И, наконец, Прикаспийская низменность с ее сухими степями, полупустынями и пустынями относится к четвертой зоне -- хлоридно-сульфатных и хлоридных засоленных теплых грунтовых вод. Здесь испарение преобладает над пополнением грунтовых вод атмосферными осадками.
Для гор характерны азональные грунтовые воды, свойства и глубина залегания которых меняются на коротких расстояниях. На равнинах также встречаются азональные грунтовые воды, связанные с особенностями слагающих пород (аллювий, массивно-кристаллические, карстующиеся породы и др.) и нарушающие общую зональную картину их распределения.
Ниже грунтовых вод располагаются межпластовые, или собственно подземные воды, которые часто залегают на большой глубине. Их распространение, температура и химический состав в наибольшей степени определяются геологическим строением территории. На равнинах выделяют гидрологические артезианские бассейны (Подмосковный, Западно-Сибирский, Тунгусский и др.). В них сосредоточены пластовые или трещинно-пластовые воды, обычно заполняющие рыхлые пласты. В горных областях преобладают трещинные и пластово-трещинные воды. В областях распространения многолетней мерзлоты выделяются надмерзлотные (грунтовые), межмерзлотные и подмерзлотные подземные воды. Надмерзлотные воды зимой полностью или частично замерзают. Межмерзлотные и подмерзлотные воды протекают по трещинам среди мерзлого грунта, а иногда выходят в виде источников на поверхность. Подземные воды при замерзании здесь часто образуют наледи, гидролакколиты, ледяные ядра в торфяных буграх. По данным Г.К. Тушинского (1968), на Северо-Востоке насчитывается до 4000 наледей, в которых заключено около 25 млрд м2 воды.
Подземные воды -- это своеобразные полезные ископаемые. В хозяйстве используются пресные и минеральные подземные воды. Значительный практический интерес представляют термальные воды, имеющие температуру от 30 до 300°С, крупные запасы которых выявлены в Западной Сибири, на Камчатке, Кавказе и в других районах.
Многолетняя (вечная) мерзлота
Внутренние воды России представлены не только скоплениями жидкой воды, но и воды в твердом состоянии, образующей современное покровное, горное и подземное оледенение. Область подземного оледенения называют криолитозоной (термин введен в 1955 г. советским мерзлотоведом П.Ф. Швецовым; ранее для ее обозначения использовался термин "вечная мерзлота").
Криолитозона -- верхний слой земной коры, характеризующийся отрицательными температурами горных пород и наличием (или возможностью существования) подземных льдов. В ее состав входят многолетнемерзлые горные породы, подземные льды и непромерзающие горизонты сильно минерализованных подземных вод.
В условиях длительной холодной зимы при относительно небольшой мощности снежного покрова горные породы теряют много тепла и промерзают на значительную глубину, превращаясь в твердую мерзлую массу. Летом они не успевают полностью оттаять, и отрицательные температуры грунта сохраняются даже на небольшой глубине в течение сотен и тысяч лет. Этому способствуют огромные запасы холода, которые накапливаются за зиму в районах с отрицательной среднегодовой температурой. Так, в Средней и Северо-Восточной Сибири сумма отрицательных температур за период залегания снежного покрова составляет -3000...-6000°С, а летом сумма активных температур составляет всего 300-2000°С.
Горные породы, длительное время (от нескольких лет до многих тысячелетий) находящиеся при температурах ниже 0°С и сцементированные замерзшей в них влагой, получили название многолетней, или вечной мерзлоты. Скопления воды в многолетнемерзлых породах образуют линзы, клинья, прослои и прожилки льда, т.е. в состав вечной мерзлоты входят и подземные льды. Содержание льда, т.е. льдистость многолетней мерзлоты может быть весьма различной. Она колеблется от нескольких процентов до 90% общего объема породы. В горных районах льда обычно бывает мало, зато на равнинах подземный лед нередко оказывается главной горной породой. Особенно много ледяных включений содержится в глинистых и суглинистых отложениях крайних северных районов Средней и Северо-Восточной Сибири (в среднем от 40-50% до 60-70%), отличающихся наиболее низкой постоянной температурой грунта.
Многолетняя мерзлота -- необычное явление природы, на которое обратили внимание еще землепроходцы в XVII в. О ней упоминал в своих работах В.Н. Татищев (начало XVIII в.). Первые научные исследования мерзлоты были проведены А. Миддендорфом (середина XIX в.) во время его экспедиции на север и восток Сибири. Миддендорф впервые произвел измерения температуры мерзлого слоя в ряде пунктов, установил его мощность в северных районах, высказал предположения о происхождении мерзлоты и причинах ее широкого распространения в Сибири. Во второй половине XIX в. и начале XX в. мерзлота изучалась попутно с изыскательскими работами геологами и горными инженерами. В советские годы проводились серьезные специальные исследования многолетней мерзлоты М.И. Сумгиным, П.Ф. Швецовым, А.И. Поповым, И.Я. Барановым и многими другими учеными.
Область распространения многолетней мерзлоты в России занимает около 11 млн км2, что составляет почти 65% территории страны.
Южная ее граница проходит по центральной части Кольского полуострова, пересекает Восточно-Европейскую равнину близ полярного круга, по Уралу отклоняется к югу почти до 60° с.ш., а вдоль Оби -- к северу до устья Северной Сосьвы, далее проходит по южному склону Сибирских Увалов к Енисею в районе Подкаменной Тунгуски. Здесь граница круто поворачивает к югу, проходит вдоль Енисея, идет по склонам Западного Саяна, Тувы и Алтая к границе с Казахстаном. На Дальнем Востоке граница мерзлоты идет от Амура к устью Селемджи (левого притока Зеи), затем по подножию гор левобережья Амура к его устью. Мерзлота отсутствует на Сахалине и в прибрежных районах южной половины Камчатки. Пятна мерзлоты встречаются южнее границы ее распространения в горах Сихотэ-Алиня и в высокогорьях Кавказа.
В пределах этой обширной территории условия развития мерзлоты не одинаковы. Северные и северо-восточные районы Сибири, острова азиатского сектора Арктики и северный остров Новой Земли заняты сплошной низкотемпературной многолетней мерзлотой. Южная ее граница проходит через северную часть Ямала, Гыданского полуострова к Дудинке на Елисее, затем к устью Вилюя, пересекает верховья Индигирки и Колымы и выходит к побережью Берингова моря южнее Анадыря. К северу от этой линии температура слоя многолетнемерзлых пород составляет -6...-12°С, а его мощность достигает 300-600 м и более. Южнее и западнее распространена мерзлота с островами таликов (талого грунта). Температура мерзлого слоя здесь выше (-2...-6°С), а мощность уменьшается до 50-300 м. Близ юго-западной окраины области распространения мерзлоты встречаются лишь отдельные пятна (острова) мерзлоты среди талого грунта. Температура мерзлого грунта близка к 0°С, а мощность менее 25-50 м. Это -- островная мерзлота.
В мерзлой толще концентрируются большие запасы воды в виде подземных льдов. Часть их образовалась одновременно с вмещающими породами (сингенетические льды), другая -- при замерзании воды в ранее накопившихся толщах (эпигенетические).
На приморских низменностях от устья Хатанги до Колымы, на Новосибирских островах и на Вилюйской низменности в рыхлых отложениях распространены полигонально-жильные льды. Мощность их достигает 40-50 м, а на Большом Ляховском острове даже 70-80 м. Эти льды могут считаться "ископаемыми", так как формирование их происходило в среднечетвертичное время (в период оледенения). Жильный лед в трещинах кристаллических и метаморфических пород широко представлен в горных системах Северо-Востока и в северной части Средней Сибири. Для Западной Сибири и Печорской низменности типичны ледяные ядра торфяных бугров пучения. Ледяные интрузии -- гидролакколиты (булгунняхи в Якутии) образуются в озерно-аллювиальных, делювиальных и солифлюкционных отложениях котловин Забайкалья и Северо-Востока, в Центральной Якутии и северных районах Западной Сибири.
Миграционные льды, заполняющие морозобойные трещины, распространены практически во всех районах, где встречается мерзлота.
Большая мощность многолетней мерзлоты, находки в ней хорошо сохранившихся мамонтов свидетельствуют о том, что многолетняя мерзлота -- продукт весьма продолжительного накопления холода в толщах горных пород. Подавляющее большинство исследователей считает ее реликтом ледниковых эпох. Современный климат на большей части территории распространения мерзлоты лишь способствует ее сохранению, поэтому малейшее нарушение природного равновесия ведет к ее деградации. Это необходимо учитывать при хозяйственном использовании территории, в пределах которой распространена мерзлота.
Многолетняя мерзлота оказывает влияние не только на подземные воды, режим и питание рек, распространение озер и болот, но и на многие другие компоненты природы (рельеф, почвы, растительность), а также на хозяйственную деятельность человека. При разработке полезных ископаемых, прокладке дорог, строительстве, при проведении сельскохозяйственных работ необходимо тщательно изучать мерзлый грунт и не допускать его деградации.
Современное оледенение
Современные ледники занимают на территории России небольшую площадь, всего около 60 тыс. км2, однако в них заключены большие запасы пресной воды. Они являются одним из источников питания рек, значение которого особенно велико в годовом стоке рек Кавказа.
Основная площадь современного оледенения (более 56 тыс. км2) находится на арктических островах (см. таблицу 7), что объясняется их положением в высоких широтах, обусловливающим формирование холодного климата.
Нижняя граница нивальной зоны опускается здесь почти до уровня моря. Оледенение сосредоточено в основном в западных и центральных районах, где выпадает больше атмосферных осадков. Для островов характерно покровное и горно-покровное (сетчатое) оледенение, представленное ледниковыми щитами и куполами с выводными ледниками. Самый обширный ледниковый покров расположен на Северном острове Новой Земли. Длина его по водоразделу составляет 413 км, а наибольшая ширина достигает 95 км (Долгушин Л.Д., Осипова Г.Б., 1989). Остров Ушакова, лежащий между Землей Франца-Иосифа и Северной Землей, представляет собой сплошной ледниковый купол, края которого обрываются к морю ледяными стенами высотой от нескольких метров до 20-30 м, а на острове Виктории, расположенном западнее Земли Франца-Иосифа, свободен ото льда лишь небольшой участок пляжа площадью около 100 м2.
Таблица 6. Современное оледенение России (по Л.Д. Долгушину, Г.Б. Осиповой, 1989)
При движении к востоку все бoльшая часть островов остается свободной ото льда. Так, острова архипелага Земли Франца-Иосифа почти сплошь покрыты ледниками, на Новосибирских островах оледенение характерно лишь для самой северной группы островов Де-Лонга, а на острове Врангеля покровного оледенения нет -- здесь встречаются лишь снежинки и небольшие леднички. Большинство снежно-ледовых образований представляют собой многолетние снежники с ядрами инфильтрационного льда.
Толщина ледниковых покровов арктических островов достигает 100-300 м, а запас воды в них приближается к 15 тыс. км2, что почти в четыре раза больше годового стока всех рек России.
Оледенение горных областей России и по площади, и по объему льда значительно уступает покровному оледенению арктических островов. Горное оледенение характерно для наиболее высоких гор страны -- Кавказа, Алтая, Камчатки, гор Северо-Востока, но встречается и в невысоких горных массивах северной части территории, где снеговая граница лежит низко (Хибины, северная часть Урала, горы Бырранга, Путорана, Хараулахские горы), а также в районе Маточкина Шара на Северном и Южном островах Новой Земли.
Многие горные ледники лежат ниже климатической снеговой границы, или "уровня 365", на котором снег сохраняется на горизонтальной подстилающей поверхности в течение всех 365 дней в году. Существование ледников ниже климатической снеговой границы становится возможным за счет концентрации больших масс снега в отрицательных формах рельефа (часто в глубоких древних карах) подветренных склонов в результате метелевого переноса и схода лавин. Разница между климатической и фактической снеговой границей измеряется обычно сотнями метров, но на Камчатке превышает 1500 м.
Площадь горного оледенения России немногим превышает 3,5 тыс. км2. Наиболее широко распространены каровые, карово-долинные и долинные ледники. Большая часть ледников и площади оледенения приурочена к склонам северных румбов, что обусловлено не столько условиями снегонакопления, но и большей затененностью от солнечных лучей (инсоляционными условиями). По площади оледенения среди гор России первое место занимает Кавказ (994 км2). За ним следует Алтай (910 км2) и Камчатка (874 км2). Менее значительное оледенение характерно для Корякского нагорья, хребтов Сунтар-Хаята и Черского. Оледенение других горных районов невелико. Самыми крупными ледниками России являются ледник Богдановича (площадь 37,8 км2, протяженность 17,1 км) в Ключевской группе вулканов Камчатки и ледник Безенги (площадь 36,2 км2, протяженность 17,6 км) в бассейне Терека на Кавказе.
Ледники чутко реагируют на колебания климата. В XVIII -- начале XIX вв. начался период общего сокращения ледников, который продолжается и поныне.
Водные ресурсы и хозяйственное значение внутренних вод
Водные ресурсы занимают одно из важнейших мест среди природных богатств России. Основной объем вод составляют их вековые запасы, заключенные в ледниках, подземных водах, озерах и водохранилищах, которые остаются неизменными на протяжении многих столетий. Большие запасы воды содержатся в озерах, среди которых особенно выделяются уникальное озеро Байкал и крупнейшее в Европе Ладожское озеро.
Однако важнейшим источником удовлетворения разнообразных потребностей человека в водных ресурсах являются не вековые запасы, а ежегодно возобновляемые поверхностные пресные воды, в существенно меньших размерах -- подземные пресные воды, используемые преимущественно для коммунально-бытового и питьевого водоснабжения и частично -- в промышленности (пищевой и медицинской), а также в сельском хозяйстве.
Ежегодный возобновляемый речной сток России -- 4266 км2, в том числе местный сток (формирующийся на территории страны) -- 4043 км2. Потенциальные ресурсы подземных вод России составляют 318 км2/год. Из них около половины (153 км2/год) приходится на эксплуатационные ресурсы. Разведанные запасы пресных подземных вод составляют 29 км2/год, из которых подготовлено к промышленному освоению более 20 км2/год.
По запасам доступных ресурсов пресных вод Россия занимает второе место в мире после Бразилии. Однако по удельной обеспеченности в расчете на 1 км2 территории Россия занимает лишь девятое место среди десяти наиболее богатых водными ресурсами государств, немного опережая Канаду, а в расчете на одного человека находится на четвертом месте после Бразилии, Норвегии и Канады. Местный речной сток составляет в России 237 тыс. м2/год (или 7,5 л/сек) на 1 км2 и 27 тыс. м2/год на одного жителя. Но это -- среднее значение, а основная масса стока приходится на азиатскую часть страны. В то же время основные хозяйственно освоенные районы европейской территории испытывают недостаток в воде. Особенно остро эта проблема стоит в южных районах, где речные воды расходуются и на орошение земель (в Предкавказье, Среднем и Нижнем Поволжье). Большой дефицит воды характерен для Урала, где находятся лишь верховья рек, а потребность в воде велика. Дефицит воды в значительной мере послужил побудительным мотивом создания искусственных водоемов для накопления и перераспределения стока во времени. С целью перераспределения стока в пространстве прокладываются каналы.
Перераспределение стока важно еще и потому, что поверхностные воды используются не только как источник водных ресурсов. Большое значение имеют гидроэнергетические ресурсы рек. На Волге, Каме, Енисее, Ангаре построены каскады ГЭС. В настоящее время свыше 80 крупных ГЭС на реках России вырабатывают свыше 170 млрд кВт·ч электроэнергии в год.
Многие реки и озера используются для судоходства, а реки -- для лесосплава. В годы советской власти в Европейской России построены судоходные каналы -- Беломорско-Балтийский, им. Москвы, Волго-Донской, реконструирована Мариинская водная система, получившая название Волго-Балтийского канала.
Реки, озера, искусственные водоемы используются для рыбоводства и рыборазведения, для рекреационных целей. Таким образом, значение внутренних вод велико и разнообразно.
Страницы: 1, 2, 3, 4
