Как образуются соленые озера кратко
Обновлено: 02.07.2024
Озера и пруды характеризуются наличием стоячей пресной (иногда соленой) воды. Видовое разнообразие в пресноводных биоценозах невелико. Почти для всех озер и прудов свойственна достаточно четкая зональность и стратификация, т.е. разделение водной толщи на слои различной плотности, что препятствует перемешиванию вод. Озера подразделяют на олиготрофные (малопродуктивные) и эвтрофные (высокопродуктивные).[ . ]
Первое место среди малых составляющих гидросферы занимают озера. Их суммарная масса оценивается в 2,8 • 105 млрд т, а по другим источникам (1,76—7,5) • 105 млрд т1. Это составляет ничтожную массу всей гидросферы, причем только 1,5 • 105 млрд т приходится на проточные пресные озера, а 1,25 • 105 млрд т — на соленые.[ . ]
Озера очень ркзнообразны по набору и концентрации растворенных веществ, и в этом они ближе к подземным водам, чем к океану. Минерализация озер подчиняется географической зональности: Землю опоясывают солоноватые и соленые озера, характерные для засушливой и пустынной зон. Соленые озера часто бывают бессточными, т. е. они принимают в себя реки, но из них водные потоки не вытекают, а приносимые реками растворенные вещества постепенно накапливаются в озере в результате испарения воды с его поверхности. Вода некоторых озер настолько насыщена солями, что те кристаллизуются, образуя корки разных оттенков на ее поверхности или осаждаясь на дно. Одно из самых соленых озер обнаружено в Антарктиде — озеро Виктория, вода в котором в 11 раз солонее океанской.[ . ]
Соленые континентальные водоемы, в частности озера, весьма многочисленны на территории СССР. Только в пределах Астраханской области насчитывалось до 700 соленых озер. Происхождение их вполне понятно. Любое озеро, если только оно не проточное, замкнутое, т. е. не имеет стока, рано или поздно должно стать соленым благодаря испарению воды, особенно .если оно расположено в засушливых районах и на сильно соленосных породах. Степень солености таких водоемов может быть весьма значительной, вплоть до выпадения солей из насыщенного раствора. Так, например, в озерах с преобладанием поваренной соли содержание солей доходит до 285 г на литр воды, а при преобладании глауберовой соли — до 347 г на литр воды. И все-таки даже в таких условиях живут водоросли. Правда, количество видов водорослей по мере увелияения солености убывает, и очень высокую соленость переносят только немногие из них, но в целом солевыносливых форм немало.[ . ]
Соленость и солевой состав воды в озерах испытывают сезонные и многолетние колебания. В сточных озерах эти колебания тем заметнее, чем больше водообменность озера. В сильно проточных озерах гидрохимический режим близок к речному. Бессточные озера засушливых областей умеренного климата весной сильно опресняются при заполнении талыми снеговыми водами, летом происходит осолонение. Многолетние колебания химического состава тесно связаны с циклическими колебаниями увлажненности больших территорий, изученными А. В. Шнитниковым.[ . ]
В соленых озерах вода нередко содержит еще больше солей (до 5,82 г/л, как, например, в Иссык-Куле и даже до 360 г/л— в озере Гюсгундаг в Закавказье).[ . ]
Воды озер по своему химическому составу и минерализации весьма разнообразны. В противоположность морской воде в озерных водах нет постоянства соотношений между основными ионами. Среди озер мира встречаются озера с весьма малой минерализацией (30 мг/л, оз. Онежское) и очень большой соленостью, значительно превышающей соленость морских вод (свыше 300 г/л).[ . ]
В двух озерах Висконсина, воды которых относительно богаты кальцием, насчитывается в три раза больше видов растений и в два раза больше видов животных, чем в двух других аналогичных озерах, бедных кальцием. В Белом море ограничивающим фактором для моллюсков является температура: от нее зависит их благополучие и численность. Но может произойти смена ограничивающего фактора. Так, в 1966 г. ветер нагнал с Карского моря лед, который таял в Белом море. В результате соленость воды в Белом море упала и стала новым ограничивающим фактором.[ . ]
К таким озерам относится, например, Большое Соленое озеро в штате Юта. Сообщество, обитающее в нем, состоит из немногих видов, но число особей этих видов порой бывает огромно.[ . ]
Площадь соленых вод (морей, океанов) — чуть более 70% поверхности Земли. Пресные же воды (менее 1 г/л соли) составляют чуть меньше 6% запасов или, в абсолютном выражении, 90 млн. км3. Но вся беда в том, что из пресных вод лишь около 3% — легкодоступные запасы типа рек, озер и водохранилищ, остальное — ледники, подземные воды. Таким образом, мы можем использовать лишь около 2,5 млн. км3 воды. А ведь часть этой воды загрязнена и непригодна к употреблению.[ . ]
По степени солености воды озер делятся на следующие типы: пресные (до 1%о), солоноватые (от 1 до 24,7%0), соленые (от 24,7 до 47%о), минеральные или соляные (свыше 47%0).[ . ]
Естественных озер, как пресных, так и соленых (в основном на юге), на территории республики немного.[ . ]
В Черном море, более соленом и стало быть тяжел-ом, вода Мраморного моря образует нижнее течение в северном направлении от пролива, а более легкая речная вода Дуная, Днестра и Днепра распространяется далеко на юг, образуя как бы громадное пресное озеро на ложе из морской воды, имеющее и пресноводных рыб. С другой стороны, реки и ручьи, имеющие более жесткую и, стало быть, более тяжелую воду, впадая в пресные озера с более легкой водой, идут по дну их, нижним течением, образуя в озере обратное верхнее течение озерной воды.[ . ]
Проточные и сточные озера обычно пресные, так как приход пресной воды больше, чем расход. Бессточные озера преимущественно солоноватые или соленые. В этих озерах приход воды меньше, чем расход, поэтому соленость увеличивается. Соленые озера находятся в степной и пустынной зонах (Эльтон, Баскунчак, Мертвое, Большое Соленое и многие другие). Некоторые озера отличаются большим содержанием соды, например содовые озера юга Западной Сибири.[ . ]
Таким образом, в паспорт озера включен комплекс "гидро-химико-биологических" данных, предложенных А.А. Лебединцевым [1904, 1S05], работавшим на Никольском рыбоводном заводе, который писал: "Нет сомнения, что физико-химические и биологические условии водоемов тесно связаны между собой и находится в такой близкой закономерной зависимости, чго нет возможности понять условии жизни бассейна, не считаясь с тем и другим. Распределение температуры воды всей толщи водоема, химический состав и изменения соленой массы воды по временам года, газовый обмен или, так сказать, дыхание водоема, физикохимические качества грунта и его распределение, качественный и количественный состав планктона в свпзи с его питательностью, определенной химическим путем, общий характер обмена между животными и растительными организмами и группами — все это вместе взятое является вопросами гидро-химико-биологическими. Таковы современные требовании, предъявляемые к рациональным научно-промыслоеым предприятиям". Следует отметить, что Никольский рыбоводный завод под руководством О.А. Гримма стал первым, как сейчас сказали бы, научно-производственным объединением рыбного хозяйства в России со своим периодическим изданием "Из Никольского рыбоводного завода".[ . ]
Существуют, однако, такие соленые водоемы, соленость воды которых даже превышает концентрированные растворы соли, употребляемые в пищевой промышленности. Так, если для соления огурцов применяется 15-процентный раствор хлористого натрия, для рыбы — 20-процентный, а для мяса — 30-процентный, то вода Большого Соленого Озера имеет соленость 22%, Мертвого моря — 25%, а озера Гюсгундаг в Закавказьи — даже 36,8%. В этих водоемах нет жизни, но если в них отсутствуют флора и фауна, то зато имеются бактерии, которые в процессе эволюции приспособились к жизни в таких специфических условиях. Эта группа микробов носит название галофилов. Если эти галофилы попадают на поверхность соленой рыбы или мяса, то начинается их порча. Низшим пределом солености, которую еще могут переносить галофилы, является 13%.[ . ]
В СССР находятся крупнейшие соленые озера мира: Каспийское море, Аральское море и озеро Балхаш. Характеристика крупнейших озер СССР приведена в табл. 1.7.[ . ]
Почти 96,5% мировых запасов вод — соленые воды океанов, которые практически не используются человечеством. Количество пресной поверхностной и подземной воды составляет 2,5%, или 35 млн. км3. Основная доля пресных вод (24 млн. км3, или 68,7%) сосредоточена в ледниках и снежном покрове Антарктиды и Арктики. Главными источниками обеспечения водой для большинства стран останутся реки и озера. Запасы воды в них не превышают 0,27 % ресурсов пресных вод и составляют 95 тыс. км3. Этого, может быть, и хватило бы человечеству при рациональном использовании, но вся сложность проблемы заключается в том, что водные ресурсы распределены чрезвычайно неравномерно по территории земли. Наряду с зонами избыточного увлажнения, в которых количество осадков существенно превышает потенциальное испарение, существуют обширные территории, где количество осадков намного меньше потенциально возможного испарения. Такие зоны занимают около 60 % всей суши Земли, где в настоящее время проживает около 1,5 млрд. чел. (около 30 %), а через 40. 50 лег будет проживать до 3. 3,5 млрд. чел. (около 50%). Таким образом, несмотря на значительные водные ресурсы на Земле, положение с водой будет все более и более напряженным.[ . ]
В районах широкого распространения соленых озер и солончаков большую роль в переносе солей играют эоловые процессы. Г. Н. Высоцким и Н. А. Димо была развита теория импульверизации (перенос солей ветром).[ . ]
В районах широкого распространения соленых озер и солончаков (озерные системы Аральского региона Туркмении, озера Тувы, Хакасии) большую роль в переносе солей играют ветровые процессы. При переносе солей ветром на поверхности суши может отлагаться (по подсчетам Ф. Кларка) от 2 до 20 т легкорастворимых солей на 1 км2. Для степных экосистем и полупустынь Закавказья приводится цифра 47 т на км2 в год (Ковда, 1973). Эти соли попадают на растения и воздействуют на них в виде солевой пыли, в виде растворов (с утренней росой), переносятся на огромные расстояния и выпадают в виде солевых осадков. Из почвенных растворов засоленных почв растения с трудом извлекают минеральные вещества и воду для своей жизнедеятельности. Соли также применяются (преимущественно Л/аС/) на улицах городов для борьбы с гололедом, их растворы проникают в почву и наносят большой вред растениям.[ . ]
По количеству растворенных в воде веществ озера делятся на пресные, солоноватые и соленые. Пресные озера имеют растворенных солей менее 1 %о. Солоноватыми озерами считаются такие, где соленость больше 1 %о, а солеными — свыше 24,7 %о.[ . ]
Морские креветки, доставляемые из Большого Соленого озера, буйно развиваются в соленых стоках предприятий компании. В очистных тенках для обеспечения жизни креветок и водорослей потребуется дополнительное оборудование в виде перегородок. Намечено сооружение опытной установки.[ . ]
Подземные воды (подземная гидросфера). Пресные, соленые и геотермальные (температура свыше 30°С) воды залегают под почвой на разной глубине в земной коре. Часто образуют водоносные пласты. Объем подземных пресных вод примерно в 100 раз больше объема поверхностных пресных вод озер, рек, болот и пр.[ . ]
Основной причиной химической неоднородности в озере является несоответствие между составом и минерализацией вод озера и питающих его поверхностных и подземных вод. Способствует неоднородности замедленный водообмен, размеры, расчлененность котловины, изрезанность береговой линии, а также плотностное расслоение озера. Классическим примером химической неоднородности вод является оз. Соленость вод восточной половины Балхаша больше солености западной (вблизи устья р. Или) почти в 4 раза. По мере продвижения к восточной части озера происходит изменение состава за счет увеличения (по весу) ионов Na’ и С1 .[ . ]
ПРЕСНОВОДНЫЕ ЭКОСИСТЕМЫ (П .э.) — водные экосистемы, соленость воды в которых не превышает 3,5% (реки, озера, пруды, ручьи, временные водотоки). Если для организмов наземных экосистем основная проблема — добыча пищи и воды, то главным дефицитом в П.э. является содержание кислорода в воде. При общей схеме функционирования П.э. и наземных фотоавтотрофных экосистем (см. Аесные экосистемы), у них есть немалые отличия (табл. 31).[ . ]
По минерализации воды различают пресные, солоноватые и соленые озера. Степень минерализации озерной воды кроме климатических условий зависит от наличия у озера стока. Верхней границей минерализации воды солоноватых озер считают 35°/00, озера с большим содержанием солей в воде относят к соляным.[ . ]
| Вертикальные профили температуры (жирная линия) и солености (тонкая линия), измеренные на озере Ниос в декабре 2002 г. |  |
И.К. Для объектов: колебание уровня Каспийского и Мертвого морей озер Балхаш, Чаны, Чад, Большое Соленое озеро, для стоков рек Волги, Днепра, Немана, Дуная и многих других. То же для ширины колец различных деревьев и для температурных рядов, это - глобальная температура Северного полушария, среднегодовые значения температур в Москве и в Петербурге. И тоже всюду получили значение показателя Харста больше 0,5. Кроме того, Харст обрабатывал исторический ряд наблюдения за уровнями Нила, т.е. с 622 по 1469 г. и современный ему ряд - и всюду получалось Н > 0,5. В результате эффект Харста получил такую математическую интерпретацию: он характеризует случайный процесс с медленным затуханием корреляционной функции.[ . ]
Псаммофил ы-ше виды тамариска используют с целью защиты от размыва и обвалов берегов соленых озер и морей, например, на Южном берегу Крыма. Более 120 лет назад (1855) предлагались посадки тамарисков на заселенных приморских песках в окрестностях Одессы. На восточном побережье Средиземного моря тамариск используют как ветрозащитную породу. Виды тамариска рекомендовали для укрепления берегов Каракумского капала в Туркмении. Некоторые виды с небольшим содержанием танинов являются хорошими пастбищными р а степи я м и.[ . ]
В результате, хотя жидкость в пищеварительном тракте всегда содержит много солей, гемолимфа сохраняет гапотоничность по отношению к среде.[ . ]
Наша страна богата залежами мирабилита, образующего большие толщи на дне высыхающих морских заливов и соленых озер (залив Кара-Богаз-Гол, озера Кучук и озера Кулундинской степи Западной Сибири и района Аральского моря). Если для связывания аммиака применить сернокислый натрий, то, кроме сульфата аммония, будет получаться сода, которая также имеет большую ценность для химической промышленности: Ка2Б04 + 2ГШ3 ■+ 2С02+2Н20 == (ГШ4)2304 + 2№НС03.[ . ]
Хорошо известен феномен пульсирующего оз. Чаны (Новосибирская область). Практически для всех бессточных озер мира (Каспийского и Аральского морей, Большого Соленого озера, озер Балхаш и Чад) характерны сложные нестационарные колебания их уровней. Периоды этих циклов различны, например, установлены следующие периоды многолетних изменений стока рек Волжского бассейна: 3, 6, 10, 14 и 19 лет. Особой пестротой характерных периодов отличаются колебания уровней подземных вод: в грунтовых водах Прибалтики наблюдается 5-летняя цикличность, в грунтовых водах средней полосы - 5- и 12-14-летняя, на Северном Кавказе 7-летняя и т.д. [Клиге, Воронов, Селиванов, 1993]. По выборкам стока р. Невы продолжительностью 60 лет средний период колебаний составляет 16 лет [Шелутко, 1976].[ . ]
Приспособившись к столь необычным условиям существования, эти водоросли играют очень большую роль в жизни соленых водоемов. Сочетание органической массы, образуемой водорослями, и большого количества растворенных в воде солей обусловливает ряд своеобразных биохимических процессов, свойственных этим водоемам. В частности, хлороглея и ряд других водорослей, тоже размножающихся в массовом количестве, участвуют в некоторых озерах (например, в Мойнакском) в процессе образования лечебных грязей.[ . ]
Фототрофные, или фотосинтезирующие, бактерии — типично водные микроорганизмы, распространенные в пресных и соленых водоемах. Особенно часто они встречаются в местах, где есть сероводород, как в мелководье, так и на значительной глубине. В почве фототрофных бактерий мало, но при затоплении ее водой они могут расти весьма интенсивно. Развитие фототрофных бактерий нередко легко обнаружить, не прибегая к постановке накопительных культур и микроскопическим исследованиям, так как многие из них способны образовывать ярко ократпенные пленки, а также обрастать подводные предметы. Такие макроскопические скопления наблюдаются в серных источниках, лиманах, бухтах, озерах и прудах. Иногда в результате массового развития фототрофных бактерий меняется даже цвет всей воды в водоеме или отдельные ее слои становятся окрашенными. Последнее явление довольно часто имеет место в некоторых озерах, содержащих в придонных слоях сероводород.[ . ]
Формируются при почти полном отсутствии растительности в замкнутых депрессиях и на обнажившихся днищах обсыхающих соленых озер аридных регионов.[ . ]
Наименее минерализованными считаются атмосферные осадки, в которых, в среднем, концентрация солей составляет 10 — 20 мг/кг, затем пресные озера и реки (5 — 1000 мг/кг). Соленость океана составляет около 35 г/кг. Моря имеют меньшую минерализацию — от 8 до 22 г/кг. Минерализация подземных вод вблизи поверхности в условиях избыточного увлажнения составляет до 1 г/кг, а в засушливых условиях до 100 г/кг.[ . ]
Поверхность нашей планеты на 4/5 покрыт; водой.[ . ]
Наиболее ярко комплексный эффект термохалинной неустойчивости деятельного слоя морской воды в поле силы тяжести проявился в инверсии вод Мертвого моря - самого большого соленого озера в мире. В начале 1980-х годов снимки, сделанные американским спутником "Ландсад", принесли уникальную информацию. Мертвое море за время одного оборота спутника вокруг Земли изменило свой цвет с голубого на черный. Наземные исследования зафиксировали "опрокидывание" водоема-глубинные (соленые, насыщенные сероводородом) более легкие воды вышли на поверхность. Термохалинная инверсия вод Мертвого моря произошла в результате исчезновения поверхностного распресненного слоя по причине расходования 80% стока реки Иордан на орошение полей.[ . ]
Приведем показатели Харста для некоторых гидрологических и климатических временных рядов: для стока Волги этот показатель составляет 0,752, Днепра - 0,621, Немана - 0,647, Дуная - 0,837; для среднегодовых приращений уровня воды Каспийского моря - 0,767, оз. Балхаш - 0,711, Большого Соленого озера - 0,682, оз. Чад - 0,690, оз. Чаны - 0,813; для колец сосны и дуба - соответственно 0,764 и 0,676; глобальной температуры воздуха Северного полушария - 0,825, среднегодовой температуры Москвы и Санкт-Петербурга соответственно 0,749 и 0,653.[ . ]
Например, некоторые красные водоросли обитают на глубинах, на которые проникает только синий свет, не поглощаемый хлорофиллом. Они имеют дополнительный красный пигмент фикоэритрин — сенсибилизатор, поглощающий свет в коротковолновой части спектра. У многих рыб, обитающих в тихих теплых водоемах, где из-за обилия гниющих органических остатков очень низко содержание кислорода, например у обыкновенного линя и карася, гемоглобин крови способен связывать кислород из воды и отдавать его клеткам в достаточном количестве даже при очень низком содержании в воде этого газа. Сезонные изменения солености во многих озерах с высокой концентрацией солей ведут к изменениям плотности воды.[ . ]
— Соленые озера вообще встречаются на всех континентах.
— Россия не обделена?
— И мы не обделены, потому что соленые озера типичны для зоны так называемого аридного (иными словами, сухого) климата: там, где количество осадков меньше, чем количество испарений. По большому счету это вся степь. А степь у нас простирается от Каспия до Читы, Забайкалья и Монголии. Поэтому недалеко от Красноярска в Хакасии и на юге Красноярского края достаточно соленых озер. Новосибирская область, Забайкалье.
— То есть вы не испытываете дефицита в этих водоемах.
— Не испытываем дефицита. Их много. И, более того, мы же биофизики. Для нас неважно, каков размер озера, а важны общие принципы его функционирования. Даже маленького соленого озера может быть достаточно, чтобы изучить общие закономерности поведения таких систем.
С инвентаризацией озер по большому счету в мире проблема. Мне как-то больше нравится мировой масштаб, а не российский. Все-таки ученые оперируют не национальными единицами, а географическими. И до сих пор идут споры, сколько соленых озер в мире. Есть мнение, что количество соленых озер примерно равно количеству пресных озер (чуть-чуть меньше, но некритично). Даже это уже удивительно. Потому что обычно считают, что пресных озер больше, чем соленых.
— По крайней мере, обыватели так считают.
— Строго говоря, точных оценок не существует — для всего мира, и для России тоже. Очень часто соленые озера меняются в своем размере и могут иногда исчезать, а иногда появляться.
— Но в чем фундаментальное значение изучения этих водоемов? Почему к ним такой интерес? Почему их выделяют в отдельную группу?
— Фундаментальных задач несколько. Если говорить про гиперсоленые озера, там есть уникальные бактериальные сообщества. Живущие при высоких соленостях бактерии используют не кислород, а другие соединения, они участвуют в циклах серы, железа, азота, углерода. И это выходы на биометаллургию, на новые ферментные системы, интересные биотехнологии. В соленых озерах можно искать уникальные виды бактерий, вытаскивать из них уникальные гены, вшивать их в организмы, которые используют в биореакторах, и делать какие-нибудь очень эффективные очистные сооружения, например. Они будут перерабатывать соединения азота. Это один, узкий класс задач.
Второй, достаточно широкий класс задач связан с тем, что мы в принципе должны понимать, как функционируют сложные экосистемы. А соленые озера очень часто стратифицированы, то есть разделены на слои воды разной плотности. Эти слои не перемешиваются. И такое неперемешивание приводит к уникальным условиям. Например, вверху слой менее соленой воды, внизу слой более соленой воды. Внизу заканчивается кислород. Там начинают накапливаться газы (например, сероводород). С одной стороны, там живут уникальные бактерии. С другой стороны, если вода перемешается, то эти газы попадут в верхние слои, убьют всё живое там (рыбу и рачков для начала), качество воды резко ухудшится.
И таких экосистем, где вода не перемешивается, много. Начиная от океана, в котором есть бескислородные зоны (и площадь этих зон сейчас растет, в том числе в связи с изменением климата), и заканчивая Черным морем, где огромные запасы сероводорода на дне, или каким-нибудь маленьким озером в Хакасии. Мы сейчас исследуем именно такое озеро под названием Шунет: его длина — 900 м, ширина — 500 м, максимальная глубина — около 6 м. Системы по масштабам разные, а по принципам организации очень похожи, с точки зрения физика. Изучая процессы перемешивания и стабильности небольшого озера, мы надеемся масштабировать их на большие системы.
— Как образуются соленые озера?
— По-разному. Но если мы говорим про внутренние водоемы, которые находятся внутри материков, — степные озера, — то механизм образования такой: с водосбора стекает большое количество воды, вода испаряется, соль остается. С течением времени она концентрируется в этом водоеме, и вот он стал соленым. Если озеро будет дальше уменьшаться, то соленость будет повышаться, потому что соль никуда не исчезает. Пример — Аральское море.
— Есть промежуточная стадия, когда обитатели пресных вод в соленом озере жить не могут, а обитатели морских вод — еще не могут. А кто же там тогда живет?
— Там живут организмы, которые сумели адаптироваться, чтобы жить при этих соленостях. Здесь тоже отдельная тема очень большого спора. Концепция критической солености была развита в том числе и российскими лимнологами. Они утверждали, что есть провал в биоразнообразии на определенных соленостях. А сейчас в том числе и в России есть исследования, которые говорят, что провал связан просто с недоизученностью жизни, и на самом деле его вроде бы как нет, потому что жизнь занимает и эту нишу. До сих пор очень много споров, есть эта критическая соленость или нет.
В любом случае мы должны понимать, что такое жизнь в соленой или пресной воде. Если мы живем в пресной воде, то нам нужно развивать механизмы осморегуляции, которые не дают солям из организма попадать в окружающую среду. Внутри организма есть соединения, в пресной воде их нет. Значит, они будут диффундировать, значит, их нужно удержать. Если живем в соленой воде — наоборот, чтобы соль не попала в организм, нужно качать ее обратно.
Соответственно, организмов, которые могли бы жить и в гиперсоленом озере, и в пресном озере, не существует. Они адаптированы либо к одному, либо к другому.
— А теперь давайте перейдем к человеку. Всех нас волнует прежде всего количество пресной воды на планете. Что нам сигнализирует изучение соленых водоемов в связи с проблемой пресной воды? Существует ли угроза, что те водоемы, которые сегодня пресные, станут солеными и мы потеряем эти драгоценные для нас запасы?
— Я с позапрошлого года вице-президент Международного общества по исследованию соленых озер. И ежегодно я делаю краткий обзор самых интересных научных статей по тематике соленых озер. В прошлом году самой цитируемой статьей, причем не только среди соленщиков, а вообще среди водных экологов, была статья, в которой предсказывается засоление очень многих пресных озер в связи с изменением климата [1]. В первую очередь это актуально для зоны Средиземноморья. Там, где благодаря изменению климата меняется баланс испарения и стока, испарение начинает превышать сток, и тогда из озер испаряется больше воды, чем в них поступает, соли концентрируются, озера становятся более солеными.
Аналогичная статья вышла по арктическим озерам в Канаде [2]. Там наблюдаются схожие процессы. Это, конечно, еще не высокие солености, но, тем не менее, количество растворенных ионов повышается в связи с тем, что испарение начинает превышать количество поступления.
Третья проблема связана с деятельностью человека. Например, в Штатах очень часто используют соль, чтобы посыпать дороги зимой, потом эта соль поступает в водосбор, потом она доходит до водоемов, до озер, там концентрируется, и они тоже становятся более солеными. Поэтому проблема засоления существует, безусловно. И нужно понимать, что вообще произойдет с нашим количеством запасов пресной воды в будущем.
— С точки зрения народного хозяйства существует ли такая проблема, что мы запасы пресной воды теряем? Нам беспокоиться нужно?
— Мы их скорее не теряем, а загрязняем в огромных количествах. Вообще, нам нужно, конечно, беспокоиться о качестве пресной воды. Она, конечно же, может очищаться, но скорость очищения ниже, чем наша скорость загрязнения.
— Я почему спрашиваю? Бесконечно обсуждаются на разных экономических форумах пути выхода из кризиса России. Так вот, разговоры о том, как перевернуть экономическую систему, сделать ее открытой и так далее — это очень сложно. Нужно поменять власть, демократические процессы запустить, чтобы была конкуренция и прочее. А, например, слезть с нефтяной трубы и пересесть на пресноводную трубу — вот эти сценарии уже обсуждаются. Вы как к ним относитесь? К тому, что Россия в будущем станет ведущим экспортером не нефти, а пресной воды? В связи с тем, что у них всех там закончится, а у нас еще будет?
— Пресной водой сейчас торгуют очень активно в любом случае. Мы сейчас с Вами идем в ларек, покупаем бутылочку воды и пьем ее. И рынок пресной воды на самом деле огромен. И большое количество корпораций (российских, зарубежных) этим занимается. Если говорить о масштабных продажах, на уровне нефти, я не особо в это верю, потому что это очень напоминает проекты по переброске сибирских рек в Азию.
— Но Вы же знаете, что наша страна на это способна? Мы вообще глобальные проекты можем реализовывать. История это показала.
— Реализовать-то мы их можем. Но нужно понимать, что если где-то убыло, то оно там заново не возникнет. Примеры того же Аральского моря и других водоемов показывают, что пока мы еще не готовы к такому глобальному управлению на уровне макрорегионов с точки зрения сохранения качества жизни в том регионе, который мы трансформировали.
У Голландии есть более-менее успешный опыт, но там совсем другие масштабы. Что для этого нужно? В частности, то, чем мы занимаемся. Для этого, конечно же, нужны очень качественные математические модели, которые позволяют нам понимать, как ведет себя озеро. Задача экологии по большому счету — предсказать поведение экосистемы при самых разных внешних воздействиях и сказать, что с ним будет в каком-то обозримом временном горизонте. Всё очень просто, с одной стороны. Но для этого нужны адекватные инструменты, в первую очередь — математические, которые позволяют принимать решения, в том числе и политикам, и экономистам.
Для примера. Сейчас озеро Урмия в Иране высыхает так же, как Аральское море высохло у нас. Большое количество населения остается без воды. Погибла рыба, потому что соленость озера выросла. Рухнула индустрия туризма и рыбная индустрия. Озеро ушло, оголилась соль, соляные бури, ветер разносит, происходит засоление почвы, падает сельское хозяйство. Масштабная проблема.
До сих пор нет точной хорошей балансовой модели, которая позволяет с высокой надежностью предсказать то количество воды, которое будет туда поступать, то количество воды, которое будет испаряться. Хотя усилия затрачены очень большие. Казалось бы, это простая задача, но она нетривиальная. Поэтому без решения подобных вопросов заниматься просто переброской каких-то крупных объемов воды — это чистая утопия, которой я бы не советовал заниматься, просто потому что последствия непредсказуемы.
— Сколько времени должно пройти, чтобы озеро из живого и действующего почти омертвело и так сильно засолилось?
— В том-то и дело, что для соленых озер это очень быстрые времена, потому что Аральское море практически за 20 лет очень резко оскудело и разбилось на несколько водоемов, в которых жизнь, какой она была, исчезла. 20 лет — это мало. Соленое озеро Мар-Чикита в Аргентине (очень большое озеро, мы там тоже были) за последние 100 лет испытало, по-моему, два или три цикла повышения и понижения уровня воды, который последовательно сначала разрушил всю туристическую индустрию, потом разрушил всю рыбную индустрию. И теперь они уже не знают, что делать, потому что вроде бы озеро вернулось в более-менее понятные границы, там опять появилась рыба, но теперь они уже боятся делать что-то активное, потому что не знают, как оно будет себя вести в ближайшей 10–15-летней перспективе. 10 лет — короткий срок. Человек не успевает адаптироваться и не готов к тому, что окружающая среда радикально изменится за 10 лет.
— Вы ездите в экспедиции не только по России, но и в другие страны. Расскажите про самые диковинные озера, где Вам удалось побывать.
— Мы проехали часть Тибета, Цайдамскую впадину, посмотрели достаточно большое количество соленых озер. У китайцев свой путь.
— А как, кстати, китайцы решают вопрос с засолением?
— А китайцы решают этот вопрос очень просто. Соленые озера — это же огромная база минерального сырья. Поэтому китайцы рассматривают соленые озера как водоемы, наполненные большим количеством растворенной соли. Из соленого озера можно добыть калий, магний, литий, натрий — очень большое количество соединений. Поэтому они вокруг своих соленых озер, особенно в пустынной тибетской местности, ставят несколько огромных заводов, которые добывают миллионы тонн соли. Продают на рынке и тем самым поднимают свою экономику.
— Утилитарный подход.
— Да, озеро как фабрика. Второй подход, контрастный, — озеро как экосистема.
Колоритная исследовательница соленых озер Мария Фариас из Аргентины исследует строматолиты. Там, где в озеро впадает ручеек пресной воды, начинают выпадать минералы. На этих минералах растут цианобактерии, потом наслаиваются слои минералов. И получается такая биокосная структура, которая считается прообразом первой жизни на земле. Самым древним строматолитам миллиарды лет. Это одни из первых биоорганических и бионеорганических образований. Она исследует эти строматолиты в озерах в Андах. Это высокогорные озера, очень богатые литием. В них заинтересованы коммерческие структуры. Большинство лития находится в соленых озерах или в солончаках. Собственно говоря, там их и добывают. Выпариваем воду, берем литий и продаем. Всё очень просто. Поэтому, с одной стороны, эти озера интересны как уникальные артефактные экосистемы. Там мостик и в астрофизику, и в астробиологию, потому что это высокогорье, повышенный поток солнечной радиации, другое давление. В общем, экстремальные условия. На фоне изучения этих водоемов можно про Марс что-то новое узнать. С другой стороны, есть и экономический интерес. Марии Фариас удалось на уровне правительства объявить эту зону заповедной. И там сейчас все работы остановлены.
Есть два таких контраста: либо заповедная система, либо экстракция минералов.
— А в России какой подход? У нас соленое озеро становится фабрикой? Или у нас все-таки заповедные экосистемы скорее?
— У нас есть солончаки, где мы добываем соль. Это, например, Баскунчак. И там, конечно же, своего рода соленые фабрики. Там столетняя, даже почти тысячелетняя добыча соли. Это нормально. Кроме того, соленые озера зачастую — это еще и курорты. Лечимся и отдыхаем. По крайней мере в Сибири на многих соленых озерах находятся курорты. И многие эти озера так или иначе охраняются.
И еще одна вещь спасает многие соленые озера. Зачастую это точки миграции птиц. Болотноводные угодья защищает Рамсарская конвенция. И очень часто это как раз зоны соленых озер. Поэтому многие соленые озера объявлены заповедными. Степная зона, птички летят, больше негде остановиться.
Так что тут ответвления в самые разные стороны.
— Самый удивительный эффект, который Вам удалось наблюдать на соленых озерах?
— Самый удивительный эффект связан не с экспедицией, а с началом нашей работы. Мы тогда еще ничего не знали. Мы вытащили из глубины озера банку, она была розового цвета, и мы долго выясняли, кто не помыл банку перед отбором проб. Только потом мы узнали: это нормально, что на определенной глубине живут серные пурпурные бактерии, которые формируют такие тонкие слои. Они похожи на растворенную марганцовку. А тогда мы были совсем глупые, аспиранты, физики, которые в первый раз пришли на озеро. Все банки белые, а эта — розовая.
— Теперь Вы уже опытный лимнолог, который много повидал. Кто у Вас самый любимый обитатель соленых озер?
— Самый любимый обитатель — это, наверное, тот, кого я использовал для подготовки своей кандидатской диссертации. Маленькие ветвистоусые рачки Moina живут и в пресных, и в солоноватых озерах, и они удивительны для окружающих. Они могут размножаться половым способом, могут размножаться бесполо, они образуют специальные яйца, которые можно высушить, заморозить, облучить, поместить в насыщенный раствор какого-нибудь токсиканта, а потом это яйцо положить в чистую воду, и из него вылупится замечательный живой рачок.
— То есть это не рачок, а птица Феникс?
— Да, их даже в космос отправляли. Они там болтались на поверхности МКС, потом вернулись обратно, и из некоторых яиц вылупились рачки.
— Экспедиция Вашей мечты?
2. Pronounced chemical response of Subarctic lakes to climate-driven losses in surface area. Global Change Biology. DOI:10.1111/gcb.12759. Volume 21, Issue 3. March 2015. Pages 1140–1152.
Предлагаю посмотреть несколько примеров с солеными и минеральными озерами, которые говорят, что содержание в них солей – это результат выхода подземных источников, их питающих.
Впадающие в озеро реки и описание озера: восточная часть более глубокая и соленая. А западная – пресная и мелководная.
Вроде как логично. Но посмотрите, в восточной части в озеро впадает три реки. И они бы эту небольшую по площади часть озера обязательно бы опреснили. Но этого не произошло. Тем более, западная мелководная часть озера прогревается сильнее и испаряет больше воды. И впадает в эту часть одна река. Значит засоление водоема в этой части было бы сильнее. Но такого не происходит. Вывод: за содержание соли в воде озера отвечают подземные источники.
Этому есть подтверждение в наблюдаемой картине уровня солей в других озерах.
Хакасские озера
Озеро Белё. Одна часть озера (западная) – пресная. Восточная – минеральная. В wikipedia хоть написано, что источником воды в озере являются подземные воды. В минеральной части практически нет живности (планктона, водорослей). Рыбы точно нет. Вода не питьевая, сильно минерализованная.
Вообще, хакасские озера – интересное место. Расположены компактно, но имеют разный состав воды. Рядом с Белё расположено озеро Шира – оно соленое. В паре километрах от него, через холм – озеро Иткуль – пресное. Иткуль и Шира имеют группу мелких озер-спутников: Камышовое, Тушино, Орлово, Тачеевское, Березове, Шунет, Чаласколь, Матарак. Все это похоже на выходы подземных источников.
Северо-западнее от Белё находится озеро Тус. Его соленость – как в Мертвом море, что человек держится как поплавок:
Был там один раз. Если не смыть с себя эту соленую воду – тело остается в белых пятнах. В озере много органической грязи и какого-то планктона (как они живут в воде при таком уровне соли?)
Юго-восточнее озера Иткуль находится небольшое озеро Матарак. Лет 10-15 назад оно было пресным. А сейчас стало соленым и зацвело. Согласитесь, что за такой период соль не накапливается. Это изменились подземные воды, питающие озеро. По-другому это не объяснить.
Объяснить такую разницу в солевом и минеральном составе озер лишь сточным накоплением соли невозможно. Хакасские озера питают именно подземные выходы воды. Причем, разные по составу солей. А в период катастрофы эти источники затапливали минусинскую котловину, превращали ее в море. Об этом говорит минерализация почв хакасской степи:
В хакасской степи до сих пор не растет лес из-за повышенного содержания солей в почве.
Кстати, такая засоленность почв севернее и восточнее Каспия может быть связана с масштабными залежами солей на глубинах, которые при катаклизмах вымывались водами на поверхность и превращали территории в пустыни. Растительность просто не может расти в соли даже при наличии минимальных осадков.
Хочу упомянуть наблюдение по озеру Байкал. Всем известно, что в озере чистая пресная и холодная вода. Она не цветет, в воде нет планктона, не смотря на то, что в водоем впадает огромное число мелких рек. Вытекает одна – Ангара. Мнение ученых – воду очищают какие-то рачки. Это где живут эти рачки? На глубине 2 км?
Чистая вода в Байкал поставляется из разломов. Байкал и сам представляет из себя гигантский разлом. И если бы эта вода в этом месте в недрах была соленой (или промывались через солевые пласты), то и Байкал был бы соленым морем. Как Каспий или Балхаш.
Вот небольшой список самых соленых и больших озер России. Почему многие озера соленые – трудно понять без учета изложенной информации.
Другие примеры здесь
Не исключено, что подземные источники, проходя сквозь толщи пород, встречают на своем пути вот такие пласты соли (или вода с повышенным содержанием соли и отложила эти пласты):
Выходящие воды становятся солеными и озеро на поверхности – тоже.
Откуда столько воды в недрах? Одна из гипотез: она там синтезируется постоянно из силанов и силановой нефти.
Образование силанов: кремний, как один из основных элементов каменных пород при повышенной температуре при соединении с дегазирующим из недр водородом, образует моносилан:
По расчетам, силанов в недрах должно быть очень много. Не исключено, что они – полная или частная причина вулканизма, землетрясений. А жидкой магмы, как таковой в недрах на сотни километров вглубь нет. Никаких подъемов жидких плюмов из мантии тоже нет. За все отвечает образование пород, элементов, руды, воды процессы дегазации различными газами.
***
Такое объявление. Я открыл комментарии, но условия для читателей будут жесткие. Комментарии к статьям буду оставлять только с аргументами, ссылками и со смыслом, позволяющим развивать тему. Все комментарии с флудом, пустыми высказываниями, голословным обвинением, троллингом и т.п. - будут удаляться, а авторы блокироваться. В общем, есть желание что-то написать - сначала хорошо подумайте.
***
Можете поддержать автора, пройдя по ссылке на дубликат статьи - там тоже есть комментарии.
Группы в соцсетях и другие площадки, где выкладываются ссылки на материалы журнала:
ВК-sibved
ФБ-sibved
Яндекс.Дзен
Использование материалов журнала для youtube-каналов – только с разрешения и согласования с автором (с).
В северных широтах пресных озер больше, чем соленых, поэтому последние вызывают интерес. Возникают вопросы, почему в водоеме, который питается реками, содержится соль, чем обусловлено ее большое количество, откуда берутся целые отложения этого вещества на дне и берегах. Соленые озера – результат отсутствия стоков, испарения воды, попадания минералов из грунтовых вод и многих других причин.
- Почему некоторые озера становятся солеными
- Как появляются озера
- Почему вода в море соленая
Солеными называют озера, содержание соли в которых превышает 1 промилле. В таких озерах вода имеет резко соленый вкус, напоминающий морскую воду. Для питья использовать ее нельзя, если не провести обработку. Зато из них можно добывать поваренную соль и минералы, в том числе соду, мираблит.
Существует два типа озер: проточные и бессточные. Наполняются водой они примерно одинаково, питаясь реками, ручьями, подземными водами, атмосферными осадками, но вода из них выходит по-разному. Проточные озера имеют реки и ручьи, которые из них вытекают. Они несут воду из озер дальше, поэтому вода постоянно обновляется. Даже если из подземных ключей или других источников в водоем попадает незначительное количество соли, она уходит вместе с вытекающими реками, и только в очень редких случаях ее содержание настолько высоко, что озеро остается соленым. Несмотря на то, что из них вытекают реки, они насыщены минералами благодаря особой местности, в которой находятся залежи неорганических соединений.
В бессточных озерах вода не уходит, а остается в водоеме. Она постепенно испаряется, и соли, оказавшиеся в ней, остаются в озере. В некоторых случаях их содержание настолько мало, что его сложно заметить – если озеро в основном подпитывается реками и ручьями, то достаточное количество соли оно будет копить долгие века и даже тысячелетия. Но есть водоемы, которые питаются подземными источниками, а вода под землей может проходить через породы, насыщенные солями. Вода обогащается минералами, которые попадают в озеро и постепенно оседают в нем. Так формируются знаменитые соленые озера – Баскунчак, Эльтон, Каспийское и Мертвое моря. Все они находятся в жарком и засушливом климате с большим количеством солнечных дней, благодаря этому вода испаряется в больших количествах, а соль остается. Чем ближе к экватору, тем больше встречается соленых озер, по сравнению с пресными.
Многие соленые озера знамениты, так как их гораздо меньше, чем пресных водоемов. Озеро Балхаш уникально тем, что в нем есть как пресные, так и соленые воды: узкий пролив соединяет эти две части. Крупнейшее соленое озеро на планете – Каспийское море. Эльтон является самым большим соленым озером в Европе.
Уровень солености озер может значительно изменяться, в зависимости от погоды, времени года, уровня воды. Чем ниже уровень воды в водоеме, тем больше в нем соли. По количеству растворенных в воде минералов озера разделяют на солоноватые, соленые и соляные.
Озеро это естественный замкнутый водоем, который образуются на поверхности земли в углублениях. Подобных углублений на поверхности Земли огромное количество, как только количество поступающей воды в углубления превышает количество испарений, образуются озера. Они бывают самыми разнообразными. Например, есть очень маленькие озера, который часто называют озера-лужа, а есть гигантские озера, которые называют озера-моря. Также бывают озера с пресной и с соленой водой. Бывают озера с очень холодной и очень горячей водой. Бывают озера с богатым внутренним миром организмов, а есть водоемы, в которых организмов практически нет.
Говоря об озерах нужно прежде всего отметим, чем они отличаются от других искусственных и естественных водоемов на нашей планете. Прежде всего рассмотрим основные отличия от:
- моря - озеро не является частью мирового океана. В упрощенной форме можно говорить, что озеро относится к водам суши, а море относится к водам океана.
- реки - в реках вода всегда прочна и обладает течением, а в озере этого нет.
Как формируется дно озер
Выше уже отмечалось, что озера формируются в котловинах на земли, где скапливается излишняя влага. Нужно отметить, что глубина озер бывает самой разнообразной от нескольких сантиметров до нескольких километров. Так, самое глубокое озеро на нашей планете это озеро Байкал, глубина которого составляет 1620 м. Почему же некоторые озера глубокие, а другие нет? Связано это с происхождением их котловин. Ниже представлена таблица, в которой описаны все возможные котловины озер на нашей планете и их особенности.
| Тип происхождения | Как образовалась | Вид | Примеры |
|---|---|---|---|
| Тектоническая | Прогиб земной коры | Чаще всего круглой формы | Аральское |
| Трещина в земной коре | Продолговатые и очень глубокие | Байкал | |
| Ледниковые | Половина образуется древним ледником | Ладожская | |
| Остаточные | Остатки древних морей, которые образовались в результате отделения в результате горообразования. | Обычно занимает большую площадь | Каспийское |
| Запрудные | Русло реки в результате обрушения гор или извержение лавы | Сарезское | |
| Вулканические | Кратер бездействующего вулкана | Круглые | Курильское |
| Старица | Старое русло реки | Подковы | озера очень маленькие и показывается только на крап на картах с большим масштабом |
| Провальные | Провалы в горных пород в результате землетрясений и растворений | Небольшие, круглые но глубокие | |
| Метеоритные | Падение на землю метеорита | Круглые и небольшие |
Классификация озер
Озера характеризуется тем, что что в них впадают реки, а из некоторых озер реки берут начало. Поэтому очень важной особенностью является то, что размеры озер всегда зависят от питания, температуры окружающей среды и количества осадков. Часто, если рассматривать географическую карту, может обнаружить, что границы озер обозначены не сплошной, а пунктирной линией. Примером может служить озеро Чад в Африке. Такое обозначение обусловлено тем, что озеро значительно меняет свои размеры и границы. Когда начинается сезон засухи озеро значительно сокращается в размерах, иногда пропадает вовсе. Как только начинается сезон дождей, озеро вновь начинает расширяться, выходя иногда даже за границы, обозначенные на географической карте.
Все озера на нашей планете делятся на две большие категории:
- По выпадающим из них рекам озера бывают сточными (из водоема берет начало хотя бы 1 река) и бессточными (из водоема не вытекают реки). Пример первой группы - Байкал, второй - Каспийское море.
- По солености воды озера различают пресными (уровень меньше 1 промилле) и солеными (Уровень больше 1 промилле).
Пресные озера чаще всего относятся к сточной группе. Это обуславливается тем, что накапливающаяся соль уносится водами реки. Что касается соленых озер, то они чаще всего являются бессточными и характерны для засушливого климата. Самое соленое озеро на нашей планете - Мертвое, соленость которого составляет около 270 промилле. Другая важная характеристика Мертвого моря - в нем практически отсутствуют живые организмы. В нем встречается только некоторые разновидности бактерий. Связано то опять же с высоким уровнем солености, которая несовместима с жизнью большинства организмов.
Закрывая рассмотрение вопросов типов озер, нужно отметить, что все озера на нашей планете так или иначе подвержены угрозе исчезновения. Как только количество испарений превышает количество воды, поступающей в озеро, его уровень постепенно снижается, и со временем такое озеро превращается в болото.
Что такое старица
Старица это достаточно причудливая форма озер. О причудливости мы говорим в связи с тем, что часто принято понимать под озерами круглые водоем. Старица это особый тип озер, который имеет подковообразную форму. Они образуются как правило в руслах старых рек, поэтому небольшие в размерах. Старой русла рек образуется в связи с тем, что река может изменить свое течение, оставив после себя свое русло, в котором сохраняется вода. В результате образуется старица.
Значение озер для человека
Озера это важная часть жизни человека, поскольку они встречаются везде. Наиболее часто озера встречаются в Африке и Северной Америке. Опять же это связано с рельефом местности этих континентов и спецификой образования там суши и горных пород. Часто говорят, что озер нет в Антарктиде, но это не так. Действительно, на поверхности Антарктида нет озер, поскольку температура воздуха достаточно низкая и вода замерзает. Однако, в последнее время географы обнаружили под слоем льда в Антарктиде озера.
В Европе также есть участки, на которых очень много озер. Примером может выступать Северная Европа и Скандинавский полуостров. Не случайно Финляндию и Швецию часто называют страной тысячи озер. Их здесь так много, что часто нельзя сказать что это суша изрезанная озерами, или озера изрезанные сушей.
Географическое описание озер
Озера, как и любой объект на нашей планете, подлежит географическому описанию. специфика описание озера зависит от его размеров. Так, если озеро является небольшим, то оно описывается как правило целиком. Если же мы говорим о больших озерах, то чаще всего описываются его составные части. В целом же план описания следующий:
Читайте также: