До водних об’єктів суші належать річки, озера, болота, льодови ки та вічні сніги. Вони є складовою частиною поверхневої гідро сфери Землі. І хоча сумарний об’єм води в них відносно невеликий (дещо більше 2,5 % її загального запасу в гідросфері), однак їх гео логічна діяльність і геофізична роль величезні. Це визначається впли вом цих об’єктів на рельєф земної поверхні, переносом ними або акумуляцією в них продуктів вивітрювання, тепла і вологи, впли вом на клімат і погоду. Водні об’єкти - важлива складова частина
загального колообігу води в природі, вони є одним із основних дже рел промислового, сільськогосподарського і питного водопостачан ня. Ці та деякі інші положення підтверджують важливість обліку вод цієї частини гідросфери в планетарній взаємодії геосфер і їх взаєм ному впливові. Основні характеристики водних об’єктів материків детально ви вчаються фізикою вод суші (загальною гідрологією). Тут роз глянемо лише ті, які обумовлюють основний внесок водних об’єктів в геологічну діяльність і їх геофізичну роль. Як помітив ще цар Соломон, ріки течуть до морів, але вони не переповнюються, хоча ріки течуть віками. Довго вчені не могли відгадати цю загадку і лише вимірювання кількості дощових опадів та витрат у ріках, зроблені в XVII ст. Парро, Маріотті і Галеєм, по служили основою створення концепції кругообігу води. Велику роль для рік відіграє характер їхнього живлення, яке за лежить, головним чином, від кліматичних умов. Так, в екваторіаль ному поясі основним є дощове живлення, в субарктичному - снігове (взимку - грунтове), а в помірних - змішане. Рідкі атмосферні опа ди, сніговий покрив, високогірські сніги і льодовики, а також підземні води складають 4 основні джерела живлення річок. Стік більшості рік планети має чітко виражену сезонність. Певна роль в формуванні рік та річкових систем належить гео логічній будові їх водозбірних площ, ґрунтам, рослинності, озерності, заболоченості та господарській діяльності людини. Все це разом з кліматом та деякими внутрішніми процесами Землі визначають гео графічний розподіл рік на земній кулі. Ріки на Землі розподілені вкрай нерівномірно як за кількісними показниками окремих рік (довжина, ширина, глибина, швидкість потоку, обводненість), спрямованістю річкових потоків, так і за гу стиною річкової сітки. Більшість рік нашої планети скидають води в Світовий океан. Лише незначна їх частина стікає в т. зв. безстічніобласті\ тобто місце вості, що не сполучені через річкові системи зі Світовим океаном. Всю земну кулю можна розділити на два основних схили, по яких води стікають у Світовий океан. Перший з них - Атлантичний - зай має біля 53 %суші. З нього води стікають в Атлантичний і Північний Льодовитий океани. Другий схил - Тихоокеансько-Індійський, по якому води стікають у Тихий та Індійський океани. Площа цього схилу сягає 47 % поверхні суші. Атлантичний схил переважає Ти хоокеансько-Індійський за кількістю поверхневих вод. Між цими
основними схилами, або т. зв. основними похилостями земної кулі, проходить Головний, або Світовий вододіл. Річкова вода, зазвичай прісна (середня мінералізація ~ 90 мг/л, що приблизно в 200 разів нижче мінералізації морської води). Со лоні річки трапляються рідко і здебільшого є наслідком живлення річок солоними підземними водами або наявністю в їхніх руслах сольових покладів. Склад розчинених у річковій воді речовин (табл. 8.6) в основному пов’язаних з особливостями грунтів, рос линності, клімату територій, по яких вони протікають. Таблиця 8.6. Середній склад річкових вод, мг/кг води, (Запольський, 2000) НСО,,ССГ'з Са2+ 47,6 13,3 S0 34 11.9 СУ 6,4 Na+, Ю 6,1
Mg" 3,3
Сума 88,6
Озеро - це внутрішня водойма суші з уповільненим водообмі ном. Води озер, на відміну від річок, рідко перебувають у посту пальному русі певного спрямування. Озера дуже різняться як за розмірами, походженням, так і за кон центрацією розчинених речовин. Найбільше озеро на Землі Кас пійське займає площу 393200 км2. Найбільшим за запасами прісних вод є озеро Байкал - 23000 км3 що становить 1/5 світових запасів , поверхневих прісних вод. Байкал є і найглибшим озером світу, мак симальна глибина його сягає 1620 м. Найбільш високогірне озеро Хорпатсо в горах Тібету знаходиться на висоті 5400 м. Найнижчу відмітку має Мертве озеро, рівень якого знаходиться нижче рівня Світового океану на 392 м. За концентрацією розчинених речовин вода більшості озер ближ ча до підземних вод, ніж до океанічних. У посушливих і пустель них зонах Землі переважають солонуваті і солоні озера. Одне з найсолоніших озер - Вікторія, вода в якому в 11разів солоніша за океа нічну. Є й аномальні озера, наприклад озеро Балхаш (Казахстан), західна частина якого має прісну воду, а східна - солонувату. Безстічні озера найчастіше є солоними внаслідок випаровування води з їх поверхонь і нагромадження солей, які приносяться річка ми або підземними водами. Солоними є й озера, які залягають на розчинних солоних породах. Води озер за ступенем мінералізації поділяють на прісні з вмістом солей до 1 г/л, солонуваті - від 1 до 25 г/л, солоні - понад 25 г/л. Найбільш солоні озера світу: Ельтон - 291, Велике Солоне - 265,5 % о. За походженням котловин, в яких зосереджена озерна вода, роз різняють такі типи озер.
Льодовикові озера сформувалися на територіях, що зазнали зле деніння. Вони утворились внаслідок льодовикової ерозії або льодо викової акумуляції, як правило, неглибокі, мають видовжену фор му й орієнтовану в напрямку руху льодовика. Дуже поширені в Фінляндії, на Кольському півострові, Карелії, Білорусі. В горах льодовикові озера називають карами. Це невеликі заокруглені зниження на схилах хребтів, вироблені сніжниками і льодовика ми четвертинного зледеніння. Карові озера зустрічаються на Памірі, Тянь-Шані, Кавказі, в найбільш високогірній частині Ук раїнських Карпат - на масивах Свидовець і Чорногора. Тектонічні озера мають лінійно витягнуту форму і дуже значні глибини. Вони пов’язані з тектонічними розломами у земній корі і поширені в сейсмічно активних регіонах Землі. В такий спосіб утво рилися найбільші озера світу: Байкал, Великі Африканські озера, Телецьке, Мертве море. Вулканічні озера утворилися в кратерах і кальдерах. Кратерни ми є котловини деяких озер Камчатки, Індонезії, маари (декілька невеликих за розмірами кратерів) у Франції. Термін “кальдера” ви ник при описуванні величезного заглиблення на Канарських ост ровах, названого La Caldera, який має понад 5 км у діаметрі і ото чений 1000-метровими висотами. Зараз термін застосовується для позначення великих депресій у вулканічних областях. До кальдер належать, зокрема, котловини Курильського і Кроноцького озер на Камчатці. Карстові озера поширені в регіонах, де достатньо є легкороз чинних гірських порід - вапняків, доломітів, гіпсу. Тривале їх роз чинення водами призводить до утворення порівняно глибоких, але не великих за площею котловин. До карстових належать Ельтон і Баскунчак, Охридське і Преспа на Балканах, Шацькі озера на Во лині, можливо, озера Мічиган і Онтаріо та ін. Суфозійні озерні котловини утворюються внаслідок виносу ґрунтовими водами розчинних та легкорозчинних часток верхніх шарів кори вивітрювання та подальшого просідання земної по верхні. Суфозійними є котловини багатьох озер степової зони За хідно-Сибірської рівнини та Центральної Азії. Розрізняють також латунні, заплавні(старичні), обвальні (загатні), еоловіта штучні(створені в результаті людської діяльності) озера, органогенні улоговини. Озера справляють різнобічний вплив на клімат прилеглих ра йонів. Інтенсивність цього впливу визначається величиною водної поверхні. Випаровування з поверхні водойми позначається на во логості повітря приозерного району. На берегах великих озер ви
никають рухи повітря з добовою періодичністю - бризи. Змінюється тепловий режим приозерної місцевості: літо тут в цілому більш про холодніше, а зима - трохи тепліша, ніж на дещо віддаленій тери торії. Надмірно зволожена ділянка земної поверхні, на якій зростає специфічна вологолюбива рослинність, розвивається болотний тип ґрунтоутворення і, як правило, накопичується торф, називається болотом. Найбільша їх кількість знаходиться у помірних і високих широтах. Причини виникнення боліт - заболочування водойм і за болочування суходолу. Найголовнішою рисою болотоутворення є нагромадження органічних відкладів - торфу, яке може спостері гатись як на поверхні суші, так і в водоймах із застояною або слабо проточною водою. Необхідною умовою торфоутворення є перева жання щорічного приросту нової органічної маси над кількістю щорічно розкладеної речовини. Перезволоженість ґрунту і рослин них решток призводить до значного погіршення киснево-мінераль ного живлення мікроорганізмів, що живуть у верхніх шарах ґрун ту. За таких умов кількість їх зменшується у багато разів і вони не спроможні мінералізувати рослинні рештки. Інтенсивність взаємо пов’язаних процесів щорічного приросту та мінералізації органіч ної речовини залежить від водного режиму верхніх горизонтів ґрунтів та від температурного режиму на поверхні суші і у верхніх шарах земної кори. В результаті сукупної дії цих факторів у кожній місцевості створюються сприятливі чи несприятливі для процесів заболочування умови водного і теплового режимів. Залежно від умов водно-мінерального живлення, типу торфо вого покриву й характеру рослинності виділяють три типи боліт: НИЗИННІ(Євтрофні), ЛЄрЄЛ7Д///УмЄЗОТрофнІ) та верхові(ОП\ГОТфО§Н\).
В Україні великі масиви боліт (переважно низинного типу) зо середженні на Поліссі (особливо у західних областях), а також на півдні країни: Дніпровські, Дунайські та Дністровські плавні. Головне значення боліт полягає у тому, що вони є акумулятора ми вод, переважно талих весняних і літніх зливових. Економно живлячи річки у літній період, болота регулюють їх обводненість, особливо у маловодні роки. Болота підтримують рівень підґрун тових вод. Вони також є місцем поселення багатьох рідкісних тва рин, птахів. Перше місце за запасами води після Світового океану належить водам, акумульованим у постійних сніжно-льодовикових покривах, переважно Антарктиди, Гренландії й Арктики, де об’єм криги оці нюється вражаючою цифрою - 24 млн км3. Льодовики займають біля 11 % поверхні суші. 98,5 % цієї площі, або майже все сучасне
зледеніння, припадає на полярні області Землі, і лише 1,5 % займа ють гірські льодовики. Найбільшої потужності льодовики досяга ють в Антарктиді - до 4200 м. В горах вони мають значно менші розміри і порівняно невелику товщину, яка лише місцями переви щує сотні метрів. Утворення льодовиків можливе в хіаносфері (від грец. сЬіоп сніг і сфера). Так називають оболонку холоду, або морозну сферу, що оточує всю Землю, і в якій можливий постійний позитивний баланс твердих опадів. Розрізняють т. зв. нижню і верхню межі ну льового балансу твердих атмосферних опадів. Область нульового балансу (рівноваги) твердих атмосферних опадів характеризуєть ся тим, що надходження снігу тут більше його витрат, а тому в се редині області можливе постійне накопичення снігу. Верхня межа хіаносфери міститься вище будь-яких існуючих нині гір. Утворення льодовика починається з моменту, коли певна зруч на для накопичення снігу ділянка місцевості виявиться вище ниж ньої межі нульового балансу. Сніг, що постійно нагромаджується, під впливом тиску верхніх шарів, в процесі танення та замерзання ущільнюється, перетворюючись у зернистий сніг - фірн, а останній в фірновийлід. У подальшому фірновий лід перетворюється на влас не льодовиковий кристалічний лід - глетчер. На утворення їм3та кого склоподібного глетчерного льоду витрачається близько 11 м3 снігу. Область, де відбувається перетворення снігу в лід, називається областю живлення. Льодовики відрізняються великим різноманіттям залежно від місця утворення, форми поверхні, розмірів, напрямку та особливо стей руху льоду. Основними типами льодовиків є материкові (льо довикові щити) і гірські. Материковільодовики займають великі площі, мають похиловипуклу форму. Напрям руху та форма льодовика обумовлені роз поділом живлення та витратою льоду, а не особливостями рельє фу. Рух льоду відбувається від центру льодовика по розтікаючих лініях зі швидкістю в десятки і сотні метрів у рік. Швидкість деяких льодовиків Гренландії може досягати 10...40 м/добу. Гірські льодовики мають менші розміри. Форма їх визначаєть ся рельєфом місцевості області позитивного балансу твердих ат мосферних опадів. Рух льодовиків відбувається по схилу ложа з ве ликою швидкістю: в окремих льодовиків Гімалаїв вона досягає 2...3,5 м/добу. Основними джерелами живлення льодовиків є тверді атмосферні опади. В область живлення вони потрапляють або безпосередньо із атмосфери, або шляхом снігових обвалів та перенесення вітром із сусідніх місцевостей.
Зміни розмірів льодовиків залежить від співвідношення між над ходженням і витратою їх складових. Поповнення складових речо вин льодовика відбувається за рахунок його джерел живлення, ви трати - в основному внаслідок механічного руйнування, обрушен ня країв льодовика, утворення айсбергів на краях льодовикових щитів, танення та випаровування льоду {абляціяльодовика). У ви падку рівноваги складових балансу льодовика він нерухомий; при перевищенні надходження над витратами льодовик збільшується в розмірах (льодовик наступає); якщо витрати речовини льодовика більше її надходження, відбувається зменшення його розмірів (льо довик відступає). Зміни розмірів льодовиків - поширене явище, яке є важливою складовою їх геологічної діяльності та геофізичної ролі. Причини зледеніння ще до кінця не з’ясовані, але вони виклика ють великий інтерес у людей, адже наше життя тісно пов’язане з кліматом. Вважається, що для зародження льодовиків сприятли вим є холодне літо (навіть якщо зима буде теплою і середньорічна температура при цьому залишиться близькою до норми). За таких умов сніг влітку не розтане і проіснує рік. Нагромаджений протя гом року сніг відбиває майже всю сонячну енергію, тому поверхня Землі ще більше охолоджується, що може призвести до формуван ня льодовиків. Ми живемо у відносно сприятливий період розвитку нашої пла нети, але в разі наступання льодовиків вони вкрили б великі площі родючих земель і витіснили б людей із місць їх проживання. З іншого боку, коли б розтанули гігантські льодовикові куполи Гренландії та Антарктиди, то рівень води в океанах піднявся б на таку висоту, що з лиця Землі зникли б величезні території з багатьма країнами світу. Льодовики відіграють велику роль у біосфері. Вони істотно впли вають на кліматичні й погодні умови Землі. Льодовики, містячи у собі величезні запаси прісних вод, живлять численні гірські ріки, які так необхідні в деяких регіонах планети. Вода в льодовиках перебуває в ультрапрісному стані. Солону ваті, а тим більше солоні льодовики не відомі (максимальна міне ралізація льодовикової криги - 3 мг/л). То ж не даремно говорячи про водний баланс майбутнього, людство з надією дивиться на цю величезну комору, де зосереджено до 77 % прісної води Землі. Існу ють навіть проекти буксирування айсбергів із льодовиків Антарк тиди до західного узбережжя Австралії, пустельних районів Півден ної Америки тощо для забезпечення цих районів прісною водою, яка за вартістю не перевищуватиме (за попередніми розрахунка ми) вартості підземних або опріснених вод.
Ви переглядаєте статтю (реферат): «Основні характеристики водних об’єктів суші» з дисципліни «Геофізична екологія»
