Геологическая деятельность озёр

Геологическая деятельность озёр

Происхождение озёрных  котловин

Осадконакопление  в озёрах

Озёра – природные  водоёмы со стоячей или слабопроточной водой, образующиеся в результате затопления понижений суши (котловин) водными  массами. Озёра не имеют связи  с океаном и, в отличие от рек, обладают замедленным водообменном. 

Каждое озеро состоит  из трех взаимосвязанных природных  компонентов:

котловины - формы  рельефа земной поверхности,

водной массы с  растворёнными в ней веществами,

растений и животных, населяющих водоём.

Происхождение озёрных  котловин 

Котловины озёр возникают  в результате различных рельефообразующих  процессов и по происхождению  делятся на несколько групп. 

С проявлением эндогенной активности связано образование  тектонических и вулканических  котловин. 

Котловины тектонического происхождения образуются в результате движения участков земной коры. Многие озёра, возникшие в котловинах тектонического происхождения, занимают обширную площадь, характеризуются большой глубиной и имеют древний возраст. Характерными примерами озёр, принадлежащих этой группе, служат Великие Африканские  озёра (в том числе Танганьика с глубиной -1470 м), приуроченные к  Восточно-Африканской рифтовой системе, где происходят процессы растяжения и прогибания континентальной коры. Аналогичное происхождение имеют озеро Байкал в России (являющееся самым крупным пресноводным водоёмом и обладающее максимальной среди озёр глубиной -1620 м), озеро Бива в Японии (известное добываемым в нём пресноводным жемчугом) и другие. Котловины нередко приурочены к изометричным прогибам (Чад, Эйр) или крупным тектоническим разломам. С тектоническими процессами связано и формирование остаточных озёр, являющихся остатками древних океанов и морей. Так, Каспийское озеро отделилось от Средиземного и Чёрного морей в результате тектонических движений земной коры. 

Котловины вулканического происхождения приурочены к кратерам и кальдерам потухших вулканов или  располагающиеся среди застывших  лавовых полей. В последнем случае озёрные котловины формируются, когда горячая лава вытекает из-под  более холодного поверхностного лавового горизонта, что способствует проседанию последнего (так образовалось оз. Йеллоустон), или в случае подпруживания рек и ручьев лавой или грязевым потоком при извержении вулканов. Котловины такого происхождения встречаются в районах современной или древней вулканической деятельности (Камчатка, Закавказье, Исландия, Италия, Япония, Новая Зеландия и др.). 

Многообразие экзогенных процессов приводит к образованию  различных групп озёрных котловин.

Большое количество озёрных котловин имеют ледниковое происхождение. Их формирование может  быть связано с деятельностью  горных и равнинных ледников. В  горах ледниковые озёрные котловины  представлены моренно-запрудными и  каровыми. Моренно-запрудные образуются при запруживании ледниками речных долин. При заполнении водой каровых котловин формируются небольшие живописные озера с чистой и холодной водой.

На равнинах котловины  ледникового происхождения распространены на территории, подвергавшейся четвертичному  оледенению. Среди них можно выделить котловины экзарационного, ледниково-аккумулятивного и морено-запрудного происхождения. Экзарационные котловины связаны с выработанным движущимся льдом отрицательными формами рельефа. Знаменитым примером озера, обязанного своим происхождением разрушительной деятельности ледников, служит Лох-Несс в Шотландии, образовавшееся в обработанной ледником долине реки. Тысячи озёр, образовавшихся в котловинах ледникового вспахивания, встречаются на территории Скандинавского полуострова, на севере Канады. Ледниково-аккумулятивные котловины образуются в области развития моренных отложений. Озерные котловины в области моренно-равнинного рельефа широкие, имеют овальную форму и небольшую глубину (Чудское, Ильмень); в условиях холмисто-западинного и холмисто-увалистого рельефа обладают неправильной формой, островами, сложной береговой линией, расчленённой полуостровами и заливами (Селигер). Моренно-запрудные котловины возникают при запруживании мореной доледниковой речной долины (например, оз. Сайма в Финляндии). 

В областях многолетней  мерзлоты образуются котловины термокарстового  происхождения, обязанные своим  происхождением таянию ископаемого  льда и мерзлых пород и просадкам  грунта. Такое происхождение имеют  многие котловины тундровых озерков. Все они имеют небольшую глубину  и невелики по площади. Ещё один район  развития термокарстовых котловин –  область распространения четверичных  флювиогляциальных отложений. Здесь  при таянии покровных ледников под  толщей отложений, вынесенных талыми ледниковыми  водами, оказались погребенными огромные глыбы мертвого льда. Многие из них  растаяли только спустя сотни лет, и  на их месте возникли котловины, заполнившиеся  водой. 

Озерные котловины  карстового происхождения образуются в районах, сложенных растворимыми (карстующимися) породами. Растворение пород приводит к образованию глубоких, но обычно незначительных по площади котловин. Здесь же нередко случаются провалы, обусловленные обрушением сводов подземных карстовых полостей. Примерами карстовых котловин могут служить знаменитый «Провал» в Пятигорске (известный по роману Ильфа и Петрова «Двенадцать стульев») и оз. Жирот во Французских Альпах, имеющее глубину -99 м при площади всего 57 га. 

Озерные котловины  суффозионного происхождения образуются при просадке грунтов в связи  с выносом подземными водами рыхлых пылеватых частиц. Котловины такого генезиса встречаются в степной  и полупустынной зонах Центральной Азии, Казахстана и Западно-Сибирской равнины. 

Котловины флювиального происхождения связаны с геологической деятельностью рек. Чаще всего это старичные и дельтовые озёра. Иногда образование озёр обусловлено преграждением русла реки аллювиальными наносами другой реки. Например, образование озера Сент-Крой (США) связано с подпруживанием р. Сент-Крой аллювиальными отложениями р. Миссисипи. В связи с динамичностью эрозионных и аккумулятивных флювиальных процессов и небольшими размерами котловин, последние относительно быстро заполняются наносами и зарастают в одних местах и вновь образуются в других. 

Некоторые озёрные  котловины формируются в результате подпруживания оползнями, горными обвалами или селями рек. Обычно такие озёра существуют недолго – происходит прорыв наносов, образующих «плотину». Так, в 1841 р. Инд на территории современного Пакистана была подпружена оползнем, возникшим в результате землетрясения, а через шесть месяцев «плотина» рухнула, и озеро длиной 64 км и глубиной 300 м было спущено за 24 часа. Озёра данной группы могут оставаться стабильным при условии, что избыток воды отводится через устойчивые к эрозии твердые породы. Например, Сарезское озеро, образовавшееся в 1911 в долине р. Мургаб на Восточном Памире, существует до сих пор и имеет глубину -500 м (десятое место по глубине среди озер мира).

Процесс подпруживания реки мощным обвалом способствовал и образованию одной из «жемчужин» Кавказа – озера Рица в Абхазии. Гигантский обвал на склоне горы Пшегиша запрудил реку Лашипсе. Воды реки более чем на 2 км затопили ущелье (трассирующее крупный тектонический разлом в толщах горных пород), вода поднялась на 130 м. Из-под природной каменной плотины выбивается река с уже другим названием – Юпшара (по-абхазски «раскол»).

Озёра искусственного происхождения связаны с заполнением  водой искусственных котловин (карьеров и пр.), либо с подпруживанием речных потоков плотинами. При сооружении плотин образуются различные по размерам водоёмы – от небольших прудов до огромных водохранилищ (расположенные в Африке водохранилища Виктория на реке Виктория-Нил, Вольта на р. Вольта и Кариба на р. Замбези; самым крупным по объему в России является Братское водохранилище на реке Ангаре). Некоторые плотины возводились с целью производства электроэнергии для выплавки алюминия на базе крупных залежей бокситов. Нужно добавить, что плотины создаются не только человеком. Плотины, построенные бобрами, могут достигать длины более 500 м, но существуют они лишь непродолжительное время. 

Котловины прибрежно-морского происхождения образуются преимущественно  в результате отделения морских  бухт барами от акватории моря в  процессе перемещения вдольберегового  потока наносов. На начальном этапе  котловина заполнена солёными морскими водами, в дальнейшем образовавшееся соленое озеро постепенно опресняется. 

Котловины органогенного  происхождения возникают обычно на сфагновых болотах тайги, лесотундры и тундры, а также на коралловых островах. В первом случае они обязаны  своим происхождением неравномерному нарастанию мхов, во втором – коралловых полипов.  

Озёра в масштабах  геологического времени существуют относительно недолго. Исключение составляют лишь некоторые озёра с котловинами  тектонического происхождения, приуроченные к активным зонам земной коры, и  крупные остаточные озёра. Со временем котловины заполняются осадками или заболачиваются.

Осадконакопление  в озёрах 

Отложения озёр представлены терригенными, хемогенными и органогенными  осадками. Состав накапливающихся в  озёрах осадков в первую очередь  определяется климатической зональностью. 

В озёрах гумидных областей накапливаются преимущественно алевро-глинистые отложения, часто с большим количеством органики. Отмершие организмы, а также материал, сносимый в озеро, откладываются на дне и образуют гиттию (от швед. gyttja - ил, тина) – озёрные отложения, состоящие из органических остатков. Органическое вещество гиттий образуется преимущественно за счёт продуктов распада живущих в воде растительных и животных организмов, в меньшей степени за счёт принесённых с окружающей суши остатков наземных растений. Минеральная часть состоит из песчано-глинистого материала и осаждённых из вод окислов кальция, железа и магния. Гиттию называют также сапропель (от греч. sapros - гнилой и pelos - ил, грязь - "гнилостный ил"). В озере Неро, расположенном у города Ростов-Ярославский (Ростов Великий), слой сапропеля достигает 20 м. Сапропели используются в качестве удобрения или в качестве минеральной подкормки для скота; иногда в бальнеологических целях (грязелечение). 

В полупустынных  и пустынных аридных зонах  озёра бессточные с интенсивным  испарением. Поскольку реки и подземные  воды всегда приносят соли, а испаряется только чистая вода, то происходит постепенное  повышение солёности озёрных  вод. Концентрация солей может повышаться настолько значительно, что из пересыщенной солями воды (рапы) происходит осаждение  соли на дно озера (самосадочные озёра). При осолонении континентальных  озёр накапливаются карбонатные, содовые, сульфатные, соляные и другие хемогенные отложения. В России современные  содовые озёра известны в Забайкалье и в Западной Сибири; за рубежом  большой известностью пользуется озеро  Натрон в Танзании и озеро Серлс в Калифорнии. К ископаемым отложениям подобных озёр приурочены месторождения природной соды.

В целом, для аридных  областей характерны галогенно-карбонатные  отложения, бедные органикой. 

В ряде случаев решающую роль в характере осадконакопления имеет происхождение озёрных  котловин. Для ледниковых озёр характерны ленточные глины, формирующиеся  за счёт сочетания озёрных и ледниковых отложений. В карстовых озёрах накапливаются  карбонаты, иногда нагромождения глыб обвального происхождения. 

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, в виду своих больших размеров называются внутренними морями. Например, Каспийское озеро – море, имеющее площадь около 376 00 км2, максимальную глубину почти в 1000 м и лежащее на 28 м ниже уровня океана. Аральское бессточное, соленое озеро-море, сейчас почти пересохшее и ряд других. Озера располагаются как в низменностях, так и в горных районах. Оз. Титикака в Андах находится на высоте почти в 4 км. В горной местности располагается самое крупное в мире пресноводное озеро Байкал, содержащее 23000 км3 прекрасной пресной воды, обладающее площадью 66000 км2 максимальной глубиной в 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, но 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.