Химический состав озерной воды. Световой режим. Биологические процессы. Озерные отложения.
Формирование химического режима. Главнейшие ионы, содержащиеся в озерной воде.Химический состав озерной воды определяется составом воды притоков и питающих озеро подземных вод, а также тесно связан с биологическими процессами, происходящими в озере, и с комплексом физико-географических условий, характеризующих бассейн водосбора озера. Особое значение в процессах формирования химического состава озерной воды имеет наличие или отсутствие стока из озера. В бессточных озерах, расходующих воду на испарение, происходит систематическое накопление поступающих солей и повышение их концентрации, поэтому они часто превращаются в соленые озера. Наоборот, в проточных озерах соли могут свободно выноситься вытекающими из них потоками, поэтому в проточных озерах обычно не наблюдается высокой концентрации солей.
Минерализация озерных вод колеблется в широких пределах: от нескольких тысячных до 350 г на 1 кг раствора.
Минерализация воды озер, имеющих сток, обычно не превышает 200—300 мг/л. Минерализация таких озер, как Байкал, Ладожское, Онежское, не превышает 30—100 мг/л.
Особенно бедны растворенными солями воды горных озер, расположенных среди малорастворимых кристаллических пород и питающихся слабоминерализованными талыми снеговыми и ледниковыми водами, а также воды озер, находящихся среди верховых сфагновых болот и питающихся почти исключительно атмосферными осадками.
Наиболее богаты солями озера засушливых и полупустынных областей.
Особо интенсивное поступление минеральных солей в водоемы может приводить к возникновению так называемых меромиктических (двуслойных) озер. В частности, такие водоемы могут возникнуть в результате сброса в них промышленно-коммунальных стоков, особенно отходов содовой промышленности.
Указанные водоемы характеризуются расслоением водной массы на два, практически не перемешивающихся между собой слоя. Нижний слой с водой повышенной плотности выступает как бы в форме жидкого дна для поверхностного слоя. Различие плотностей верхнего и нижнего слоев определяется количеством содержащихся в них минеральных веществ.
В зависимости от условий формирования нижнего слоя меромиктические озера разделяют на эктогенные, креногенные и биогенные.
Эктогенными называют озера, в которых нижний более плотный слой сформировался в результате проникновения в озеро морской воды.
Креногенными называют озера, у которых повышенная плотность монимолимниона обусловлена, притоком подземных вод высокой минерализации.
В биогенных озерах повышение плотности воды нижнего слоя происходит в результате постепенного накопления в придонном слое продуктов разложения органического вещества.
В качестве характеристик светового режима водоемов может служить прозрачность воды и ее цвет. Под прозрачностью, или глубиной видимости, условно понимается глубина, на которой белый диск диаметром 30 см, погруженный в воду, перестает быть видимым для наблюдателя, глаз которого находится на расстоянии не более 2 м над поверхностью воды. В водах с большим количеством взвешенных частиц прозрачность может уменьшаться до 20— 25 см. В озерах с чистой водой прозрачность достигает нескольких метров, а наибольшая глубина видимости диска в оз. Байкал достигает 42 м.
Цвет воды озер отличается большим разнообразием: от синих, сине-зеленых тонов в глубоких озерах с чистой водой до желто-сине-зеленых оттенков в неглубоких и менее чистых водоемах и коричневых в водоемах, получающих болотную воду.
Биологические процессы. Типы озер по питательности содержащихся в воде веществ. Развивающиеся в озерах биологические процессы непосредственно обусловлены химическим составом озерной воды, ее прозрачностью, размером озера и связанным с ним термическим режимом.
Обитателей вод можно разделить на три основные группы в зависимости от условий их перемещения и зон распространения в озере:
1) планктон — мельчайшие организмы, находящиеся во взвешенном состоянии и пассивно передвигающиеся вместе с водой;
2) нектон — организмы, активно передвигающиеся в воде;
3) бентос — организмы, живущие на дне озера.
По питательности содержащихся в озере веществ различают три типа озер:
1) олиготрофные озера (с малым количеством питательных веществ) характеризуются обычно большими или средними глубинами, значительной массой воды ниже слоя температурного скачка, большой прозрачностью, цветом воды от синего до зеленого, постепенным падением содержания кислорода ко дну, вблизи которого вода всегда содержит значительные количества О2 (не менее 60— 70% содержания его на поверхности);
2) евтрофные озера (с большим содержанием питательных веществ) обычно отличаются небольшой глубиной (слой ниже температурного скачка очень невелик), они хорошо благодаря этому прогреваются, прозрачность воды в них невелика, цвет воды — от зеленого до бурого, дно устлано органическим илом. Содержание кислорода резко падает ко дну, где он часто исчезает совершенно;
3) дистрофные озера (бедные питательными веществами) встречаются в сильно заболоченных районах; вода отличается малой прозрачностью, желтым или бурым (от большого содержания гуминных веществ) цветом воды. Минерализация воды мала, содержание кислорода пониженное из-за расхода его на окисление органических веществ.
Озерные отложения.Донные отложения в озерах формируются в результате:
поступления в озеро речных и эоловых наносов и продуктов абразии (разрушения берегов (терригенные разрушения);
накопления продуктов химических реакций (хемогенные отложения);
отложения остатков отмирающих живых организмов (биогенные отложения);
Биогенные отложения подразделяются на: 1) минеральные остатки отмерших организмов и 2) органические вещества.
Компоненты озерных отложений, поступающие в озеро извне, называют аллохтонными, а образующиеся в самом озере — автохтонными.
Особо важную форму озерных отложений представляют сапропели (гниющий ил), представляющие собой уплотнившиеся осадки преимущественно органического происхождения.
Местом образования сапропелей являются тихие и достаточно глубокие водоемы с застойной или малопроточной водой. В проточной, богатой кислородом воде образование сапропелевых отложений сильно затруднено, так как здесь в результате распада отмерших организмов от них не остается заметных следов. В мелководных озерах образованию сапропеля не благоприятствует относительно большое содержание кислорода по всей глубине водоема; развивающаяся в этом случае богатая растительность дает образование иному виду озерных отложений — торфу.