Мировой океан

Мировомй океамн -- основная часть гидросферы, составляющая 94,1 % всей ее площади, непрерывная, но не сплошная водная оболочка Земли, окружающая материки и острова и отличающаяся общностью солевого состава.

Континенты и большие архипелаги разделяют мировой океан на пять больших частей (океаны):

· Атлантический океан

· Индийский океан

· Северный Ледовитый океан

· Тихий океан

· Южный океан

Меньшие регионы океанов известны как моря, заливы, проливы и т. п. Учение о земных океанах называется океанологией.

Происхождение Мирового океана

Пангея, окруженная суперокеаном ПанталассаПроисхождение Мирового океана является предметом идущих уже сотни лет споров.

Считается, что в архее океан был горячим. Благодаря высокому парциальному давлению углекислого газа в атмосфере, достигавшему 5 бар, его воды были насыщены угольной кислотой Н2СО3 и характеризовались кислой реакцией (рН ? 3?5). В этой воде было растворено большое количество различных металлов, в особенности железа в форме хлорида FeCl2.

Деятельность фотосинтезирующих бактерий привела к появлению в атмосфере кислорода. Он поглощался океаном и расходовался на окисление растворенного в воде железа.

Существует гипотеза, что начиная с силурийского периода палеозоя и вплоть до мезозоя суперконтинент Пангею окружал древний океан Панталасса, который покрывал около половины земного шара.

Океан и атмосфера

Мировой океан, средняя глубина которого составляет ок. 4 км, содержит 1350 млн. км³ воды. Атмосфера, окутывающая всю Землю слоем толщиной в несколько сотен километров, с гораздо большим основанием, чем Мировой океан, может рассматриваться как "оболочка". И океан и атмосфера представляют собой текучие среды, в которых существует жизнь; их свойства определяют среду обитания организмов. Циркуляционные потоки в атмосфере влияют на общую циркуляцию волы в океанах, а от состава и температуры воздуха в сильной степени зависят свойства океанических вод. В свою очередь, океан определяет основные свойства атмосферы и является источником энергии для многих протекающих в атмосфере процессов. На циркуляцию воды в океане влияют ветры, вращение Земли и барьеры суши.

Океан и климат

Температурный режим и другие климатические характеристики местности на любой широте могут существенно изменяться по направлению от побережья океана в глубь материка. По сравнению с сушей океан медленнее нагревается летом и медленнее остывает зимой, сглаживая колебания температуры на прилежащей суше.

Атмосфера получает от океана значительную часть поступающего к ней тепла и почти весь водяной пар. Пар поднимается, конденсируется, образуя облака, которые переносятся ветрами и поддерживают жизнь на планете, проливаясь в виде дождя или снега. Однако в тепло- и влагообмене участвуют только поверхностные воды; более 95% воды находится в глубинах, где ее температура остается практически неизменной.

Состав морской воды

Вода в океане соленая. Соленый вкус придают содержащиеся в ней 3,5% растворенных минеральных веществ - главным образом соединения натрия и хлора - основные ингредиенты столовой соли. Следующим по количеству является магний, за ним следует сера; присутствуют также все обычные металлы. Из неметаллических компонентов особенно важны кальций и кремний, так как именно они участвуют в строении скелетов и раковин многих морских животных. Благодаря тому что вода в океане постоянно перемешивается волнами и течениями, ее состав почти одинаков во всех океанах.

Свойства морской воды

Плотность морской воды (при температуре 20° С и солености ок. 3,5%) примерно 1,03, т.е. несколько выше, чем плотность пресной воды (1,0). Плотность воды в океане меняется с глубиной из-за давления вышележащих слоев, а также в зависимости от температуры и солености. В наиболее глубоких частях океана воды обычно солонее и холоднее. Наиболее плотные массы воды в океане могут оставаться на глубине и сохранять пониженную температуру более 1000 лет.

Поскольку морская вода имеет низкую вязкость и высокое поверхностное натяжение, она оказывает относительно слабое сопротивление движению корабля или пловца и быстро стекает с различных поверхностей. Преобладающая синяя окраска морской воды связана с рассеянием солнечных лучей взвешенными в воде мелкими частицами.

Морская вода гораздо менее прозрачна для видимого света по сравнению с воздухом, но более прозрачна по сравнению с большинством других веществ. Зарегистрировано проникновение солнечных лучей в океан до глубины 700 м. Радиоволны проникают в толщу воды лишь на небольшую глубину, зато звуковые волны могут распространяться под водой на тысячи километров. Скорость распространения звука в морской воде колеблется, составляя в среднем 1500 м в секунду.

Электропроводность морской воды примерно в 4000 раз выше, чем электропроводность пресной воды. Высокое содержание солей препятствует ее использованию для орошения и полива сельскохозяйственных культур. Для питья она также непригодна.

Моря и океаны России

Россия отличается изобилием природных вод, хорошо развитой речной сетью, принадлежащей бассейнам Северного Ледовитого, Тихого и Атлантического океанов, уникальным водным побережьем, имеющим протяженность около 60 тысяч километров. Тем не менее, богатейшие водные ресурсы крайне неравномерно распределены по территории страны. Наибольшее количество рек протекает в северных и горных районах, наименьшее - в южных.

Северный Ледовитый океан

Около 60% суммарного стока рек сбрасывается в окраинные моря Северного Ледовитого океана - Баренцево, Белое, Карское, море Лаптевых, Восточно-Сибирское и Чукотское. К этому водному бассейну относятся такие речные гиганты, как Обь, Енисей и Лена, а также менее крупные реки - Северная Двина, Печора, Яна, Индигирка, Колыма. Общая площадь водосбора морских бассейнов Северного Ледовитого океана составляет 12,8 млн. км².

Тихий океан

Горы и равнины Дальнего Востока дренируются реками, несущими свои воды в окраинные моря Тихого океана - Берингово, Охотское и Японское. Главная река бассейна - Амур, вторая по величине река - Анадырь. Прочие реки представляют собой короткие водотоки, стекающие с примыкающих к Тихоокеанскому побережью горных хребтов.

Атлантический океан

Бассейну Атлантического океана принадлежат впадающие в Черное, Азовское и Балтийское моря реки западной части страны, основные из них - Нева, Дон и Кубань.

Реки Волга и Урал, несущие свои воды в Каспийское море, относятся к бассейну внутреннего стока.

Моря

Территория России омывается 13 морями. Общая площадь морской акватории, попадающей под юрисдикцию России, составляет 7 млн.. км². Все внутренние и окраинные моря подвержены интенсивной антропогенной нагрузке как на акватории, так и в пределах водосборных бассейнов. Мониторинг осуществляется для всех морей, no качеству морская вода характеризуется от "очень чистой" до "чрезвычайно грязной". Особая проблема связана с захоронением радиоактивных отходов в водах северных морен.

ЛИОНСКОЕ МОРЕ

Расположено между материком Евразия и Японскими островами. Общая площадь моря составляет 1062 тыс. км², максимальная глубина 3699 м, среднемноголетний приток речных вод с российской стороны около 37 км. Территории России принадлежит крупный залив, носящий имя Петра Великого. Сегодня Японское море, как и другие моря Дальнего Востока, достаточно интенсивно загрязняется сточными водами промышленных предприятий и судов военно-морского флота. Самое низкое качество имеют воды залива Петра Великого и западного побережья острова Сахалин. Спектр загрязняющих веществ представлен фенолами, тяжелыми металлами, нефтепродуктами, которые содержатся не только в воде, но и в донных отложениях. Кислородный режим морских вод в прибрежных районах соответствует норме.

ОХОТСКОЕ МОРЕ

Отделено от Тихого океана полуостровом Камчатка и грядой Курильских островов. Проливами Невельского и Лаперуза сообщается с Японским морем. Наибольшая глубина Охотского моря 3521 м. С октября по июнь море почти полностью покрывается льдом. В Охотское море впадает река Амур, которая в среднем ежегодно приносит 403 км² континентальных вод. Морские воды восточного побережья о. Сахалин в основном характеризуются как "чистые" или "умеренно загрязненные". Возле г. Магадана, в бухте Нагаева, а также в отдельных районах Охотского побережья о. Сахалин периодически отмечаются повышенные концентрации фенолов, пленочное загрязнение нефтепродуктами. Кислородный режим морских вод удовлетворительный.

БЕРИНГОВО МОРЕ

Отделено от Тихого океана Алеутскими и Командорскими островами. В южной части глубина достигает 4097 м, в северной - менее 200 м. Реки, впадающие в Берингово море (самая крупная из них Анадырь), ежегодно приносят в среднем 312 км² пресных континентальных вод. Берега и острова отличаются обилием птиц, обитающих на "птичьих базарах". Развит промысел китов, морских котиков, тюленей, процветает рыболовство лососевых, камбаловых, сельди, трески.

БЕЛОЕ МОРЕ

Площадь моря составляет 90 тыс. км² средняя глубина 60, максимальная - 350 м. Проливом Горло оно соединяется с Баренцевым морем. Беломоро-Балтийским каналом - с Балтийским морем, Волго-Балтийским водным путем - с Азовским, Каспийским и Черным морями. Речным стоком в Белое море в среднемноголетнем разрезе приносится более 112 км² пресных вод. По качеству морская вода соответствует классу "чистой".

БАРЕНЦЕВО МОРЕ

Расположено на северном побережье России, между островами Шпицберген, Земля Франка-Иосифа и Новая Земля. Площадь моря составляет 1405 тыс. км², глубина от 300 до 400 м, максимальная - 600 м. Баренцево море находится под сильным влиянием теплых Атлантического океана океана, поэтому в юго-западной части не замерзает. В море впадает река Печора, а также мелкие реки. Общий приток пресных вод превышает 130 км² Баренцево море имеет большое транспортное значение. Кроме того, здесь ведется промышленный лов трески, сельди, камбалы.

КАРСКОЕ МОРЕ

Омывает северные берега России, расположено между островами Новая Земля, Земля Франца-Иосифа и архипелагом Северная Земля. Море сравнительно неглубокое: преобладающая глубина 30-100, максимальная - 600 м. Площадь водной акватории составляет 880 тыс. км². Карское море - одно из самых холодных морей России. Температура воды выше 0^оС (до 6^оС) поднимается только вблизи устьев впадающих рек, поэтому большую часть года море покрыто льдом. Для Карского моря характерно наличие множества островов. Наиболее крупные морские заливы - Обская губа и Енисейский залив, Реки Обь и Енисей, впадающие в море, в среднемноголетнем разрезе приносят 988 км2 пресных вод. Море богато рыбой: здесь обитают такие цепные виды, как омуль, муксун, нельма.

МОРЕ ЛАПТЕВЫХ

Расположено на северном побережье России - между полуостровом Таймыр, островом Северная Земля и Новосибирскими островами, почти весь год покрыто мощным льдами. Площадь моря составляет 700 тыс. км², преобладающие глубины не превышают 50 м, максимальные достигают 3385 м. Впадающие в море Лаптевых реки (среди них такие крупные, как Лена, Яна, Хатанга) ежегодно приносят в среднем 489 км² пресных вод. В западной части находится множество островов. Здесь обитают моржи, морской заяц, нерпа.

ВОСТОЧНО-СИБИРСКОЕ МОРЕ

Находится между Новосибирскими островами и островом Врангеля, большую часть года покрыто льдом. Море мелководное: средняя глубина составляет 45, максимальная - 358 м, площадь 936 тыс. км². В Восточно-Сибирское море впадают Индигирка, Колыма и другие более мелкие реки, их среднемноголетний сток достигает 300 км². В море активно ведется промысел моржа, тюленя, а также лов муксуна, чира и других видов рыб.

ЧУКОТСКОЕ МОРЕ

Имеет площадь 582 тыс. км2. Проливом Беринга соединяется с Тихим океаном, проливом Лонга - с Восточно-Сибирским морем, большую часть года покрыто льдом. В Чукотском море находится крупный остров Врангеля. Море сравнительно мелководное: 56% площади занимают глубины менее 50 м. В северной части глубины достигают 1256 м. В Чукотском море развито промышленное рыболовство полярной трески, гольца, а также промысел морских тюленей и нерпы.

БАЛТИЙСКОЕ МОРЕ

Принадлежит бассейну Атлантического океана. Площадь водной поверхности составляет 386 тыс. км², преобладающие глубины 40-100, максимальные - 459 м. Территория России омывается водами юго-восточной части моря (в районе Калининградской области) и водами южной части Финского залива с Невской губой. В Балтийское море впадают Нева. Западная Двина и другие более мелкие реки, приносящие в среднем свыше 100 км² в год пресных вод. Развито промышленное рыболовство трески, окуня, кильки.

АЗОВСКОЕ МОРЕ

Расположено на юге европеистом части России, глубоко врезано в сушу. Относится к внутренним морям, однако связано и с Мировым океаном: Керченским проливом Азовское морс соединяется с Черным. Площадь акватории составляет 38 тыс. км², глубина - до 14 м. К территории России относится восточная часть моря, прилегающая к Ростовской области 11 Краснодарскому краю. Качество воды мелководного Азовского моря в большей степени, чем других морей, определяется соотношением объемов материкового стока и морской води, равным и среднем 1:8. Под воздействием ветров течение в Керченском проливе переменное, поэтому в среднем из Черного моря в Азовское поступает 41 км³/год воды, а из Азовского в Черное - 66,6 км²/год. Солевой режим и минерализация воды Азовского моря - это результат смешения пресных речных, атмосферных и соленых черноморских вод. На территории водосборного бассейна ведется интенсивная хозяйственная деятельность. Здесь сосредоточены угольная и металлургическая промышленность, размешено около 2 млн.. га орошаемых сельскохозяйственных угодий, высока плотность населения. В последние десятилетия из-за хозяйственного освоения региона существенно сократилась величина речного стока, возросло безвозвратное водопотребление, увеличилось поступление соленых черноморских вод. В результате средняя минерализация воды повысилась до 12-13 г/л, одновременно снизилась биологическая продуктивность.

ЧЕРНОЕ МОРЕ

Глубоко врезано и сушу Площадь водной поверхности составляет 422 тыс. км³, средняя глубина 1315, наибольшая -2210 м, объем морской воды 555 тыс. км³. Отличительная особенность Черного моря - ярко выраженная вертикальная стратификация. Верхний слой воды толщиной 10-15 м насыщен кислородом, соленость составляет около 1,8%. Мощный придонный слон толщиной 1500-1800 м имеет соленость 2,1-2,2%, характеризуется полным отсутствием кислорода и высокой концентрацией сероводорода. Между этими слоями находится водная толща с большими перепадами температуры и солености, вертикальный обмен между верхним и глубинными слоями воды незначительный. Протяженность береговой линии, примыкающей к России (побережье Краснодарского края), составляет 400 км. Морские воды относятся к классу "умеренно загрязненных", здесь наблюдаются процессы эвтрофикации и образования зон дефицита кислорода. Основные источники загрязнения Черного моря - это сточные воды промышленных предприятий и жилищно-коммунального хозяйства.

КАСПИЙСКОЕ МОРЕ

Это уникальный природный водоем и самое крупное в мире бессточное море-озеро, не имеющее связи с Мировым океаном. Уровень Каспия на 28 м ниже уровня Мирового океана. Площадь акватории превышает 360 тыс. км², объем воды составляет 78,1 тыс. км³ - это 44% общих запасов озерных вод на земном шаре. К территории России относятся западные районы Северного и Среднего Каспия. Протяженность береговой линии 695 км. Основная часть речного стока (до 80%) поступает из Волги. Всего же в Каспийское морс впадает более 130 рек, в средний по водности год они приносят более 260 км³ пресной воды. Площадь водосборного бассейна Каспийского моря в 10 раз превышает площадь его акватории, поэтому изменения, происходящие на водосборе, существенно влияют на экосистему Каспия.

Одна из главных особенностей гидрологического режима Каспийского моря - это непостоянство уровней поверхности. В вековой динамике уровней выделяются циклические колебания различной продолжительности. За последние 150 лет положение среднегодового уровня изменялось в пределах 3 м. Внутригодовые колебания, зависящие от сезонных изменений стока, составляли 25-50 см. Резкое - на 1,8 м - понижение уровня Каспийского моря произошло в 1933-1940 годах. Это было обусловлено рядом причин природного и антропогенного характера: подряд в течение восьми лет выпадало чрезвычайно мало атмосферных осадков, что привело к исключительному маловодью, в свою очередь, интенсивное развитие орошения и коммунально-бытового водопотребления, строительство водохранилищ очень снизили речной приток. Тем самым под угрозой оказалось уникальное осетровое хозяйство моря. Однако в конце 70-х годов наступил переломный период - уровень Каспийского моря стал повышаться и продолжает повышаться до сих пор: за последние 16 лет он поднялся на 2,1 м. Это породило новые проблемы, связанные с затоплением и подтоплением прибрежной зоны, дополнительным загрязнением морских вод вредными веществами, поступающими с водосбора.

В количественном отношении водные ресурсы России слагаются из статических (вековых) запасов и ежегодно возобновляемых. Первые условно считаются неизменными и постоянными в течение последнего времени, возобновляемые водные ресурсы оцениваются объемом годового стока рек.

Ледники

ЛЕДНИКИ, скопления льда, которые медленно движутся по земной поверхности. В некоторых случаях движение льда прекращается, и образуется мертвый лед. Многие ледники продвигаются на некоторое расстояние в океаны или крупные озера, а затем образуют фронт отёла, где происходит откол айсбергов. Выделяют четыре основных типа ледников: материковые ледниковые покровы, ледниковые шапки, долинные ледники (альпийские) и предгорные ледники (ледники подножий).

Наиболее известны покровные ледники, которые могут целиком перекрывать плато и горные хребты. Крупнейшим является Антарктический ледниковый покров площадью более 13 млн. км², занимающий почти весь материк. Другой покровный ледник находится в Гренландии, где он перекрывает даже горы и плато. Общая площадь этого острова 2,23 млн. км², из них ок. 1,68 млн. км² покрыто льдом. В этой оценке учтена площадь не только самого ледникового покрова, но и многочисленных выводных ледников.

Термин "ледниковая шапка" иногда употребляется для обозначения небольшого покровного ледника, но правильнее так называть относительно небольшую массу льда, покрывающую высокое плато или горный хребет, от которой в разных направлениях отходят долинные ледники. Наглядным примером ледниковой шапки является т.н. Колумбийское фирновое плато, расположенное в Канаде на границе провинций Альберта и Британская Колумбия (52°30' с.ш.). Его площадь превышает 466 км², и от него к востоку, югу и западу отходят крупные долинные ледники. Один из них - ледник Атабаска - легкодоступен, так как его нижний конец удален всего на 15 км от автомагистрали Банф - Джаспер, и летом туристы могут кататься на вездеходе по всему леднику. Ледниковые шапки встречаются на Аляске севернее горы Св. Ильи и восточнее Рассел-фьорда.

Долинные, или альпийские, ледники начинаются от покровных ледников, ледниковых шапок и фирновых полей. Подавляющее большинство современных долинных ледников берет начало в фирновых бассейнах и занимает троговые долины, в формировании которых могла принимать участие и доледниковая эрозия. В определенных климатических условиях долинные ледники широко распространены во многих горных районах земного шара: в Андах, Альпах, на Аляске, в Скалистых и Скандинавских горах, Гималаях и других горах Центральной Азии, в Новой Зеландии. Даже в Африке - в Уганде и Танзании - имеется ряд таких ледников. У многих долинных ледников есть ледники-притоки.

Характеристики современных ледников

Ледники очень сильно различаются по размерам и форме. Считается, что ледниковый покров занимает ок. 75% площади Гренландии и почти всю Антарктиду. Площадь ледниковых шапок колеблется от нескольких до многих тысяч квадратных километров (например, площадь ледниковой шапки Пенни на Баффиновой Земле в Канаде достигает 60 тыс. км²). Самый крупный долинный ледник в Северной Америке - западная ветвь ледника Хаббард на Аляске длиной 116 км, тогда как сотни висячих и каровых ледников имеют протяженность менее 1,5 км. Площади ледников подножий колеблются от 1-2 км² до 4,4 тыс. км² (ледник Маласпина, спускающийся в залив Якутат на Аляске). Считают, что ледники покрывают 10% всей площади суши Земли, но, вероятно, эта цифра слишком занижена.

Самая большая мощность ледников - 4330 м - установлена близ станции Бэрд (Антарктида). В центральной Гренландии толщина льда достигает 3200 м. Судя по сопряженному рельефу, можно предположить, что толщина некоторых ледниковых шапок и долинных ледников намного более 300 м, а у других измеряется всего десятками метров.

Скорость движения ледников обычно очень мала - примерно несколько метров в год, но и здесь также имеются значительные колебания. После ряда лет с обильными снегопадами в 1937 конец ледника Блэк-Рапидс на Аляске в течение 150 дней двигался со скоростью 32 м в сутки. Однако столь быстрое движение не характерно для ледников. Напротив, ледник Таку на Аляске на протяжении 52 лет продвигался со средней скоростью 106 м/год. Многие небольшие каровые и висячие ледники движутся еще медленнее (например, упоминавшийся выше ледник Арапахо ежегодно продвигается лишь на 6,3 м).

Лед в теле долинного ледника движется неравномерно - быстрее всего на поверхности и в осевой части и гораздо медленнее по бокам и у ложа, по-видимому, из-за увеличения трения и большой насыщенности обломочным материалом в придонных и прибортовых частях ледника.

Все крупные ледники испещрены многочисленными трещинами, в том числе открытыми. Их размеры зависят от параметров самого ледника. Встречаются трещины глубиной до 60 м и длиной в десятки метров. Они могут быть как продольными, т.е. параллельными направлению движения, так и поперечными, идущими вкрест этому направлению. Поперечные трещины гораздо более многочисленны. Реже встречаются радиальные трещины, обнаруженные в распластывающихся предгорных ледниках, и краевые трещины, приуроченные к концам долинных ледников. Продольные, радиальные и краевые трещины, по-видимому, образовались вследствие напряжений, возникающих в результате трения или растекания льда. Поперечные трещины - вероятно, результат движения льда по неровному ложу. Особый тип трещин - бергшрунд - типичен для каров, приуроченных к верховьям долинных ледников. Это крупные трещины, возникающие при выходе ледника из фирнового бассейна.

Если ледники спускаются в крупные озера или моря, по трещинам происходит отёл айсбергов. Трещины также способствуют таянию и испарению ледникового льда и играют важную роль в формировании камов, котловин и других форм рельефа в краевых зонах крупных ледников.

Лед покровных ледников и ледниковых шапок обычно чистый, крупнокристаллический, голубого цвета. Это справедливо также для крупных долинных ледников, за исключением их концов, обычно содержащих слои, насыщенные обломками пород и чередующиеся с пластами чистого льда. Такая стратификация связана с тем, что зимой, поверх накопившихся летом пыли и обломков, свалившихся на лед с бортов долины, ложится снег.

На бортах многих долинных ледников встречаются боковые морены - вытянутые гряды неправильной формы, сложенные песком, гравием и валунами. Под воздействием эрозионных процессов и склонового смыва летом и лавин зимой на ледник с крутых бортов долины поступает большое количество разного обломочного материала, и из этих камней и мелкозема формируется морена. На крупных долинных ледниках, принимающих ледники-притоки, образуется срединная морена, движущаяся близ осевой части ледника. Эти вытянутые узкие гряды, сложенные обломочным материалом, раньше были боковыми моренами ледников-притоков. На леднике Коронейшн на Баффиновой Земле имеется не менее семи срединных морен.

Зимой поверхность ледников относительно ровная, так как снег нивелирует все неровности, но летом они существенно разнообразят рельеф. Кроме описанных выше трещин и морен, долинные ледники часто бывают глубоко расчленены потоками талых ледниковых вод. Сильные ветры, несущие ледяные кристаллы, разрушают и бороздят поверхность ледяных шапок и покровных ледников. Если крупные валуны защищают нижележащий лед от таяния, в то время как вокруг лед уже растаял, образуются ледяные грибы (или пьедесталы). Такие формы, увенчанные крупными глыбами и камнями, иногда достигают в высоту нескольких метров.

Предгорные ледники отличаются неровным и своеобразным характером поверхности. Их притоки могут откладывать беспорядочную смесь из боковых, срединных и конечных морен, среди которых встречаются глыбы мертвого льда. В местах вытаивания крупных ледяных глыб возникают глубокие западины неправильной формы, многие из которых заняты озерами. На мощной морене ледника Маласпина, перекрывающей глыбу мертвого льда толщиной 300 м, вырос лес. Несколько лет назад в пределах этого массива лед снова пришел в движение, в результате чего начали смещаться участки леса.

В обнажениях по краям ледников часто видны крупные зоны скалывания, где одни блоки льда надвинуты на другие. Эти зоны представляют собой надвиги, причем различают несколько способов их образования. Во-первых, если один из участков придонного слоя ледника перенасыщен обломочным материалом, то его движение прекращается, а вновь поступающий лед надвигается на него. Во-вторых, верхние и внутренние слои долинного ледника надвигаются на придонные и боковые, поскольку движутся быстрее. Помимо того, при слиянии двух ледников один может двигаться быстрее другого, и тогда тоже происходит надвиг. На леднике Бодуэна на севере Гренландии и на многих ледниках Шпицбергена имеются впечатляющие обнажения надвигов.

У концов или краев многих ледников часто наблюдаются туннели, прорезанные подледниковыми и внутриледниковыми потоками талых вод (иногда с участием дождевых вод), которые устремляются по туннелям в сезон абляции. Когда уровень воды спадает, туннели становятся доступными для исследований и представляют уникальную возможность для изучения внутреннего строения ледников. Значительные по размерам туннели выработаны в ледниках Менденхол на Аляске, Асулкан в Британской Колумбии (Канада) и Ронском (Швейцария).

Образование ледников

Ледники существуют всюду, где темпы аккумуляции снега значительно превышают темпы абляции (таяния и испарения). Ключ к пониманию механизма формирования ледников дает изучение высокогорных снежников. Свежевыпавший снег состоит из тонких таблитчатых гексагональных кристаллов, многие из которых имеют изящную кружевную или решетчатую форму. Пушистые снежинки, которые падают на многолетние снежники, в результате таяния и вторичного замерзания превращаются в зернистые кристаллы ледяной породы, называемой фирном. Эти зерна в диаметре могут достигать 3 мм и более. Слой фирна имеет сходство со смерзшимся гравием. Со временем по мере накопления снега и фирна нижние слои последнего уплотняются и трансформируются в твердый кристаллический лед. Постепенно мощность льда увеличивается до тех пор, пока лед не приходит в движение и не образуется ледник. Скорость такого преобразования снега в ледник зависит главным образом от того, насколько темпы аккумуляции снега превышают темпы его абляции.

Современное оледенение на территории России

Современное оледенение на территории России является остатком (реликтом) более обширного раннечетвертичного оледенения. Различают два класса ледников: материковые (ледниковые щиты) и горные.

Основная масса ледников России сосредоточена на арктических островах и в горных районах.

Самые большие по площади горные ледники расположены на Кавказе (свыше 1400). Камчатке, Алтае, в северной и северо-восточной части Сибири.

Арктические ледники занимают площадь 54 тыс. км². Главные районы оледенения сосредоточены в западной (приатлантической) части Арктики, к востоку размеры оледенения убывают. На островах арктических морей повсеместно распространены ледниковые щиты и покровы.

Около 5 млн. км² территории России - это районы с многолетней (вечной) мерзлотой, где наледи образуются в результате выхода на поверхность подземных вод.

Гидрологическая роль ледников заключается в перераспределении стока атмосферных осадков внутри года и в сглаживании колебаний годовой водности рек. Для водохозяйственной практики России особый интерес представляют ледники н снежники горных районов, определяющие водность горных рек.

В ледниках сосредоточено 39890 км³ пресной воды, примерно 110 км³ -формируется ежегодно.

Болота

Болота и заболоченные участки занимают свыше 10% территории России. Болотные массивы в основном расположены на северо-западе и севере европейской части страны, а также в северных районах Западной Сибири. Их площади колеблются от нескольких гектаров до десятков квадратных километров.

В болотах России сосредоточено около 3000 км3 статических и 1000 км3 ежегодно возобновляемых запасов воды.

Регулируя продолжительность и высоту половодий и паводков, болота играют важную роль в формировании гидрологического режима рек, способствуют естественному самоочищению речных вод от многих атмосферных и антропогенных загрязнений.

Озера

В России насчитывается более 2 миллионов пресных и соленых озер с суммарной площадью водной поверхности свыше 3,5тыс.км². Более 90% озер представляют собой мелководные водоемы, имеющие площадь от 0,01 до 1 км² и глубины до 1,5 м. Многое малые озера аридной зоны в летний период частично или полностью пересыхают.

Озера служат регуляторами речного стока, обеспечивают защиту территорий от затопления во время половодий и паводков, используются для целей водного транспорта, рыбного хозяйства, туризма, водоснабжения населения, промышленности и сельского хозяйства. В результате интенсивной хозяйственной деятельности многие крупные и малые озера оказались загрязненными.

ОЗЕРО БАЙКАЛ

Это пресноводное озеро на юго-востоке Сибири является самым глубоким в мире (максимальная глубина 1741 м). Оно расположено на высоте 456 м и окружено горами. Возраст Байкала оценивается в 25-30 миллионов лет.

В Байкале сосредоточено 20% мировых запасов пресной воды. Объем водной массы составляет около 23 тыс. км³, площадь водной поверхности 31,5 тыс. км². Вода - исключительно чистая, с прозрачностью, достигающей 2СМО м, и минерализацией, не превышающей 100 мг/л.

Длина озера составляет 636 км, наибольшая ширина 79,4 км, средняя - 47,8 км. Береговая линия изрезана мало, ее длина без островов приближается к 2000 км. Особое место на Байкале занимают лагуны, отделенные от озера узкими песчаными или песчано-галечными косами.

Общая площадь водосборного бассейна равняется 557,5 тыс. км², из нее на долю бассейна реки Селенги, впадающей в озеро, приходится 464,9 тыс. км², или около 83%. Всего в Байкал впадает около 336 рек, речек и ручьев. Наиболее крупные реки бассейна - Селенга, вносящая в озеро до 50% годового притока, Верхняя Ангара (13-14%) и Баргузин (около 9%). Суммарный среднемноголетний приток составляет немногим более 60 км³.

На Байкале находится 22 острова. Самый крупный из них - Обхон - имеет площадь 729,4 км², второй по величине остров имеет площадь всего 9,5 км². Остальные острова представляют собой скалы или группы скал.

Природа Байкала уникальна. Здесь гармонично сосуществуют разные климатические зоны Земли. Вокруг озера находятся высокогорные участки, ниже их - альпийские луга, а еще ниже - тайга. Свыше 70% водосборного бассейна покрыто заповедными лесами. Флора и фауна Байкала включает в себя около 1800 видов.

На восточном побережье в Байкал впадает река Селенга, образуя при впадении обширную заболоченную дельту. Длина реки составляет 1400 км, площадь бассейна 456 тыс. км². По химическому составу воды Селенги карбонатно-кальциевые, более минерализованные, чем воды самого Байкала.

Река Верхняя Ангара впадает в северную оконечность Байкала, образуя обширную дельту со множеством озер. Длина реки около 640 км, площадь бассейна 23,6 тыс. км². Средняя минерализация воды ниже, чем в Байкале.

Баргузин - третий по величине приток Байкала. Длина реки 200 км, площадь бассейна 23 тыс. км². Вода Баргузина имеет более высокую минерализацию, чем байкальская.

Воды озера относятся к мало минерализованным гидрокарбонатно-кальциевым. По содержанию основных компонентов ионного состава Байкал не имеет аналогов среди крупнейших озер земного шара. Наиболее близки к Байкалу по химическому составу своих вод Великие озера Северной Америки, однако они содержат значительно больше кремнекислоты и железа.

Вытекает из Байкала только одна река - Ангара, в истоке которой построена Иркутская ГЭС. Плотина ГЭС образовала водохранилище, которое подняло уровень озера примерно на один метр.

ОЗЕРО ЛАДОЖСКОЕ

Это крупнейшее пресное озеро в Европе и второе (после Байкала) в России. Средняя глубина Ладожского озера составляет 51 м, наибольшая - 225 м, площадь вместе с островами достигает 18,1 тыс. км².

География Ладожского озера очень своеобразна. Здесь имеется около 660 островов, почти все они расположены в северной части озера, возвышенны, каменисты, покрыты, как правило, сосновым лесом. Особо можно выделить Валаамский архипелаг, насчитывающий более 50 островов. Наиболее крупный из них - Валаам - знаменит своим древним монастырем. Остров имеет длину 10 км и ширину 6 км, его скалистые берега круты, уходят на глубину до 100-150 м и сильно изрезаны бухтами и заливами. В отличие от Валаама, остров Сухо расположен в одном из самых мелководных районов. Этот островок искусственного происхождения, насыпанный на отмели еще в XVIII веке по приказу Петра I, имеет длину 90м и ширину 60 м.

По рельефу дна Ладожское озеро отчетливо делится на северную глубоководную и южную мелководную части.

Ладожское озеро является замыкающим водоемом большой системы, включающей озера Онежское, Ильмень и финское озеро Сайма, с которыми Ладожское озеро соединено рекой Свирью и протоками. Всего в озеро впадает около 30 рек и десятки малых речек и ручьев. Вытекает из Ладожского озера река Нева. Именно по ней осуществляется сток из всей озерной системы

ОЗЕРО ОНЕЖСКОЕ

Входит в единую озерную систему с Ладожским озером. Расположено на северо-западе России и Беломоро-Балтийским каналом соединяется с Белым морем. Имеет максимальную глубину до 127 м, площадь вместе с островами составляет 9,7 тыс. км².

Озеро имеет своеобразные очертания: к его центральной части с севера примыкают обширные глубоководные заливы, на северо-западе расположена самая глубоководная часть - большое Онего, к которому примыкают длинные узкие заливы и губы. Кроме крупных заливов и губ, озеро имеет и множество мелких. В северной части озера находятся наиболее крупные острова. Южная часть расчленена слабо и по характеру рельефа побережий резко отличается от северной: к ней примыкает широкая низменная равнина со множеством болот и небольших остаточных озер. Восточное побережье - ровная пологая местность, местами заболоченная.

Онежское озеро отчетливо делится на северную и южную части и по рельефу дна. Северная часть отличается большим разнообразием глубин и сложностью рельефа, южная часть - это ровный и глубокий водоем.

ИСТОЧНИКИ ОЗЕРНЫХ ВОД

Чтобы называться озерной, котловина, образованная одним из описанных выше способов, безусловно, должна хотя бы эпизодически заполняться водой, которая может попадать в озеро различными путями. Во многие крупные озера в гумидных регионах значительная часть воды может поступать непосредственно от атмосферных осадков, выпадающих на поверхность озер. Например, питание оз. Виктория в Восточной Африке примерно на 75% атмосферное. Главным источником воды более мелких озер или озер более аридных районов обычно служит поверхностный сток рек и ручьев. Озера могут питаться грунтовыми водами, выходящими в подводной части озерной котловины. Многие озера, в частности ледникового происхождения, приурочены к котловинам, выработанным в толщах рыхлых водоносных отложений, и расположены ниже уровня грунтовых вод. В этом случае вода попадает в озеро или вытекает из него, просачиваясь через борта котловины. Существуют также ключевые озера, хотя бы частично получающие питание от подводных родников. Иногда из источников в озеро поступает огромное количество солей, захваченных при прохождении водотока через легкорастворимые породы (например, в Тивериадском озере).

Самые пресные воды характерны для озер, питающихся исключительно атмосферными осадками. Тем не менее соленость озер зависит также от того, каким образом вода покидает озеро. Содержание минеральных солей в проточных озерах обычно близко их концентрации в питающем потоке. Озера, в котловинах которых происходит фильтрация воды как в озеро, так и из него, обычно пресные. Однако некоторые озера имеют приток воды, но не имеют стока, и вода лишь испаряется с их поверхности, в результате чего в водоемах повышается концентрация растворимых солей.

В таких бессточных, или "закрытых", озерах (в противоположность "открытым") часто формируются высокоспециализированные сообщества растений и животных, например некоторых ракообразных или насекомых. Еще одним фактором, влияющим на соленость озер, является количество атмосферных осадков. Наконец, важное значение имеет характер горных пород, среди которых расположены озера. Так, озера в области Канадского щита в основном очень пресные, поскольку породы, по которым происходит сток воды, совершенно не растворимы.

Существенным аспектом водного баланса озер являются темпы водообмена. Эта характеристика определяется либо временем полной смены воды в озере (в годах), который выражается через отношение объема озера к годовому стоку воды из него, либо через обратную величину, называемую коэффициентом водообмена водоема. Время полной смены воды может быть очень коротким - одна неделя и менее, что соответствует коэффициенту водообмена 50 раз в год - у водохранилищ, расположенных на реках выше плотин, но может быть и длительным - до 500 лет, с годовым коэффициентом водообмена 0,002 (как у оз. Верхнего). Водоемы с более коротким циклом полной смены воды (и, соответственно, с высокими коэффициентами водообмена) быстрее очищаются от загрязняющих веществ и в целом имеют более низкие их концентрации.

ВЕЩЕСТВА, РАСТВОРЕННЫЕ В ОЗЕРНЫХ ВОДАХ

Вода является превосходным растворителем, и поэтому в озерных водах содержится много растворенных веществ. Примечательно, однако, что подавляющая масса этих веществ в большинстве озер представлена ограниченным числом соединений, а именно, положительно заряженными ионами (катионами) кальция, магния, натрия и калия и отрицательно заряженными ионами (анионами), состоящими из углерода и кислорода (бикарбонаты), серы и кислорода (сульфаты) и хлора (хлориды) (обе группы ионов перечислены в порядке убывания их содержания). Эти семь ионов составляют от 90 до 95% общего количества растворенных веществ в водах большинства озер, а их суммарная концентрация, обычно измеряющаяся в миллиграммах на литр (мг/л), характеризует соленость (минерализацию) воды. Другие вещества, например элементы питания растений (азот и фосфор) и металлы (железо и марганец), присутствуют в существенно меньших количествах, так что их концентрации измеряются в микрограммах на литр (мкг/л). В бессточных озерах испарение приводит к изменению состава солей. Озера называются хлоридными, сульфатными или карбонатными в зависимости от того, какие анионы накопились в них в наибольшем количестве под воздействием испарения или атмосферных осадков.

Подземные воды

Подземные воды распространены по всей территории России и являются одним из источников питания рек. Большая их часть непосредственно связана с речным стоком н озерными котловинами. Объем естественных ресурсов подземных вод оценивается в 787,5 км3/год, статические запасы составляют 28 тыс. км3.

На территории России разведано 3367 месторождений подземных вод, из них эксплуатируется лишь 48%. Эксплуатационные запасы разведанных месторождений составляют 28,5 км3/год. Степень их использования в среднем по России не превышает 33%, около половины использованной воды расходуется на хозяйственно-питьевые нужды.

Суммарный отбор подземных вод составляет всего лишь 4,5% от потенциальных эксплуатационных ресурсов (около 230 км3/год), т.е., несмотря на достаточно большие запасы пресных подземных вод, их использование остается невысоким. Из общего объема эксплуатационных ресурсов около половины (113 км3/год) не связаны с речным стоком.

Загрязнение подземных вод в большинстве случаев носит локальный характер.

ИСТОЧНИК, естественный выход подземных вод на земную поверхность. Подземные воды находятся в полостях, порах и трещинах горных пород в верхней части земной коры. Верхняя граница водонасыщенной зоны называется зеркалом, или уровнем, подземных вод. Там, где водоносные горизонты пересекаются с земной поверхностью, возникают источники. Поскольку глубина грунтовых вод меняется в зависимости от сезона и количества выпадающих осадков, источники могут внезапно исчезать, быть просачивающимися, капельными или бить ключом.

Источники на склонах холмов. В районах с расчлененным рельефом часть воды, которая просачивается в грунт в верхней части холма, может снова выйти на поверхность ниже по склону в виде источника, расположенного выше уровня водотока. Это происходит, если зеркало грунтовых вод находится выше уровня водотока. Источники возникают там, где вода при движении вниз встречает водоупорный горизонт, а затем выходит на поверхность в месте обнажения водопроницаемых пород. Расход воды источников на склонах холмов обычно невелик и изменчив.

Артезианские источники. Вода, поступающая в пористые проницаемые слои, перекрытые водонепроницаемыми породами, может под давлением фонтанировать в низко расположенных выходах, образуя артезианский источник. Иногда артезианские водоносные горизонты занимают значительную площадь, и тогда артезианские источники имеют высокий и довольно постоянный расход воды. Часть известных оазисов северной Африки приурочена к таким артезианским источникам. Там, где имеются разломы в земной коре, артезианские воды поднимаются из водоносных горизонтов вдоль линий разломов. В период между сезонами дождей они нередко иссякают.

Карстовые источники. Крупнейшие в мире источники часто связаны с выходом вод из карстующихся известняков. Содержащие углекислый газ просачивающиеся воды способны растворять известняки, поэтому во многих районах, сложенных известняками, распространены карстовые пещеры и каналы. В таких районах довольно часто встречаются подземные реки и очень крупные карстовые источники.

Горячие источники. Большинство горячих источников приурочено к вулканическим областям, в которых вода нагревается от горных пород, верхних слоев земной коры, расположенных вблизи вулканов, хотя, возможно, часть воды имеет магматическое происхождение. В некоторых горячих высокая температура воды обусловлена подъемом воды с больших глубин (ведь температура пород повышается примерно на 1° С с увеличением глубины на 30 м).

Минеральные источники. Вода минеральных источников содержит значительное количество растворенных химических веществ. Теплые и горячие источники обычно имеют более высокую минерализацию, поскольку химические реакции протекают более интенсивно при повышенных температурах.

Реки России

Объем речного стока, формирующегося на территории России, составляет 4043 км³/год, или 237тыс. м³/год на один квадратный километр территории и 27,82 тыс. м³/год на одного жителя. Дополнительный сток из сопредельных государств равен 227 км³/год.

Кроме крупных рек по территории России протекает около 2,5 миллиона малых рек, из которых для нужд населения и хозяйственного комплекса используется 127 тысяч.

РЕКИ КАМЧАТКИ

Полуостров Камчатка вытянут в меридиональном направлении на 1200 км, по устройству поверхности это горная страна. С севера на юг через полуостров тянется Срединный хребет, образующий главный водораздел, с которого берут начало реки.

Речная сеть характеризуется значительной густотой. С западных склонов Срединного хребта стекают многочисленные и сравнительно короткие реки, принадлежащие бассейну Охотского моря. У восточных склонов хребта берут начало реки, принадлежащие бассейну Берингова моря либо непосредственно впадающие в Тихий океан. К этой группе относится и самая большая река полуострова - Камчатка, имеющая длину 758 км и площадь бассейна 55,9 тыс. км². Камчатка принадлежит к числу рек с высокой водностью: средний расход воды составляет около 1000 м²/с. Река судоходна на протяжении 486 км, сплавная, является нерестилищем лососевых рыб.

Все реки полуострова условно делятся на три типа: хребтовые, ключевые и тундровые. Хребтовые реки имеют горный характер, основное питание получают оттаяния снегов и ледников, которое продолжается в течение всего лета, отличаются очень высокой водностью. Ключевые реки менее распространены, их водный режим характеризуется малыми колебаниями уровней и расходов воды. Температура воды постоянна, зимой эти реки не замерзают. Тундровые реки представляют собой типично равнинные потоки, протекающие по заболоченным низменностям.

Для рек Камчатки характерны замедленные процессы самоочищения, поэтому водохозяйственная деятельность в этом регионе должна быть направлена на прекращение сброса неочищенных сточных вод, содержащих органические загрязнения.

РЕКИ САХАЛИНА

Главным водоразделом Сахалина служит Западный Сахалинский хребет. Речная сеть принадлежит бассейнам двух морей - Охотского и Японского.

Всего по территории острова протекает 10 рек, главные из них - Тымь и По-ронан. Обе реки имеют примерно одинаковую длину (около250 км) и площадь водосборов (8 тыс. км²), характеризуются значительной водностью - средние расходы воды превышают 100 м³/с. Остальные реки Сахалина представляют собой короткие и очень полноводные горные водотоки.

Режим рек сложный, с тремя волнами половодий. Весной наблюдается половодье, формирующееся от таяния снега в пределах равнинны частей бассейнов. В начале лета проходит половодье, образующееся за счет таяния снега в горах. В середине лета бывают паводки, вызванные муссонными ливнями

БАССЕЙН АМУРА

Амур - главная река Дальнего Востока - является пограничной рекой России, часть ее водосборной площади находится на китайской территории. Амур образуется от слияния двух притоков - Шилки и Аргуни. Длина реки от слияния до устья составляет 2850 км, площадь водосбора - 2050 тыс. км². По водности Амур относится к числу наиболее значительных рек России: средний годовой расход воды в устье равен 12800 м³/с, среднемноголетний объем стока - 403 км². Река судоходна на всем своем протяжении, большое развитие здесь получили водный транспорт и лесосплав.

В бассейне Амура построено 37 водохранилищ суммарным полным объемом 68676 млн.. м³. Зарегулированы также и отдельные малые реки, на которых создано 29 малых водохранилищ полным объемом от 1 до 10 млн.. м³ (суммарный объем 70,9 млн.. м³) и 5 водохранилищ полным объемом от 100 до 1000 млн.. м³ (суммарный объем 186,2 млн.. м³).

Основная часть водосбора находится под влиянием муссонного климата. Питание реки происходит преимущественно за счет летне-осенних муссонных дождей. Летние паводки становятся причиной частых наводнений, наносящих ущерб населению, проживающему в прибрежной зоне.

Являясь основной водной артерией региона. Амур подвергается мощному антропогенному воздействию. В реку поступает значительное количество недостаточно очищенных сточных вод. Качество поверхностных вод Амурского бассейна варьирует в широких пределах - от "слабо загрязненных" до "грязных" и "чрезвычайно грязных". Основные источники загрязнения - предприятия электротехнической, целлюлознo-бумажной, машиностроительной, горнодобывающей промышленности.

В Амур впадают многочисленные притоки, среди них такие крупные, как Зея, Бурея, Уссури, Аргунь, Шилка.

Длина Зеи составляет 1210 км. В верхнем течении река имеет горный характер, ее долина ограничена высокими склонами. В нижнем течении река выходит на равнину, ее долина расширяется, а русло делится на многочисленные рукава. Зея - река с высокой водностью:

средний годовой расход воды 1800 м³/с. На Зее построена крупная ГЭС и большое водохранилище многолетнего регулирования стока (площадь водного зеркала 2419 км², полный объем 68,4 км³, полезный - 32,1 км³). Зейскин водохозяйственный комплекс используется для гидроэнергетических целен, защиты от наводнений, улучшения транспортных путей.

Река Бурея имеет длину 716 км и также относится к наиболее водным рекам Дальнего Востока: средний годовой расход воды равен 950 м³/с.

Река Уссури набольшей части своего течения является пограничной рекой (с Китаем). Это самая полноводная река Амурского бассейна: средний годовой расход воды составляет около 2000 м³/с. По качеству большинство притоков Уссури относится к классу "загрязненных" или "слабо загрязненных", некоторые малые реки характеризуется как "грязные" либо "очень грязные".

Шилка - левый приток Амура - имеет длину 555 км и почти на всем своем протяжении течет в долине, стесненной горами. Река относительно маловодна:

средний годовой расход воды около 440 м³/с.

При выпадении интенсивных летних ливней Амур, Зея, Бурея и другие реки бассейна часто выходят из берегов и заполняют поймы. В отдельные годы здесь наблюдаются сильные наводнения.

БАССЕЙН ЛЕНЫ

Лена - одна из величайших и самых многоводных рек земного шара. По своей длине (4270 км) она занимает третье место среди рек России и десятое - среди рек мира. Годовой расход воды в устье составляет в среднем 15,5 тыс. м³/с, площадь бассейна 2478 тыс. км², среднемноголетний объем стока 489 км³.