Маршрут № 7
Цель – ознакомиться с происхождением озерных котловин на примере пойменных озер Томского района и озерами, возникающими в результате деятельности ветра в котловинах выдувания между дюнами, расположенными на левобережье р. Томи
Общие представления о геологической деятельности озер и болот
Краткие сведения происхождения озерных котловин
Озерами называются, заполненные водой, углубления поверхности суши, не имеющие непосредственного сообщения с морем. Геологическая роль озер значительно меньшая, чем морей и рек. Озера занимают около 1,8% земной поверхности.
Происхождение озерных котловин
Выделяют следующие типы озерных котловин:
Тектонические – это опущенные по разломам участки земной коры, называемые грабенами, преимущественно имеющими место в рифтовых зонах. Пример: Байкал, Телецкое (Алтай), Шунет (Хакасия); (фото 1; рис. 1).
Фото 1. Озеро Шунет. Хакасия. Образовалось на месте зоны разломов. На противоположном берегу силл диабазов, внедрившихся в осадочные породы в виде ухвата, раздвинув их. Фото В.Н. Сальникова.
Рис. 1. Классический пример рифтовой структуры – Байкальский рифт. Показан поперечный разрез (по В.П. Солоненко и Н.А. Флоренсову). Аz – кристаллические комплексы верхнего архея; Рt1 - то же нижнего протерозоя; - граниты нижнего (Рt1) и верхнего (Рt3) протерозоя. Из книги Е.Е. Милановского «Рифтовые зоны континентов». (Заимствовано авторами из работы Ю.М. Пущаровского, 1976).
Ледниковые – вызваны деятельностью современных и древних ледников. Озера Кольского полуострова, Карелии и Скандинавии, Тувы (фото 2).
Фото 2. Тува. Слева озера в ледниковом рельефе. Вдали вулкан Улич-Арга, Приозерный, Плоский (Восточный Саян). Фото С.Г. Прудникова.
Моренные гряды образуют запруды. Иногда озера своим происхождением обязаны совместному действию ледникового выпахивания и аккумуляции морены (фото 3).
Фото 3. Горный Алтай. Моренные гряды образовали запруду. В центре образовалось озеро. Фото А.И. Чернышова
Вулканические: а) озера, возникшие в кратерах потухших вулканов (Камчатка); б) озера, которые образовались на поверхности лавового потока после его застывания; в) озера, приуроченные к долинам рек, перегороженным лавовым потоком (многие озера Армянского нагорья).
Водно-эрозионные и водно-аккумулятивные. Пойменные озера. После окончания паводка и половодья в замкнутых понижениях остается вода, и образуются неглубокие и обычно небольшие по размерам озера. Здесь часто встречаются озера-старицы.
Дельтовые озера – образуются в дельтах крупных рек вследствие сложных разветвлений реки и образования многочисленных рукавов, многие из которых превращаются в озера.
Лагунные и лиманные озера морских побережий. Мы их отмечали ранее.
Провальные озера. К этому типу относятся озера, котловины которых возникли в результате провала земной поверхности над подземными пустотами: а) карстовые; б) термокарстовые, приурочены к области распространения многомерзлотных горных пород. Происхождение связано с вытаиванием льда; в) техногенно-провальные, образованные на месте обрушения горных выработок (рудников, шахт) (фото 4).
Фото 4. Техногенно-провальное озеро «Малахитовое». Дайки в стене обрушения выработок месторождения Киллых-Узень, пос. Туим (Хакасия). Фото В.Н. Сальникова
Просадочные озера лесостепных и степных районов. Они образуются в результате суффозии – механического выноса мелкоземистых частиц и химического растворения и выноса некоторых солей, находящихся в грунте. Пример: Кулундийской и Барабинской степей юга Западной Сибири.
Озера, возникшие в результате обвалов. В горных районах происходят крупные обвалы, приводящие местами к полному перегораживанию (запруде) речных долин (результат землетрясения). В результате верхняя часть реки превращается в озеро.
Озера, возникшие в результате деятельности ветра, расположены в котловинах выдувания (фото 5) или между дюнами. Обычно образование озер происходит различными процессами, ведущими из которых являются внутренние процессы.
Искусственные озёра: водохранилища, пруды, отстойники (фото 6).
Озера (литосферно-вихревые), возникающие в центрах и рукавах спиралей (рис. 2).
Сараевым В.А. (1976) установлено, что водоёмы, находящиеся в центре литосферных вихревых систем, имеют, в основном, спиралевидную форму котловин (оз. Чад, Эйр, Тенгиз, Виктория и озёра Казахстана). В Аральском море (озере) известно кольцевое течение, идущее от устья Аму-Дарьи вдоль западного берега на север, далее на восток и юг, совершающее, таким образом, антициклональное движение, подтверждающееся очертанием озерной котловины, её рельефом (рис. 2). Он считает, что в районе оз. Балхаш работает вихревая система литосферы с вращением по часовой стрелке, на это указывает, в частности, сама форма водоёма (рис. 3). Балхаш расположен на дне северной части обширной внутриконтинентальной впадины, занимающей территорию южного Казахстана. Она сформировалась в альпийский период, когда в плиоценовое или даже четвертичное время во впадину стали поступать воды р. Или. Большинство исследователей считает этот период временем образования крупного Пра-Балхашского водоёма. Минерализация озерных вод в 1970 – 1984 повысилась и составила в западной части с 1,2 до 1,8 г/л, а в восточной – с 3,3 до 4,3 г/л за счет сокращения притока (С.И. Шапоренко, 1993).
Озера - замкнутые системы, обычно бессточные, поэтому более подвержены антропогеновому давлению со стороны деятельности человека. В них начинает накапливаться повышенное количество вредных веществ, которые присутствуют в воде или в растворенном виде, так и аккумулируются в более глубоких частях водоемов. Искусственные озера (плотины, отстойники) вообще являются промежуточным звеном между человеком и природой, т.е. машиной. Это взаимодействие описывается системой: человек – машина – природа. Поэтому кроме запланированных изменений природы после постройки плотин быстро появились и незапланированные, относящиеся к геологической деятельности озер: разрушение береговых линий, перенос и осаждение отходов производства. Ниже водохранилищ ландшафт речной долины изменяется. В результате «срезки» пиков или полного прекращения паводков уменьшаются площади весеннего затопления поймы, происходит снижение уровня грунтовых вод. Из-за снижения количества твёрдых частиц, которое обычно несёт река, русла и берега ниже гидроузлов размываются.
Речные воды трансформируются в водохранилищные водные массы, в которых образуются специфические биоценозы. Влияние на климат сказывается заметно в пойме 1-3 км от берега.
На прилегающих к водохранилищам территориях уровень грунтовых вод повышается, земли заболачиваются, изменяется их минерализация, почвы трансформируются. Общая площадь подтопленных земель на побережьях водохранилищ СССР оценивается в сотни тысяч гектар, более половины размывается и разрушается (А.Б.Авякан, 1987). Выяснилось, что водохранилища влияют на тектонические процессы, способствуя в одних районах возникновению, а в других увеличению частоты и силы землетрясений (Н.И. Николаев, 1973).
При создании водохранилищ происходит изменение физических свойств воды, солевого состава, биогенных элементов, численности и распределения фито и зоопланктона. При трансформации речного стока в водохранилищах происходит осаждение взвешенных и растворенных веществ. Увеличивается прозрачность воды. В тоже время природные озера Средней Азии начали пересыхать из-за нехватки воды, используемой для орошения, а не для пополнения запасов. В 70-х годах 20-го столетия разразился Аральский кризис (Глазовский Н.Ф., 1990).
Для стабилизации нынешнего уровня Арала необходимо, чтобы в водоём поступало 35 км3/год. Главный расход воды – это испарение. По проекту сброс загрязненных пестицидами и биогенными элементами высокоминерализованных дренажных вод (8-10 км3/год) может дать лишь временный положительный эффект, увлажнив часть осушенного дна. При этом в море поступит вместе с «химией» ежегодно 50-100 млн. тонн солей, которые пополнят хемогенные природные осадки.
Возникают проекты по переброски части стока сибирских рек в Среднюю Азию и Казахстан по каналу Сибарал. Планировалось перебрасывать из Оби 27,2 км3 воды в год. Существуют проекты подачи в Арал 0,5 км3 воды по каналу Иртыш-Караганда. Предложен проект гораздо более масштабных перебросок. Например, перебросить 60 км3 из Каспийского моря по древнему руслу Узбоя и 20 км3 из Волги (через Северный Каспий и плато Устюрт).
После 15-летнего затишья, по осуществлению таких проектов, в начале 21 века снова обдумывают их с целью продажи части воды Сибирских рек бывшим республикам СССР. Будет ли кто свидетель таких грандиозных антропогенных геологических процессов – покажет время.
Рис. 2. Плановые очертания некоторых озер с элементами вихревой структуры. (Из работы В.А. Сараева, 1976)
Рис. 3. Речная сеть и озера Западно-Сибирской вихревой системы. Пунктирными линиями отмечены зоны распространения отложений плиоцена. (Из работы В.А. Сараева, 1976)
Фото 5. Котловина выдувания. Оз. Доможаково, Хакасия. Ширинский район. На переднем плане докембрийские известняки в контакте с гранитной интрузией. Фото В.Н. Сальникова
Фото 6. Водохранилище в Тирольских Альпах (Австрия).
Из статьи А.Б. Авакяна, 1987