Озеро – это естественный, относительно большой и фиксированный водоем на поверхности Земли. Локализуется в котловине или сообщающихся между собой котловинах, окруженных сушей . [1] Озера полностью расположены на суше и отделены от океана , хотя, как и гораздо более крупные океаны, они образуют часть водного цикла Земли, служа большими стоячими бассейнами для хранения воды . Большинство озер пресноводные и составляют почти всю поверхностную пресную воду мира, но некоторые являются солеными озерами с соленостью даже выше, чем у морской воды . Озера значительно различаются по площади и объему поверхности.
Озера обычно намного больше и глубже, чем пруды , которые также представляют собой заполненные водой бассейны на суше, хотя официальных определений или научных критериев, различающих их, не существует. [2] и озера также отличаются от лагун , которые представляют собой мелкие приливные бассейны , запруденные песчаными отмелями в прибрежных районах океанов или крупных озер. Большинство озер питаются родниками , а питаются и осушаются ручьями и реками , но некоторые озера бессточные , без всякого оттока, тогда как вулканические озера наполняются непосредственно стоками осадков и не имеют притоков. [3]
Природные озера обычно встречаются в горных районах (например, альпийские озера ), спящих вулканических кратерах , рифтовых зонах и районах с продолжающимся оледенением . Другие озера встречаются в пониженных формах рельефа или вдоль русла зрелых рек, где русло реки расширилось в бассейне, образованном эродированными поймами и водно-болотными угодьями . В некоторых частях мира имеется множество озер, образовавшихся в результате хаотичного дренажа, оставшегося со времен последнего ледникового периода . Все озера являются временными и действуют в течение длительных периодов времени , поскольку они медленно заполняются отложениями или выливаются из содержащего их бассейна.
Искусственно контролируемые озера известны как водохранилища и обычно строятся для промышленного или сельскохозяйственного использования, для выработки гидроэлектроэнергии , для снабжения бытовой питьевой водой , для экологических или рекреационных целей или для другой человеческой деятельности.
Слово « озеро» происходит от среднеанглийского Lake («озеро, пруд, водный путь»), от древнеанглийского lacu («пруд, заводь, ручей»), от протогерманского * lakō («пруд, канава, медленно движущийся ручей»), от праиндоевропейского корня * leٵ- («протекать, истощать»). Родственные слова включают голландский laak («озеро, пруд, канава»), средненижненемецкий lāke («вода, скопившаяся в русле реки, лужа»), например: de: Wolfslake, de: Butterlake, немецкий Lache («бассейн, лужа»), и исландский lækur («медленный поток»). Также родственными являются английские слова утечка и выщелачивание .
Существует значительная неопределенность в определении разницы между озерами и прудами , и ни один из терминов не имеет международно-признанного определения, выходящего за пределы научных дисциплин и политических границ. [4] Например, лимнологи определяют озера как водоемы, которые представляют собой просто увеличенную версию пруда, который может иметь волновое воздействие на береговую линию или где турбулентность, вызванная ветром, играет важную роль в перемешивании водной толщи. Ни одно из этих определений полностью не исключает пруды, и все они трудно поддаются измерению. По этой причине для разделения прудов и озер все чаще используются простые определения, основанные на размерах. Определения озера варьируются в диапазоне минимальных размеров водоема от 2 гектаров (5 акров) [5] : 331 [6] до 8 гектаров (20 акров). [7] Эколог-новатор Чарльз Элтон считал озера водоемами площадью 40 гектаров (99 акров) или более. [8] Термин « озеро» также используется для описания такого объекта, как озеро Эйр , которое большую часть времени представляет собой сухой бассейн, но может заполняться в сезонных условиях сильных дождей. В обычном употреблении многие озера носят названия, оканчивающиеся на слово « пруд» , и меньшее количество названий, оканчивающихся на « озеро» , в квазитехническом смысле являются прудами. Один учебник иллюстрирует этот момент следующим образом: «Например, в Ньюфаундленде почти каждое озеро называется прудом, тогда как в Висконсине почти каждый пруд называется озером». [9]
В одной книге по гидрологии предлагается определить термин «озеро» как водоем со следующими пятью характеристиками: [4]
За исключением критерия 3, остальные были приняты или разработаны другими публикациями по гидрологии. [10] [11]
Большинство озер на Земле пресноводные , и большинство из них расположено в северном полушарии, в более высоких широтах . [12] В Канаде , с неисправной дренажной системой , имеется около 31 752 озер площадью более 3 квадратных километров (1,2 квадратных миль). [13] Общее количество озер в Канаде неизвестно, но оценивается как минимум в 2 миллиона. [14] В Финляндии 168 000 озер площадью 500 квадратных метров (5 400 квадратных футов) или больше, из которых 57 000 являются большими (10 000 квадратных метров (110 000 квадратных футов) или больше). [15]
Большинство озер имеют по крайней мере один естественный сток в виде реки или ручья , который поддерживает средний уровень озера, позволяя сливать лишнюю воду. [3] [16] Некоторые озера не имеют естественного стока и теряют воду исключительно за счет испарения или подземной просачивания, или того и другого. Их называют бессточными озерами.
Многие озера являются искусственными и построены для выработки гидроэлектроэнергии, эстетических целей, рекреационных целей , промышленного использования, сельскохозяйственного использования или бытового водоснабжения .
Число озер на Земле не определено, поскольку большинство озер и прудов очень малы и не показаны на картах или спутниковых снимках . [17] [18] [19] [20] Несмотря на эту неопределенность, большое количество исследований сходятся во мнении, что маленьких прудов гораздо больше, чем больших озер. Например, согласно одному широко цитируемому исследованию, на Земле имеется 304 миллиона озер и прудов, и что 91% из них имеют площадь 1 гектар (2,5 акра) или меньше. [17] Несмотря на подавляющее изобилие прудов, почти вся озерная вода Земли находится менее чем в 100 крупных озерах; это связано с тем, что объем озера сверхлинейно зависит от площади озера. [21]
Внеземные озера существуют на луне Титан , которая вращается вокруг планеты Сатурн . [22] Форма озер на Титане очень похожа на земные. [19] [23] [24] Раньше на поверхности Марса были озера, но теперь они представляют собой высохшие дна озер . [18] [25] [26]
В 1957 году Дж. Эвелин Хатчинсон опубликовала монографию под названием «Трактат по лимнологии» [ 27] , которая считается эпохальным обсуждением и классификацией всех основных типов озер, их происхождения, морфометрических характеристик и распространения. [28] [29] [30] Хатчинсон представил в своей публикации всесторонний анализ происхождения озер и предложил общепринятую классификацию озер в зависимости от их происхождения. Эта классификация выделяет 11 основных типов озер, которые разделены на 76 подтипов. 11 основных типов озер: [28] [29] [30]
Тектонические озера — это озера, образовавшиеся в результате деформации и вызванных ею латеральных и вертикальных движений земной коры. Эти движения включают разломы, наклоны, складывания и деформации. Некоторые из крупнейших озер на Земле являются рифтовыми озерами , занимающими рифтовые долины, например Центральноафриканские рифтовые озера и озеро Байкал . Другие известные тектонические озера — Каспийское море , Аральское море и другие озёра Понтокаспия — занимают котловины, отделенные от моря тектоническим поднятием морского дна над уровнем океана. [27] [29] [28] [30]
Часто тектоническое воздействие растяжения земной коры создает чередующуюся серию параллельных грабенов и горстов , образующих удлиненные котловины, чередующиеся с горными хребтами. Это не только способствует образованию озер в результате разрушения ранее существовавших дренажных сетей, но также создает в засушливых регионах бессточные бассейны , содержащие соленые озера (также называемые солеными озерами). Они образуются там, где нет естественного стока, высокая скорость испарения и дренажная поверхность зеркала грунтовых вод имеет повышенное, чем обычно, содержание солей . Примеры этих соленых озер включают Большое Соленое озеро и Мертвое море . Другой тип тектонических озер, возникающих в результате разломов, — провисающие пруды . [27] [29] [28] [30]
Вулканические озера — это озера, которые занимают либо локальные впадины, например, кратеры и маары , либо более крупные бассейны, например, кальдеры , созданные вулканизмом . Кратерные озера образуются в вулканических кратерах и кальдерах, которые заполняются осадками быстрее, чем опустошаются либо в результате испарения, разгрузки грунтовых вод, либо в результате сочетания того и другого. Иногда последние называют кальдерными озерами, хотя зачастую различия не делают. Примером может служить Кратерное озеро в Орегоне , в кальдере горы Мазама . Кальдера образовалась в результате мощного извержения вулкана, которое привело к опусканию горы Мазама около 4860 г. до н.э. Другие вулканические озера образуются, когда реки или ручьи перекрываются потоками лавы или вулканическими лахарами . [27] [29] [28] [30] Бассейн, который сейчас является озером Малер , штат Орегон , был создан, когда поток лавы перекрыл реку Малер плотиной . [31] Среди всех типов озер вулканические кратерные озера наиболее близко имеют круглую форму. [3]
Ледниковые озера – это озера, созданные в результате прямого действия ледников и континентальных ледниковых щитов. Большое разнообразие ледниковых процессов создает замкнутые бассейны. В результате существует большое разнообразие различных типов ледниковых озер, и часто бывает трудно определить четкие различия между разными типами ледниковых озер и озерами, на которые влияет другая деятельность. К основным типам ледниковых озер относятся озера, находящиеся в непосредственном контакте со льдом, высеченные ледником котловины и впадины, моренные и сливные озера, а также ледниковые дрейфовые котловины. Ледниковые озера — самые многочисленные озера в мире. Большинство озер в Северной Европе и Северной Америке либо подверглись влиянию, либо были созданы последним, но не последним оледенением, охватившим этот регион. [27] [29] [28] [30] Ледниковые озера включают прогляциальные озера , подледниковые озера , пальцевые озера и эпишельфовые озера. Эпишельфовые озера представляют собой сильно стратифицированные озера, в которых слой пресной воды, образовавшийся в результате таяния льда и снега, запружен за шельфовым ледником , прикрепленным к береговой линии. Чаще всего они встречаются в Антарктиде. [32]
Речные (или речные) [33] озера – это озера, образованные проточной водой. Эти озера включают в себя небольшие озера , речные плотины и меандровые озера.
Самый распространенный тип речных озер — озеро серповидной формы, называемое старицей из-за характерной изогнутой формы. Они могут образовываться в долинах рек в результате меандрирования. Медленно текущая река образует извилистую форму, поскольку внешняя сторона излучин размывается быстрее, чем внутренняя. В конце концов образуется подковообразный изгиб, и река прорезает узкое перешеек. Этот новый проход затем образует главный проход для реки, а концы излучины заиливаются, образуя озеро дугообразной формы. [27] [28] [29] [30] Их серповидная форма дает старицам более высокое соотношение периметра к площади, чем у других типов озер. [3]
Они образуются там, где осадки притока блокируют главную реку. [34]
Они образуются там, где осадки главной реки блокируют приток, обычно в виде дамбы . [33]
Озера образовались в результате других процессов, ответственных за создание пойменных бассейнов. Во время паводков их смывает речная вода. Различают четыре типа: 1. Приливное пойменное озеро, 2. Приливно-впадающее пойменное озеро, 3. Приливное пойменное озеро, 4. Придонное пойменное озеро. [35]
Растворное озеро — это озеро, занимающее котловину, образовавшуюся в результате поверхностного растворения коренных пород. На участках, подстилаемых растворимой коренной породой, ее растворение в результате осадков и просачивающейся воды обычно приводит к образованию полостей. Эти полости часто разрушаются, образуя провалы , которые составляют часть местной карстовой топографии . Там, где грунтовые воды залегают вблизи поверхности земли, воронка будет заполнена водой в виде озера с раствором. [27] [29] Если такое озеро состоит из большой площади стоячей воды, занимающей обширную замкнутую впадину в известняке, его также называют карстовым озером . Небольшие растворные озера, представляющие собой водоем со стоячей водой в закрытой впадине в карстовой зоне, известны как карстовые пруды. [36] Известняковые пещеры часто содержат бассейны со стоячей водой, которые известны как подземные озера . Классические примеры растворных озер изобилуют карстовыми регионами на далматинском побережье Хорватии и на большей части Флориды . [27]
Оползневое озеро образуется в результате засорения долины реки селями , оползнями или осыпями . Такие озера наиболее распространены в горных районах. Хотя оползневые озера могут быть большими и довольно глубокими, они, как правило, недолговечны. [27] [28] [29] [30] Примером оползневого озера является озеро Землетрясение , образовавшееся в результате землетрясения на озере Хебген в 1959 году . [37]
Большинство оползневых озер исчезают в первые несколько месяцев после образования, но оползневая плотина может внезапно прорваться на более позднем этапе и угрожать населению, расположенному ниже по течению, когда вода из озера вытечет. В 1911 году землетрясение вызвало оползень, который заблокировал глубокую долину в районе Памирских гор в Таджикистане , образовав Сарезское озеро . Усойская плотина у подножия долины остается на месте уже более 100 лет, но местность под озером находится под угрозой катастрофического наводнения, если плотина обрушится во время будущего землетрясения. [38]
Озеро Тал-и-Ллин на севере Уэльса — это оползневое озеро, возникшее во время последнего оледенения в Уэльсе около 20 000 лет назад.
Эоловые озера образуются под действием ветра . Эти озера встречаются преимущественно в засушливых условиях, хотя некоторые эоловые озера представляют собой реликтовые формы рельефа, характерные для засушливого палеоклимата . Эоловые озера состоят из озерных котловин, запруденных переносимым ветром песком; междунальные озера, лежащие между хорошо ориентированными песчаными дюнами ; и дефляционные бассейны , образовавшиеся под действием ветра в ранее засушливых палеообстановках. Озеро Мозес в Вашингтоне , США, изначально было мелким естественным озером и примером озерного бассейна, запруженного песком, переносимым ветром. [27] [28] [29] [30]
Китайская пустыня Бадаин Джаран представляет собой уникальный ландшафт мегадюн и удлиненных междунальных эоловых озер, особенно сконцентрированных на юго-восточной окраине пустыни. [39]
Береговые озера, как правило, представляют собой озера, образовавшиеся в результате закупорки эстуариев или неравномерного нарастания береговых хребтов прибрежными и другими течениями. К ним относятся морские прибрежные озера, обычно расположенные в затопленных эстуариях; озера, окруженные двумя надгробиями или косами, соединяющими остров с материком; озера, отрезанные от более крупных озер косой; или озера, разделенные пересечением двух кос. [27] [29] [28] [30]
Органические озера – это озера, созданные в результате деятельности растений и животных. В целом они относительно редки по встречаемости и довольно малы по размерам. Кроме того, они обычно имеют эфемерные характеристики по сравнению с другими типами озер. Бассейны, в которых встречаются органические озера, связаны с бобровыми плотинами, коралловыми озерами или плотинами, образованными растительностью. [29] [30]
Торфяные озера представляют собой разновидность органических озер. Они образуются там, где скопление частично разложившегося растительного материала во влажной среде оставляет растительную поверхность ниже уровня грунтовых вод на длительный период времени. Они часто содержат мало питательных веществ и имеют умеренную кислотность, а в придонных водах мало растворенного кислорода. [40]
Искусственные озера или антропогенные озера — крупные водоемы, созданные деятельностью человека . Они могут быть образованы путем преднамеренного перекрытия рек и ручьев плотинами, изменения маршрута воды для затопления ранее высохшего бассейна или преднамеренного заполнения заброшенных раскопок стоками осадков , грунтовыми водами или комбинацией того и другого. [29] [30] Искусственные озера могут использоваться в качестве резервуаров для хранения питьевой воды для близлежащих населенных пунктов , для выработки гидроэлектроэнергии , для борьбы с наводнениями , для снабжения сельского хозяйства или аквакультуры или для обеспечения водного заповедника для парков и заповедников .
Верхнесилезский регион на юге Польши содержит антропогенный озерный край, состоящий из более чем 4000 водоемов, созданных в результате деятельности человека . Различное происхождение этих озер включает: водоемы, удерживаемые дамбами, затопленные шахты, водоемы, образовавшиеся в проседающих котловинах и котловинах, дамбовые пруды и остаточные водоемы после зарегулирования рек. [41]
См.: Список известных искусственных озер в Соединенных Штатах.
Метеоритные озера, также известные как кратерные озера (не путать с вулканическими кратерными озерами), образуются в результате катастрофических столкновений с Землей внеземных объектов ( метеоритов или астероидов ). [27] [29] [30] Примерами метеоритных озер являются озеро Лонар в Индии, [42] озеро Эльгыгытгын на северо-востоке Сибири, [43] и кратерное озеро Пингуалуит в Квебеке, Канада. [44] Как и в случае с Эльгыгытгыном и Пингуалуитом, метеоритные озера могут содержать уникальные и ценные с научной точки зрения осадочные отложения, связанные с длительными записями палеоклиматических изменений. [43] [44]
Помимо способа происхождения, озера были названы и классифицированы в соответствии с различными другими важными факторами, такими как термическая стратификация , насыщение кислородом, сезонные колебания объема озера и уровня воды, соленость водной массы, относительное сезонное постоянство, степень оттока. , и так далее. Названия, используемые непрофессионалом и научным сообществом для различных типов озер, часто неофициально происходят от морфологии, физических характеристик озер или других факторов. Кроме того, в разных культурах и регионах мира существует своя популярная номенклатура.
Один из важных методов классификации озер основан на термической стратификации, которая оказывает большое влияние на животный и растительный мир, населяющий озеро, а также на судьбу и распределение растворенных и взвешенных веществ в озере. Например, термическая стратификация, а также степень и частота перемешивания сильно контролируют распределение кислорода внутри озера.
Профессор Ф.-А. Форель [45] , также называемый «отцом лимнологии», был первым ученым, классифицировавшим озера по их термической стратификации. [46] Его система классификации была позже изменена и улучшена Хатчинсоном и Лёффлером. [47] Поскольку плотность воды варьируется в зависимости от температуры, с максимумом в +4 градуса по Цельсию, термическая стратификация является важной физической характеристикой озера, которая контролирует фауну и флору , осадконакопление, химический состав и другие аспекты отдельных озер. Во-первых, более холодная и плотная вода обычно образует слой у дна, который называется гиполимнионом . Во-вторых, обычно над гиполимнионом находится переходная зона, известная как металимнион . Наконец, над металимнионом находится поверхностный слой более теплой воды с меньшей плотностью, называемый эпилимнионом . Эта типичная последовательность стратификации может широко варьироваться в зависимости от конкретного озера или времени года, или от комбинации того и другого. [29] [46] [47] Классификация озер по термической стратификации предполагает наличие озер достаточной глубины для образования гиполимниона; соответственно, из этой системы классификации исключены очень мелкие озера. [29] [47]
По термической стратификации озера подразделяются на голомиктические (с одинаковой температурой и плотностью сверху вниз в данное время года) и меромиктические (со слоями воды различной температуры и плотности, не смешивающимися между собой). Самый глубокий слой воды меромиктического озера не содержит растворенного кислорода, поэтому здесь нет живых аэробных организмов . Следовательно, слои отложений на дне меромиктического озера остаются относительно ненарушенными, что позволяет развивать озерные отложения . В голомиктическом озере однородность температуры и плотности позволяет озерным водам полностью смешиваться. По термической стратификации и частоте круговорота голомиктовые озера делятся на амиктические , холодные мономиктические , димиктовые , теплые мономиктические, полимиктические и олигомиктические. [29] [47]
Стратификация озера не всегда является результатом изменения плотности из-за температурных градиентов. Расслоение также может быть результатом изменения плотности, вызванного градиентами солености. При этом гиполимнион и эпилимнион разделены не термоклином, а галоклином , который иногда называют хемоклином . [29] [47]
Озера неофициально классифицируются и называются в соответствии с сезонными колебаниями уровня и объема их озер. Некоторые из имен включают:
Озера можно неофициально классифицировать и называть в соответствии с общим химическим составом их водной массы. Используя этот метод классификации, типы озер включают:
Палеоозеро (также палеоозеро ) — озеро, существовавшее в прошлом, когда гидрологические условия были иными . [28] Четвертичные палеоозера часто можно идентифицировать на основе реликтовых озерных форм рельефа, таких как реликтовые озерные равнины и прибрежные формы рельефа, которые образуют узнаваемые реликтовые береговые линии, называемые палеобереговыми линиями . Палеозера также можно узнать по характерным осадочным отложениям, скопившимся в них, и любым окаменелостям , которые могли содержаться в этих отложениях. Палеобереговые линии и осадочные отложения палеоозёр свидетельствуют о доисторических гидрологических изменениях во времена их существования. [28] [58]
Различают два типа палеоозёр:
Палеоозера имеют научное и хозяйственное значение. Например, четвертичные палеоозера в полупустынных котловинах важны по двум причинам: они сыграли чрезвычайно значительную, хотя и временную, роль в формировании дна и предгорий многих котловин; и их отложения содержат огромное количество геологической и палеонтологической информации о окружающей среде прошлого. [60] Кроме того, богатые органическими веществами отложения дочетвертичных палеоозёр важны либо как мощные залежи горючих сланцев и содержащихся в них сланцевых газов , либо как нефтематеринские породы нефти и природного газа . Отложения, отложенные по берегу палеоозёр, хотя и имеют значительно меньшее хозяйственное значение, иногда содержат угольные пласты . [61] [62]
Помимо типа озера, озера имеют множество особенностей, таких как водосборный бассейн (также известный как водосборная площадь), приток и отток, содержание питательных веществ, растворенный кислород , загрязняющие вещества , pH и отложения .
Изменения уровня озера контролируются разницей между входом и выходом по сравнению с общим объемом озера. Значительными источниками поступления являются осадки на озеро, сток, переносимый ручьями и каналами с водосборной площади озера, каналы и водоносные горизонты подземных вод, а также искусственные источники за пределами водосборной площади. Источниками выбросов являются испарение из озера, потоки поверхностных и подземных вод, а также любая добыча воды из озера человеком. Поскольку климатические условия и потребности человека в воде различаются, это приведет к колебаниям уровня озера.
Озера также можно разделить на категории на основе их богатства питательными веществами, которые обычно влияют на рост растений. Озера с низким содержанием питательных веществ считаются олиготрофными и, как правило, прозрачными и имеют низкую концентрацию растительной жизни. Мезотрофные озера имеют хорошую прозрачность и средний уровень питательных веществ. Эвтрофные озера обогащаются питательными веществами, что приводит к хорошему росту растений и возможному цветению водорослей . Гипертрофные озера – это водоемы, чрезмерно обогащенные питательными веществами. Эти озера обычно имеют плохую прозрачность и подвержены разрушительному цветению водорослей. Озера обычно достигают такого состояния из-за деятельности человека, например, из-за интенсивного использования удобрений в водосборном бассейне озера. Такие озера малопригодны для человека и имеют бедную экосистему из-за пониженного содержания растворенного кислорода.
Из-за необычной взаимосвязи между температурой воды и ее плотностью озера образуют слои, называемые термоклинами , слои с резко меняющейся температурой в зависимости от глубины. Пресная вода имеет наибольшую плотность при температуре около 4 градусов по Цельсию (39,2 ° F) на уровне моря. Когда температура воды на поверхности озера достигает той же температуры, что и в более глубокой воде, как это происходит в более прохладные месяцы в умеренном климате, вода в озере может смешиваться, поднимая из глубины воду, лишенную кислорода, и принося кислород вплоть до разлагающихся отложений. Глубокие озера умеренного пояса могут сохранять резервуар холодной воды круглый год, что позволяет некоторым городам использовать этот резервуар для охлаждения воды в глубоких озерах .
Поскольку поверхностные воды глубоких тропических озер никогда не достигают температуры максимальной плотности, не происходит процесса перемешивания воды. Более глубокий слой испытывает кислородное голодание и может насыщаться углекислым газом или другими газами, такими как диоксид серы, если есть хотя бы следы вулканической активности . Исключительные события, такие как землетрясения или оползни, могут вызвать перемешивание, которое быстро поднимает глубокие слои на поверхность и высвобождает огромное облако газа, которое находится в растворе в более холодной воде на дне озера. Это называется лимнической сыпью . Примером может служить катастрофа на озере Ньос в Камеруне . Количество газа, которое можно растворить в воде, напрямую зависит от давления. Когда вода поднимается на поверхность, давление падает, и из раствора выходит огромное количество газа. В этих условиях углекислый газ опасен, поскольку он тяжелее воздуха и вытесняет его, поэтому он может стекать по речной долине к населенным пунктам и вызывать массовое удушье .
Материал на дне озера или дна озера может состоять из широкого спектра неорганических веществ , таких как ил или песок , и органических материалов , таких как разлагающиеся растительные или животные вещества. Состав дна озера оказывает значительное влияние на флору и фауну, обитающую в окрестностях озера, внося вклад в количество и типы доступных питательных веществ.
Парный (черно-белый) слой ленивых озерных отложений соответствует году. Зимой, когда организмы умирают, углерод откладывается вниз, образуя черный слой. В то же время летом откладывается лишь небольшое количество органических веществ, в результате чего на дне озера образуется белый слой. Они обычно используются для отслеживания прошлых палеонтологических событий.
Природные озера представляют собой микрокосм живых и неживых элементов, относительно независимых от окружающей их среды. Поэтому озерные организмы часто можно изучать изолированно от окружающей среды озера. [64]
Лимнология – это изучение внутренних водоемов и связанных с ними экосистем. Лимнология делит озера на три зоны: литораль — наклонная территория, близкая к суше; фотическая зона или зона открытой воды , где много солнечного света; и глубоководная профундальная или бентическая зона , куда мало солнечного света. Глубина, на которую может проникнуть свет, зависит от мутности воды, которая определяется плотностью и размером взвешенных частиц . Частица будет во взвешенном состоянии , если ее вес меньше действующих на нее случайных сил мутности. Эти частицы могут иметь осадочное или биологическое происхождение (включая водоросли и детрит ) и отвечают за цвет воды. Например, разлагающиеся растительные вещества могут придавать желтую или коричневую окраску, а водоросли — зеленоватую окраску. В очень мелких водоемах оксиды железа делают воду красновато-коричневой. Придонные детритоядные рыбы перемешивают ил в поисках пищи и могут быть причиной мутности воды. Рыбоядные рыбы способствуют помутнению, поедая растительноядных ( планктоноядных ) рыб, увеличивая тем самым количество водорослей (см. Водный трофический каскад ).
Глубина света или прозрачность измеряется с помощью диска Секки , диска диаметром 20 см (8 дюймов) с чередующимися белыми и черными квадрантами . Глубина, на которой диск больше не виден, — это глубина Секки , мера прозрачности. Диск Секки обычно используется для проверки эвтрофикации. Подробный обзор этих процессов см. в разделе «Стоматологические экосистемы» .
Озеро смягчает температуру и климат окружающего региона , поскольку вода имеет очень высокую удельную теплоемкость (4186 Дж · кг -1 · К -1 ). Днем озеро может охлаждать землю рядом с ним местными ветрами, вызывая морской бриз ; ночью он может согреть его сухопутным бризом .
Озерные зоны:
Типы водорослевых сообществ:
Озеро может быть заполнено отложениями и постепенно превратиться в заболоченную территорию , например болото или болото . Крупные водные растения, обычно тростник , значительно ускоряют этот процесс закрытия, поскольку частично разлагаются с образованием торфяных почв, которые заполняют мелководье. И наоборот, торфяные почвы на болотах могут естественным образом сгореть и повернуть этот процесс вспять, воссоздав мелкое озеро, что приведет к динамическому равновесию между болотом и озером. [66] Это важно, поскольку за последнее столетие в развитых странах лесные пожары в значительной степени подавлялись. Это привело к искусственному превращению многих мелких озер в возникающие болота. Мутные озера и озера, в которых обитает много растительноядных рыб, имеют тенденцию исчезать медленнее. «Исчезающее» озеро (едва заметное в человеческом масштабе времени) обычно имеет обширные растительные покровы у кромки воды. Они становятся новой средой обитания для других растений, таких как торфяной мох , когда условия подходящие, и животных, многие из которых очень редки. Постепенно озеро закрывается и может образоваться молодой торф , образующий болото . В равнинных речных долинах, где река может извиваться , наличие торфа объясняется заполнением исторических стариц . На заключительных стадиях сукцессии могут вырасти деревья, в конечном итоге превращающие водно-болотные угодья в лес.
Некоторые озера могут исчезать сезонно. Их называют периодическими озерами , эфемерными озерами или сезонными озерами , и их можно найти в карстовой местности . Ярким примером прерывистого озера является озеро Церкница в Словении или Лаг Прау Пулте в Граубюндене . Другие периодические озера являются результатом осадков выше среднего в закрытом или бессточном бассейне , обычно заполняющем дна высохших озер. Это может произойти в некоторых из самых засушливых мест на земле, таких как Долина Смерти . Это произошло весной 2005 года после необычно сильных дождей. [67] Озеро не просуществовало до лета и быстро испарилось (см. фотографии справа). Чаще всего заполняемым озером этого типа является озеро Севьер в западно-центральной части штата Юта .
Иногда озеро быстро исчезает. 3 июня 2005 года в Нижегородской области России за считанные минуты исчезло озеро Белое . Источники новостей сообщили, что правительственные чиновники предположили, что это странное явление могло быть вызвано сдвигом почвы под озером, что позволило воде стекать по каналам, ведущим к реке Оке . [68]
Наличие вечной мерзлоты важно для существования некоторых озер. Таяние вечной мерзлоты может объяснить сокращение или исчезновение сотен крупных арктических озер в Западной Сибири. Идея здесь заключается в том, что повышение температуры воздуха и почвы приводит к таянию вечной мерзлоты, позволяя озерам стекать в землю. [69]
Некоторые озера исчезают из-за факторов человеческого развития. Высыхающее Аральское море описывается как «убитое» из-за отвода питающих его рек для орошения. [ нужна цитата ] В период с 1990 по 2020 год более половины озер мира уменьшились в размерах, отчасти из-за изменения климата . [70]
Известно, что только одно астрономическое тело , кроме Земли, имеет большие озера: самый большой спутник Сатурна, Титан . Фотографии и спектроскопический анализ, сделанные космическим кораблем Кассини-Гюйгенс, показывают на поверхности жидкий этан, который, как полагают, смешан с жидким метаном. Самым большим озером на Титане является Кракен-Маре , площадь которого оценивается в 400 000 км 2 , [71] примерно в пять раз превышает размер озера Верхнее (~80 000 км 2 ) и почти превышает размер всех пяти Великих озер Северной Америки вместе взятых. [72] Второе по величине озеро Титана, Лигейя-Маре , почти в два раза больше озера Верхнее, его площадь оценивается в 150 000 км 2 . [73]
Большой спутник Юпитера Ио является вулканически активным, что приводит к накоплению отложений серы на поверхности. На некоторых фотографиях, сделанных во время миссии Галилео , видны озера жидкой серы в кальдере вулкана, хотя они больше похожи на озера лавы, чем на воду на Земле. [74]
На планете Марс есть только одно подтвержденное озеро, которое находится под землей и недалеко от южного полюса. [75] Хотя поверхность Марса слишком холодная и имеет слишком низкое атмосферное давление , чтобы обеспечить постоянную поверхностную воду, геологические данные, по-видимому, подтверждают, что древние озера когда-то образовывались на поверхности. [76] [77]
На Луне есть темные базальтовые равнины , похожие на лунные моря , но меньшего размера, которые называются lacus (единственное число lacus , по латыни «озеро»), потому что ранние астрономы считали их озерами с водой.
Крупнейшие озера (площадь поверхности) по континентам :
{{cite book}}
: |website=
игнорируется ( помощь ){{cite web}}
: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка )