Переходные болота с мезотрофной растительностью, от­личающейся по своим признаком промежуточным характером, так как для ее произрастания требуется сравнительно небольшое количество минеральных веществ.

4. Болота приморских низин особенно характерны для тро­пических и субтропических зон. Они развиты на низменном атлантиче­ском побережье Северной Америки, на островах Индонезии и в других районах. Особенностью приморских низин является значительная об­водненность. Они периодически во время приливов или постоянно зали­ваются водой. В таких условиях преобладают лесные болота. При этом древесная растительность приспосабливается к длительному существо­ванию под водой своеобразным развитием корневой системы. Она рас­ходится в разные стороны по радиусам или коленообразнымн изгиба­ми от ствола дерева и снабжена приспособлениями для дыхания, распо­ложенными над уровнем воды, эти воздушные «дыхательные корни» снабжают воздухом подводные части корневой системы. Расходясь от ствола во всех направлениях, они служат как бы подпорками н обеспе­чивают устойчивость дерева. Примером являются мангровые лесные за­росли тропиков.

Отложения болот. Типичными болотными отложениями являются некоторые хемогенные осадки и особенно органогенные. К первым из них относится болотная известь или болотный мергель, а также болот­ные или зерновые железные руды. Их образование связано с приносом в болота соответствующих соединений грунтовыми водами. Болотная известь образуется в том случае, когда болота питаются жесткими грунтовыми водами, с большим содержанием в растворенном виде кар­бонатов кальции. Приносимые грунтовыми водами железистые соеди­нения образуют болотные железные руды. После отмирания организмов образуется торф.

Источник

Геологическая деятельность в озерах, водохранилищах, болотах.

date image2020-04-20
views image101

facebook icon vkontakte icon twitter icon odnoklasniki icon

Озера – замкнутые углубления на поверхности земли, заполненные в большинстве своем пресной водой и не имеющие непосредственной связи с морем.

Разрушительная работа озер проявляется в абразивной деятельности волн, нагоняемых ветром. Постоянно дующие в определённых направлениях ветры вызывают волны, которые прибоем подмывают берега. Каждое поднятие или опускание уровня воды в озерах вызывает абразивные процессы. Большое влияние на положение уровня воды оказывает тектоническая деятельность земной коры, а также деятельность человека.

Читайте также:  Бассейн озера байкал что это

Созидательная работа озер заключается в образовании отложений.

В искусственных водохранилищах так же, как и в морях и озерах, наблюдается абразивная работа вод, здесь она происходит неизмеримо более интенсивно. Это объясняется тем, что речные долины, в которых создают водохранилища, образовались под действием эрозии рек и их профиль не соответствует новым условиям, которые возникают при заполнении водой почти всей долины. Водохранилища стремятся выработать новый профиль берегов, и размыв береговой линии происходит особенно интенсивно.

Избыточно увлажненные участки земной поверхности с развитой на них специфической растительностью называют болотами. Заболоченные земли формируются там, где наблюдается уменьшение водопроводности грунтов или ухудшение условий испарения воды, поверхностного ее стока и подземного дренирования.

Геологическая деятельность ледников.При своём движении лед истирает и вспахивает поверхность земли, создавая котловины, рытвины, борозды. Эта разрушительная работа совершается под действием тяжести льда. В лед вмерзают обломки пород. Наличие трещин благоприятствует проникновению обломков внутрь и в нижнюю часть ледников. Таким способом обломочный материал передвигается вместе с ледником. При движении ледника эти обломки, в свою очередь, оказывают разрушающее действие на поверхность земли.

При таянии льда весь обломочный материал отлагается. Образуются значительные по мощности ледниковые отложения (морены). При таянии ледника образуются постоянные потоки талых вод, которые размывают донную и конечную морены. Вода подхватывает материал размываемых морен, выносит за пределы ледника и откладывает в определенной последовательности. Вблизи границ ледника остаются крупные обломки, дальше осаждаются пески и еще дальше – глинистый материал. При наступлении и отступлении ледника последовательно смещаются зоны накопления материала по его крупности. Если на глины накладываются пески и более крупные обломки, то ледник наступал, продвигался вперед, область оледенения расширялась. Наложение на крупные обломки и пески глинистых осадков говорит о периоде отступления ледника.

Источник

Геологическая деятельность озёр и болот

Озеро — естественный водоем с замедленным водообменном, представляющий собой заполненное водой углубление в земной поверхности. Источник питания — атмосферные воды, поверхностный сток и подземная разгрузка водоносных горизонтов; основную массу воды в озера поставляют реки. Озера делятся на проточные и бессточные. Главным классификационным признаком для озер является происхождение озерной котловины [12]. По генезису озера могут быть карстовыми (рис. 14), магматическими, тектоническими, ледниковыми.

Геологическая деятельность озёр по сути близка к деятельности
морей и уступает ей лишь по масштабам проявления. Её отличают, в
частности, меньшие масштабы явлений абразии и аккумуляции; интенсивное развитие во многих озерах влаголюбивой paстительности, способствующей превращению мелководных участков озер в болота; большой диапазон минерализации воды — от пресной до рассолов. В некоторых озерах минерализация в десятки раз превышает минерализацию морской воды, которая составляет обычно не более 3,5%.

Для озер характерны абразия и вдольбереговое перемещение наносов. Под абразией понимают разрушение берегов под действием энергии волн. Абразия на крупных озерах соизмерима с морской. Вдольбереговое перемещение происходит под воздействием течений, обусловленных волнением, нагоном воды, температурными градиентами, разной плотностью воды.

Обломочные осадки озер преимущественно приносятся реками, а также образуются при разрушении берегом озера. На дне озёр накапливаются осадки обломочных, органогенных и хемогенных пород, особенностью которых является тонкая слоистость, обусловленная сезонными колебаниями температуры, определяющими смену условий осадконакопления. В литологическом отношении обломочные осадки представлены илами, песками, гравием, галькой.

Озера в масштабах геологического времени недолговечны, Большинство из них заносится осадками, а затем, зарастая растительностью, превращается в болота.

Болото— это избыточно увлажненный участок земной поверхности, прикрытый слоем торфа мощности не менее 30см в неосушенном виде и не менее 20см — в осушенном. Все прочие избыточно увлажненные земли называются заболоченными землями». Заболачивание происходит вследствие уменьшения водопроницаемости почвы или ухудшения условий испарения, поверхностного стока и дренажа.

Геологическая работа болот проявляется в накоплении и разложении растительных остатков в переувлажненной среде. Отмирающая болотная растительность накапливается на дне водоема в большом количестве, но вследствие недостатка кислорода подвергается лишь слабому разложению. Из этих полуразложившихся растительных остатков и образуется торф, представляющий собой уплотненную, обогащенную углеродом массу отмерших остатков растений.

Площадь болотных массивов Пермской области несколько превышает 12 тыс. км 2 . Наиболее заболочена северная половина, где заболоченность растет от юга к северу. Горная часть заболочена сравнительно слабо, в основном это впадины на нагорных террасах, седловины перевалов и днища межгор­ных впадин. Равнинные междуречья предгорных районов Северного Урала характеризуются заболачиванием лесных суходолов и превращением лесных массивов в лесные мезотрофные и олиготрофные болота. Причиной заболачивания является поднятие уровня грунтовых вод вследствие наполнения торфяниками чаши водоёмов, слабого ис­парения и плохого дренажа междуречий. В равнинной части области болота приурочены главным образом к долине реки Камы и особенно к её левобережью, на участке от посёлка Гайны до посёлка Бондюг. Создание Камского и Воткинского водохранилищ способствовало повышению уровня грунтовых вод и значительному заболачиванию поверхностей низких надпойменных террас. Наиболее интенсивно этот процесс проявился на левобережье реки Камы, между устьями рек Яйва и Косьва (Камское водохранилище). В меньших масштабах заболачивание произошло в устьях рек Иньвы, Чермоза, в пригороде городов Березники (Камское водохранилище), Краснокамска, на левом берегу против села Частые (Воткинское водохранилище).

Заболачивание может происходить и под влиянием деятельности человека, особенно при создании водохранилищ и подъеме уровня грунтовых вод. Очень своеобразным является «заболачивание» территорий городов, промышленных предприятий, аэродромов, при сооружении которых нарушается естественный тепло — и влагообмен между атмосферой и литосферой. Это «заболачивание» не сопровождается торфообразованием, по сильно изменяет гидрогеологический режим зоны аэрации; уровень грунтовых под поднимается очень быстро, увеличивается естественная влажность пород, в связи с чем изменяются их свойства.

Карст

Под карстомследует понимать процесс растворения и выщелачивания растворимых трещиноватых горных пород движущимися подземными и поверхностными водами, которые вызывают образование специфических и разнообразных поверхностных и подземных форм [8].

Условия развития карста: наличие карстующихся пород – сульфатных (гипс, ангидрит), карбонатных (известняки, доломиты), соляных (галит, сильвин); наличие в породе трещин; наличие воды, имеющей атмосферное происхождение; способность воды растворять породу, зависящая от температуры, содержания в ней солей, газов, их состава.

К хорошо растворимым горным породам относятся галоидные и сульфатные породы — соли (галит, сильвин), гипсы и ангидриты. В меньшей степени – карбонаты (доломиты, известняки). В зависимости от состава растворимых пород различают карст карбонатный, гипсовый и соляной

Различают также открытый, или голый, карст, когда растворимые породы выходят на дневную поверхность, и закрытый, когда они залегают глубоко под землей и с поверхности перекрыты толщами нерастворимых пород.

К поверхностным карстовым формам относятся карры, поноры, карстовые ниши, воронки, котловины и полья, а также колодцы и пропасти.

Карры, или шрамы, — небольшие углубления в виде рытвин и борозд глубиной от нескольких сантиметров до 1-2 м на поверхности закарстованных пород.

Поноры — вертикальные или наклонные отверстия, через которые
поверхностные воды поглощаются и уходят в глубину.

Карстовые воронки — формы поверхностного рельефа, имеющие наибольшее распространение. Они встречаются в областях с различными климатическими условиями и имеют форму чаш или блюдец, то с крутыми, то с пологими склонами. Среди них выделяются: воронки поверхностного выщелачивания и воронки провальные, образующиеся в результате обрушениясводов подземных карстовых полостей (рис.15-16, фото 11-14).

Карстовые котловины — крупные формы поверхностного карстового рельефа, на дне которых развиваются карстовые воронки.

Полья — крупные замкнутые понижения, представляющие собой объединения нескольких небольших карстовых котловин.

Карстовые колодцы и пропасти — крупные провалы, уходящие на глубину до 1000 м.

Подземные карстовые формы представлены пещерами и каналами. Самыми крупными подземными формами карстового рельефа являются карстовые пещеры. Они представляют собой систему горизонтальных или несколько наклонных каналов, туннелей, сложно ветвящихся и образующих огромные залы или гроты, имеющие высоту в несколько десятков метров. Пещеры между собой могут соединяться туннелями, провалами или узкими щелями. По каналам нередко протекают подземные реки, а на дне пещер располагаются подземные озера. Подземные реки не только выщелачивают соприкасающиеся с ними горные породы, но и производят большое эрозионное воздействие. На поверхности карстовых массивов нередко имеются периодически исчезающие озера и реки. Последние чаще всего уходят в колодцы или провалы.

Пещера – подземная форма карста[2].

Кунгурская пещера находится в северо-западной части Уфимского плато. Поверхность его, осложненная ложбинами и воронками, поднимается над р.Сылвой на 80-90м. Придолинная часть платообразной возвышенности, называемая местным населением Ледяной горой, осложнена пластами гипса и ангидрита, разделенными маломощными слоями доломита и известняка. Ниже залегают плотные слабоводопроницаемые доломиты. Все эти породы относятся к кунгурскому ярусу пермской системы и имеют возраст более 250 млн лет.

Кунгурская Ледяная пещера открыта местными жителями более трехсот лет назад. В настоящее время в пещере оборудовано и открыто для посещения 20 гротов. Помимо этого ведутся спелеологические работы по исследованию неизученных гротов. Предполагаемая длина пещеры составляет более 10 км. Изучено 48 гротов, 70 озер ( самое крупное – Большое подземное озеро, площадью – 1460 м 2 ), общая длина которых составляет 5,7 км. и площадь 65000 м 2 . Помимо этого наблюдаются следующие карстовые объекты: открытые и закрытые органные трубы (146 труб, самая высокая в гроте Эфирный составляет 22м), ледяные сталактиты, сталагмиты и сталагнаты, лед, возраст которого равен 250 млн. лет, и кристаллики льда, образующиеся в результате кристаллизации воздуха в самых холодных гротах. Также пещера интересна камнями, оползнями необычной формы (рис.17-18, фото 15-20).

Источник