С К А З К А

I

«Сам я из племени водоплавающих, и сознание мое пропитано водой…»

Давным-давно - две тысячи триста с лишним лет назад, когда Земля еще была плоской и стояла на трех китах, и была она центром Вселенной, а Солнце было Богом, дающим жизнь всему сущему, на Земле жили мудрецы. У них не было адронного коллайдера, не было Интернета, не было мобильной связи…. ничего не было, даже очков. Но они умели видеть суть вещей. И вот тогда один из этих мудрецов (имя его неизвестно) записал: «И все реки текут в море, но море не переполняется, и реки не сякнут. В то место, откуда текут реки, вода возвращается вновь».

И все шло хорошо. Но 413 лет назад один человек все испортил. Его судили, сожгли на костре, но это не помогло. Киты ушли в мифологию, Солнце из Бога превратилось в желтого карлика, а Земля, потеряв точку опоры и перестав быть центром Вселенной, свернулась в маленький шарик и понеслась вокруг Солнца.

Но тот первый мудрец был мудрецом настоящим. Реки по-прежнему текут в море, и вода по-прежнему возвращается в то место, откуда текут реки. И Солнце – на то оно и Солнце! – по прежнему дает жизнь всему живому на Земле.

Познавая мир, мы тем самым его усложняем.

Пройдет совсем немного времени, нет, не две тысячи лет и не пятьсот, и наше сегодняшнее видение Мира будет выглядеть так же забавно, как плоская Земля, стоящая на трех китах. И чтобы это счастливое время скорее наступило, давайте посмотрим, как же все это выглядит сейчас.

Чтобы не рассуждать долго, проведем мысленный эксперимент в двух уровнях.

Уровень первый. Возьмем кусочек карты, на котором есть русловая сеть, отсканируем, занесем в компьютер и распечатаем с условием, что синий цвет – полимерная краска, частицы которой хорошо сцепляются между собой, и плохо – с бумагой. Теперь осторожно отделим русловую сеть от бумаги. У нас в руках окажется нечто похожее на плоскую веточку – основное русло с притоками первого, второго, и т. д., порядка.

Теперь эксперимент второго уровня. Попробуем сделать то же самое с реальной рекой. Представим, что мы ухватились за поток и «вынимаем» его из русла. Мы увидим, что с водой в русле как-то связаны грунтовые и почвенные воды, роса и туманы, лежащие в речной долине, дожди и облака, воздушные потоки, идущие к нам с Северной Атлантики, Гольфстрим, берущий свое начало в районе Карибского моря, в зоне тропической конвергенции… И в какой-то момент мы обнаружим, что мы ухватились за маленькую частичку - звено - огромной сущности, размеры которой сразу трудно себе представить. Это она бушует в морях и океанах, столетиями лежит в материковых льдах, наполняет атмосферу и на сотни метров уходит под землю, входит в состав минералов, присутствует в каждой клетке живого вещества. Это она в марте падает сосулькой на нашу голову, а счастливо увернувшимся после майской грозы рисует на небе радугу…

И все это огромное вечное существо называется одним словом – гидросфера. И является она единым целым, и находится в непрерывном движении, переходя из жидкого состояния в газообразное, твердое, снова в жидкое, участвуя в обмене веществ животных и растений, в химических реакциях, постоянно перемещаясь в пространстве и перенося с собой растворы, песчинки, камни, льдины и корабли, живых существ и еще многое-многое другое. И движет всей этой системой солнечная энергия.

А еще она обладает памятью …

II

Где ветер ласковый, как руки матери…

В одном из таких мест, откуда текут реки и куда вода возвращается вновь, и расположены наши озера – Валдайское и Ужин, объединенные общим истоком – рекой Валдайкой. Это маленькая, но звонкая частичка гидросферы, и принадлежит она бассейну Балтийского моря.

В основании Волго–Балтийского водораздела лежит карбоновый уступ, сложенный мощными известняковыми отложениями. Возраст этих известняков от шестисот до девятисот миллионов лет. Это дно древнего моря. Известняковая плита круто обрывается на северо-запад и полого уходит под четвертичные отложения в сторону Каспийского моря. Выходы ее на поверхность прослеживаются от Онежского озера до истоков реки Ловати, и далее в страны Прибалтики, где она носит название Балтийской гряды. Плита эта прорезана долинами древних рек, бежавших когда-то в сторону современного Балтийского моря.

Ледник, наступавший со Скандинавского полуострова, наползал на уступ, взламывая его и проникая вглубь территории по речным долинам, отметки дна которых местами были ниже уровня современной Балтики. В каких – то местах реки, перегороженные ледником, успевали замерзнуть, и переживали ледниковый период в виде мертвого льда.

При таянии ледника принесенный им материал частично выносился из древних речных долин, и они восстанавливались, создавая условия для появления новой русловой сети. Долины таких древних рек наследуют Мста, Полометь, Кунянка и другие. В некоторых случаях глубокие долины древних рек, перегороженные ледниковыми отложениями и заполненные мертвым льдом, постепенно вытаивли, превращаясь в озера. Так появились и наши озера, глубины которых достигают 64 (Валдайское) и 54 (Ужин) метров.

В среднем за год здесь выпадает 793 миллиметра осадков. Из них 483 миллиметра испаряются, а оставшиеся 310 бегут в мировой океан, формируя и наполняя русловую сеть, весело прыгая на перекатах и отдыхая в озерах.

Вода в озерах действительно «отдыхает». Та вода, что вытекает из наших озер по реке Валдайке, по своим качествам чище воды самого чистого лесного ручья.

Время, которое вода проводит в озере, зависит от его проточности, которая определяется периодом водообмена. Возьмем всю водную массу озер Валдайское и Ужин (414,5 миллионов кубометров) и разделим на объем годового стока по реке Валдайке. Получим период водообмена 9,8 года. Это при условии, что вода, поступающая в озера по притокам, не перемешивается с озерной водой, а «вытесняет» ее. Если же посчитать время водообмена с учетом перемешивания, то получится, что полностью вода поменяется только через 48 лет.

Но если посмотреть повнимательней…

Вода имеет максимальную плотность при + 4 градусах Цельсия. При замерзании плотность воды падает до 0,9 г/см. куб. И только поэтому реки и озера зимой не промерзают до дна.

Зимой на озере лед. На нижней его границе температура +0,1 градуса. С глубиной температура воды растет, достигая у дна, на глубине 40 метров + 1,8 + 2,2 градуса. Здесь лежит более плотная, тяжелая вода, водная масса устойчива и вертикального перемешивания нет. Вода, поступающая в озеро по притокам, имеет температуру + 0,2 градуса, и эта вода проходит подо льдом к выходу из озера, не проникая вглубь. Это период «зимней стагнации».

Весной тает лед, и верхние слои воды начинают нагреваться на солнышке. Когда температура на поверхности превысит 3 – 3,5 градуса, эта вода становится более плотной, чем лежащая ниже, и вода с поверхности начинает погружаться, достигая дна. Навстречу ей из глубины поднимается более холодная и легкая вода. Происходит полное перемешивание всей водной массы озера по вертикали. Водная масса насыщается растворенным на поверхности кислородом. У лимнологов этот процесс называется «весенний вдох». Продолжается он недолго – от 5 до 10 дней.

Температура поверхности продолжает расти, и при значениях 5,5 – 6 градусов эта более легкая вода остается наверху. Под ней образуется относительно тонкий слой воды с большими градиентами температуры, так называемый «термоклин», При перепаде температуры 0,6 градуса на метр и выше вертикальное перемешивание прекращается, и водная масса в озере распадается на три слоя: поверхностный (эпилимнион) – теплый, перемешанный ветром и насыщенный кислородом из воздуха и выделяемым водорослями и фитопланктоном в процессе фотосинтеза; подстилающий его слой температурного скачка (металимнион) – с большими вертикальными градиентами температуры и плотности, и глубоководный (гиполимнион) – с низкими температурами, не имеющий обмена с поверхностью. Здесь идет только потребление кислорода на дыхание живых организмов и окисление поступающего органического вещества. Это период «летней стагнации».

Осенью поверхностный слой начинает остывать, и температура по всей глубине постепенно выравнивается. При значениях 5,5 – 7 градусов наступает период «осенней гомотермии». В это время ветровое перемешивание охватывает всю толщу воды, достигая дна. Это так называемый «осенний вдох», и продолжаться он может до 40 дней, пока температура не упадет ниже 4 градусов. Поверхность продолжает быстро остывать, водная масса становится устойчивой к перемешиванию, и на озере встает лед.

Учитывая все сказанное, получается, что перемешивание всей водной массы озера происходит не весь год, а только в течение примерно двух месяцев, и упомянутые ранее 48 лет, по-видимому, следует умножить на шесть. (Для сравнения: в озере Ильмень вода меняется 3 – 4 раза в год).

На самом деле динамика водной массы озер чрезвычайно сложна, и приведенная здесь упрощенная схема весьма условна.

Итак, вода в наших озерах может «отдыхать» не одну сотню лет. Кстати, именно поэтому вода в озерах Валдайское и Ужин уникальна по своему составу и прозрачности.

Но вода – существо творческое. Живя в озере столь долго, она не сидит без дела. Она выращивает фито- и зоопланктон, разводит мальков, выращивает различные виды рыб, моллюсков, личинки насекомых, обустраивает места для гнездовий водоплавающих птиц, и делает еще много всего. Работает она на «солнечных батарейках». Хватает ли ей этого тепла?

Знаете ли вы, что означала медная серьга в левом ухе моряка британского парусного флота? Она вручалась тому, кто на парусах прошел проливом Дрейка с востока на запад. На ней было выбито название судна и дата перехода. Обладатель серьги имел право бесплатно пить пиво во всех портовых кабаках Плимута. Пролив расположен в Южном океане, между 55 и 60 градусами южной широты, между мысом Горн и Антарктическим полуостровом. Температура воды там в течение года не превышает 4 градусов. Круглый год там можно встретить плавучие льды и айсберги.

Озера наши расположены на 58 градусе северной широты. Это широта пролива Дрейка, только в Северном полушарии. Средняя годовая температура воздуха на Валдае + 3,6 градуса (северное полушарие немного теплее южного). У нас «Страна вечнозеленых помидоров», и местные «садисты и огородники», чтобы вырастить этот экзотический плод, строят теплицы, стараясь с помощью пленки или стекла удержать скудное солнечное тепло над грядками.

Средняя температура водной массы в наших озерах в летний период колеблется около 12 – 14 градусов. Холодновато? Но вода и тут находит выход. Чтобы ее питомцам жилось лучше, она тоже устраивает нечто вроде теплицы, используя для этого свои физические возможности. Вместо пленки она использует слой температурного скачка, накапливая все солнечное тепло в верхних слоях. И летом у нас на поверхности озера температура как в Крыму, а то и выше на пару градусов.

Стань озеро абсолютно прозрачным, мы бы увидели, что вода - талантливый ландшафтный архитектор. Вся растительность в озере расположена не случайно. Ее видовой состав, количество и расположение находится в гармонии с озерной средой. Вдоль береговой линии на различном удалении от берега, в соответствии с глубиной и освещенностью, растут различные виды водорослей, образующие «макрофитный пояс», перехватывающий идущий с берега сток минерального и органического вещества. В приустьевых участках ручьев – свои, отвечающие местным условиям оазисы растительности и биоты.

На мелководьях плесов, вдали от берега, расположены живописные рощи из различных видов водорослей, состав которых подобран по глубине, прозрачности, характеру дна, и постоянно меняется в зависимости от времени года и внешних условий.

Есть у озерной воды и еще одна, очень важная работа. С самого появления озера, изо дня в день, из года в год она ведет летопись прилегающей территории, получая подробную информацию от притоков с водосбора в виде взвесей и растворенных веществ. В самом озере с этими поступлениями работает целая команда «архиваторов». Это донные организмы, так называемый бентос – личинки насекомых, черви, моллюски, рачки и другие, а также специальные виды бактерий. Их задача состоит в поедании и переработке поступающего из водной массы в придонные горизонты материала, переводу его в наиболее устойчивое «долговечное» состояние и складировании в донных отложениях.

Озерная котловина, встреченная водой на пути в мировой океан, является областью аккумуляции. В донных отложениях записана вся история водосбора. Подробно рассматривая колонку этих отложений, начиная с нижних горизонтов, удалось установить возраст наших озер – около 12 000 лет (радиоуглеродный анализ органики самых нижних слоев). В это время с водосбора поступают в основном глинистые частицы, песок, камушки. После отступления ледника в бассейне озер еще нет растительности. Чуть позднее в осадке появляются споры мхов и лишайников, пыльца карликовой березки – на водосборе в основном тундровые виды растений. Семь тысяч лет назад отмечался период климатического оптимума. Было теплее, чем сейчас, и климат был более влажным. На водосборе рос в основном широколиственный лес. Шесть тысяч лет назад здесь появляются первые люди.

С тех пор климат здесь постепенно холодает. Появились хвойные леса. Сейчас здесь южная подзона северной тайги.

Вместо эпилога.

Вникая в детали чего бы то ни было, мы постоянно приходим к обобщению. Изучая, что готовят и едят в данной местности мы приходим к понятию «национальная кухня», как говорят – «диалект», изучая явления погоды приходим к понятию «климат», рассматривая растения и живые организмы в каком – то ограниченном пространстве – «биотоп». Изучая картины мы познаем художника, а изучая весь этот мир приходим к понятию «Творец».

Поиск по сайту: