Поверхностные течения мирового океана. Циркуляция вод

4. Океанские течения.

© Владимир Каланов,
"Знания-сила".

Постоянное и непрерывное движение водных масс является извечным динамическим состоянием океана. Если реки на Земле текут к морю по своим наклонным руслам под действием силы земного тяготения, то течения в океане вызываются различными причинами. Основными причинами морских течений являются: ветер (дрейфовые течения), неравномерность или изменения атмосферного давления (бароградиентные), притяжение водных масс Солнцем и Луной (приливно-отливные), разность плотностей воды (из-за разности солёности и температуры), разность уровней, создаваемая притоком речной воды с материков (стоковые).

Не всякое перемещение океанской воды можно называть течением. Морскими течениями в океанографии называют поступательное движение водных масс в океанах и морях .

Две физические силы вызывают течения – трение и сила тяжести. Возбуждаемые этими силами течения называются фрикционными и гравитационными .

Течение в Мировом океане вызывается обычно сразу несколькими причинами. Например, могучее течение Гольфстрим образуется слиянием плотностного, ветрового и стокового течений.

Первоначальное направление любого течения вскоре изменяется под воздействием вращения Земли, сил трения, конфигурации береговой линии и дна.

По степени устойчивости выделяют течения устойчивые (например, Северное и Южное пассатные течения), временные (поверхностные течения северной части Индийского океана, вызываемые муссонами) и периодические (приливно-отливные).

По положению в толще океанских вод течения могут быть поверхностными, подповерхностными, промежуточными, глубинными и придонными . При этом определение «поверхностное течение» иногда относится к достаточно мощному слою воды. Например, толщина межпассатных противотечений в экваториальных широтах океанов может составлять 300 м, а толщина Сомалийского течения в северо-западной части Индийского океана достигает 1000 метров. Отмечается, что глубинные течения чаще всего направлены в противоположную сторону по сравнению с движущимися над ними поверхностными водами.

Течения делятся также на тёплые и холодные. Тёплые течения перемещают водные массы из низких географических широт в более высокие, а холодные – в обратном направлении. Такое деление течений относительно: оно характеризует лишь поверхностную температуру движущихся вод в сравнении с окружающими водными массами. Например, в тёплом Нордкапском течении (Баренцево море) температура поверхностных слоёв составляет 2–5 °С зимой и 5–8 °С летом, а в холодном Перуанском течении (Тихий океан) – круглый год от 15 до 20 °С, в холодном Канарском (Атлантика) – от 12 до 26 °С.

Основной источник данных - буи ARGO. Поля получены при помощи оптимального анализа.

Некоторые течения в океанах соединяются с другими течениями, образуя общебассейновый круговорот.

В целом постоянное перемещение водных масс в океанах представляет собой сложную систему холодных и тёплых течений и противотечений как поверхностных, так и глубинных.

Самым известным для жителей Америки и Европы является, конечно, морское течение Гольфстрим. В переводе с английского это название означает Течение из залива. Раньше считалось, что это течение начинается в Мексиканском заливе, откуда через Флоридский пролив устремляется в Атлантику. Потом выяснилось, что из этого залива Гольфстрим выносит лишь небольшую долю своего потока. Достигнув широты мыса Хаттерас на атлантическом побережье США, течение принимает в себя мощный приток воды из Саргассова моря. Вот здесь и начинается собственно Гольфстрим. Особенностью Гольфстрима является то, что при выходе в океан это течение отклоняется влево, тогда как под влиянием вращения Земли оно должно было бы отклониться вправо.

Параметры этого могучего течения весьма внушительны. Поверхностная скорость воды в Гольфстриме достигает 2,0–2,6 метра в секунду. Даже на глубине до 2 км скорость слоёв воды составляет 10–20 см/с. При выходе из Флоридского пролива течение выносит 25 млн.кубометров воды в секунду, что в 20 раз больше общего стока всех рек нашей планеты. Но после присоединения потока воды из Саргассова моря (Антильское течение) мощность Гольфстрима достигает уже 106 миллионов кубометров воды в секунду. Этот могучий поток движется на северо-восток до Большой Ньюфаундленской банки, а отсюда поворачивает на юг и вместе с отделившимся от него Течением Склона включается в северо-атлантический круговорот воды. Глубина течения Гольфстрим составляет 700–800 метров, а ширина достигает 110–120 км. Средняя температура поверхностных слоёв течения равна 25–26 °С, а на глубинах около 400 м – всего 10–12 °С. Поэтому представление о Гольфстриме как о тёплом течении создают именно поверхностные слои этого потока.

Отметим ещё одно течение в Атлантике – Северо-Атлантическое. Оно проходит через океан на восток, к Европе. Северо-Атлантическое течение по сравнению с Гольфстримом менее мощное. Расход воды здесь составляет от 20 до 40 млн.кубометров в секунду, а скорость от 0,5 до 1,8 км/ч, в зависимости от места. Однако влияние Северо-Атлантического течения на климат Европы очень заметное. Вместе с Гольфстримом и другими течениями (Норвежским, Нордкапским, Мурманским) Северо-Атлантическое течение смягчает климат Европы и температурный режим омывающих её морей. Такое воздействие на климат Европы только одно тёплое течение Гольфстрим оказывать не может: ведь существование этого течения заканчивается за тысячи километров от берегов Европы.

А теперь возвратимся в экваториальную зону. Здесь воздух нагревается значительно сильнее, чем в других районах земного шара. Нагретый воздух поднимается вверх, достигает верхних слоёв тропосферы и начинает растекаться по направлению к полюсам. Примерно в районе 28-30° северной и южной широт, охладившись воздух начинает опускаться. Притекающие из района экватора всё новые воздушные массы создают в субтропических широтах избыточное давление, в то время как над самим экватором вследствие оттока нагретых воздушных масс давление постоянно понижено. Из районов повышенного давления воздух устремляется в районы низкого давления, то есть к экватору. Вращение Земли вокруг своей оси отклоняет воздух от прямого меридионального направления на запад. Так возникают два мощных потока тёплого воздуха, называемые пассатами. В тропиках Северного полушария пассаты дуют с северо-востока, а в тропиках Южного полушария – с юго-востока.

Для простоты изложения мы не упоминаем о влиянии циклонов и антициклонов в умеренных широтах обоих полушарий. Важно подчеркнуть, что пассаты – это самые устойчивые ветры на Земле, они дуют постоянно и вызывают тёплые экваториальные течения, которые перемещают с востока на запад огромные массы океанской воды.

Экваториальные течения приносят пользу в мореплавании, помогая кораблям быстрее пересечь океан с востока на запад. В своё время Х.Колумб, ничего заранее не зная о ветрах пассатах и экваториальных течениях, ощутил их могучее действие во время своих морских путешествий.

Исходя из постоянства экваториальных течений, норвежский этнограф и археолог Тур Хейердал выдвинул теорию о первоначальном заселении островов Полинезии древними жителями Южной Америки. Чтобы доказать возможность плавания на примитивных судах, он построил плот, который, по его мнению, был похож на те плавсредства, которыми могли пользоваться древние жители Южной Америки, пересекая Тихий океан. На этом плоту, названном «Кон-тики», Хейердал вместе с пятью другими смельчаками в 1947 году совершил полное опасностей плавание от побережья Перу до архипелага Туамоту в Полинезии. За 101 день он проплыл расстояние около 8 тысяч километров по одной из ветвей южного экваториального течения. Смельчаки недооценили силу ветра и волн и едва не поплатились за это своими жизнями. Вблизи тёплое экваториальное течение, подгоняемое пассатами, совсем не ласковое, как можно было подумать.

Кратко остановимся на характеристике других течений в Тихом океане. Часть вод северного экваториального течения в районе Филиппинских островов поворачивает на север, образуя тёплое течение Куросио (по-японски «Тёмная вода»), которое мощным потоком направляется мимо Тайваня и южных японских островов на северо-восток. Ширина Куросио составляет около 170 км, а глубина проникновения достигает 700 м, но в целом по модности это течение уступает Гольфстриму. Около 36° с.ш. Куросио поворачивает в океан, переходя в тёплое Северо-Тихоокеанское течение. Его воды текут на восток, пересекают океан примерно по 40-й параллели и согревают побережье Северной Америки вплоть до Аляски.

На отворот Куросио от побережья заметно повлияло воздействие холодного Курильского течения, подходящего с севера. Это течение по-японски называется Оясио («Голубая вода»).

В Тихом океане наблюдается ещё одно замечательное течение – Эль Ниньо (по-испански «Младенец»). Название это дано потому, что течение Эль-Ниньо подходит к берегам Эквадора и Перу перед Рождеством, когда отмечается приход в мир младенца – Христа. Течение это возникает не каждый год, но когда оно всё же приближается к берегам упомянутых стран, то иначе как стихийное бедствие оно не воспринимается. Дело в том, что слишком тёплые воды Эль-Ниньо губительно действуют на планктон и мальков рыб. В результате уловы местных рыбаков снижаются в десятки раз.

Учёные считают, что это коварное течение может также вызывать ураганы, ливни и другие стихийные бедствия.

В Индийском океане воды движутся по не менее сложной системе тёплых течений, которые постоянное влияние оказывают муссоны – ветры, которые летом дуют с океана на континент, а зимой – в противоположном направлении.

В полосе сороковых широт Южного полушария в Мировом океане постоянно в направлении с запада на восток дуют ветры, что порождает холодные поверхностные течения. Самым крупным из этих течений, где почти постоянно бушуют волны, является течение Западных ветров, которое циркулирует в направлении с запада на восток. Полосу этих широт от 40° до 50° по обе стороны экватора моряки не случайно называют «Ревущими сороковыми».

Северный Ледовитый океан большей частью закован льдами, но от этого его воды совсем не стали неподвижными. Течения здесь непосредственно наблюдают учёные и специалисты дрейфующих полярных станций. За несколько месяцев дрейфа льдина, на которой находится полярная станция, иногда проходит многие сотни километров.

Наиболее крупным холодным течением в Арктике является Восточно-Гренландское течение, которое выносит воды Северного Ледовитого океана в Атлантику.

В районах соприкосновения тёплых и холодных течений наблюдается явление подъёма глубинных вод (апвеллинг) , при котором вертикальные потоки воды выносят к поверхности океана глубинные воды. Вместе с ними поднимаются биогенные вещества, которые содержатся в нижних горизонтах воды.

В открытом океане апвеллинг возникает в районах расхождения течений. В таких местах уровень океана понижается и происходит подток глубинных вод. Процесс этот развивается медленно – несколько миллиметров в минуту. Наиболее интенсивный подъём глубинных вод замечается в прибрежных районах (10 – 30 км от береговой линии). В Мировом океане существуют несколько постоянных районов апвеллинга, отражающихся на общей динамике океанов и влияющих на условия рыболовства, например: Канарский и Гвинейский апвеллинги в Атлантике, Перуанский и Калифорнийский в Тихом океане и апвеллинг моря Бофорта в Северном Ледовитом океане.

Глубинные течения и подъёмы глубинных вод отражаются на характере поверхностных течений. Даже такие могучие потоки, как Гольфстрим и Куросио, временами то усиливаются, то ослабевают. В них меняется температура воды и образуются отклонения от постоянного направления и огромные завихрения. Подобные изменения в морских течениях влияют на климат соответствующих регионов суши, а также на направление и дальность миграции некоторых видов рыб и других животных организмов.

Несмотря на кажущуюся хаотичность и разрозненность морских течений, фактически они представляют определённую систему. Течения обеспечивают их одинаковый солевой состав и объединяют все воды в единый Мировой океан.

© Владимир Каланов,
"Знания-сила"

Волнение — это колебательное движение воды. Оно воспринимается наблюдателем как движение волн по поверхности воды. На самом же деле водная поверхность совершает колебания вверх-вниз от среднего уровня положения равновесия. Форма волн при волнении постоянно изменяется в связи с движением частиц по замкнутым, почти круговым орбитам.

Каждая волна представляет собой плавное соединение возвышений и углублений. Основными частями волны являются: гребень — самая высокая часть; подошва - самая низкая часть; склон - профиль между гребнем и подошвой волны. Линия вдоль гребня волны называется фронтом волны (рис. 1).

Рис. 1. Основные части волны

Основные характеристики волн — это высота - разность уровней гребня и подошвы волны; длина - кратчайшее расстояние межу смежными гребнями или подошвами волн; крутизна - угол между склоном волны и горизонтальной плоскостью (рис. 1).

Рис. 1. Основные характеристики волны

Волны обладают очень большой кинетической энергией. Чем выше волна, тем больше в ней заключено кинетической энергии (пропорционально квадрату увеличения высоты).

Под влиянием силы Кориолиса справа по течению вдали от материка возникает водяной вал, а у суши создается депрессия.

По происхождению волны подразделяются следующим образом:

• волны трения;
• барические волны;
• сейсмические волны или цунами;
• сейши;
• приливные волны.

Волны трения

Волны трения, в свою очередь, могут быть ветровыми (рис. 2) или глубинными. Ветровые волны возникают вследствие ветровые волнытрения на границе воздуха и воды. Высота ветровых волн не превышает 4 м, но при сильных и затяжных штормах она возрастает до 10-15 м и выше. Наиболее высокие волны — до 25 м — наблюдаются в полосе западных ветров Южного полушария.

Рис. 2. Ветровые волны и волны прибоя

Пирамидальные, высокие и крутые ветровые волны получили название толчея. Эти волны присущи центральным областям циклонов. Когда ветер стихает, волнение приобретает характер зыби , т. е. волнения по инерции.

Первичная форма ветровых волн - рябь. Она возникает при скорости ветра менее 1 м/с, а при скорости, большей 1 м/с, образуются сначала мелкие, а потом более крупные волны.

Волна близ берегов, в основном на мелководьях, основывающаяся на поступательных движениях, получила название прибоя (см. рис. 2).

Глубинные волны возникают на границе двух слоев воды с разными свойствами. Они часто возникают в проливах, с двумя этажами течения, близ устьев рек, у кромки тающих льдов. Эти волны перемешивают морскую воду и являются очень опасными для моряков.

Барическая волна

Барические волны возникают из-за быстрой смены атмосферного давления в местах происхождения циклонов, особенно тропических. Обычно эти волны одиночные и не приносят особого вреда. Исключение составляют случаи, когда они совпадают с высоким приливом. Таким бедствиям наиболее часто подвергаются Антильские острова, полуостров Флорида, побережья Китая, Индии, Японии.

Цунами

Сейсмические волны возникают под воздействием подводных толчков и прибрежных землетрясений. Это очень длинные и невысокие в открытом океане волны, но сила их распространения достаточно велика. Они движутся с очень большой скоростью. У побережий их длина сокращается, а высота резко возрастает (в среднем от 10 до 50 м). Их появление влечет за собой человеческие жертвы. Сначала морс отступает на несколько километров от берега, набирая силу для толчка, а потом волны с огромной скоростью выплескиваются на берег с интервалом 15-20 мин (рис. 3).

Рис. 3. Трансформация цунами

Японцы назвали сейсмические волны цунами , и этот термин используется во всем мире.

Сейсмический пояс Тихого океана является основным районом образования цунами.

Сейши

Сейши — это стоячие волны, которые возникают в заливах и внутренних морях. Они происходят по инерции после прекращения действия внешних сил — ветра, сейсмических толчков, резких изменений , выпадения интенсивных осадков и т. д. При этом в одном месте вода поднимается, а в другом — опускается.

Приливная волна

Приливные волны — это движения , совершаемые под влиянием приливообразующих сил Луны и Солнца. Обратная реакция морской воды на прилив - отлив. Полоса, осушаемая во время отлива, называется осушкой.

Существует тесная связь высоты приливов и отливов с фазами Луны. В новолуния и полнолуния наблюдаются самые высокие приливы и самые низкие отливы. Они называются сизигийными. В это время лунные и солнечные приливы, наступая одновременно, накладываются друг на друга. В промежутках между ними, в первую и последнюю четверги фазы Луны, наблюдаются самые низкие, квадратурные приливы.

Как уже было сказано во втором разделе, в открытом океане высота прилива невелика — 1,0-2,0 м, а у расчлененных берегов она резко возрастает. Максимальной величины прилив достигает на атлантическом побережье Северной Америки, в заливе Фанди (до 18 м). В России максимальная величина прилива — 12,9 м — отмечена в заливе Шелихова (Охотское море). Во внутренних морях приливы мало заметны, например, в Балтийском морс у Санкт-Петербурга прилив составляет 4,8 см, а вот по некоторым рекам прилив прослеживается на сотни и даже тысячи километров от устья, например, в Амазонке — до 1400 см.

Крутую приливную волну, поднимающуюся вверх по реке, называют бором. На Амазонке бор достигает высоты 5 м и ощущается на расстоянии 1400 км от устья реки.

Даже при спокойной поверхности в толще океанских вод происходит волнение. Это так называемые внутренние волны — медленные, но весьма значительные по размаху, достигающему порой сотен метров. Они возникают в результате внешнего воздействия на неоднородную по вертикали массу воды. К тому же так как температура, соленость и плотность океанской воды изменяются с глубиной не постепенно, а скачкообразно от одного слоя к другому, на границе между этими слоями и возникают специфические внутренние волны.

Морские течения

Морские течения — это горизонтальные поступательные движения водных масс в океанах и морях, характеризующиеся определенным направлением и скоростью. Они достигают нескольких тысяч километров в длину, десятков-сотен километров в ширину, сотен метров в глубину. По физико-химическим свойствам воды морских течений отличны от окружающих.

По продолжительности существования (устойчивости) морские течения подразделяют следующим образом:

• постоянные , которые проходят в одних и тех же районах океана, имеют одно генеральное направление, более или менее постоянную скорость и устойчивые физико-химические свойства переносимых водных масс (Северное и Южное пассатные, Гольфстрим и др.);
• периодические , у которых направление, скорость, температура подчинены периодическим закономерностям. Происходят они через равные промежутки времени в определенной последовательности (летнее и зимнее муссонные течения в северной части Индийского океана, приливно-отливные течения);
• временные , вызываемые чаще всего ветрами.

По температурному признаку морские течения бывают:

• теплые , которые имеют температуру выше, чем окружающая вода (например. Мурманское течение с температурой 2-3 °С среди вод О °С); они имеют направление от экватора к полюсам;
• холодные , температура которых ниже окружающей воды (например, Канарское течение с температурой 15-16 °С среди вод с температурой около 20 °С); эти течения направлены от полюсов к экватору;
• нейтральные , которые имеют температуру, близкую к окружающей среде (например, экваториальные течения).

По глубине расположения в толще воды различают течения:

• поверхностные (до 200 м глубины);
• подповерхностные , имеющие направление, противоположное поверхностному;
• глубинные , движение которых совершается очень медленно — порядка нескольких сантиметров или первых десятков сантиметров в секунду;
• придонные , регулирующие обмен вод между полярными — субполярными и экваториально-тропическими широтами.

По происхождению выделяют следующие течения:

• фрикционные , которые могут быть дрейфовыми или ветровыми. Дрейфовые возникают под влиянием постоянных ветров, а ветровые создаются сезонными ветрами;
• градиентно-гравитационные , среди которых выделяют стоковые , образующиеся в результате наклона поверхности, вызванного избытком вод вследствие их притока из океана и обильных осадков, и компенсационные , которые возникают благодаря оттоку вод, скудным осадкам;
• инертные , которые наблюдаются после прекращения действия возбуждающих их факторов (например, приливные течения).

Система течений океана обусловлена общей циркуляцией атмосферы.

Если представить гипотетический океан, непрерывно простирающийся от Северного полюса к Южному, и наложить на него генерализированную схему атмосферных ветров, то с учетом отклоняющей силы Кориолиса получим шесть замкнутых колец -
круговоротов морских течений: Северное и Южное экваториальные, Северное и Южное субтропические, Субарктическое и Субантарктическое (рис. 4).

Рис. 4. Круговороты морских течений

Отступления от идеальной схемы вызваны наличием материков и особенностями их распределения по земной поверхности Земли. Однако, как и на идеальной схеме, в действительности на поверхности океана наблюдается зональная смена крупных — протяженностью в несколько тысяч километров — не полностью замкнутых циркуляционных систем: это экваториальная антициклоническая; тропические циклонические, северная и южная; субтропические антициклонические, северная и южная; антарктическая циркумполярная; высокоширотные циклонические; арктическая антициклоническая системы.

В Северном полушарии они движутся по часовой стрелке, в Южном — против. С запада на восток направлены экваториальные межпассатные противотечения.

В умеренных субполярных широтах Северного полушария существуют малые кольца течений вокруг барических минимумов. Движение вод в них направлено против часовой стрелки, а в Южном полушарии — с запада на восток вокруг Антарктиды.

Течения в зональных циркуляционных системах достаточно хорошо прослеживаются до глубины 200 м. С глубиной они меняют направление, слабеют и превращаются в слабые вихри. Взамен на глубине усиливаются меридиональные течения.

Самые мощные и глубокие из поверхностных течений играют важнейшую роль в глобальной циркуляции Мирового океана. Наиболее устойчивые поверхностные течения — это Северное и Южное пассатные течения Тихого и Атлантического океанов и Южное пассатное течение Индийского океана. Они имеют направление с востока на запад. Для тропических широт характерны теплые сточные течения, например Гольфстрим, Куросио, Бразильское и др.

Под действием постоянных западных ветров в умеренных широтах существуют теплые Северо-Атлантическое и Северо-

Тихоокеанское течения в Северном полушарии и холодное (нейтральное) течение Западных ветров — в Южном. Последнее образует кольцо в трех океанах вокруг Антарктиды. Замыкают большие круговороты в Северном полушарии холодные компенсационные течения: вдоль западных берегов в тропических широтах — Калифорнийское, Канарское, а в Южном — Перуанское, Бенгальское, Западно-Австралийское.

Наиболее известными течениями также являются теплое Норвежское течение в Арктике, холодное Лабрадорское в Атлантике, теплое Аляскинское и холодное Курило-Камчатское — в Тихом океане.

Муссонная циркуляция в северной части Индийского океана порождает сезонные ветровые течения: зимнее — с востока на запад и летнее — с запада на восток.

В Северном Ледовитом океане направление движения вод и льдов происходит с востока на запад (Трансатлантическое течение). Причины его — обильный речной сток рек Сибири, вращательное циклоническое движение (против часовой стрелки) над Баренцевым и Карским морями.

Помимо циркуляционных макросистем существуют вихри открытого океана. Их размер — 100-150 км, а скорость перемещения водных масс вокруг центра — 10-20 см/с. Эти мезосистемы называются синоптическими вихрями. Считается, что именно в них заключено не менее 90 % кинетической энергии океана. Вихри наблюдаются не только в открытом океане, но и в морских течениях типа Гольфстрим. Здесь они вращаются с еще большей скоростью, чем в открытом океане, их кольцевая система лучше выражена, поэтому их называют рингами.

Для климата и природы Земли, особенно прибрежных районов, значение морских течений велико. Теплые и холодные течения поддерживают разницу температур западных и восточных побережий материков, нарушая ее зональное распределение. Так, незамерзающий Мурманский порт находится за Полярным кругом, а на восточном побережье Северной Америки замерзает залив св. Лаврентия (48° с.ш.). Теплые течения способствуют выпадению осадков, холодные, напротив, уменьшают возможность их выпадения. Поэтому территории, омываемые теплыми течениями, имеют влажный климат, а холодными — сухой. При помощи морских течений осуществляются миграция растений и животных, перенос питательных веществ и газовый обмен. Течения учитывают и при мореплавании.

Справочная таблица течения мирового океана содержит информацию по морским течениям мирового океана, теплые, холодные, скорость течения, температура, соленость, в каком океане протекают. Сведения, содержащиеся в таблице, могут быть использованы в самостоятельной работе студентов географов и экологов, при написании курсовых работ и подготовке пособий по каждому материку и части света.

Карта течений мирового океана

Течения мирового океана теплые и холодные таблица

_______________

Источник информации: Справочное пособие «Физическая география материков и океанов». - Ростов-на-Дону, 2004

Который передвигается с определенной цикличностью и частотой. Отличается постоянством физико-химических свойств и конкретной географической расположенностью. Бывает холодным или теплым в зависимости от принадлежности к полушариям. Каждый такой поток характеризуется повышенной плотностью и давлением. Измеряется расход водных масс в свердрупах, в более широком смысле - в единицах объема.

Разновидности течений

В первую очередь циклично направленные потоки воды характеризуются по таким признакам, как устойчивость, скорость движения, глубина и ширина, химические свойства, воздействующие силы и т. д. Исходя из международной классификации, течения бывают трех категорий:

1. Градиентные. Возникают при воздействии на изобарические слои воды. Градиентное океаническое течение - это такой поток, который характеризуется горизонтальными перемещениями изопотенциальных поверхностей акватории. По первоначальным признакам они делятся на плотностные, барические, стоковые, компенсационные и сейшевые. В результате сточного течения образуются осадки и таяние льда.

2. Ветровые. Определяются наклоном уровня моря, силой воздушного потока и колебаниями плотности масс. Подвидом является дрейфовое Это поток воды, вызванный сугубо действием ветра. Колебаниям подвергается только поверхность бассейна.

3. Приливные. Проявляются наиболее сильно на мелководье, в устьях рек и у побережья.

Отдельным видом течения является инерционное. Оно обуславливается действием сразу нескольких сил. По изменчивости движения различают постоянные, периодические, муссонные и пассатные потоки. Последние два определяются направлением и скоростью посезонно.

Причины океанических течений

В настоящий момент циркуляция вод в мировой акватории только начинает подробно изучаться. По большому счету, конкретная информация известна только о поверхностных и малоглубинных течениях. Главная загвоздка заключается в том, что океанографическая система не имеет четких границ и находится в постоянном движении. Она представляет собой сложнейшую сеть потоков, обусловленную различными физическими и химическими факторами.

Тем не менее на сегодняшний день известны следующие причины океанических течений:

1. Космическое воздействие. Это самый интересный и одновременно сложный для изучения процесс. В данном случае течение обуславливается вращением Земли, воздействием на атмосферу и гидрологическую систему планеты космических тел и т. д. Яркий пример - приливы.

2. Воздействие ветра. Циркуляция вод зависит от силы и направления воздушных масс. В редких случаях можно говорить о глубинных течениях.

3. Разность плотностей. Потоки образуются благодаря неравномерному распределению солености и температуры водных масс.

Атмосферное воздействие

В мировой акватории такого рода влияние обуславливается давлением неоднородных масс. Вкупе с космическими аномалиями потоки воды в океанах и более маленьких бассейнах изменяют не только свое направление, но и мощность. Особенно это заметно в морях и проливах. Ярким примером может служить Гольфстрим. В начале своего пути он характеризуется повышенной скоростью.

Во Гольфстрим разгоняется одновременно и противными, и попутными ветрами. Такое явление образует цикличное давление на слои бассейна, разгоняя поток. Отсюда в определенный период времени происходит значительный отток и приток большого количества воды. Чем слабее давление атмосферы, тем выше прилив.

Когда уровень воды понижается, уклон Флоридского пролива становится меньше. Из-за этого значительно уменьшается скорость течения. Таким образом, можно сделать вывод, что повышенное давление снижает силу потока.

Воздействие ветра

Связь между потоками воздуха и воды настолько крепка и одновременно проста, что ее тяжело не заметить даже невооруженным взглядом. Издавна мореплаватели умели рассчитывать подходящее океаническое течение. Это стало возможным благодаря работам ученого В. Франклина о Гольфстриме, датируемым 18 веком. Спустя несколько десятилетий А. Гумбольдт указал именно ветер в списке главных воздействующих на водные массы посторонних сил.

С математической точки зрения теорию обосновал физик Цепприц в 1878 году. Он доказал, что в Мировом океане происходит постоянная передача поверхностного слоя воды на более глубинные уровни. При этом главной воздействующей на движение силой становится ветер. Скорость течения в этом случае убывает пропорционально глубине. Определяющим условием постоянной циркуляции вод является бесконечно долгое время действия ветра. Исключением считаются лишь пассатные потоки воздуха, которые обуславливают движение водных масс в экваториальной полосе Мирового океана посезонно.

Разность плотностей

Воздействие данного фактора на водную циркуляцию является важнейшей причиной течения в Мировом океане. Масштабные исследования теории приводились международной экспедицией Challenger. Впоследствии работы ученых были подтверждены скандинавскими физиками.

Неоднородность плотностей водных масс является результатом действия сразу нескольких факторов. Они всегда существовали в природе, представляя собой непрерывную гидрологическую систему планеты. Любое отклонение температуры воды влечет за собой изменение ее плотности. При этом всегда наблюдается обратно пропорциональная зависимость. Чем выше температура, тем ниже плотность.

Также на разность физических показателей влияет агрегатное состояние воды. Замерзание или испарение увеличивает плотность, выпадение осадков - ее уменьшает. Воздействует на силу течения и соленость водных масс. Она зависит от таяния льдов, осадков и уровня испарения. По показателям плотности Мировой океан достаточно неравномерен. Это касается и поверхностных, и глубинных слоев акватории.

Течения Тихого океана

Общая схема потоков определяется циркуляцией атмосферы. Так, восточный пассатный ветер способствует формированию Северного течения. Оно пересекает акваторию от Филиппинских островов до побережья Центральной Америки. Имеет два рукава, которые питают индонезийский бассейн и Экваториальное океаническое течение Тихого океана.

В самыми крупными потоками акватории являются Куросио, Аляскинское и Калифорнийское течения. Первые два - теплые. Третий поток являет собой холодное океаническое течение Тихого океана. Бассейн Южного полушария формируют Австралийское и Пассатное течения. Чуть восточнее центра акватории наблюдается Экваториальное противотечение. У берегов Южной Америки имеет место ответвление холодного Перуанского потока.

В летнее время в районе экватора действует океаническое течение Эль-Ниньо. Оно оттесняет холодные массы воды Перуанского потока, формируя благоприятный климат.

Индийский океан и его течения

Для северной части бассейна характерна сезонная смена теплых и холодных потоков. Такая постоянная динамика вызвана действием муссонной циркуляции.

В зимний период главенствует Юго-Западное течение, которое берет начало в Бенгальском заливе. Немногим южнее находится Западное. Это океаническое течение Индийского океана пересекает акваторию от побережья Африки до Никобарских островов.

Летом восточный муссон способствует значительному изменению поверхностных вод. Экваториальное противотечение смещается на глубину и заметно теряет свою силу. В результате его место занимают мощные теплые Сомалийское и Мадагаскарское течения.

Циркуляция Ледовитого океана

Главной причиной развития подводного течения в этой части Мирового океана является мощный приток водных масс из акватории Атлантики. Дело в том, что многовековой покров льда не дает атмосфере и космическим телам воздействовать на внутреннюю циркуляцию.

Важнейшим течением акватории Ледовитого океана считается Северо-Атлантическое. Оно пригоняет огромные объемы теплых масс, не давая температуре воды опуститься до критических показателей.

За направление дрейфа льда отвечает Трансарктическое течение. Из прочих наиболее крупных потоков можно выделить Ямальское, Шпицбергенское, Норткапское и Норвежское течения, а также ответвление Гольфстрима.

Течения Атлантического бассейна

Соленость акватории океана крайне велика. Зональность водной циркуляции является наислабейшей среди прочих бассейнов.

Здесь главное океаническое течение - Гольфстрим. Благодаря ему средние температурные показатели воды держатся на отметке +17 градусов. Это теплое океаническое согревает оба полушария.

Также наиболее важными потоками бассейна являются Канарское, Бразильское, Бенгельское и Пассатное течения.

Океанические, или морские, течения - это поступательное движение водных масс в океанах и морях, вызванное различными силами. Хотя наиболее значительной причиной, образующей течения, является ветер, они могут сформироваться и из-за неодинаковой солёности отдельных частей океана или моря, разности уровней воды, неравномерного нагрева разных участков акваторий. В толще океана существуют вихри, созданные неровностями дна, их размер нередко достигает 100-300 км в диаметре, они захватывают слои воды в сотни метров толщиной.

Если факторы, вызывающие течения, постоянны, то образуется постоянное течение, а если они носят эпизодический характер, то формируется кратковременное, случайное течение. По преобладающему направлению течения делятся на меридиональные, несущие свои воды на север или на юг, и зональные, распространяющиеся широтно. Течения, температура воды в которых выше средней температуры для

тех же широт, называют тёплыми , ниже - холодными, а течения, имеющие ту же температуру, что и окружающие его воды, - нейтральными .

Муссонные течения изменяют своё направление от сезона к сезону, в зависимости от того, как дуют прибрежные ветры муссоны. Навстречу соседним, более мощным и протяжённым течениям в океане, движутся противотечения .

На направление течений в Мировом океане оказывает влияние отклоняющая сила, вызванная вращением Земли, - сила Кориолиса. В Северном полушарии она отклоняет течения вправо, а в Южном - влево. Скорость течений в среднем не превышает 10 м/с, а в глубину они распространяются не более чем на 300 м.

В Мировом океане постоянно существуют тысячи больших и малых течений, которые огибают континенты и сливаются в пять гигантских колец. Система течений Мирового океана называется циркуляцией и связана, прежде всего, с общей циркуляцией атмосферы.

Океанические течения перераспределяют солнечное тепло, поглощённое массами воды. Тёплую воду, нагретую солнечными лучами на экваторе, они переносят в высокие широты, а холодная вода

Течения Мирового океана

Апвеллинг - подъём холодных вод из глубин океана

из приполярных областей благодаря течениям попадает на юг. Тёплые течения способствуют повышению температуры воздуха, а холодные, наоборот, понижению. Территории, омываемые тёплыми течениями, отличаются тёплым и влажным климатом, а те, около которых проходят холодные течения, - холодным и сухим.

Самое мощное течение Мирового океана - холодное течение Западных Ветров, называемое также Антарктическим циркумполярным (от лат. cirkum - вокруг). Причиной его образования являются сильные и устойчивые западные ветры, дующие с запада на восток на огромных простран-

ствах Южного полушария от умеренных широт до побережья Антарктиды. Это течение охватывает зону шириной 2500 км, распространяется на глубину более 1 км и переносит каждую секунду до 200 млн тонн воды. На пути течения Западных Ветров не встречается крупных массивов суши, и оно соединяет в своём круговом потоке воды трёх океанов - Тихого, Атлантического и Индийского.

Гольфстрим - одно из крупнейших тёплых течений Северного полушария. Оно проходит через Мексиканский залив (англ. Gulf Stream - течение залива) и несёт тёплые тропические воды Атлантического океана к высоким широтам. Этот гигантский поток тёплых вод во многом определяет климат Европы, делая его мягким и тёплым. Каждую секунду Гольфстрим переносит 75 млн тонн воды (для сравнения: Амазонка, самая полноводная река в мире, - 220 тыс. тонн воды). На глубине около 1 км под Гольфстримом наблюдается противотечение.

МОРСКИЕ ЛЬДЫ

При подходе к высоким широтам корабли встречаются с плавучими льдами. Морской лёд широкой каймой обрамляет Антарктиду, покрывает акваторию Северного Ледовитого океана. В отличие от материковых льдов, образованных из атмосферных осадков и покрывающих Антарктиду, Гренландию, острова полярных архипелагов, эти льды - замёрзшая морская вода. В полярных районах морские льды многолетние, тогда как в умеренных широтах вода замерзает лишь в холодные сезоны.

Как замерзает морская вода? Когда температура воды опускается ниже нуля, на её поверхности образуется тонкий слой льда, который ломается при ветровом волнении. Он многократно смерзается в небольшие плитки, снова раскалывается, пока не образует так называемое ледяное сало - губчатые льдины, которые потом срастаются друг с другом. Такой лёд называют блинчатым за его сходство с округлыми блинчиками на поверхности воды. Участки такого льда, смерзаясь, образуют молодой лёд - нилас . С каждым годом этот лёд крепнет и утолщается. Он может стать многолетним льдом толщиной более 3 м, а может и растаять, если течения отнесут льдины в более тёплые воды.

Перемещение льдов называется дрейфом. Дрейфующими (или паковыми ) льдами покрыто

Ледяные горы тают, приобретая причудливые формы

пространство вокруг Канадского Арктического архипелага, у берегов Северной и Новой Земли. Арктические льды дрейфуют со скоростью несколько километров в день.

АЙСБЕРГИ

От огромных ледяных покровов нередко откалываются колоссальные куски льда, которые отправляются в собственное плавание. Их называют «ледяными горами» - айсбергами. Не будь их, ледниковый покров в Антарктиде постоянно бы разрастался. По сути дела, айсберги компенсируют таяние и обеспечивают баланс состояния антарк-

Айсберг у берегов Норвегии

тического покрова. Некоторые айсберги достигают гигантских размеров.

Когда мы хотим сказать, что какое-то событие или явление в нашей жизни может иметь гораздо более серьёзные последствия, чем кажется, мы говорим «это всего лишь верхушка айсберга». Почему? Оказывается, над водой находится примерно 1/7 часть всего айсберга. Она бывает столообразной, куполообразной или конусообразной. Основание же такого огромного куска ледника, находящегося под водой, может быть гораздо большим по площади.

Морские течения уносят айсберги далеко от их мест рождения. Столкновение с таким айсбергом в Атлантическом океане стало причиной кру-

шения знаменитого корабля «Титаник» в апреле 1912 года.

Сколько живёт айсберг? Отколовшиеся от ледяной Антарктиды ледяные горы могут проплавать в водах Южного океана более 10 лет. Постепенно они разрушаются, раскалываются на более мелкие части или по воле течений перемещаются в более тёплые воды и тают.

«ФРАМ» ВО ЛЬДАХ

Чтобы узнать путь дрейфующих льдов, великий норвежский путешественник Фритьоф Нансен решил дрейфовать на своём корабле «Фрам» вместе с ними. Это смелая экспедиция длилось целых три года (1893-1896 гг). Позволив «Фраму» вмёрзнуть в дрейфующий паковый лёд, Нансен рассчитывал двигаться с ним в район Северного полюса, а потом оставить корабль и продолжать путь на собачьих упряжках и на лыжах. Однако дрейф прошёл южнее, чем предполагалось, и попытка Нансена достичь полюса на лыжах не увенчалась успехом. Пройдя более 3000 миль от Новосибирских островов до западного побережья Шпицбергена, «Фрам» собрал уникальную информацию о дрейфующих льдах и влиянии на их движение суточного вращения Земли.

Граница суши и моря представляет собой постоянно меняющую свои очертания линию. Набегающие волны переносят мельчайшие частицы взвеси песка, перекатывают гальку, обтачивают скалы. Разрушая берег, особенно при сильном волнении или штормах, в одном месте, они занимаются «строительством» в другом.

Место действия прибрежных волн - узкая кайма берега и его подводного склона. Там, где идёт в основном разрушение берега, над водой, как

правило, нависают скалы - клифы, волны «выгрызают» в них ниши, создают под ними при-

чудливые гроты и даже подводные пещеры. Такой тип берега называется абразионным (от лат. abrasio - соскребание). При изменении уровня моря - а такое неоднократно случалось в недавней геологической истории нашей планеты - абразионные постройки могли оказаться под водой или, наоборот, на суше, вдали от современного берега. По

таким формам берегового рельефа, находящимся на суше, учёные восстанавливают историю формирования древних берегов.

На участках выровненного берега с небольшими глубинами и пологим подводным склоном волны отлагают (аккумулируют) материал, который перенесли от разрушенных участков. Здесь образуются пляжи. В период прилива накатывающие волны перемещают песок и гальку в глубь берега, создавая протяжен-

ные вдольбереговые валы. Во время отлива на таких валах можно увидеть скопление раковин, морские водоросли.

Бентос (от греч. benthos - глубина) - живые организмы и растения, живущие на глубине, на дне океанов и морей.

Нектон (от греч. nektos - плавающий) - живые организмы, способные самостоятельно перемещаться в толще воды.

Планктон (от греч. planktos - блуждающий) - организмы, живущие в воде, переносимые волнами и течениями и не способные самостоятельно передвигаться в воде.

НА ГЛУБИННЫХ ЭТАЖАХ

Гигантскими ступенями спускается от побережья к подводным абиссальным равнинам дно океана. На каждом таком «подводном этаже» - своя жизнь, ведь условия существования живых организмов: освещённость, температура воды, её насыщенность кислородом и другими веществами, давление водяного столба - с глубиной значительно меняются. По-разному организмы относятся к количеству солнечного света и прозрачности воды. Например, растения могут жить только там, где освещённость позволяет проходить процессам фотосинтеза (это глубины в среднем не более 100 м).

Литораль - периодически осушаемая в отлив прибрежная полоса. Сюда попадают морские животные, вынесенные из воды волнами, которые приспособились жить сразу в двух средах - водной

и воздушной. Это крабы

и рачки, морские ежи, моллюски, в том числе мидии. В тропических широтах на литорали расположена кайма мангровых лесов, а в умеренных зонах - «леса» из водоросли ламинарии.

Ниже литорали располагается зона сублиторали (до глубин 200-250 м), прибрежная полоса жизни на континентальном шельфе. По направлению к полюсам солнечный свет проникает в воду совсем неглубоко (не более 20 м). В тропиках и на экваторе лучи падают практически вертикально, что позволяет им достигать глубин до 250 м. Именно до таких глубин в теплых морях и океанах встречаются водоросли, губки, моллюски и светолюбивые животные, а также коралловые постройки - рифы. Животные не только прикрепляются к поверхности дна, но и свободно перемещаются в толще воды.

Самый большой моллюск, обитающий на мелководье, - тридакна (створки ее раковины достигают 1 метра). Как только жертва заплывает в открытые створки, они захлопываются, и моллюск начинает переваривать пищу. Некоторые моллюски обитают колониями. Мидии - двустворчатые моллюски, прикрепляющие свои раковины к камням и другим предметам. Моллюски дышат кислородом,

растворённым в воде, поэтому на более глубоких этажах океана они не встречаются.

Головоногие моллюски - осьминоги, спруты, кальмары, каракатицы имеют несколько щупалец и передвигаются в толще воды благодаря сжатию

мышц, которые позволяют им выталкивать воду через специальную трубку. Среди них встречаются и гиганты со щупальцами до 10-14 метров! Морские звезды, морские лилии, ежи

прикрепляются к дну и кораллам специальными присосками. Похожие на диковинные цветы морские анемоны пропускают свою добычу между своих щупалец-«лепестков» и заглатывают ее ротовым отверстием, расположенным в середине «цветка».

Миллионы рыб всевозможных размеров населяют эти воды. Среди них и различные акулы - одни из самых крупных рыб. В камнях и пещерах скрываются мурены, а на дне прячутся скаты, окраска которых позволяет сливаться с поверхностью.

Ниже шельфа начинается подводный склон - батиаль (200 - 3000 м). Условия для жизни здесь меняются с каждым метром (падает температура и возрастает давление).

Абиссаль - океаническое ложе. Это самое обширное пространство, занимающее более 70% подводного дна. Самые многочисленные его обитатели - фораминиферы и простейшие черви. Глубоководные морские ежи, рыбы, губки, морские звёзды - все приспособились к чудовищному давлению и не похожи на своих сородичей на мелководье. На глубинах, куда не поникают солнечные лучи, у морских обитателей возникли приспособления для освещения - небольшие светящиеся органы.

Воды суши составляют менее 4% всей воды, находящейся на нашей планете. Примерно половина их количества содержится в ледниках и постоянных снегах, остальное - в реках, озёрах, болотах, искусственных водоёмах, подземных водах и подземных льдах вечной мерзлоты. Все природные воды Земли называются водными ресурсами .

Самыми ценными для человечества являются запасы пресных вод. Всего на планете 36,7 млн. км3 пресных вод. Они сосредоточены, прежде всего, в крупных озёрах и ледниках и распределены между континентами неравномерно. Наибольшими запасами пресных вод обладают Антарктида, Северная Америка и Азия, несколько меньшими - Южная Америка и Африка, а наименее богаты пресными водами Европа и Австралия.

Подземными называются воды, содержащиеся в земной коре. Они связаны с атмосферой и поверхностными водами и участвуют в круговороте воды на земном шаре. Подземные

Ледники

- постоянные снега

Реки

Озёра

Болота

Подземные воды

- подземные льды вечной мерзлоты

воды находятся не только под континентами, но и под океанами и морями.

Подземные воды образуются потому, что одни горные породы пропускают воду, а другие задерживают. Атмосферные осадки, выпадающие на поверхность Земли, просачиваются сквозь трещины, пустоты и поры водопроницаемых пород (торф, песок, гравий и др.), а водоупорные горные породы (глина, мергель, гранит и др.) задерживают воду.

Существует несколько классификаций подземных вод по происхождению, состоянию, химическому составу и характеру залегания. Воды, которые после дождей или таяния снега проникают в почву, смачивают её и накапливаются в почвенном слое, называют почвенными . На первом от поверхности земли водоупорном слое залегают грунтовые воды. Они пополняются за счёт атмо-

сферных осадков, фильтрации вод водотоков и водоёмов и конденсации водяного пара. Расстояние от земной поверхности до уровня грунтовых вод называется глубиной залегания грунтовых вод . Она

увеличивается во влажный сезон, когда выпадает много осадков или тают снега, и уменьшается в сухой сезон.

Ниже грунтовых могут располагаться несколько слоев г л у б и н н ы х подземных вод, которые удерживаются водоупорными пластами. Нередко межпластовые воды становятся напорными. Это происходит, когда слои горных пород залегают в виде чаши и вода, заключённая в них, находится под давлением. Такие подземные воды, именуемые артезианскими , поднимаются вверх по пробуренной скважине и фонтанируют. Часто артезианские водоносные горизонты занимают значительную площадь, и тогда артезианские источники имеют высокий и довольно постоянный расход воды. Некоторые известные оазисы Северной Африки возникли у артезианских источников. По разломам в земной коре артезианские воды иногда поднимаются из водоносных горизонтов, а в период между сезонами дождей они нередко иссякают.

На поверхность Земли подземные воды выходят в оврагах, речных долинах в виде источников - родников или ключей . Они образуются там, где водоносный горизонт горных пород выходит на земную поверхность. Поскольку глубина грунтовых вод меняется в зависимости от сезона и количества осадков, источники иногда внезапно исчезают, а иногда бьют ключом. Температура воды в источниках может быть разной. Холодными считаются источники с температурой воды до 20 °С, тёплыми - с температурой от 20 до 37 °С, а горячи-

Водопроницаемые горные породы

Водоупорные горные породы

Типы подземных вод

ми, или термальными, - с температурой выше 37 °С. Большинство горячих источников встречаются в вулканических областях, где горизонты подземных вод нагреваются от раскалённых горных пород и расплавленной магмы, подходящей близко к земной поверхности.

Минеральные подземные воды содержат много солей и газов и, как правило, обладают целебными свойствами.

Значение подземных вод очень велико, их можно отнести к числу полезных ископаемых наряду с углём, нефтью или железной рудой. Подземные воды питают реки и озёра, благодаря им реки не мелеют летом, когда выпадает мало дождей, и не пересыхают подо льдом. Человек широко использует подземные воды: их выкачивают из-под земли для водоснабжения жителей городов и деревень, для нужд промышленности и для орошения сельскохозяйственных угодий. Несмотря на огромные запасы, подземные воды возобновляются медленно, существует опасность их истощения и загрязнения бытовыми и промышленными стоками. Чрезмерный забор воды из глубинных горизонтов уменьшает питание рек в межень - период, когда уровень воды самый низкий.

Болотом называется участок земной поверхности с избыточным увлажнением и застойным водным режимом, в котором происходит накопление органического вещества в виде неразложившихся остатков растительности. Болота есть во всех климатических поясах и почти на всех континентах Земли. В них сосредоточено около 11,5 тыс. км3 (или 0,03%) пресных вод гидросферы. Наиболее заболоченными континентами являются Южная Америка и Евразия.

Болота можно разделить на две большие группы - заболоченные земли , где нет хорошо выраженного торфяного слоя, и собственно торфяные болота , где накапливается торф. К заболоченным землям относятся заболоченные тропические леса, солёные мангровые болота, засоленные болота пустынь и полупустынь, травяные болота арктической тундры и др. Торфяные болота занимают около 2,7 млн. км, что составляет 2% площади суши. Они наиболее распространены в тундре, лесной зоне и лесостепи и, в свою очередь, подразделяются на низинные, переходные и верховые.

Низинные болота обычно имеют вогнутую или плоскую поверхность, где создаются условия для застаивания влаги. Они часто образуются по берегам рек и озёр, иногда в зонах подтопления водохранилищ. В таких болотах грунтовые воды подходят близко к поверхности, снабжая минеральными веществами произрастающие здесь растения. На

низинных болотах часто растут ольха, берёза, ель, осоки, тростник, рогоз. В этих болотах слой торфа накапливается медленно (в среднем 1 мм в год).

Верховые болота с выпуклой поверхностью и мощным слоем торфа образуются преимущественно на водоразделах. Они питаются в основном за счёт атмосферных осадков, бедных минеральными веществами, поэтому на этих болотах поселяются менее требовательные растения - сосна, вереск, пушица, мох сфагнум.

Промежуточное положение между низинными и верховыми занимают переходные болота с плоской или слабовыпуклой поверхностью.

Болота интенсивно испаряют влагу: активнее других - болота субтропического климатического пояса, заболоченные тропические леса, а в умеренном климате - сфагново-осоковые и лесные топи. Таким образом, болота увеличивают влажность воздуха, изменяют его температуру, смягчая климат окружающих территорий.

Болота, как своеобразный биологический фильтр, очищают воду от растворённых в ней химических соединений и твёрдых частиц. Текущие по заболоченным районам реки не отличаются катас-

трофическими весенними половодьями и паводками, поскольку их сток регулируют болота, отдающие влагу постепенно.

Болота регулируют сток не только поверхностных, но и грунтовых вод (особенно верховые болота). Поэтому их чрезмерное осушение может нанести вред малым рекам, многие из которых именно в болотах берут своё начало. Болота - богатые охотничьи угодья: здесь гнездится множество птиц, обитают многие промысловые животные. Болота богаты торфом, лекарственными травами, мхами и ягодами. Распространённое мнение, что, выращивая на осушенных болотах сельскохозяйственные культуры, можно получать богатый урожай, ошибочно. Лишь первые несколько лет осушенные торфяные залежи плодородны. Планы осушения болот требуют всесторонних исследований и экономических расчётов.

Развитие торфяного болота - это процесс накопления торфа в результате роста, отмирания и частичного разложения растительности в условиях избытка влаги и недостатка кислорода. Вся толща торфа в болоте называется торфяной залежью. Она имеет многослойное строение и содержит от 91 до 97% воды. В торфе заключены ценные органические и неорганические вещества, поэтому его издавна используют в сельском хозяйстве, энергетике, химии, медицине и других областях. Впервые о торфе как о «горючей земле», пригодной для нагревания пищи, писал Плиний Старший в I в. н.э. В Голландии и Шотландии торф как топливо применяли в XII-XIII вв. Промышленное скопление торфа называют торфяным месторождением. Наибольшие промышленные запасы торфа имеют Россия, Канада, Финляндия и США.

Плодородные речные долины издавна осваивались человеком. Реки являлись важнейшими транспортными путями, их воды орошали поля и сады. На речных берегах возникали и развивались многолюдные города, по рекам устанавливались границы. Текущая вода вращала колёса мельниц, а позже давала электрическую энергию.

Каждая река индивидуальна. Одна - всегда широка и полноводна, а у другой русло остаётся сухим большую часть года и только во время редких дождей наполняется водой.

Рекой называется водоток значительных размеров, текущий по сформированному им самим углублению в днище речной долины - руслу . Река со своими притоками образует речную систему . Если смотреть вниз по течению реки, то все реки, впадающие в неё справа, называются правыми притоками, а впадающие слева - левыми. Часть земной поверхности и толщи почв и грунтов, откуда река и её притоки собирают воду, называют водосбором .

Бассейн реки - это часть суши, включающая данную речную систему. Между двумя бассейнами соседних рек проходят водоразделы ,

Бассейн реки

Река Пахра протекает по Восточно-Европейской равнине

обычно это возвышенности или горные системы. Бассейны рек, впадающих в один и тот же водоём, объединяются соответственно в бассейны озёр, морей и океанов. Выделяют главный водораздел земного шара. Он разделяет бассейны рек, впадающих в Тихий и Индийский океаны с одной стороны, и бассейны рек, впадающих в Атлантический и Северный Ледовитый океаны, - с другой. Кроме того, на земном шаре есть бессточные области: реки, протекающие там, не доносят воду до Мирового океана. К таким бессточным областям относятся, например, бассейны Каспийского и Аральского морей.

Каждая река начинается с истока . Это может быть болото, озеро, тающий горный ледник или выход на поверхность подземных вод. Место впадения реки в океан, море, озеро или другую реку называется устьем . Длина реки - расстояние вдоль русла между истоком и устьем.

В зависимости от размера реки делят на большие, средние и малые. Бассейны больших рек обычно расположены в нескольких географических зонах. Бассейны средних и малых рек располагаются в пределах одной зоны. По условиям протекания реки подразделяют на равнинные, полугорные и горные. Равнинные реки плавно и спокойно текут в широких долинах, а горные реки бурно и стремительно мчатся по ущельям.

Пополнение воды в реках называют питанием реки . Оно может быть снеговым, дождевым, ледниковым и подземным. Некоторые реки, например те, что протекают в экваториальных областях (Конго, Амазонка и другие), отличаются дождевым питанием, так как в этих районах планеты весь год выпадают дожди. Большинство рек умеренного

климатического пояса имеют смешанное питание: летом они пополняются за счёт дождей, весной - за счёт таяния снега, а зимой им не дают иссякнуть подземные воды.

Характер поведения реки по сезонам года - колебания уровня воды, образование и сход ледового покрова и пр. -называют режимом реки . Ежегодно повторяющееся значительное увеличение воды

в реке - половодье - на равнинных реках Европейской территории России бывает вызвано интенсивным таянием снега весной. Реки Сибири, стекающие с гор, полноводны летом во время таяния снега

в горах. Кратковременный подъём уровня воды в реке называется паводком . Он происходит, например, когда выпадают обильные дожди или когда во время оттепели зимой интенсивно тает снег. Самый низкий уровень воды в реке - межень . Он устанавливается летом, в это время дождей выпадает мало и река питается преимущественно грунтовыми водами. Случается межень и зимой, в сильные морозы.

Половодья и паводки могут стать причиной сильных наводнений: талые или дождевые воды переполняют русла, и реки выходят из берегов, затопляя не только свою долину, но и окружающее пространство. Вода, текущая с большой скоростью, обладает огромной разрушительной силой, она сносит дома, выкорчёвывает деревья, смывает плодородную почву с полей.

Песчаный пляж на берегу Волги

К ТО ЖИВЁТ В РЕКАХ?

В реках живут не только рыбы. Воды, дно и берега рек - среда обитания многих живых организмов, их подразделяют на планктон, нектон и бентос. К планктону относятся, например, зелёные и сине-зелёные водоросли, коловратки и низшие ракообразные. Очень разнообразен речной бентос - личинки насекомых, черви, моллюски, речные раки. На дне и берегах рек поселяются растения - рдест, камыш, тростник и др., на дне растут водоросли. Речной нектон представлен рыбами и некоторыми крупными беспозвоночными. Среди рыб, которые обитают в морях, а в реки заходят только на нерест, - осетровые (осётр, белуга, севрюга), лососевые (сёмга, горбуша, нерка, кета и др.). Постоянно живут в реках сазан, лещ, стерлядь, щука, налим, окунь, карась и др., а в горных и полугорных реках - хариус и форель. Также обитают в реках млекопитающие и крупные пресмыкающиеся.

Реки протекают обычно на дне обширных понижений рельефа, называемых речными долинами . В днище долины водный поток бежит по выработанному им самим углублению - руслу. Вода ударяется в один участок берега, размывает его и уносит вниз по течению обломки горных пород, песок, глину, ил; в тех местах, где скорость течения уменьшается, река откладывает (аккумулирует) переносимый ею материал. Но река несёт не только наносы, размываемые речным потоком; во время бурных дождей и таяния снегов вода, стекающая по земной поверхности, разрушает почву, рыхлый грунт и переносит мелкие частички в ручьи, которые потом доставляют их в реки. Разрушая и растворяя горные породы в одном месте и откладывая их в другом, река постепенно создаёт свою долину. Процесс размывания земной поверхности водой называется эрозией . Она сильнее там, где больше скорость потока воды и где грунты более рыхлые. Наносы, слагающие дно рек, называют донными отложениями или аллювием .

БЛУЖДАЮЩИЕ РУСЛА

В Китае и Средней Азии встречаются реки, у которых русло может сместиться за сутки более чем на 10 м. Они, как правило, протекают в легко размываемых горных породах - лёссах или песках. За несколько часов водный поток способен значительно размыть один берег реки, а у другого берега, где течение замедляется, отложить смытые частицы. Таким образом, русло смещается - «блуждает» по дну долины, например, на реке Амударье в Средней Азии до 10-15 м в сутки.

Происхождение речных долин может быть тектоническим, ледниковым и эрозионным. Тектонические долины повторяют направление глубинных разломов в земной коре. Мощные ледники, покрывавшие в период глобального оледенения северные районы Евразии и Северной Америки, двигаясь, выпахивали глубокие ложбины, в которых потом сформировались речные долины. Во время таяния ледников потоки вод растекались к югу, формируя обширные понижения в рельефе. Позднее в эти понижения с окружающих возвышенностей устремлялись ручьи, образовывался крупный водный поток, который строил свою долину.

Строение долины равнинной реки

Пороги на горной реке

СУХИЕ РЕКИ

На нашей планете есть реки, которые заполняются водой только во время редких дождей. Они называются «вади» и встречаются в пустынях. Некоторые вади достигают длины сотен километров и впадают в такие же, как они сами, сухие впадины. Гравий и галька на дне пересохших русел дают повод считать, что в более влажные периоды вади могли быть полноводными реками, способными переносить крупные наносы. В Австралии сухие русла рек называют криками, в Средней Азии - узбоями.

Долина равнинных рек состоит из поймы (затапливаемой в половодье или во время значительных паводков части долины), расположенного на ней русла, а также склонов долины с несколькими надпойменными террасами , спускающимися ступеньками к пойме. Речные русла могут быть прямолинейными, извилистыми, разделёнными на рукава или блуждающими. У извилистых русел выделяют излучины, или меандры . Размывая излучину у вогнутого берега, река обычно образует плёс - глубокий участок русла, его мелководные участки называют перекатами . Полоса в русле с глубинами, наиболее благоприятными для судоходства, называется фарватером . Водный поток иногда откладывает значительное количество наносов, формируя острова. На крупных реках высота островов может достигать 10 м, а длина - нескольких километров.

Иногда на пути реки встречается уступ из твёрдых пород. Вода не может его размыть и падает вниз, образуя водопад . В тех местах, где река пересекает твёрдые породы, которые размываются медленно, формируются пороги , преграждающие путь водному потоку.

В устье скорость воды значительно замедляется,

и река откладывает большую часть своих наносов. Образуется дельта - низменная равнина в форме треугольника, здесь русло разделяется на множество рукавов и протоков. Затопленные морем устья рек называют эстуариями .

На Земле великое множество рек. Некоторые из них маленькими серебристыми змейками протекают в пределах одного лесного массива и затем впадают в более крупную реку. А некоторые поистине огромны: спускаясь с гор, они пересекают обширные равнины и несут свои воды к океану. Такие реки могут следовать по территории нескольких государств и служить удобными транспортными магистралями.

Давая характеристику реки, учитывают её длину, среднегодовой сток воды и площадь бассейна. Но далеко не у всех крупных рек все эти параметры выдающиеся. Например, самая длинная река в мире - Нил далеко не самая полноводная, да и площадь её бассейна невелика. Амазонка занимает первое место в мире по водности (её расход воды 220 тыс. м3 /с - это 16,6% от стока всех рек) и по площади бассейна, но по длине уступает Нилу. Наиболее крупные реки находятся в Южной Америке, Африке и Азии.

Самые длинные реки мира: Амазонка (от истока р. Укаяли свыше 7 тыс. км), Нил (6671 км), Миссисипи с притоком Миссури (6420 км), Янцзы (5800 км), Ла-Плата с притоками Парана и Уругвай (3700 км).

Наиболее полноводные реки (имеющие максимальные значения среднегодового стока воды): Амазонка (6930 км3 ), Конго (Заир) (1414 км3 ), Ганг (1230 км3 ), Янцзы (995 км3 ), Ориноко (914 км3 ).

Крупнейшие реки земного шара (по площади бассейна): Амазонка (7180 тыс. км2 ), Конго (Заир) (3691 тыс. км2 ), Миссисипи с притоком Миссури (3268 тыс. км2 ), Ла-Плата с притоками Парана и Уругвай (3100 тыс. км2 ), Обь (2990 тыс. км2 ).

Волга - крупнейшая река Восточно-Европейской равнины

ЗАГАДОЧНЫЙ НИЛ

Нил - великая африканская река, её долина - колыбель яркой, самобытной культуры, оказавшей влияние на развитие человеческой цивилизации. Могущественный арабский завоеватель Амир ибн аль-Аси говорил: «Там лежит пустыня, с обеих сторон она поднимается, а между высотами находится страна чудес Египет. И всё его богатство происходит от благословенной реки, медленно текущей по стране с достоинством халифа». В среднем течении Нил протекает по самым суровым пустыням Африки - Аравийской и Ливийской. Казалось бы, он должен обмелеть или пересохнуть во время жаркого лета. Но в самом разгаре лета уровень воды в Ниле поднимается, он выходит из берегов, затапливая долину, а отступая, оставляет на почве слой плодородного ила. Это происходит потому, что Нил образуется от слияния двух рек - Белого и Голубого Нила, истоки которых лежат в субэкваториальном климатическом поясе, где летом устанавливается область низкого давления и выпадают обильные дожди. Голубой Нил короче Белого, поэтому наполнившая его дождевая вода достигает Египта раньше, а следом идёт паводок Белого Нила.

Енисей - великая река Сибири

АМАЗОНКА - ЦАРИЦА РЕК

Амазонка - самая большая река на Земле. Её питает множество притоков, в том числе 17 больших рек длиной до 3500 км, которые по своим размерам и сами могут быть причислены

к великим рекам мира. Исток Амазонки лежит в скалистых Андах, где из горного озера Патаркоча вытекает её главный приток - Мараньон. Когда Мараньон сливается с Укаяли, река получает имя Амазонка. Низменность, по которой течёт эта величественная река, - страна джунглей и болот. На пути к востоку притоки непрестанно пополняют Амазонку. Она полноводна в течение всего года, потому что её левые притоки, расположенные в северном полушарии, полноводны с марта по сентябрь,

а правые притоки, расположенные в южном полушарии, полноводны другую часть года. Во время морских приливов в устье реки со стороны Атлантики заходит водяной вал высотой до 3,54 метра и устремляется вверх по течению. Местные жители называют эту волну «поророка» - «разрушитель».

МИССИСИПИ - ВЕЛИКАЯ РЕКА АМЕРИКИ

Могучую реку в южной части Североамериканского континента индейцы называли Месси Сипи - «Отец вод». Её сложная речная система с множеством притоков похожа на гигантское дерево с густо разветвлённой кроной. Бассейн Миссисипи занимает почти половину территории Соединённых Штатов Америки. Начинаясь в районе Великих озёр на севере, многоводная река несёт свои воды на юг - в Мексиканский залив, причём сток ее в два с половиной раза больше, чем российская река Волга приносит в Каспийское море. Первооткрывателем Миссисипи считают испанского конкистадора де Сото. В поисках золота и драгоценностей он отправился в глубь материка и весной 1541 года обнаружил берега огромной глубокой реки. Одни из первых колонистов - отцы-иезуиты, распространявшие в Новом Свете влияние своего ордена, так писали о Миссисипи: «Река эта очень красивая, ширина её больше одного лье; повсюду к ней примыкают леса, полные дичи, и прерии, где много бизонов». До прихода европейских колонизаторов обширные территории в бассейне реки были заняты девственными лесами и прериями, но сейчас их можно увидеть только в национальных парках, большая часть земель распахана.

Воды рек и ручьев, выбирая себе путь, нередко срываются со скал и уступов. Так образуются водопады. Иногда это совсем небольшие ступени в русле с незначительными перепадами высот между верхним участком, откуда падает вода, и нижним. Однако в природе существуют и совершенно исполинские «ступени» и уступы, высота которых достигает многих сотен метров. И те и другие водопады формируются, когда вода «вскрывает», т.е. разрушает, обнажает участки с более твёрдыми породами, унося прочь материал с более податливых участков. Верхний уступ (бровка), с которого низвергается вода, представляет собой более прочный пласт, а ниже по течению неутомимые воды разрушают менее прочные пласты пород. Такое строение, например, имеет знаменитый на весь мир водопад на реке Ниагара (ее название на языке ирокезов означает «гремящая вода»), которая соединяет два из Великих озёр Северной Америке - Эри и Онтарио. Ниагарский водопад относительно невысок - всего 51 м (для сравнения - ко-

Схема движения воды в Ниагарском водопаде

Каскад из нескольких водопадов в Норвегии. Гравюра XIX в.

локольня «Иван Великий» в Московском Кремле имеет высоту 81 м), однако знаменит более своих высоких и полноводных «собратьев». Известность водопаду принесли не только его расположение в непосредственной близости от больших американских и канадских городов, но и его хорошая изученность.

Водяной поток, обрушиваясь с любой высоты к подножию склона, образует впадину, нишу даже в достаточно прочных породах. Но и верхняя бровка постепенно размывается и разрушается действием текучей воды. Козырьки уступа обваливаются, и. водопад как бы отступает назад, «пятится» вверх по долине. Многолетние наблюдения за Ниагарским водопадом показали, что такая «пятящаяся» эрозия за 60 лет «съедает» верхний уступ водопада примерно на 1 м.

В Скандинавии в образовании водопадов «повинны» ледниковые формы рельефа. Там ручьи с выположенных ледником вершин гор с огромной высоты низвергаются в фьорды.

Очень эффектны огромные водопады, возникшие под действием тектоники - внутренних сил Земли. Колоссальные ступени водопадов образуются при нарушении русла реки тектоническими разломами. Случается, что формируется не один уступ, а сразу несколько. Такие каскады водопадов невероятно красивы.

Вид любого водопада завораживает. Не случайно эти природные явления неизменно привлекают внимание многочисленных туристов, нередко становясь «визитными карточками» местности и даже страны.

ВОДОПАД ИГУАСУ

Озёрами называются заполненные водой котловины - естественные углубления на поверхности суши, не имеющие связи с морем или океаном. Чтобы образовалось озеро, необходимы два условия: наличие естественного углубления - замкнутого понижения в земной поверхности - и некоторого объёма воды.

На нашей планете множество озёр. Их общая площадь составляет около 2,7 млн км2 , то есть примерно 1,8% площади всей суши. Главное богатство озёр - пресная вода, так необходимая человеку. Озёра содержат около 180 тыс. км3 воды, а в 20 крупнейших озёрах мира, вместе взятых, заключена преобладающая часть всей доступной человеку пресной воды.

Озера располагаются в самых разнообразных природных зонах. Больше всего их в северных частях Европы и Североамериканского континента. Очень много озёр в районах, где распространена многолетняя мерзлота, есть они и в бессточных областях, в поймах и дельтах рек.

Некоторые озёра заполняются только во влажные сезоны, а остальную часть года стоят сухими - это временные озёра. Но большинство озёр постоянно наполнены водой.

В зависимости от размера озёра подразделяют на очень большие, площадь которых превышает 1 000 км2 , большие - с площадью от 101 до 1000 км2 , средние - от 10 до 100 км2 и малые - площадью менее 10 км2 .

По характеру водообмена озёра подразделяют на сточные и бессточные. Расположенные в кот-

ловине, озёра собирают воду с окружающих территорий, в них впадают ручейки и реки, при этом из сточных озёр вытекает хотя бы одна река, а из бессточных не вытекает ни одной. К сточным озёрам относятся Байкал, Ладожское и Онежское озёра, а к бессточным - озеро Балхаш, Чад, Иссык-Куль, Мёртвое море. Аральское и Каспийское моря тоже бессточные озёра, но благодаря их большим размерам и режиму, похожему на морской, эти водоёмы условно считаются морями. Существуют так называемые глухие озёра, например, образовавшиеся в кратерах вулканов. Реки в них не впадают и из них не вытекают.

Озёра можно разделить на пресные, солоноватые и солёные, или минеральные. Солёность воды в пресных озёрах не превышает 1 %о - такая вода, например, в Байкале, Ладожском и Онежском озёрах. Вода солоноватых озёр имеет солёность от 1 до 25 %о . Например, солёность воды в Иссык-Куле - 5-8 %о , а в Каспийском море - 10-12 %о . Солёными называются озёра, вода в которых имеет солёность от 25 до 47 %о . Выше 47 %о солей содержат минеральные озера. Так, солёность Мёртвого моря, озёр Эльтон и Баскунчак составляет 200-300 %о . Солёные озёра, как правило, образуются в засушливых районах. В некоторых солёных озёрах вода представляет собой раствор солей, близкий к насыщению. Если такое насыщение достигается, то происходит осаждение солей и озеро превращается в самосадочное.

Помимо растворённых солей озёрная вода содержит органические и неорганические вещества и растворённые газы (кислород, азот и др.). Кислород не только поступает в озёра из атмосферы, но и выделяется растениями в процессе фотосинтеза. Он необходим для жизни и развития водных организмов, а также для окисления органическо-

Озеро в Швейцарских Альпах

го вещества, находящегося в водоёме. Если в озере образуется избыток кислорода, то он уходит из воды в атмосферу.

По условиям питания водных организмов озёра делятся на:

- озёра, бедные питательными веществами. Это глубокие озёра с прозрачной водой, к которым относятся, например, Байкал, Телецкое озеро;

- озёра с большим поступлением питательных веществ и богатой растительностью. Это, как правило, мелководные и тёплые озёра;

МОЛОДЫЕ И СТАРЫЕ ОЗЁРА

Жизнь озера имеет начало и конец. Однажды образовавшись, оно постепенно заполняется наносами рек, остатками отмерших животных и растений. С каждым годом количество осадков на дне увеличивается, озеро мелеет, зарастает и превращается в болото. Чем больше первоначальная глубина озера, тем дольше продолжается его жизнь. В небольших озёрах осадки накапливаются многие тысячи лет, а в глубоких - миллионы лет.

Озёра с избыточным количеством органических веществ, продукты окисления которых вредны для живых организмов.

Озёра регулируют речной сток и оказывают заметное воздействие на климат прилегающих территорий.

Они способствуют увеличению количества осадков, числа дней с туманами и в целом смягчают климат. Озёра повышают уровень грунтовых вод и влияют на почвы, растительность и животный мир окружающих районов.

Озеро в прогибе земной коры Озеро в кратере

Котловина озера Каали в Эстонии имеет метеоритное происхождение. Оно находится в кратере, образовавшемся в результате падения крупного метеорита.

Ледниковые озёра заполняют котловины, которые сформировались в результате деятельности ледника. Двигаясь, ледник выпахивал более мягкий грунт, создавая понижения в рельефе: в одних местах - длинные и узкие, а в других - овальные. Со временем они заполнились водой, и появились ледниковые озёра. Таких озёр очень много на севере Североамериканского континента, в Евразии на Скандинавском и Кольском полуостровах, в Финляндии, Карелии и на Таймыре. В горных районах, например в Альпах и на Кавказе, ледниковые озёра располагаются в карах - чашеобразных углублениях в верхних частях горных склонов, в создании которых приняли участие небольшие горные ледники и снежники. Тая и отступая, ледник оставляет морену - скопление песка, глины с включениями гальки, гравия и валунов. Если морена запруживает реку, вытекающую из-под ледника, формируется ледниковое озеро, часто имеющее округлую форму.

В районах, сложенных известняками, доломитами и гипсами, в результате химического растворения этих пород поверхностными и подземными водами возникают карстовые озёрные котловины. Толщи песка и глины, лежащие над карстующимися породами, проваливаются в подземные пустоты, образуя на земной поверхности углубления, которые со временем заполняются водой и становятся озёрами. Карстовые озёра встречаются и в пеще-

рах, их можно увидеть в Крыму, на Кавказе, на Урале и в других районах.

В тундре, а иногда и в тайге, где распространена многолетняя мерзлота, в тёплое время года грунт подтаивает и проседает. В небольших углублениях появляются озёра, называемые термокарстовыми .

В речных долинах, когда меандрирующая река спрямляет своё русло, старый участок русла обособляется. Так образуются озёра-старицы , часто имеющие форму подковы.

Запрудные , или плотинные , озёра возникают в горах, когда в результате обвала масса горных пород перегораживает русло реки. Например,

в 1911 году на Памире во время землетрясения произошёл гигантский горный обвал, он запрудил реку Мургаб, и образовалось Сарезское озеро. Плотинными являются озеро Тана в Африке, Севан в Закавказье и многие другие горные озёра.

У берегов морей песчаные косы могут отделить мелководный прибрежный участок от морской акватории, в результате формируется озеро-лагуна . Если песчано-глинистые отложения отгораживают от моря затопленные устья рек, образуются лиманы - мелководные заливы с очень солёной водой. Таких озёр много на побережье Чёрного и Азовского морей.

Образование запрудного, или плотинного, озера

Многолетние скопления льда в высокогорьях и холодных поясах Земли называют ледниками . Все природные льды объединяются в так называемую гляциосферу - часть гидросферы, находящуюся в твёрдом состоянии. В неё входят и льды холодных океанов, и ледяные шапки гор, и отколовшиеся от ледниковых щитов ледяные горы айсберги. В горах ледники образуются из снега. Сначала, при перекристаллизации снега в результате чередования таяний и новых замерзаний воды внутри снежной толщи, образуется фирн.

Распространение льдов на Земле в ледниковый период

который затем превращается в лёд. Под действием силы тяжести лёд перемещается в виде ледяных потоков. Основное условие существования ледников - и маленьких и огромных - постоянные низкие температуры в течение большей части года, при которых накопление снега преобладает над его таянием. Такие условия существуют в холодных районах нашей планеты - Арктике и Антарктике, а также в высокогорьях.

ЛЕДНИКОВЫЕ ПЕРИОДЫ

В ИСТОРИИ ЗЕМЛИ

В истории Земли несколько раз сильное похолодание климата приводило к разрастанию ледников

и образованию одного или нескольких ледниковых покровов. Это время называют ледниковьями или

ледниковыми периодами.

В плейстоцене (эпоха четвертичного периода кайнозойской эры) площадь, покрытая ледниками, превышала современную почти втрое. В это время

в горах и на равнинах полярных и умеренных широт возникли огромные ледниковые щиты, которые, увеличиваясь, покрывали огромные территории в умеренных широтах. Представить, как выглядела Земля в тот период, можно, взглянув на Антарктиду или Гренландию.

Как узнают о тех давних ледниковых временах? Продвигаясь по поверхности, ледник оставляет свои следы - материал, который захватил с собой при движении. Такой материал называют мореной . Стадии своего стояния ледники отмечают ва-

Движение земной коры при колоссальной нагрузке ледникового щита (1) и после снятия ее (2)

лами конечной морены. Часто по названию места, которого достигал ледник, называют ледниковья. Далее всего ледник на территории Восточной Европы доходил до долины Днепра, и это ледниковье названо днепровским. На территории Северной Америки следы максимальных продвижений ледников к югу относятся к двум оледенениям: в штате Канзас (канзасское оледенение) и Иллинойс (иллинойсское оледенение). Последнее оледенение достигало штата Висконсин в висконсинскую ледниковую эпоху.

Климат Земли сильно изменился в четвертичный, или антропогеновый, период, начавшийся 1,8 млн лет назад и продолжающийся по сей день. Чем обусловлено такое грандиозное похолодание - вопрос, который решают учёные.

Десятки гипотез пытаются объяснить появление огромных ледников множеством земных и космических причин - падением гигантских метеоритов, катастрофическими извержениями вулканов, изменениями направления течений в океане. Очень популярна предложенная в прошлом веке гипотеза сербского ученого Миланковича, который объяснял климатические изменения периодическими колебаниями наклона оси вращения планеты и удаленности Земли от Солнца.

Ледники Шпицбергена

Морены покровного оледенения

Существующие в настоящее время покровные ледники - это остатки огромных ледниковых щитов, которые в последние ледниковые эпохи существовали в умеренных широтах. И хотя сегодня они не такие масштабные, как в прошлом, всё равно их размеры впечатляют.

Один из самых значительных - Антарктический ледниковый покров. Максимальная мощность его льда превышает 4,5 км, а площадь распространения почти в 1,5 раза больше, чем площадь Австралии. Из нескольких центров купола в разные стороны растекается лед многих ледников. Он движется в виде огромных потоков со скоростью 300-800 м в год. Занимая всю Антарктиду, покров в виде выводных ледников стекает в море, давая жизнь многочисленным айсбергам. Ледники, лежащие или, вернее, плавающие в районе прибрежной линии, называются шельфовыми, поскольку располагаются в районе подводной окраины материка - шельфа. Такие шельфовые ледники существуют только в Антарктиде. Самые большие шельфовые ледники находятся в Западной Антарктиде. Среди них шельфовый ледник Росса, на котором расположена американская антарктическая станция «Мак-Мёрдо».

Другой колоссальный ледниковый покров находится в Гренландии, занимая более 80% этого

Предгорный ледник

самого большого острова мира. На льды Гренландии приходится около 10% всего льда на Земле. Скорости течения льда здесь гораздо меньше, чем

в Антарктиде. Но и в Гренландии есть свой рекордсмен - ледник, который движется с очень большой скоростью - 7 км в год!

Сетчатое оледенение характерно для полярных архипелагов - Земли Франца-Иосифа, Шпицбергена, Канадского Арктического архипелага. Этот тип оледенения является переходным между покровным и горным. В плане эти ледники напоминают ячеистую сетку, отсюда и название. Из-под льда во многих местах выступают, как острова в океане, вершины, остроконечные пики, скалы, участки суши. Их называют нунатаки . «Нунатак» - эскимосское слово. В научную литературу это слово попало благодаря знаменитому полярному шведскому исследователю Нильсу Норденшельду.

К такому же «полупокровному» типу оледенения относятся и предгорные ледники . Нередко ледник, спускающийся с гор по долине, достигает их подножий и выходит широкими лопастями

в зону таяния (абляции) на равнину (такой тип ледников называют ещё аляскинским) или даже

на шельф или в озёра (патагонский тип). Предгорные ледники - одни их самых эффектных и красивых. Они встречаются на Аляске, на севере Северной Америки, в Патагонии, на крайнем юге Южной Америки, на Шпицбергене. Наиболее известен предгорный ледник Маласпина на Аляске.

Сетчатое оледенение Шпицбергена

Там, где широта и высота над уровнем моря не позволяют снегу таять в течение года, возникают ледники - скопления льда на горных склонах и вершинах, в седловинах, понижениях и нишах на склонах. Со временем снег пре-

вращается в фирн, а затем в лёд. Лед имеет свойства вязкопластичного тела и способен течь. При этом он шлифует и выпахивает

поверхность, по которой движется. В строении ледника выделяют зону аккумуляции, или накопления, снега и зону абляции, или таяния. Эти зоны разделены границей питания. Иногда она совпадает со снеговой линией, выше которой в течение всего года лежит снег. Свойства и поведение ледников изучают ученые-гляциологи.

КАКИЕ БЫВАЮТ ЛЕДНИКИ

Небольшие висячие ледники залегают во впадинах на склонах и часто выходят за границу снеговой линии. Таковы многие ледники Альп и Кавка-

Рандклюфты - боковые трещины, отделяющие ледник от скал

Бергшрунд - трещина в области

питания ледника, разделяющая неподвижную и подвижную

части ледника

Срединная и боковая морены

Поперечные трещины на языке ледника

Основная морена - материал под ледником

за. Каровые ледники заполняют чашеобразные углубления на склоне - цирки, или кары. В нижней части цирк ограничен поперечным уступом - ригелем, являющимся порогом, за который ледник не переступал в течение многих сотен лет.

Многие горно-долинные ледники, подобно рекам, сливаются из нескольких «притоков» в один большой, заполняющий ледниковую долину. Такие ледники особенно крупных размеров (их также называют дендритовыми или древовидными) характерны для высокогорий Памира, Каракорума, Гималаев, Анд. Для каждого района существуют и более дробное деление ледников.

Ледники вершин встречаются на округлых или выровненных поверхностях гор. Скандинавские горы имеют выровненные вершинные поверхности - плато, на которых распространён такой тип ледников. Резкими уступами обрываются плато к фьордам - древним ледниковым долинам, превратившимся в глубокие и узкие морские заливы.

Равномерное движение льда в леднике может смениться резкими подвижками. Тогда язык ледника начинает двигаться по долине со скоростью до сотен метров в сутки и более. Такие ледники называют пульсирующими . Их способность к движению обусловлена накапливающимся напряжением

в ледниковой толще. Как правило, постоянные наблюдения за ледником позволяют предсказать следующую пульсацию. Это помогает предотвращать трагедии, подобные той, что произошла в Кармадонском ущелье в 2003 году, когда в результате пульсации ледника Колка на Кавказе многие населённые пункты цветущей долины были погребены под хаотичными нагромождениями ледяных глыб. Подобные пульсирующие ледники не такая уж редкость

в природе. Один из них - ледник Медвежий - находится в Таджикистане, на Памире.

Ледниковые долины имеют U-образную форму и напоминают корыто. С этим сравнением и связано их название - трог (от нем. Trog - корыто).

Когда горная вершина со всех сторон покрыта ледниками, постепенно разрушающими склоны, образуются острые пирамидальные вершины - карлинги . Со временем соседние цирки могут сливаться.

Край ледника в Гималаях

Обломочный материал на поверхности ледника в Альпах

Реки, имеющие ледниковое питание, т.е. вытекающие из-под ледников, очень мутные и бурные в период таяния в тёплое время года и, наоборот, становятся чистыми и прозрачными зимой и осенью. Вал конечной морены иногда является естественной запрудой для ледникового озера. При бурном таянии озеро может размыть вал, и тогда образуется сель - грязекаменный поток.

ТЁПЛЫЕ И ХОЛОДНЫЕ ЛЕДНИКИ

На ложе ледника, т.е. у той части, которая соприкасается с поверхностью, температура может быть различна. В высокогорьях умеренных широт и в некоторых полярных ледниках эта температура близка к точке плавления льда. Получается, что между собственно льдом и подстилающей поверхностью образуется прослойка талой воды. По ней, как по смазке, и движется ледник. Такие ледники называют тёплыми, в отличие от холодных, которые оказываются приморожены к ложу.

Представим себе тающий весной сугроб. При потеплении снег начинает оседать, его границы уменьшаются, отступая от «зимних», из-под него бегут ручьи... А на поверхности земли остаётся лежать всё то, что накопилось на снегу и в снегу за долгие зимние месяцы: всевозможная грязь, опавшие ветки и листья, мусор. Теперь попробуем представить

себе, что этот сугроб в несколько миллионов раз больше, а значит, и куча «мусора» после его таяния будет размером с гору! Большой ледник при таянии, которое называют еще отступанием, оставляет после себя ещё больше материала - ведь в его объёме льда содержится гораздо больше «мусора». Все включения, оставленные ледником после таяния на поверхности земли, называют мореной или ледниковыми отложениями.

динными. После таяния такие морены бывают похожи на длинные насыпи, тянущиеся вдоль склонов вниз по долине.

Ледник находится в постоянном движении. Как вязкопластическое тело, он обладает способностью течь. Следовательно, тот обломок, который упал на него со скалы, через некоторое время может оказаться достаточно далеко от этого места. Собираются (аккумулируются) эти обломки, как правило, у края ледника, там, где накопление льда уступает таянию. Скопившийся материал повторяет очертания языка ледника и имеет вид изогнутой насыпи, частично перегораживающей долину. Когда ледник отступает, конечная морена остаётся на прежнем месте, постепенно размываясь талыми водами. При отступании ледника может накапливаться несколько валов конечных морен, которые будут говорить о промежуточных положениях его языка.

Ледник отступил. Перед его фронтом остался вал морены. Но таяние продолжается. И за конечной мореной начинают скапливаться талые ледни-

ковые воды. Возникает ледниковое озеро, которое сдерживает природная плотина. При прорыве такого озера нередко образуется разрушительный грязекаменный поток - сель.

При продвижении ледника вниз по долине он разрушает и своё основание. Часто этот процесс, который называют «экзарация», происходит неравномерно. И тогда образуются ступени в ложе ледника - ригели (от нем. Riegel - преграда).

Морены покровных ледников гораздо обширнее, разнообразнее, но сохраняются в рельефе хуже.

Отложения покровного ледника

Ведь, как правило, они более древние. И проследить их расположение на равнине не так просто, как в горной ледниковой долине.

В последнюю ледниковую эпоху огромный ледник двигался из района Балтийского кристаллического щита, со Скандинавского и Кольского полуостровов. Там, где ледник выпахал кристаллическое ложе, образовались вытянутые озера и длинные гряды - сельги . Их много в Карелии и в Финляндии.

Именно оттуда ледник принёс обломки кристаллических пород - гранитов. При долгой транспортировке пород лёд истирал неровные края обломков, превращая их в валуны. И по сей день такие гранитные валуны находят на поверхности земли во всех районах Подмосковья. Принесённые издалека обломки называют эрратическими. От максимальной стадии последнего оледенения - днепровской, когда конец ледника доходил до долин современных Днепра и Дона, сохранились только морены и ледниковые валуны.

После таяния покровный ледник оставил после себя всхолмленное пространство - моренную равнину. Кроме того, из-под края ледника вырывались многочисленные потоки талых ледниковых вод. Они размывали донную и конечную морены, уносили тонкие глинистые частицы и оставляли перед краем ледника песчаные поля - зандры (от исл. sand - песок). Талая вода нередко промывала себе туннели под потерявшими подвижность тающими ледниками. В этих туннелях и особенно при выходе из-под ледника скапливался перемытый материал морен (песок, галька, валуны). Эти скопления сохранились в виде длинных извилистых валов - их называют озы .

В условиях холодного климата вода, находящаяся в недрах и на поверхности, промерзает на глубину до 500 м и более. Свыше 25% поверхности всей суши Земли заняты вечномёрзлыми породами.

В нашей стране более 60% такой территории, ведь в зоне её распространения лежит почти вся Сибирь.

Это явление получило название многолетней, или вечной мерзлоты. Однако климат со временем может меняться в сторону потепления, так что термин «многолетняя» более подходит для этого явления.

В летние сезоны - а они здесь очень недолгие и скоротечные - верхний слой поверхностных грунтов может оттаивать. Однако ниже 4 м находится слой, который не оттаивает никогда. Грунтовая вода может находиться либо под этим мёрзлым слоем, либо сохраняться в жидком состоянии между многолетнемёрзлыми толщами (она образует водяные линзы - талики) или над мёрзлым слоем. Верхний слой, который подвержен промерзанию и оттаиванию, называется деятельным слоем .

ПОЛИГОНАЛЬНЫЕ ГРУНТЫ

Лёд в грунте может образовывать ледяные жилы. Часто они возникают в местах морозобойных (образующихся при сильных морозах) трещин, заполняемых водой. При замерзании этой воды грунт между трещинами начинает сдавливаться, ведь лёд занимает большую площадь, чем вода. Образуется слегка выпуклая поверхность, обрамлённая понижениями. Такие полигональные грунты покрывают значительную часть поверхности тундры. Когда наступает недолгое лето и ледяные жилы начинают оттаивать, образуются целые пространства, похожие на решетку из кусочков суши, окружённых водными «каналами».

Среди полигональных образований широко распространены каменные многоугольники и каменные кольца. При многократном промерзании и оттаивании земли происходит вымораживание, выталкивание льдом на поверхность более крупных обломков, содержащихся в грунте. Таким путем происходит сортировка грунта, поскольку его мелкие частицы остаются в центре колец и многоугольников, а крупные обломки смещаются к их краям. В результате появляются валы камней, обрамляющие более мелкий материал. На нем иногда селятся мхи, и осенью каменные многоугольники поражают неожиданной красотой:

яркие мхи, иногда с кустиками морошки или брусники, окружённые со всех сторон серыми камнями, похожи на специально сделанные садовые клумбы. В поперечнике такие многоугольники могут достигать 1 -2 м. Если поверхность не ровная, а наклонная, то многоугольники превращаются в каменные полосы.

Вымораживание из грунта обломков приводит к тому, что на вершинных поверхностях и склонах гор и холмов в зоне тундры возникает хаотическое нагромождение крупных камней, сливающихся в каменные «моря» и «реки». Для них существует название «курумы» .

БУЛГУННЯХИ

Этим якутским словом обозначается удиви-

На поверхности планеты выделяются не только пояса сплошной многолетней мерзлоты в холодных природных зонах. Существуют участки с так называемой островной многолетней мерзлотой. Она существует, как правило, в высокогорьях, в суровых местах с низкими температурами, например в Якутии, и является остатками - «островками» - прежнего более обширного пояса многолетней мерзлоты, сохранившейся со времени последнего ледникового периода