Текст книги "География на пальцах"

Реки

Рекой называется водный поток, текущий в разработанном им русле постоянно или с перерывами. Перерывы возникают тогда, когда потери воды в реке в результате испарения, просачивания в почву и т. п. становятся больше притока воды из источников питания и в результате река пересыхает.

Руслом реки называется линейно вытянутое углубление в земной поверхности, по которому текут воды. Русло формируется разрушительной работой водных масс. Можно сказать, что реки сами прокладывают себе дорогу. Мелководные участки русел называются перекатами, а глубоководные – плесами. Полоса наибольших глубин в русле называется фарватером.

Место начала реки называется истоком. Истоком может служить родник, озеро, ледник или болото. Место впадения реки в другую реку или водоем называется устьем.

Различают три типа речных устий – дельты, эстуарии и слепые устья.

Дельтой называют широкое трапециевидное устье, в котором русло разбивается на отдельные рукава. Дельты образуются в том случае, когда море не успевает размывать приносимые рекой наносы. Крупнейшая в мире дельта Амазонки (Южная Америка) имеет площадь примерно 100 000 км².

Эстуарием называют воронкообразное устье в виде залива. Эстуарии образуются при при наличии сильных морских течений, размывающих речные наносы или в случае выраженного опускания дна у устья реки.

О слепых устьях, которые правильнее было бы называть не «слепыми», а «невидимыми», говорят в тех случаях, когда река теряется в песках жарких пустынь или же уходит под землю.

Участки русла, прилегающие к истоку, называют верховьями или верхним течением рек, а близкие к устью участки – низовьями или нижним течением. Между верховьями и низовьями расположено среднее течение реки.

Устье реки всегда расположено на меньшей высоте, нежели исток. Перепад высот обеспечивает течение реки по руслу. Вода в реке перемещается под действием силы тяжести. Понижение в рельефе, тянущееся от истока реки до ее устья называется речной долиной. Плоское, затопляемое во время половодья дно речной долины, называется поймой. Над поймой могут подниматься склоны долины, нередко имеющие ступенчатую форму. Ступени на склонах называются речными террасами. Они возникают в результате размывания берегов водами реки и представляют собой остатки прежних пойм. Река постоянно углубляет свое русло.

Относительно малые реки, впадающие в более крупные, называются притоками. Река со всеми ее притоками составляет речную систему, название которой дается по названию главной реки. А территория, с которой река со всеми ее притоками собирает воду, называется бассейном реки. Не путайте речную систему с бассейном реки! Система – это совокупность рек, а бассейн – участок суши, на котором эта совокупность рек расположена.

Соотвтественно, совокупность бассейнов всех рек, впадающих в океан, образует бассейн океана. Существуют также бассейны внутреннего стока или бессточные бассейны – территории материков, с поверхности которых вода в океан не стекает. Бссейны внутреннего стока характерны для внутренних частей материков, которые отгорожены от океанов горными системами. Самым крупным бассейном внутреннего стока на нашей планете является бассейн реки Волги, впадающей в изолированное Каспийское море – крупнейший на Земле замкнутый водоем, представляющий собой огромное бессточное озеро.

Все реки получают питание – поступление воды из каких либо источников. Без постоянного питания река существовать не может. В зависимости от источника, питание рек подразделяется на дождевое, снеговое, ледниковое, подземное (грунтовое) и смешанное.

Реку создает подземное питание. Именно оно обеспечивает постоянство стока реки в течение года.

Характер питания рек в первую очередь определяется климатическими условиями.

Дождевое питание характерно для рек экваториальных и тропических областей, где никогда не выпадает снег. В областях с холодным климатом большое значение для питания рек имеют талые снеговые воды. В умеренных широтах питание рек бывает смешанным – в теплое время года реки питаются дождевыми водами, а в холодное – талыми. Реки, берущие начало в высокогорных ледниках, получают воду от таяния ледников. Если взаимное расположение подземных (грунтовых) и речных вод создает условия для поступления грунтовых вод в реку, то можно говорить о подземном питании.

Чаще всего питание реки является смешанным, когда река получает воду из разных источников. Характер питания рек может изменяться в зависимости от сезона. Так, например, в умеренных широтах зимой река в основном может питаться только подземными водами, весной к подземным водам добавляются талые снеговые, которые в этот период становятся основным источником питания, а летом река питается подземными и дождевыми водами.

Характер питания определяет режим реки – периодические изменения состояния реки, обусловленные климатическими условиями и прочими физико-географическими свойствами ее бассейна. Режим реки зависит от питания и потому он в первую очередь определяется климатом. Изменение режима реки выражается в колебаниях уровня воды, ее температуры, скорости течения, количества переносимых потоком наносов, а также расхода воды.

Расходом воды называют объем воды, протекающей через поперечное сечение потока за единицу времени.

Различают следующие фазы режима рек:

– половодье – продолжительный по времени высокий уровень воды в русле, который наблюдается ежегодно в определенный сезон;

– межень – продолжительный по времени низкий уровень воды в русле, который наблюдается ежегодно в определенный сезон;

– ледостав – период наличия неподвижного ледяного покрова;

– ледоход – время движения льдин по рекам.

От половодья следует отличать паводок – внережимный, то есть случайный и кратковременный подъем уровня воды в реке, вызванный интенсивным таянием снегов или ливневыми дождями. Половодье – регулярное и предсказуемое явление. Паводок – случайное явление.

Во время половодий и паводков реки могут выходить из берегов и затапливать прилегающие территории. В зависимости от величины подъема уровня воды это явление может называться разливом реки (при умеренном подъеме) или наводнением (при значительном подъеме).

Режим рек может быть естественным и зарегулированным. Зарегулированный режим характерен для рек, на которых есть какие-либо гидротехнические сооружения (водохранилища, ГЭС). Зарегулированный режим отличается от естественного режима меньшими колебаниями уровня и расхода воды. При зарегулированном режиме расход воды в паводки уменьшается, а в межень увеличивается. Зарегулированный режим также может наблюдаться у рек, вытекающих из озер или протекающих через озера. Озера уменьшают («сглаживают») сезонные колебания уровня и расхода воды, накапливают воду в паводок и отдают ее в межень.

Обратите внимание! Половодье и межень в зависимости от климатических условий могут приходиться на разные времена года. В реках, для которых характерно ледниковое питание, половодье наблюдается летом, во время таяния ледников, а межень – зимой. В средиземноморском климате, отличающимся преобладанием осадков зимнего периода над летними, половодье приходится на зиму, а межень – на лето. В муссонном климате с летними дождями половодье наблюдается летом, а межень – зимой. В умеренно-континентальном климате, для которого характерны холодная зима и жаркое лето, наблюдается весеннее половодье, вызванное таянием снега, и две межени – летняя и зимняя, во время ледостава. А в морском климате и в экваториальном поясе, где атмосферные осадки выпадают постоянно, половодье наблюдается в течение всего года. Иначе говоря, уровень реки в в течение всего года остается постоянным. Примером такой реки может служить западноевропейская река Рейн, впадающая в Северное море.

Реки имеют большое хозяйственное значение как источники пресной воды, источники получения электроэнергии (ГЭС), источники рыбы и транспортные пути. Также речные берега служат местом отдыха.

Крупные искусственные водоемы, создающие запасы воды для хозяйственных нужд, называются водохранилищами. Водохранилища накапливают воду, дают возможность регулировать уровень воды в реке, предотвращая тем самым наводнения, облегчают судоходство и позволяют создавать дополнительные зоны отдыха. Но, в то же время, строительство водохранилищ существенно изменяет ландшафт речных долин и естественный режим реки. Вокруг водохранилища происходит подъем грунтовых вод, могущий приводить к заболачиванию земель, изменение естественного режима вызывает гибель рыб и прочих обитателей рек, нарушается естественный процесс образования поймы… Перед строительством водохранилищ тщательно оцениваются возможные отрицательные последствия. Любое вмешательство человека в природу должно проводиться только после оценки возможных последствий.

Озера и болота

Озером называется скопление воды в естественном углублении суши, не связанное напрямую с океаном. По сравнению с реками, озера представляют собой водоемы замедленного водообмена. Озера питаются за счет атмосферных осадков, за счет стекающих в них рек и за счет подземных вод.

Углубление суши, занятое озерными водами, называют озерной котловиной.

По происхождению озерные котловины (и озера) подразделяются на:

– тектонические, которые образуются в разломах земной коры, имеют берега с крутыми склонами и большую глубину (озеро Байкал);

– вулканические или кратерные, образованные кратерами или остатками кратеров угасших вулканов (Курильское озеро на Камчатке);

– ледниковые, «пропаханные» древними ледниками (озера Кольского полуострова, Карелии и Финляндии);

– карстовые[26]26
  Карстом называется совокупность процессов и явлений, связанных с растворением водой горных пород.


[Закрыть], возникшие в местах провалов при растворении горных пород – гипса, мела, известняка – подземными водами (озеро Светлое в Чувашии);

– запрудными или завальными или плотинными, которые возникают в результате преграждения русла реки глыбами пород при обвалах, оползнем, лавовыми потоками (озеро Севан);

– старичными, образовавшимися в результате отделения участка реки от основного русла;

– лагунными, образовавшимися в результате отделения участка лагуны;

– искусственными (водохранилища, пруды).

По происхождению водной массы озера делятся на два типа – озера атмосферного происхождения (большинство озер) и остаточные или реликтовые озера, в древности являвшиеся частью Мирового океана (Каспийское море, Мертвое море).

Обратите внимание! Каспийское море, Мертвое море и Аральское море только называются морями, а на самом деле являются бессточными озерами.

Бессточными называются озера из которых не вытекает ни одна река. Из сточных озер реки вытекают. Вода в бессточныех озерах, как правило, содержит больше минеральных веществ.

В зависимости от степени солености воды озера подразделяются на пресные (большинство озер) и соленые (Мертвое море. Баскунчак).

Солеными являеются большинство остаточных озер, таких, например, как Каспийское море. Но это не означает, что солеными могут быть только остаточные озера. Соленость воды в озере зависит от климата, от наличия стока и от солености питающих вод.

Озеро может стать соленым (засолиться) при питании солеными подземными водами.

Если из озера вытекают реки, то водообмен в нем происходит быстро и вода остается пресной. А вот останется ли вода пресной в бессточном озере или же станет соленой, зависит от климата. Соленость повышается в жарком сухом климате, поскольку там интенсивнее происходит испарение воды. Во влажном климате при минимальном испарении воды и частом (обильном) выпадении осадков вода в бессточном озере останется пресной.

Озера оказывают влияние на климат прилегающей территории. Испарение воды увеличивает влажность воздуха, а способность воды накапливать и отдавать тепло, смягчает суточные температурные колебания. Выше было сказано о том, что озера регулируют сток вытекающих из них рек.

Подобно рекам, озера используются как источники пресной воды, в качестве водных путей сообщения, а также для рыболовства и отдыха. Только гидроэлектростанций на озерах не строят (объясните почему).

Зарастание озера может превратить озеро в болото. Принципиальная разница между озером и болотом заключается в том, что озеро представляет собой водоем, а болото – избыточно увлажняемый участок суши.

Болота могут образовываться не только вследствие зарастания озер, но и вследствие заболачивания суши. Заболачивание вызывается застоем атмосферных осадков на поверхности земли в условиях высокой (чрезмерной) влажности климата, а также подтоплением поверхности водами различного происхождения – подземными, речными или морскими.

Для того, чтобы участок суши назывался болотом, на нем должен иметься слой трофа, толщиной свыше 0,3 м. Торф – это рыхлая осадочная порода органического происхождения, состоящая из неполностью разложившихся растительных остатков (их полному разложению препятствуют влажные условия). По составу торф подразделяют на древесный, травяной, моховый и смешанный.

Если толщина слоя торфа на избыточно увлажненной поверхности меньше 0,3 м, то такой участок называют заболоченной землей.

Болото должно регулярно получать воду, иначе со временем оно высохнет. По характеру питания болота подразделяются на низинные и верховые. Низинные болота питаются грунтовыми или речными водами, а верховые болота – атмосферными осадками.

Для низинных болот, богатых минеральными солями, содержащихся в грунтовых и речных водах, характерен более богатый растительный мир, чем для верховых.

Низинные и верховые болота представляют собой две стадии естественного развития болот. Низинное болото через промежуточный этап переходного болота, питающегося как грунтовыми, так и атмосферными водами, со временем превращается в верховое.

На береговых отмелях, которые периодически затапливаются морем, возникают приморские болота. Эти болота имеют своеобразную растительность, приспособленную к питанию соленой водой.

Распространение болот на планете зависит от климатических и природных условий. Наибольшее количество болот сосредоточено в лесной зоне умеренного климатического пояса и в зоне тундры, где большое количество атмоферных осадков сочетается с небольшой испаряемостью, слабой водопроницаемостью грунтов и равнинностью (отсутствие условий для естественного стока воды способствует заболачиванию).

Самым большим болотом на планете является пойма реки Амазонки.

С хозяйственной точки зрения болота представляют интерес как источник торфа, используемого в качестве топлива и удобрения. Природное же значение болот очень широко. Болота играют важную роль в образовании истоков рек, служат естественными фильтрами воды, являются средой обитания редких видов животных и растений.

Подземные воды

Подземными водами называются воды, содержащиеся в верхней части земной коры до глубины 15 км. Подземные воды образуются в результате просачивания и скопления атмосферных осадков на разных глубинах. Ближе к оземной поверхности находятся почвенные воды, принимающие участие в образовании почв – тонкого поверхностного слоя земной коры, обладающего естественным плодородием.

Подземные воды, находящиеся вблизи вулканических очагов, нередко оказываются горячими. Горячие источники, периодически выбрасывающие фонтаны горячей воды и пара, называются гейзерами.

Гейзер представляет собой разновидность источника – естественного выходы подземных вод на земную поверхность. Холодные источники называются родниками.

Подземные воды могут находиться во всех трех агрегатных состояниях – в жидком виде, в виде льда, в виде пара.

Для накопления подземных вод необходимы два условия – наличие атмосферныхе осадков и слои водопроницаемых горных пород (галечник, песок, гравий). Ниже водопроницаемых пород должны лежать водонепроницаемые породы (гранит, базальт, мрамор, глины), которые не дают воде возможность уйти на большие глубины. Просачиваясь сквозь горные породы, вода постепенно очищается от примесей. Чем глубже находятся подземные воды, тем они чище. Большинство подземных вод находится в медленном непрерывном движении обусловленном тремя факторами – силой тяжести, разницей давления и разницей температур.

Благодаря этому движению, подземные воды взаимодействуют с поверхностными стекая в реки, озера и болота. Получается круговорот – поверхностные воды питают собою подземные, а те, в свою очередь, питают поверхностные воды. Как источник питания подземные воды приобретают особую ценность в в засуху, когда поверхностные воды интенсивно испаряются.

По происхождению подземные воды подразделяются на атмосферные, ювенильные и остаточные. Атмосферные подземные воды образуются за счет просачивания атмосферных осадков. Просачивание осадков – основной способ образования пресных подземных вод. Ювенильные или первородные подземные воды образуются в недрах Земли посредством конденсации выделившихся из магмы паров. Остаточные или реликтовые подземные воды образуются во время накопления отложений на морском дне и являются солеными.

По условиям залегания подземные разделяют на почвенные, грунтовые и межпластовые.

Почвенные воды входят в состав плодородного слоя почвы. Они обеспечивают формирование растительного покрова нашей планеты. Почвенные воды связаны с грунтами физически и химически, поэтому не могут использоваться человеком.

Грунтовые воды лежат глубже почвенных. Они скапливаются над ближайшим к земной поверхности водоупорным слоем. Грунтовые воды не связаны с грунтом, но использовать их для питья нежелательно, потому что они нередко бывают загрязненными. В сухих районах нашей планеты грунтовые воды залегают на большой глубине, а в районах с повышенной влажностью они находятся очень близко к земной поверхности.

Источником питьевого водоснабжения являются межпластовые воды, лежащие ниже грунтовых вод между двумя водонепроницаемыми слоями. Если глубина залегания грунтовых вод находится в пределах от пяти до пятидесяти метров, то межпластовые воды залегают на глубинах от ста до трехсот метров. Горные породы, через которые просачивается вода, выполняют роль фильтров. Просачиваясь глубже, то есть – проходя через большее количество фильтров, вода подвергается дополнительной очистке и становится пригодной для питья.

В отличие от грунтовых вод, полностью участвующих в водообмене с земной поверхностью, многие межпластовые воды являются изолированными, сохранившимися с древних времен.

Если межпластовые воды обладают напором, возникшим в результате гидростатического давления[27]27
  Гидростатическое давление – это давление столба воды над условным уровнем.


[Закрыть], то их называют артезианскими водами. Артезианские воды – главный источник питьевого водоснабжения. Их удобнее использовать, чем межпластовые воды, не обладающие напором, поскольку артезианские воды выходят из скважины на поверхность без подкачки насосом.

Артезианские воды залегают в отрицательных, то есть в вогнутых геологических структурах. Вышестоящие слои воды давят на нижестоящие, создавая напор. Обособленное скопление артезианских вод называется артезианским бассейном. Наиболее крупным артезианским бассейном в России и на всей планете является расположенный на территории Западно-Сибирской равнины Западно-Сибирский артезианский бассейн, площадь которого составляет около свыше 3 миллионов км².

По солености подземные воды подразделяются на пресные воды в которых содержание растворенных солей не превышает 1 г/л и соленые воды, в которых концентрация солей более 1 г/л. Принято отдельно выделять минеральные воды имеющие повышенное содержание биологически активных компонентов и используемые в лечебных целях.

Хозяйственное значение подземных вод в первую очередь заключается в том, что они служат основным источником водоснабжения.

Ледники

Ледниками называется вода атмосферного происхождения, превратившаяся в лед. Крупнейшие площади оледенения расположены в полярных широтах и высокогорьях. Ледники образуются выше так называемой снеговой линии – условной линии, соединяющей высоты, выше которых не тает полностью за год. Для образования ледников снега должно выпадать больше, чем успевает растаять. Снеговая линия на полюсах расположена на уровне моря, а по мере удаления от полюсов она поднимается, достигая максимума (5000–5500 м) в субтропиках и немного снижаясь над экватором.

Обратите внимание! Ледники отличаются от льда, образующегося при замерзании воды в водоемах. Ледники возникают в результате многолетнего преобразования скопившегося снега, а не в результате прямого замерзания воды. Уплотняясь, пропитываясь талыми водами и промерзая, снег сначала преобразуется в фирн – зернистый снег, а затем фирн преобразуется в лед.

В теле ледника выделяют две зоны – зону питания или фирновый бассейн и зону стока или язык ледника. Зона питания ледника представляет собой область накопления снега. Она находится выше снеговой линии. Зона стока, находящаяся ниже зоны питания, представляет собой область движения и таяния ледника.

Главной особенностью ледников является их постоянное движение под действием силы тяжести. Скорость этого движения может достигать нескольких сотен метров в год, но обычно она исчисляется в метрах или в десятках метров. Движение ледников замедляется или ускоряется в зависимости от количества осадков, температуры воздуха, характера рельефа.

Современные ледники покрывают площадь свыше 16 миллионов км², что составляет около 11 % суши. В ледниках сосредоточено более 25 миллионов км³ льда. Это почти 2/3 объема всех пресных вод на нашей планете. Если бы все ледники на нашей планете растаяли, то уровень Мирового океана поднялся бы почти на 70 метров!

Различают два основных типа ледников: горные и материковые или покровные.

Горные ледники образуются на вершинах гор, откуда движутся вниз по склонам под действием силы тяжести. Их течение можно сравнить с течением рек. Толщина горных ледников достигает 200–300 м, но иногда может доходить до 1000 м и выше (ледник Федченко, Памир). Крупнейшие по площади горные ледники находятся на Аляске. Длина ледника Беринга в горах Чугач составляет 203 км, а площадь – 5800 км². Ледник Хаббард в горах Святого Ильи короче, но гораздо шире. Его длина составляет 115 км, а площадь – 20 000 км². При своем движении ледники, подобно огромным плугам, вспахивают земную поверхность, изменяя ее рельеф. В частности, при такой «вспашке» образуются котлованы озер.

Материковые ледники покрывают земную поверхность вне зависимости от форм рельефа в виде ледяных шапок и щитов. Поэтому они также могут называться и щитовыми ледниками. Зона питания материковых ледников находится в центре ледника, где отмечается наибольшая толщина. Материковые ледники гораздо толще горных. В Антарктиде их толщина может доходить до 4500 м.

Если ледовая поверхность горных ледников повторяет рельеф нижележащей суши, то ледовая поверхность материковых ледников от рельефа суши не зависит. Она всегда гладкая и куполообразная, потому что материковые ледники движутся радиально, растекаясь от центра к краям. Благодаря большой толщине, движущиеся покровы материкового льда обладают огромной мощностью и в ходе своего движения производят большую разрушительную работу. Обломки горных пород, образованные и переносимые ледниками, называеюся моренами.

От края материковых ледников постоянно откалываются огромные глыбы льда, называемые айсбергами. Айсберги плавают в океане, создавая большую опасность для судоходства. В 1912 году от столкновения с айсбергом в Атлантическом океане затонул пароход «Титаник», совершавший свой первый рейс по трансатлантическому маршруту из Саутгемптона в Нью-Йорк.

Ледники имеют важное значение как природные хранилища пресной воды.

На нашей планете существуют районы многолетней или вечной мерзлоты, в которых температура верхней части земной коры долгое время (от нескольких лет до тысячелетий) не поднимается выше 0 °C. В зоне многолетней мерзлоты грунтовые воды находятся в виде льда. Глубина многолетней мерзлоты может превышать 1 000 метров. Грунтовые воды находятся здесь в твердом состоянии. Смешиваясь с частицами горных пород, они образуют так называемый ледяной цемент.

Многлетняя мерзлота шире всего распространена на территории России, где ее общая площадь составляет около 11 миллионов км², то есть простирается почти на 2/3 территории страны. А вот Австралия представляет собой единственный материк, на котором многолетняя мерзлота полностью отсутствует. В Африке наличие многолетней мерзлоты предполагается в высокогорных районах (выше 5800 м над уровнем Мирового океана).