Г. П. Шалаева
Кто есть кто в мире природы
Почему в жаркую погоду вода в кувшине холодная?
Когда жарко, хочется чего-нибудь прохладного – воды, лимонада, мороженого.
Замечено, что в кувшине из необожженной глины вода остается холодной даже в жаркую погоду.
Такие кувшины имеют различную форму: с широким или узким горлышком, даже с носиком, как у чайника. Но одно в них одинаково: все они обязательно сделаны из необожженной глины и не покрыты глазурью. Наполненный водой, такой сосуд как бы дышит через глину, и с его поверхности испаряется выступающая через поры влага. За счет испарения и происходит охлаждение стенок кувшина. Поэтому вода в нем всегда холодная. Как жалко, что с развитием техники эти нехитрые предметы выходят из употребления!
Почему вода течет из родника?
Вода, которая вытекает из родников, когда-то выпала в виде дождя. Дождевая вода впитывается в землю и проникает в скальный грунт по трещинам. Конечно, часть воды остается у поверхности и испаряется в воздух, а также поглощается растениями через их корневую систему.
Остальная вода под воздействием силы тяжести опускается вниз настолько, насколько позволяет скальный грунт. Под землей на различной глубине имеются участки, где все пустоты скального грунта заполнены водой. Такие участки называют «зоной подземных вод». Верхний уровень этих подземных вод называют «уровнем воды» (граница водоносного слоя).
Родник образуется тогда, когда для воды находится естественное отверстие в земле, расположенное ниже уровня этого слоя воды. Вот почему многие родники расположены в долинах или в других низких местах. Грунтовые воды вытекают через родники по скальным пустотам, по дну или по склонам низин. Родник тоже подчиняется силе тяжести: вода течет сверху вниз.
Некоторые родники питаются водой из водоносного слоя. Они действуют круглый год и называются «постоянными». У других родников их канал, соединяющий поверхность с водоносным слоем, расположен близко к верхнему уровню воды этого слоя. Такие родники действуют только во время дождей, когда уровень воды повышается. Их называют «пульсирующими».
Родниковая вода проходит сквозь скальный грунт под землей, поэтому она содержит некоторые минералы, такие, как сера, известь. Источники, вода которых содержит большое количество минеральных солей, называются минеральными источниками.
В некоторых районах, особенно там, где была вулканическая деятельность, вода соприкасается с нагретыми подземными скальными породами. Подобные источники называют «термальными».
Артезианский колодец, как мы знаем, отличается от источника. В таком колодце дождевая вода просачивается вниз до тех пор, пока не достигнет слоя пористых пород, расположенного между двумя слоями монолитных скал. Эта вода часто находится под давлением со всех сторон, и когда бурят скважину, вода может с силой вырываться наружу. Скважину следует бурить в месте, которое ниже той точки, где вода проникает в землю.
Чем полезны болота?
Болотами принято называть избыточно влажные участки земной поверхности. Обычно болота образуются на основе озер с закрытым водообменом. Процесс этот длится долго. Поверхность озера зарастает водными растениями, а его дно устилают остатки неразложившихся растений, которые медленно превращаются в торф. Водные организмы, другие органические вещества также оседают на дно. Они образуют сапропель, или донный ил. Дно озера поднимается все выше, вытесняя воду, наконец озеро исчезает и на его месте появляется болото.
Каждое болото представляет собой уникальный природный комплекс со своей особой фауной и флорой. На болотах гнездятся журавли, утки и кулики, прилетают на ток глухари. Здесь живут редкие насекомые. Богат и разнообразен растительный мир.
В последние годы болота заинтересовали палеоботаников – специалистов по ископаемым растениям. Ведь возраст некоторых болот превышает 15 тысяч лет.
Добывая пробы с глубины 40–50 метров, ученые по остаткам пыльцы устанавливают, какие растения росли в этих местах, как менялся климат на протяжении тысячелетий. Можно сказать, что каждое болото представляет собой своеобразный дневник, в котором записаны все изменения, последовательно происходившие в природе этих мест на протяжении тысячелетий. По остаткам пыльцы можно даже установить, какими болезнями болели растения в те далекие времена.
Естественно, что болота нуждаются в охране и защите от осушения. Необдуманные мелиоративные работы (работы по осушению болот) могут не только привести к гибели болота, но и нарушить экологический баланс огромного района.
Над лишенным водой болотом поднимаются облака канцерогенной пыли (пыли, которая способна вызвать раковые опухоли). Торф – это ценнейшее удобрение и сырье для химических заводов – в сухом виде становится огнеопасным, поскольку в нем может произойти самопроизвольное возгорание под действием бактерий, выделяющих тепло.
Что такое гейзер?
Гейзер – это фонтан горячей воды и пара, бьющий из-под земли в районах вулканической деятельности. Фонтан гейзера действует периодически.
Внутренняя теплота Земли вызывает вулканическую деятельность, согревает термальные источники. В Исландии насчитывается 2 000 гейзеров, время от времени выбрасывающих на поверхность горячую воду и пар. Подземные воды достигают раскаленных слоев и разогреваются. Они закипают и под давлением пара выходят на поверхность земли. Некоторое время спустя фонтан гейзера затихает, пока новые подземные воды не разогреются и не начнут искать выхода. Фонтан гейзера представляет собой впечатляющее зрелище.
Почему вода в гейзере горячая?
Даже если бы из гейзера не била в воздух огромная струя воды, он все равно оставался бы одним из наиболее интересных чудес природы. Гейзер действительно представляет собой горячий источник, а горячий источник – это уже само по себе удивительно. Вот отверстие в земле, наполненное горячей водой. Откуда появляется эта вода? Почему она горячая? И что заставляет ее выстреливать фонтаном в воздух, образуя гейзер?
У всех гейзеров отверстие, которое называется трубкой, ведет с поверхности земли в подземные резервуары, которые служат хранилищами воды. Источником основного количества воды являются дожди и снега.
В недрах Земли горные породы очень горячие. Скорее всего, это неостывшая лава, которая называется магмой. Газы от этих раскаленных пород, в основном пар, поднимаются по трещинам в скальных породах и достигают подземных резервуаров. Здесь они нагревают воду до температуры кипения, а то и выше.
Так получается горячий источник. А что делает его гейзером? Трубка или проход, идущий от воды до горячих пород вниз (туда, откуда исходит тепло), имеет изогнутую, неправильную форму, что мешает пару просто подниматься на поверхность. Если бы пар и вода свободно выходили снизу, то получился бы просто постоянно кипящий источник.
Гейзер извергается, потому что вода в каменных ловушках и изгибах подземной водоносной системы нагревается до кипения и сразу превращается в пар.
Пару требуется большее пространство, чем той воде, из которой он образовался, и поэтому он выталкивает находящийся над ним водяной столб. По мере того, как пар перемещается наверх, давление внизу снижается, и в пар превращается еще большее количество воды. Вместо того, чтобы спокойно вытекать на поверхность, вода мощно вырывается наружу из-за выталкивающего ее пара – и мы видим гейзер!
Постоянно ли действует гейзер?
Гейзер – это фонтан горячей воды и пара, бьющий из-под земли в районах вулканической активности.
Действует он не постоянно, а периодически. В Исландии, как мы уже говорили, насчитывается более 2 000 гейзеров, периодически фонтанирующих на высоту до 10–20 метров.
Глубоко под земной поверхностью протекают подземные реки и бьют источники. Их вода нагрета горячими вулканическими породами внутри Земли почти до кипения. Когда эта горячая вода встречается с холодной, просачивающейся с поверхности земли, она выбрасывается наверх под давлением как струя кипятка и пара. Так получаются гейзеры. Некоторое время спустя гейзер затихает, пока новые порции воды не разогреются и не найдут выход в атмосферу. В некоторых местах земля пузырится, в других – вода собирается в небольшие бассейны, с клубящимся над ними паром. Острова Новой Зеландии – часть вулканической горной цепи, поэтому там много гейзеров и горячих источников.
Как образуются водопады?
Большинство рек мирно текут по равнинам. Они не встречают преград на своем пути. Перепад высот у них вызван естественным рельефом земли, в которой вода постепенно промывает себе русло.
Но в некоторых местах на пути реки попадаются твердые породы. Тогда в русле реки образуются крутые склоны, с которых вода не течет, а падает. Такие места называются водопадами.
Иногда водопады образуются после таяния ледников, от которых на земле остаются глубокие впадины. Так образовался известный водопад Иматра в Финляндии.
Иногда воде все же удается размыть твердое русло. Тогда река течет как бы по ступенькам, падая с одной на другую. Такое падение воды называется каскадом.
В мире известно множество красивейших водопадов.
Самым знаменитым считается Ниагарский водопад, который расположен на границе между Канадой и США. Часть его вытянута в форме огромной лошадиной подковы. Сила воды здесь так велика, что за 300 лет водопад «стесал» 500 метров твердой породы скалы.
В Замбии (Африка) находится водопад Виктория. В 1935 году в Венесуэле были открыты водопады Эйнджела. Большие водопады известны и на Ниле в Египте. Ежегодно к ним съезжается множество туристов.
Но водопады – это не только красивая достопримечательность, привлекающая туристов. Они приносят большую пользу. Падающая вода обладает огромной энергией. Если на ее пути поставить турбину, то та будет вращаться с огромной скоростью.
Поэтому человек приручил многие водопады. По огромным трубам их вода направляется к турбинам и, крутя их, приводит в действие мощные машины-генераторы. Они вырабатывают электроэнергию.
Все это называется гидроэлектростанцией (от слов гидро – вода и станция – остановка). Останавливаясь, вода отдает человеку свою энергию.
Вот какую большую пользу может принести водопад!
Какие водопады самые большие в мире?
Водопад – это поток воды, который неожиданно падает с высоты на более низкий уровень. Если объем воды небольшой, водопад называется «каскадом», если большой – «катарактом».
Некоторые водопады падают с высоты в сотни метров единым узким потоком. Другие известны своей шириной или необъятным количеством воды, переливающейся через уступ. Вот несколько самых больших водопадов в мире:
Водопады Анхель в горах Гвианы в Венесуэле – самые высокие в мире (980 метров) с самым длинным непрерывным падением в 807 метров. Эти водопады были открыты в 1935 году американским авиатором Джеймсом Эйнджелом.
Второй по величине водопад в мире был найден в Южной Африке. Это водопад Тугела. Вода падает с высоты 853 метров в пять этапов.
Один из самых высоких в мире – водопад Риббон в Йосемитском национальном парке в Калифорнии. Это узкий поток воды, падающий со скалы высотой 490 метров в реку Мерсед.
Самый длинный водопад в Азии – водопад Герсоппа в Индии. Это катаракт, падающий по четырем уступам, с общей длиной в 252 метра. Водопад, через который проходит самое большое количество воды – Гуайра, на границе Бразилии и Парагвая. Он несет более 13 000 м³ воды в секунду и состоит из 18 отдельных водопадов с общей высотой падения воды около 60 метров.
И, конечно, среди самых известных в мире – Ниагарский водопад.
Как возник Ниагарский водопад?
Ниагарский водопад находится на реке Ниагара в 25 километрах к северо-западу от города Буффало, штат Нью-Йорк. Река Ниагара впадает в озеро Эри, соединяя четыре Великих Озера с озером Онтарио. Примерно в середине своего 58-километрового пути ее быстрое течение прерывается и она падает с высокого утеса.
Фактически Ниагарский водопад состоит из двух водопадов: Канадского водопада и Американского водопада. Около 94 % ниагарской воды, 317 миллионов литров, низвергается в крутом Канадском водопаде каждую минуту.
Геологи считают, что Ниагарский водопад очень молодой, ему не более 10–15 тысяч лет. Во время Ледникового периода льды покрывали ту местность, которая сейчас известна под названием Ниагара. Ледники растаяли, образовалось озеро Эри. Из него нашла выход река, которая понесла свои воды на север.
В своем течении река достигает утеса. Этот утес, покрытый толстым слоем известняка, и создал Ниагарский водопад. Затем падающая вода углубляла русло реки. И сейчас высота падения воды гораздо больше первоначальной.
Первое упоминание о Ниагарском водопаде появилось в 1697 году. О нем написал французский миссионер и исследователь, отец Луис Хеннепин. Он увидел водопад в 1678 году во время экспедиции в Новый Свет с Сойр де ла Саллем.
Как появились реки?
На Земле существует множество рек. Маленькие речушки и ручейки, сливаясь, образуют более крупные. Те несут свои воды в моря и океаны. Другие – например, Волга – впадают во внутренние моря и озера. А некоторые, текущие по засушенным регионам, становятся все меньше, пока вовсе не исчезают, испаряясь или уходя в сухую почву.
Сами реки получают воду за счет осадков, а также от тающих снегов и ледников на вершинах гор, из родников или горных озер.
Крупные реки имеют множество притоков, то есть более мелких рек, впадающих в них. Даже такие американские реки-гиганты, как Огайо и Миссури, на самом деле являются всего лишь притоками еще более полноводной Миссисипи. Каждая из них, в свою очередь, питается более мелкими притоками, так что огромная речная система Миссисипи состоит из тысяч рек, речушек и ручейков.
Участок суши, воды которого питают речную систему, называется бассейном реки. Самым большим является бассейн южноамериканской реки Амазонки, территория которого составляет 7 050 000 км². Самая длинная река на свете – африканский Нил, его протяженность б 670 км.
Реки не только орошают почву, но и разрушают ее, вымывая понемногу год за годом и унося в океан. Этот процесс протекает медленно, однако за тысячи лет его результаты оказываются весьма заметными. Наглядным примером разрушительного действия реки, оказываемого ею даже на скалы, является Гранд-Каньон, образованный американской рекой Колорадо.
Почему на реках случаются, наводнения?
Сильные ливни или продолжительные дожди увеличивают количество воды в реках. Их русла переполняются, и берега не могут выдерживать такой напор воды. Тогда ручей или речка выходят из своих берегов и заливают прилегающие территории.
Разрушительная сила наводнений ужасна. Часто вода смывает плодородный слой земли на затопленных территориях, затрудняя впоследствии процесс обработки земли и выращивания урожая.
Иногда с лица земли стираются целые поселения. К несчастью, наводнения уносят жизни многих животных и людей. Человек борется с наводнениями, сооружая прибрежные дамбы и плотины, регулирующие количество воды в реках.
Однако наводнения могут приносить и пользу: таковы, например, ежегодные разливы реки Нил.
Весной в Египте выпадают обильные дожди, и вода затапливает дельту реки Нил. Вода приносит много ила, с помощью которого удобряют поля, точно так же как в нашей стране удобряют их с помощью навоза и удобрений.
Таким образом на песчаную почву попадает слой плодородной земли, богатый питательными веществами, что делает земли более пригодными для земледелия.
Сегодня разлив Нила регулируется Асуанской плотиной, поэтому дельта Нила больше не затапливается. Драгоценный ил остается на дне озера.
Это вызывает серьезную обеспокоенность у фермеров, потому что ил оседает на дно около плотины и не используется для нужд сельского хозяйства, для выращивания хлопка, фруктов и зерна.
Как образуются озера?
Озера – это удаленные от моря водоемы, которые заполнили впадины на поверхности Земли. Эти впадины называются бассейнами.
Озера образовались в результате стекания воды в низкие места. Озера пополняются в основном за счет дождей и тающего снега. Вода попадает в бассейн озера с ручьями, малыми и большими реками, подземными источниками и грунтовыми водами.
Бассейны озер образуются несколькими способами. Некоторые озера – результат разлома и деформации (изменения формы) земной коры. Озеро Верхнее в Северной Америке – пример такого озера.
Иногда озера создаются вулканами. Поток лавы может перекрыть сток вод в долины и образовать бассейн. Иногда кратер потухшего вулкана заполняется водой. Таково, например, кратерное озеро в южной части штата Орегон.
Многие озера занимают бассейны, образованные ледниковой эрозией. Все Великие Озера, кроме озера Верхнего, и озера Виннипег в Канаде – примеры озер ледникового происхождения.
На побережьях волны и прибрежные течения иногда отрезают узкие морские заливы от моря и со временем образуют озера из заливов и устьев рек. Иногда главное течение реки может само построить себе долину, откладывая наносы (грязь и почву) во время разлива. В результате долины притоков заполняются и образуют озера.
В местах, где под почвой находится известняк, грунтовые воды растворяют и уносят его, создавая большие подземные пространства, из которых образуются бассейны озер. В штате Флорида много озер такого типа.
Озера также могут быть созданы искусственно. Если на реке построить дамбу, она заблокирует поток воды и образуется озеро. Озеро Мид появилось, когда построили Гуверскую дамбу на реке Колорадо.
Какое озеро самое пресное в мире?
Самая пресная вода считается также самой чистой. Она в основном образуется при таянии ледников. В такой «ледяной» воде почти нет растворенных солей, оказывающих неблагоприятное воздействие на организм. Вот почему медики советуют пить талую воду.
В России есть озеро, которое заполнено самой пресной в мире водой, а значит, и самой чистой. Это озеро Байкал. Растворенных солей в байкальской воде содержится всего 20–30 миллиграммов на литр, тогда как в одном литре обычной озерной воды их до 100 миллиграммов, а в морской – до 37 и более граммов.
Однако байкальская вода образовалась не от ледников. Лимнологи – специалисты, которые занимаются изучением озер, – утверждают, что своей исключительной чистотой Байкал главным образом обязан живым организмам, обитающим в нем. Но ведь живые организмы есть в каждом озере, и все равно вода в них не такая чистая. В чем же дело?
Байкал и в этом отношении считается уникальным озером. Различные микроскопические растения, которых в байкальской воде насчитывается десятки тысяч, поглощают солнечный свет и выделяют в озерную воду больше 10 миллионов тонн кислорода в год и около 4 миллионов тонн органических веществ. Это, в свою очередь, создает основу для питания мельчайшим животным – зоопланктону, так называемым «блуждающим животным». В байкальской воде содержатся многие миллионы микроскопических живых организмов – до 300 видов различных инфузорий, 225 видов бокоплавов, больше, чем в каких-либо других пресных водоемах.
Особую роль в очистке байкальской воды играет веслоногий рачок, его называют «эпишура байкальская». Он встречается еще только в одном месте на Земле – в глубоком Кронецком озере на Камчатке.
Но в Байкале таких рачков очень много. В каждом литре байкальской воды содержится от 30 до 50 тысяч таких рачков, а по всему озеру – более 4 миллионов тонн. Миллиарды этих рачков, поедая микроскопические водоросли, пропускают через себя воду, как бы фильтруя и очищая ее.
Однако наличие такого количества микроскопических растений и живых организмов, которые очищают байкальскую воду, важная, но не единственная и, может быть, даже не главная причина чистоты байкальской воды. Та же эпишура может очищать только такую воду, которая существует в Байкале, в загрязненной воде рачки задыхаются, не выносят они и температуры выше 12 градусов. Значит, озеро Байкал уникально по своей природе. Чистота и химический состав его воды складывались на протяжении тысячелетий. Ученые предполагают, что пресная вода поступает в Байкал не только из рек, которые впадают в это озеро, но главным образом из верхней мантии Земли с его дна.
Байкал вмещает в себя 80 % пресной воды нашей страны и пятую часть всей пресной воды планеты.
