Текст книги "Удивительная география"

Падающие воды

Река бежит по проложенному потоком углублению – руслу, постоянно размывая твердые и мягкие породы; мягкие вода размывает быстро, а твердые сохраняются гораздо дольше. Постепенно течение реки формирует те «ступеньки», уступы, по которым впоследствии «прыгает» вода. Этих «ступенек» может быть несколько – в этом случае группу последовательно расположенных водопадов, «сбегающих» по своего рода «лестнице», называют каскадом.

Однако, создавая «ступеньки», вода в то же время и разрушает их. Это отчетливо видно на примере Ниагарского водопада. Он находится на реке Ниагара в Северной Америке. Эта река соединяет два озера – Эри и Онтарио. Название реки и водопада образовано от слова «ниакаре», которое на языке индейцев-ирокезов означает «большой шум». По подсчетам ученых, Ниагарский водопад образовался около 8–9 тысяч лет назад – и, представьте, за это время он отступил от своего первоначального местонахождения на 11 километров! Смещение водопада продолжается и в наши дни, а происходит это потому, что вода постепенно разрушает ею же созданные уступы. Ученые отмечают, что за год водопад отступает примерно на 7–10 сантиметров, а в некоторых местах – почти на 1,5 метра! Исследователи полагают, что если Ниагарский водопад и дальше будет смещаться с той же скоростью, то через 20 тысяч лет он просто перестанет существовать, потому что доберется до озера Эри и сольется с ним. Ну а пока остров Козий разделяет Ниагарский водопад на две части: с канадской стороны его высота – 48 метров, а со стороны США – 51 метр.

Иногда вода в реках настолько сильно размывает уступы, что они превращаются в пороги. На порогах уровень воды резко понижается, а скорость течения становится очень большой. Вода мчится и бурлит, поднимая со дна довольно крупные камни. На некоторых реках из-за таких порогов невозможно судоходство.

Возможно, кто-то увидит, как исчезнет Ниагарский водопад

Водопады образуются не только в ходе многолетней работы воды. В горах они возникают, когда обломки твердых горных пород после обвала перегораживают ущелья.

Если водопады «сбегают» с пологих уступов, их называют водоскатами; если падают с небольшой высоты, но широким потоком, – катарактами. Примером катаракт могут служить водопады на реке Конго, в Африке.

Высочайший из водопадов мира – Анхель, он находится в Южной Америке, в Венесуэле, на реке Чурун. Высота, с которой низвергаются потоки воды, составляет более километра, а точнее – 1 054 метра! Свое название водопад получил в честь летчика Х. Анхеля, который обнаружил его в 1935 году.

Еще один крупный водопад – Йосемитский – находится в Калифорнии (США), на территории Йосемитского национального парка. Собственно говоря, этот водопад представляет собой серию водопадов – каскад.

Величие водопада Виктория напоминает о великой королеве

Их общая высота чуть меньше, чем у Анхеля, – «всего» 727 метров. Так как река Йосемити-Крик, на которой находятся водопады, берет начало в горах Сьерра-Невада, особенно величественное зрелище каскад представляет весной и в начале лета, когда тают горные ледники, питающие реку.

Еще один крупный водопад, о котором следует сказать, – это водопад Виктория. Он находится в Африке на реке Замбези. Этот водопад был открыт в 1855 году английским исследователем Африки Д. Ливингстоном, который назвал водопад в честь английской королевы Виктории. Ширина водопада составляет 1 800 метров! Высота падения воды – 120 метров. Вода падает в узкий и глубокий каньон, а в воздух поднимаются тучи водяных брызг. Поэтому африканцы дали водопаду поэтическое название Мози-оа-тунья, что значит «гремящий дым». Еще местные жители называют водопад «радугой» – Сеонго.

Самым мощным и самым широким водопадом считается южноамериканский водопад Игуасу. Его название переводится с языка индейцев-гуарани как «большая вода». Игуасу расположен на реке с тем же названием на границе Бразилии и Парагвая. Каждую секунду поток шириной 2 700 метров сбрасывает с 72-метровой высоты 12 866 тонн воды – это более 1 миллиона тонн в сутки.

Водопады есть и на территории России – в Карелии, на Кольском полуострове, в горных районах Сибири и на Кавказе. Однако очень крупных водопадов в нашей стране нет. Самый известный водопад России – Кивач на реке Суна в Карелии. Он небольшой – его высота составляет всего 11 метров. Этот водопад находится на территории заповедника, который тоже называется Кивач. В России есть и более крупные водопады, чем Кивач, например Илья Муромец, который находится на Итурупе, самом крупном из Курильских островов; высота этого водопада составляет 141 метр. В Краснодарском крае на реке Пшеха шумит водопад Фишт, высота которого чуть больше – 200 метров. Есть в России и каскады. Один из них называется Грандиозный; его общая высота – 200 метров. Этот каскад находится на реке Казыр в Краснодарском крае.

Понятно, что его «мощность», количество падающей воды и скорость течения зависят от особенностей реки. Некоторые водопады становятся особенно величественными в период таяния горных снегов, другие проявляются «во всей красе» во время половодий и паводков.

Существуют также и искусственные водопады, созданные руками человека. Они нередко возникают на плотинах, которыми перегораживают реки для создания водохранилищ. Сооружают искусственные каскады или водоскаты и в парках.

Водопад – очень интересное и впечатляющее явление. Приносят водопады и практическую пользу. Конечно, они мешают судоходству, зато некоторые из них можно использовать для выработки электроэнергии. Для этого в местах, где на небольших участках падает много воды, сооружают гидроэлектростанции. В России они есть около водопада Кивач, Нарвского водопада и др.

Удивительные озера

Что мы знаем об озерах? Это скопление воды в природных котловинах, в которых вода по сравнению, например, с реками обновляется достаточно медленно. Озера бывают постоянные и временные. Различают озера и по другим признакам: по размеру, составу воды, возрасту и т. д. Озера бывают не только пресные, есть немало озер с соленой водой. Некоторые большие соленые озера, хотя они и не имеют выхода в Мировой океан, называют морями. Это Каспийское и Аральское моря, а также Мертвое море. Каспийское море находится в Центральной Азии и омывает берега нескольких государств: России, Азербайджана, Туркмении, Казахстана и Ирана. Аральское море находится на территории двух государств – Узбекистана и Казахстана.

Уже многие годы ученые говорят о серьезной проблеме – обмелении Аральского моря. Этот уникальный природный объект сильно пострадал в результате хозяйственной деятельности человека: слишком много воды забирали на орошение полей и садов из рек Амударья и Сырдарья, впадающих в Аральское море. Нередко реки даже не доходят до моря!

А почему Мертвое море носит столь зловещее название? Вот почему: вода в нем настолько соленая, что здесь практически нет жизни – лишь несколько видов бактерий приспособились к таким «смертоносным» условиям. Потому-то море и называется Мертвым. Находится оно на территории Иордании и Израиля.

Однако самым соленым считается Красное море. Его можно найти между Аравийским полуостровом и Африкой. В литре воды из Красного моря содержится 42 грамма соли, а в воде из Суэцкого залива – даже 43,5 грамма.

Весной в степной зоне образуются временные озера: талая вода заполняет небольшие углубления; глубина таких озер небольшая – всего несколько сантиметров. В России их называют блюдцами, а в юго-западных районах США – дырявыми котелками.

Нередко озера возникают после паводков, когда русло реки меняется. В углублениях старого русла тоже остается вода – образуются озера-старицы.

Новые озера появляются достаточно часто. Например, в 1911 году в Таджикистане, в Памирских горах, возникло Сарезское озеро. Оно образовалось после землетрясения, когда в горах произошел обвал и обломки горных пород перегородили течение реки Мургаб.

Озер на нашей планете великое множество – несколько десятков миллионов! Правда распределены они по земному шару очень неравномерно: в одних районах озер очень много, в других совсем мало, а где-то и вовсе нет. «Страной тысячи озер» называют Финляндию, хотя озер там гораздо больше. Много озер и в Ирландии. В России тоже немало озер.

Встречаются на свете и озера с «взрывным» характером. Таково, например, озеро Шайтан-Куль, лежащее в горах Западного Тянь-Шаня. Это озеро неспроста получило свое название (в переводе – «чертово озеро»): время от времени в озере происходят оглушительные взрывы. Исследователи выяснили, что озеро Шайтан-Куль расположено в большом разломе земной коры. Из трещин в коре проникают в воду различные газы, в частности азот и метан. Когда они смешиваются… озеро взрывается.

Чем живы озера? Значительную часть воды приносят впадающие в них реки и ручьи. Также большую роль в пополнении водного запаса играют осадки – дождь, снег. Кроме того, вода поступает в озера из подземных источников. А куда уходит вода из озер? Во-первых, в озера реки не только впадают, но, бывает, и берут из них начало. С поверхности любого водоема вода испаряется. Некоторое количество воды просачивается в грунт и уходит в более глубокие слои. Это явление называют фильтрацией.

Понятно, что не любое озеро может стать истоком реки. Это происходит только в том случае, если приток, то есть поступление воды в озеро, оказывается больше, чем отток, то есть расход воды на испарение и фильтрацию. Озера, из которых берут начало реки, называют проточными. Когда озеро находится в засушливой местности, с его поверхности испаряется много воды. Такие озера если и дают начало рекам, то реки эти небольшие и появляются лишь во время сильных дождей. Эти озера называют бессточными. А бывают так называемые эфемерные озера – они периодически пересыхают. Эфемерных озер довольно много на севере Казахстана. И что любопытно – в этих озерах есть рыба. Водные обитатели сумели приспособиться к суровым условиям. Например, караси и лини во время засухи зарываются в ил на глубину до полутора метров! Рыбы могут проспать в иле два-три года, пока над ними после обильных дождей вновь не появится озеро.

Вода во всех водоемах обновляется, даже в болотах. Только это обновление происходит с различной скоростью. Мелкие проточные озера обновляются довольно быстро, за несколько недель, а вот такому крупному озеру, как Байкал, на полное обновление воды требуется около 380 лет.

Поскольку озера «малоподвижны», они являются своеобразными кладовыми различных веществ. Естественно, накопление веществ зависит от того, проточное это озеро или бессточное. Пресные озера всегда проточные, поэтому соли в водах этих озер не задерживаются.

Бывают еще солоноватые озера – вода в них содержит небольшое количество солей. Солоноватые озера становятся проточными время от времени, обычно после сильных дождей. В воде бессточных озер всегда довольно много солей. Такие озера называют минеральными. В некоторых минеральных озерах солей столько, что они выпадают в осадок и кристаллизуются, то есть образуют твердые частицы. Эти озера называют соляными. Иногда такие озера пересыхают, и из них образуются солончаки. Соляные озера имеют большое хозяйственное значение – в них добывают соль. Так, в Астраханской области есть соляное озеро Баскунчак, из которого уже очень давно добывают поваренную соль. Ту самую соль, которую мы используем при приготовлении пищи. В озеро Баскунчак соль поступает из подземных источников, в воде которых она содержится в большом количестве.

И в морях, и в океанах, и, конечно же, в озерах слои воды постепенно перемешиваются. Это происходит под воздействием ветра, из-за разницы температур в верхнем и нижних слоях, из-за изменения атмосферного давления и т. д. Перемешиваться может вся вода или только верхние слои. Когда нижние слои воды не участвуют в перемешивании, у дна может скапливаться большое количество сероводорода. Именно это наблюдается в озере Гекгель в Азербайджане. И в России есть такое озеро – оно называется Беловодь и находится во Владимирской области.

В мире есть озера, которые могут внезапно исчезать и так же внезапно появляться снова. Почему это происходит? Оказывается, под котловиной таких водоемов имеются большие пустоты – туда-то и может уходить вода. А в Африке есть озера, из которых поднимаются большие облака углекислого газа. Газ распространяется над берегами, и оказавшиеся поблизости живые существа погибают.

Озера рождаются, взрослеют и умирают. Их жизненный цикл может быть разным: у небольших водоемов жизнь, естественно, гораздо короче, чем у больших. Почему же озера начинают стареть и как это проявляется? Реки, впадающие в них, приносят множество частиц почвы и горных пород. Этот «строительный» материал из года в год оседает на дно. К тому же на берегах и на дне накапливаются останки различных умер ших организмов – растений и животных. Если таких отложений много, водоем постепенно зарастает, превращаясь в болото. В Центральной Азии, где климат засушливый, озера со временем превращаются в солончаки или такыры – глинистые площадки. Иногда озера исчезают по другой причине: реки, берущие из них начало, углубляют свое русло, и постепенно вся вода переходит в реку.

Самому большому озеру в России – Байкалу – по подсчетам ученых, около 20–25 миллионов лет! Тем не менее Байкал продолжает развиваться. Этому способствуют землетрясения, из-за которых в отдельных местах увеличилась глубина озера, а в восточной части в начале 1960-х годов появился большой залив. Ладожское и Онежское озера значительно моложе – им «всего» 10 тысяч лет.

Славное море, священный Байкал…

У некоторых озер есть весьма любопытное свойство: они могут накапливать солнечное тепло. Такие озера называют гелиотермальными (от греч. helios – «солнце» и therme – «тепло»). Вода в этих озерах соленая, однако в разных слоях содержание соли неодинаково: в верхнем слое ее мало, а в нижнем – много. Температура слоев тоже разная: верхний слой холодный, а у нижнего может достигать 70 °C! Между холодным и горячим слоями воды есть еще один слой, который и защищает нижний от охлаждения. И в этом «среднем» слое температура и соленость воды уже значительно выше, чем в верхнем слое. Одно из таких озер, Сасык-Куль, находится на Памире. Но представьте – такое озеро есть и в Антарктиде! Озеро Ванда покрыто слоем льда, однако нижние соленые слои воды – горячие. Ученым удалось разработать способы использования этих необычных гелиотермальных озер для получения электроэнергии.

Однако не все озера на свете создала природа, есть и такие, которые созданы людьми. Впервые «рукотворные» озера появились в глубокой древности. Геродот в своих трудах описал водохранилище, созданное египтянами. Но, конечно, массовое сооружение водохранилищ началось в XX веке.

Самое большое рукотворное озеро в мире – это озеро Мид в штате Аризона, США.

Самое большое естественное озеро – Каспийское море. Его площадь 368 тысяч квадратных километров.

Самое большое пресноводное озеро – Верхнее, в Северной Америке.

Самое полноводное и глубокое (1 620 метров) озеро – Байкал.

Самое большое подземное озеро находится в карстовой пещере со «сказочным» названием Драхен Хауклок (переводится как «ноздри дракона»). Пещера находится в Африке, в Намибии.

Самое «высоко лежащее» озеро расположено в Тибете на высоте 5 465 метров над уровнем океана. Это озеро Арпортцо.

Единственное в мире озеро, в котором одна часть воды пресная, а другая соленая, – это Балхаш.

Подземные воды

Из космоса наша планета видится голубой – ведь более 70 % поверхности земного шара покрыто водой. Однако вода находится не только на поверхности земли. Она пребывает и в ее недрах – в жидком, в твердом (подземные льды) и газообразном состоянии. Иногда подземные воды образуют целые озера. И что особенно важно – подземные воды чаще бывают пресными.

О существовании подземных вод люди знали давно, они умели находить места скопления такой воды и рыли здесь колодцы. В наше время для добычи пресной воды бурят специальные скважины, их называют артезианскими. Вообще-то артезианские скважины тоже появились достаточно давно. Впервые их прорыли в XII веке во Франции, в провинции Артуа. Поскольку в Средние века в Европе языком науки и церкви была латынь, а на латыни название французской провинции звучит как Артезия, то и скважины, соответственно, назвали артезианскими.

Над тем, откуда под землей берется вода, люди стали задумываться уже в древности. Древнегреческие философы Фалес и Платон предполагали, что подземные воды образуются в пещерах при остывании воздуха. Определенная логика у этой гипотезы есть, ведь известно, что в воздухе всегда присутствует водяной пар. Римлянин Витрувий высказал другое предположение – что подземные воды образуются в результате таяния снега в горах. Талая вода просачивается в почву, а затем выходит на поверхность в виде источников.

Современные ученые согласны с древними философами. Сейчас исследователи пришли к выводу, что подземные воды образуются разными способами. Некоторые подземные воды образуются из проникающих через трещины и пустоты в глубь земли дождевых и талых вод. Другие появляются из-за конденсации водяных паров в трещинах горных пород. Существуют и иные способы возникновения подземных вод.

Наибольшая глубина, на которой могут залегать подземные воды, пока неизвестна, но ученые активно ведут исследования. В настоящее время в России, на Кольском полуострове, есть скважина глубиной 12 километров. Ученые уверены, что подземные воды имеются и на большей глубине.

Подземные воды играют большую роль в общем круговороте воды. Они питают реки, озера и моря, в то же время часть выпадающих осадков проникает в почву и пополняет запасы подземных вод. Ученые выделили среди подземных вод три уровня. Самый верхний уровень углубляется в почву на 300–500 метров и называется зоной активного водообмена. Эти подземные воды постоянно взаи модействуют с водоемами, располагающимися на поверхности суши, и за несколько десятилетий полностью обновляются.

Следующий уровень простирается от 500 метров до 2 километров и называется зоной замедленного водообмена. Здесь полное обновление вод происходит гораздо медленнее – на это требуется от нескольких десятков до нескольких сотен лет. Самый нижний уровень – это зона пассивного водообмена. Она располагается глубже 2 километров и полностью обновляется за миллионы лет.

А теперь обратим внимание на интересную закономерность: чем глубже находится вода, тем больше в ней солей и тем выше ее температура. Таким образом, в зоне активного водообмена подземные воды чаще всего пресные, в зоне замедленного водообмена – солоноватые, а в зоне пассивного водообмена состав воды очень похож на состав морской воды. В этой зоне встречаются воды, в которых солей даже больше, чем в морской воде.

Что касается температуры подземных вод, то уже на глубине в несколько километров она может достигать 100 °C! Понятно, что в таких условиях вода начинает превращаться в пар.

А как располагаются подземные воды в породах, образующих земную кору? Конечно, строение земной коры очень сложно, но попробуем в упрощенном виде представить, как текут в ее толще подземные воды.

Итак, начнем с верхнего слоя земной коры. Чаще всего он состоит из рыхлых пористых пород. Понятно, что вода легко просачивается сквозь них. Это талая вода, дождевая, вода из рек и озер. Но вода не может углубляться в почву до бесконечности. Рано или поздно она встречает на своем пути слой породы, сквозь которую не может пробиться. Такие слои называют водоупорными, то есть водонепроницаемыми. Вода накапливается вдоль водоупорного слоя и образует водоносный слой, или, как его еще называют, водоносный горизонт. Самый верхний водоносный слой называют грунтовыми водами. Чуть выше грунтовых вод иногда встречаются так называемые верховодки. Это вода, скопившаяся на небольших водоупорных прослойках, например глинистых. Именно грунтовые воды и верховодки наполняют колодцы, которые до сих пор можно увидеть в деревнях.

Ниже грунтовых вод залегают другие слои подземных вод. Но не думайте, что эти слои располагаются строго горизонтально. Нередко одни слои пересекаются с другими. Кроме того, водоносные слои часто имеют выход в реки. Возможно, во время купания в реке вы иногда ощущали более холодные, чем основная масса воды, потоки. В таких случаях говорят, что на дне бьют ключи. Вот это и есть выброс подземных вод. В морях тоже есть выходы подземных вод. Например, в Черном море недалеко от берега есть места, где в соленую воду вливаются струи пресной воды.

Подземные воды имеются почти везде на земном шаре. Даже в Сахаре на глубине 150–200 метров есть подземное озеро с пресной водой! В США, в штате Небраска, расположено большое подземное озеро Огалала с пресной водой, которую люди активно используют.