Файл: Богословский, Б. Б. Основы гидрологии суши. Реки, озера, водохранилища.pdf

Круговорот веществ .неполный, часть органики отлагается на дне, где-накапливаются органические илы. К эвтрофны.м отно­ сятся преимущественно небольшие хорошо прогреваемые летом озера лесной зоны.

К д и с т р о ф н ы м (недостаточно кормным) относятся пре­ имущественно озера заболоченных районов. В воде их содержит­ ся много органики, в том числе гибельных для организмов гуминовых кислот. Жизнь почти не развита. Круговорот веществ неполный, на дне накапливаются илы, главным образом из алло­ хтонных органических веществ. Кислорода недостаточно даже летом. Дистрофные озера заторфовываются и превращаются в болота.

9. Донные отложения

Благодаря замедленному водообмену, в озерах .непрерывно аккумулируются твердые минеральные и органические частицы как приносимые извне поверхностным и подземным стоком или ветром, так и формирующиеся в самих водоемах в результате физико-химических и биологических процессов. Накапливаясь на дне и склонах котловины, эти частицы образуют донные отло­ жения.

Интенсивность формирования, мощность, механический и химический состав донных отложений зависят от физико-геогра­ фических условий бассейна и совокупности процессов, происхо­ дящих в самих водоемах. По мере хозяйственного освоения тер­ риторий бассейнов и водоемов все большую роль в формирова­

(образующиеся при химических процессах) и биогенные (-свя­ занные с биологическими процессами, главным образом остатки отмерших организмов).

Частицы, поступившие -в озеро или образовавшиеся в нем, подвергаются сложному .воздействию динамических, термичес­ ких, химических и биологических процессов. Воздействие это продолжается и после осаждения частиц на дно в течение дли­ тельного времени, в результате чего состав и свойства донных отложений озер весьма сильно отличаются от начальных свойств поступивших в воду частиц.

Донные отложения различны по механическому и химичес­

кому составу не только в разных озерах, но и в пределах одного и того же озера.

Скорость осаждения частиц в воде зависит от их плотности,

180

размеров и от характера движения вод. Крупные тяжелые части­ цы осаждаются быстрее, и механический состав отложений зако­ номерно изменяется от уреза воды к профундали. На литорали, особенно открытой и подверженной воздействию волн, отлагают­ ся более (крупные терригенные, преимущественно (минеральные частицы. Крупность (частиц убывает от берега ;к центральной части котловины (рис. 45, а). Валуны и камни залегают у уреза воды. Далее у открытых берегов, подверженных ;вол:но1пр1йбойному (воздействию, располагаются песчано-галечные отложения. По мере продвижения к центру озера они последовательно сменя­ ются песком, (глиной и, наконец, наиболее мелкими фракциями — озерными илами органического или смешанного (органического и минерального) ■состава, (покрывающими дно глубокой части котловины. Илы могут накапливаться и в защищенных от .волн (выступами берега, островами, высшей водной растительностью мелководных участках. Здесь они состоят обычно из грубого детрита — остатков высшей водной растительности.

Донные отложения литорали и профундали отличаются друг от друга и по химическому составу, в первую очередь по соотно­ шению минеральных и органических компонентов. Общее пред­ ставление об этом соотношении дают результаты прокаливания образцов отложений. Остаток от прокаливания (зольность в про­ центах) характеризует -минеральную, потери при прокалива­ нии —'органическую часть образца.

Отложения литорали, как правило, характеризуются преоб­ ладанием ■минеральных, илы профундали— органических час­ тиц. Например, в малом плесе озера Нарочь (БССР) зольность отложений -на .глубине 2,5 м достигает 62, на глубине-8 м — толь­ ко 53 %.

Приведенная схема распределения донных отложений по котловине может в ряде озер нарушаться в зависимости от гео­ логического строения бассейна и котловины, морфометрии озе­ ра, особенностей стока, гидрологического, химического и биоло­ гического режима водоемов.

Во многих озерах, особенно при интенсивном развитии жиз­ ни и м-алом водообмене, с течением времени накапливается тол­ ща отложений, почти целиком заполняющая первоначальную котловину. Так, донные отложения озера Ильмень занимают око­ ло 90% объема котловины, толща слоя ила в озере Пиявочном (Калининская область) в несколько рав превышает современную его глубину (рис. 45, б).

Отложения накапливаются в -первую очередь в углублениях дна, не подверженных перемешиванию вод. По мере накопления отложений неровности дна оглаживаются, глубины уменьшают­ ся и постепенно исчезает разница в режиме прибрежной и от­ крытой частей озера. Растительность при обмелении распростра­ няется от берегов к средней части озера и илы, возникшие в про­ фундали, перекрываются отложениями мелководья.

Н,м аНа Оз. nu86ovnoe

Рис. 45. Распределение донных отложений в оз. Переславском (а , по Н. К . Дексбаху) и озерах Залучинской группы

(б , по Г. А. Стальмаковой):

1— черный ил; 2— оливковый ил; 3—песок; 4— ракушечник

182

В накоплении данных отложений прослеживается .периодич­ ность, обусловленная сезонными и многолетними колебаниями режима водоемов. С этой периодичностью связана характерная для озерных отложений слоистость. Изучение слоев донных отло­ жений имеет большое палеографическое значение. Мощность сезонных и годовых слоев отложений, их крупность, механичес­ кий и химический состав, наличие остатков водных организмов и растений, пыльцы деревьев позволяют установить возраст озе­ ра и судить о физикю-географических условиях периодов форми­ рования тех или иных слоев.

Наибольшее .количество 'минеральных частиц поступает в пе­ риоды со значительным твердым Спокам (во время половодий, паводков и в .многоводные годы), а также при значительных ко­ лебаниях уровня и связанной с ними переработкой берегов-

Особенно ярко отражаются изменения режима водоемов на накоплении и структуре озерных илов. Наиболее мощный слой ила (обычно серо-зеленого цвета) отлагается в конце лета и осенью, при отмирании основной массы растений и части водных организмов. Значительный слой преимущественно минеральных отложений образуется и при весеннем половодье. Зимой отлага­ ется тонкий слой черного ила, летом слой несколько большей мощности также темного цвета.

Окраска илов связана, помимо их состава, с поступлением кислорода в придонные слои озера. При недостатке кислорода (в большинстве озер зимой и лешм) образуются сульфидные со­ единения, придающие илам темную (обычно черную) окраску.

Состав и строение донных отложений значительно изменя­ ются под воздействием организмав бентоса и деятельности' бак­ терий в верхнем слое грунта дна. Наиболее активна деятельность бактерий в слое ила примерно 20 см в олйготрофных озерах и до 60 см в эвтрофных. Организмы бентоса роют и размельчают илы, частью пропускают их через свое тело, извлекая питательные элементы, и пополняют отложения своими трупами. Бактерии производят существенные химические изменения илов. Гнилост­ ные бактерии разрушают белки, железобактерии способствуют концентрации железа и накоплению озерных железных руд.

Наиболее благоприятные условия для накопления илов с ■преобладанием органических компонентов создаются в эвтроф­ ных озерах лесной зоны. Это обычно слабшроточные водоемы, в которые с бассейнов поступает значительное количество орга­ нических и минеральных наносов. Вода их сильно прогревается детом и в ней интенсивно развивается жизнь.

По характеру Образования, структуре и составу такие илы делятся на с а п р о п е л и и т о р ф я н и с т ы е илы.

Сапропеля, или гнилостные иды, содержат более 30, а часто и до 70% органических веществ и образуются праймущественно из остатков планктона. Основная составная часть их детрит — аморфная органическая масса. Тонкий детрит — остатки отмер-

шего планктона — отлагается в более глубоких участках во­ доемов, грубый — остатки высшей водной растительности — в мелких, защищенных от ветра и волн. Верхний слой сапропеля имеет коллоидальное строение и содержит до 70—95% воды. Он имеет вид студенистой массы, которая с глубиной становится плотнее. Минеральная часть илов пополняется за счет материа­ ла, приносимого стоком, и остатков водных организмов (створки диатомовых, известковые .раковины моллюсков и др.). С течени­ ем времени сапропеля в более глубоких слоях, перекрытые дру­ гими отложениями, минерализуются, так как происходит выши­ вание органического вещества, и превращаются в сапропелита с относительно большим содержанием минеральных частиц. Сап­ ропелита в зависимости от преобладания тех или иных минераль­ ных компонентов могут быть глинистыми, кремнистыми, известшвистыми, железистыми. Ископаемые сапропелевые отложения обрадуют биолиты — торные породы органического происхож­ дения— угли, битуминозные сланцы и д'р. Из санрюпелей можно добывать различные нефтепродукты: машинные масла, бензин, керосин, но промышленного значения такая добыча не имеет. Широко используется 'сапропель в качестве удобрения. Мощ­ ность сапропеля в о'зерах лесной зоны может достигать 20—• 30 м.

Торфянистые, или гуминовые, илы образуются 'преимущест­ венно в дистрофнык мелких озерах лесной зоны, бассейны кото­ рых заболочены. Вода их бедна минеральными компонентами и насыщена органическими соединениями (главным образом стой­ кими гуминовыми веществами, неблагоприятными для жизни). Поэтому жизнь в таких водоемах крайне бедна. Илы слабо сор­ тированы, состоит из остатков сплавин, прибрежной раститель­ ности, структура их грубая.

Известковые отложения озер образуются в результате хими­ ческой или биологической седиментации углекислого кальцияХи­ мической седиментации благоприятствует высокая температура , воды, понижающая растворимость С а С О з . Свободная углекисло­ та поглощается растениями в процессе фотосинтеза, в результа­ те чего СаСОз выпадает в осадок и отлагается на дне или на по­ верхности растений. Накопление СаС03 связано с тем, что вод­ ные организмы попользуют его для построения тканей и скеле­ тов; при отмирании таких организмов карбонаты выпадают на дно. В озерах со елабоминерализшанной водой карбонатные от­ ложения располагаются в прибрежной зо.не, соответствующей эпилимниону, та(к как здесь седиментации СаС03 способствует более высекая температура воды и наличие водных организмов, в том числе микрофагов, осаждающих его.

Из1вестков1иетьге отложения могут залегать оплошными уча­ стками, 'Состоящими из остатков раковин водных организмов, образовывать плотные норковые наросты на камнях, скалах, стеб­ лях растений. Наибольшее хозяйственное значение имеют озер-

184