8_-_srodowisko_wodne.pdf

(511 KB) Pobierz
8
ŚRODOWISKO
WODNE
INFORMACJE OGÓLNE
JEZIORO
–
Naturalny
śródlądowy
zbiornik wodny,
którego występowanie uwarunkowane jest
istnieniem
zagłębienia (misy jeziornej),
w którym mogą gromadzić się wody powierzchniowe, oraz
zasilaniem przewyższającym straty wody wskutek parowania lub odpływu.
Większość jezior występuje na obszarach zajmowanych niegdyś przez lodowiec. Woda z
topniejącego lodowca wypełniała doliny i tworzyła jeziora. Powstanie mis jeziornych wiąże się przede
wszystkim z procesami geologicznymi.
Zasilanie należy natomiast przede wszystkim od warunków klimatycznych. Jezioro różni się od stawu
występowaniem strefy afotycznej – warstwy wód jezior, mórz i oceanów, do której nie dociera już
światło
słoneczne, leżąca poniżej strefy fotycznej. Górna granica sfery afotycznej - w zależności m.in. od
przezroczystości wody i natężenia
światła
- znajduje się zwykle na głębokości ok. 400 m w głąb w jeziorach i
od ok. 1700 m w morzach (abisal).
Największe i najgłębsze są jeziora pochodzenia tektonicznego. Jest w nich zgromadzonych ponad
95% zasobów wód jeziornych. Wypełniają zagłębienie powstałe w wyniku ruchów tektonicznych.
Największym pod względem powierzchni i zasobów jest
Morze Kaspijskie
(jest to jezioro wód
słonych). Najniżej (około 400 m p.p.m.) położone jest lustro wody słonego
Morza Martwego,
najgłębiej –
dno jeziora
Bajkał
(1620 m poniżej lustra wody i 1160 m p.p.m.), które jest również jeziorem gromadzącym
najwięcej w
świecie
słodkiej wody – 23 tys. km³ (~20% zasobów
światowych).
Jednym z najwyżej
położonych dużych jezior jest Titicaca w Andach (3812 m n.p.m.). Najliczniejsze są jeziora polodowcowe.
Występują zarówno w górach, np. w Tatrach, jak i na nizinach, gdzie tworzą duże skupiska zwane
pojezierzami.
POCHODZENIE JEZIOR
Rodzaje jezior ze względu na pochodzenie
meteorytowe (kosmiczne)
– powstałe wskutek uderzeń meteorytów np. Pingualuit w Kanadzie
tektoniczne (ryftowe)
– wypełniają zagłębienia pochodzenia tektonicznego. Ich misy stanowią
zapadnięte części skorupy ziemskiej w formie rowów lub rozległych zapadlisk, np. w rowie: Bajkał,
Tanganika, Martwe, Malawi (Niasa); w płaskim zagłębieniu: Wiktorii, Ładoga, Górne
reliktowe
– stanowią część dawnego morza, np. Kaspijskie, Aralskie, Ilmen
polodowcowe
– wypełniają zagłębienia pozostawione przez lodowce
rynnowe – w rynnach polodowcowych. Wąskie, długie, o stromych brzegach, głębokie, np.
Gopło, Jeziorak, Hańcza
morenowe – w zagłębieniach wśród wałów morenowych, np.
Śniardwy,
Mamry,
charakteryzują się dużą powierzchnią, stosunkowo małą głębokością i urozmaiconą linią
brzegową
wytopiskowe (oczka) – z wytopienia bryły martwego lodu np. Sasek Mały
cyrkowe – w cyrkach (kotłach) lodowcowych, np. Czarny Staw, Morskie Oko
polodowcowe górskie:
cyrkowe
morenowe
wulkaniczne
kraterowe – w kraterach nieczynnych wulkanów
zaporowe – odpływy zatamowane przez potoki lawy
kalderowe – wypełniające kaldery nieczynnych wulkanów
maary – zajmują zagłębienia w lejkowatych kraterach pozostałych po wulkanach
eksplozywnych
przybrzeżne
– wskutek odcięcia zatoki przez narastającą mierzeję: Łebsko, Gardno, Resko
Przymorskie
deltowe
– wskutek nierównomiernej akumulacji w delcie rzeki np. Druzno, Dąbie,
wydmowe
– wypełniają obniżenia między pagórkami wydmowymi
osuwiskowe
– na skutek zatamowania biegu rzeki przez osuwisko np. Sareskie (Tadżykistan)
Duszatyńskie (Bieszczady)
krasowe
– w zagłębieniach krasowych np. Jezioro Ochrydzkie (Półwysep Bałkański) oraz Firlej
starorzecza
– wskutek odcięcia meandru rzeki np. Jeziorko Czerniakowskie w Warszawie, Druzno
jezioro deflacyjne (eoliczne)
– w wyniku wypełnienia utworzonego przez wiatr zagłębienia np.
jezioro Teke (Kazachstan)
wytworzone przez ruchy masowe
prowadzące do zatarasowania zagłębień terenowych przez
osuwiska skalne
antropogeniczne
– jeziora powstałe na skutek działalności ludzkiej
zaporowe – utworzone poprzez przegrodzenie doliny rzecznej sztuczną zaporą
powstałe wskutek próby jądrowej – takim zbiornikiem jest jezioro Czagan (Kazachstan)
PROCESY MIESZANIA WÓD
Każde z jezior pod wpływem wiatru ulega falowaniu. Wiatr spycha warstwę powierzchniową wód
jeziornych na brzeg zawietrzny. Spychana woda piętrzy się i „zapada w głąb”, wracając nad dnem do
przeciwległego brzegu (ryc.
4).
cyrkulacja wiosenna
cyrkulacja letnia
Ryc.4. Krążenie wody w czasie cyrkulacji wiosennej i letniej (Kajak 1998)
Ryc. 2. Stratyfikacja termiczna jezior i dynamika mas wody (wg Szmei, 2006).
Sposób powrotu tej wody zależy od głębokości i ukształtowania misy jeziornej oraz od temperatury
wody. W jeziorach płytkich, o wyrównanej temperaturze, następuje całkowite mieszanie się wody.
Mamy więc do czynienia z jeziorem
polimiktycznym.
W jeziorach głębokich warstwa wody ciepłej,
która jest lżejsza od wody zimnej zalegającej głęboko w jeziorze, przemieszcza się wysoko nad dnem, nie
mieszając się z wodą zimną. Następuje termiczne rozwarstwienie wody.
Ich mieszanie następuje dwa razy w roku przy wyrównanej temperaturze, tj. wiosną i jesienią. Z tego
powodu zaliczamy je do jezior
dymiktycznych.
Podczas letniego rozwarstwienia termicznego jeziora utrzymują się dwie masy wody: ciepła, zwana
epilimnionem
i zimna, tzw.
hypolimnion.
Pomiędzy tymi warstwami jest strefa przejściowa, zwana
metalimnionem
(ryc.
5).
Procesy mieszania się wód mają zasadnicze znaczenie dla obiegu materii w ekosystemie. W osadach
dennych zbiornika kumulują się substancje mineralne i organiczne. W nich bardzo intensywnie przebiegają
procesy chemiczne i biologiczne, które zapewniają częściowy dopływ substancji biogennych do toni wodnej.
Wymiana związków chemicznych w kierunku osad > woda stanowi ważny element procesu
zwiększania użyźnienia wód (nawet wiele lat po zaprzestaniu zrzutu
ścieków).
W jeziorze możemy wyróżnić strefy różniące się warunkami
środowiskowymi
(ryc.
5):
Strefa toni
wodnej
Cyrkulacja
wiosenna
Wiosną powietrze
Epilimnion
ociepla
się, co skutkuje
zatarciem
trójwarstwowości
pelagialu. Gdy
Metalimnion temperatura oraz
gęstość
wód epilmnionu i
metalimnionu
wyrówna
się, dochodzi do ich
Hipolimnion wymieszania w
jeziorze
Stagnacja letnia
Ciepła, lżejsza warstwa
wód powierzchniowych
Warstwa skoku
termicznego,
oddzielająca epilimnion
od hipolimnionu;
dzięki
tej warstwie woda
miesza się jedynie w
powierzchniowej
warstwie
Cyrkulacja jesienna
Stagnacja
zimowa
Temperatura
wody jest
bardziej
wyrównana w
porównaniu z
okresem
stagnacji
letniej; im
głębiej tym jest
ona cieplejsza,
rzadko jednak
przekracza 4°C
Jesienią powietrze
ochładza się, co skutkuje
zatarciem
trójwarstwowości
pelagialu. Wyrównanie
temperatury oraz gęstości
wód epilimnionu i
metalimnionu wpływa
na obecność ruchów
konwekcyjnych i
cyrkulacyjnych, co
skutkuje wymieszaniem
Chłodna, cięższa
warstwa wód głębszych wody w całym zbiorniku
Tab. 2. Dynamika mas wody w okresie cyrkulacji i stagnacji z uwzględnieniem charakterystyki stref toni wodnej (zestawiono wg
Rudnickiego i in., 1971; Kubiaka i Tórz, 2006; Szmei, 2006).
Warstwa górna wody w jeziorze. W okresie letnim jest to warstwa o miąższości od kilku do
kilkunastu metrów nagrzanej wody, której temperatura obniża się stopniowo wraz z
głębokością. Odbywa się tu główny proces produkcji materii organicznej z substancji
mineralnych przy współudziale promieni słonecznych. Producentami materii organicznej są
glony. Tylko epilimnion ma zdolność przechwytywania i przerobu napływających z zewnątrz
i z pozostałych części zbiornika substancji pokarmowych w materię organiczną. Ze strefy tej
ma miejsce eksport (przemieszczanie się) materii organicznej do dolnych warstw wody.
Natomiast w okresie zimowym, ze względu na zmianę gęstości wody (powstaje lód), jest to
najzimniejsza część zbiornika. Epilimnion jest nasycony lub przesycony tlenem, ponieważ
odbywają się tu procesy fotosyntezy i nie zachodzą w nim zjawiska beztlenowego rozkładu
materii organicznej.
Metalimnion
Środkowa,
przejściowa warstwa wody w jeziorach. Warstwa skoku termicznego (termoklina),
skoku stężenia tlenu (oksyklina) i innych substancji chemicznych (chemoklina). Skok
temperatury ma znaczenie kluczowe, dlatego często "termoklina" jest traktowana jak synonim
metalimnionu. W warstwie tej – o miąższości kilku metrów – następuje w okresie stagnacji
letniej gwałtowny spadek temperatury wody wraz z głębokością (termoklina), a w okresie
stagnacji zimowej - jej podwyższenie. Strefa ta dzieli epilimnion i hypolimnion, a jej gradient
temperatury oraz ruchy pionowe powodują możliwość powrotu obumarłej materii organicznej
i substancji pokarmowych z hypolimnionu do wierzchnich warstw wody. Od temperatury
zależy rozpuszczalność substancji w wodzie, więc jej zmiana powoduje zmianę stężenia
rozpuszczonych substancji.
Epilimnion
Hipolimnion Dolna warstwa w jeziorach. Warstwa o ustalonej niskiej temperaturze wody. W zależności od
głębokości jeziora, waha się w granicach 4 - 7 °C. Wody tam zalegające odznaczają się
wysoką
żyznością
oraz występowaniem deficytów tlenowych. Ze względu na stagnację, woda
przez większą część roku nie ma kontaktu z powietrzem atmosferycznym. Następuje tu wzrost
koncentracji soli pokarmowych i wydzielają się substancje powstające w procesach gnilnych
czyli nie rozłożona w pełni materia organiczna, metan, kwasy organiczne, siarkowodór itp.
Substancje te zatruwają wody jeziora, prowadząc, w skrajnych przypadkach, do zniszczenia
życia
w jeziorze. W celu ochrony jezior, oprócz ograniczenia ilości substancji trafiających do
jeziora stosuje się metody rekultywacji, takie jak napowietrzanie warstw przydennych lub
usuwanie wody z hypolimnionu (Eksperyment kortowski).
W strefie tej rozwijają się beztlenowe fototrofy:
bakterie purpurowe:
Lamprocystis, Amoebobacter, Thiodyctyon
bakterie zielone:
Pelodictyon.
Abisal, abysal, strefa głębinowa, strefa abysalna (od gr.
ábyssos
– bezdenna głębia, otchłań) –
Abisal
strefa głębokościowa mórz, oceanów i głębokich jezior pomiędzy strefą batialną a hadalną
(głębokości od ok. 3000-4000 m pod poziomem lustra wody aż po ok. 6000 m). Najuboższa w
składniki pokarmowe, pozbawiona
światła,
charakteryzuje się niską temperaturą (ok. 2
°C)
i
wysokim ciśnieniem wody (ok. 300-600 atmosfer).
W dużych jeziorach, których woda jest mniej przezroczysta, abisal zaczyna się na głębokości
ok. 400 m. Toń wodna tej strefy nazywana jest abisopelagialem, a dno abisobentalem.
Obejmuje ok. 75% obszarów oceanów.
Brak
światła
i roślinności oraz olbrzymie ciśnienie wody i jej niska temperatura sprawiły,
że
życie
w głębinach oceanicznych przybrało osobliwe formy. Fauna abisalu cechuje się
zanikiem lub nadmiernym rozwojem narządów wzroku w postaci organów
świetlnych,
wytworzeniem delikatnych narządów dotyku oraz niezwykłymi kształtami. Organizmy
dostosowały się również do panującego tam wysokiego ciśnienia (wyłowione, po
wyciągnięciu na powierzchnię najczęściej pękają). Faunę abisalu tworzą głównie nekrofagi
(trupojady –
żywiące
się padliną, patrz nekrofauna) i drapieżniki.
Źródłem
ich pożywienia jest
materia organiczna docierająca tam z prądami morskimi i opadająca grawitacyjnie z
litoralu
oraz pelagialu. Bakterie chemoautotroficzne mogą tu pełnić rolę producentów
W skład osadów abysalnych (eupelagicznych) wchodzą głównie muły utworzone z
nagromadzonych szczątków organicznych (muły globigerynowe, pteropodowe, radiolariowe,
okrzemkowe) oraz czerwony ił głębinowy, powstały na dnie morza głównie z rozkładu skał
wulkanicznych. Niewiele jest natomiast materiału przyniesionego z lądu (materiału
terygenicznego), ponieważ występuje on głównie w postaci najdrobniejszych zawiesin. Niżej
od tej strefy znajduje się strefa denna (bental) lub głębia rowów oceanicznych (hadal – poniżej
6000 m).
Człowiek osiągnął strefę abisalu dopiero w 1953, kiedy francuski badacz August Piccard w
pierwszym zbudowanym przez siebie batyskafie zszedł na głębokość 3150 m. W roku 1960
syn konstruktora Jacques Piccard i Don Walsh w batyskafie "Trieste" dotarli do najgłębszego
zmierzonego wówczas miejsca na ziemi – Głębi Challengera na dnie Rowu Mariańskiego.
Bental
Strefa bentoniczna (gr.
bénthos
'głębina') – strefa denna zbiornika wodnego. Cechy
charakterystyczne tej strefy to bardzo mała ilość
światła
lub jego brak, mała ilość tlenu, niska
temperatura oraz większe ciśnienie. Organizmy zasiedlające strefę bentoniczną nazywane są
bentosem. Strefy denne różnych zbiorników znajdują się na różnych głębokościach. Na każdej
z nich mieszkają różne zwierzęta, gdyż każde z nich przystosowane jest do różnego typu
głębokości.
W zależności od typu zbiornika wodnego wyróżnia się:
w jeziorach:
bental litoralny – przybrzeżny,
bental profundalny – głębinowy,
oraz
batybental – obszar dna strefy batialnej,
abysobental (abisobental) – dno
strefy abysalnej,
zwykle dno stoku oceanicznego, od
1000 do 4000 m pod powierzchnią lustra wody.

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika:

Zgłoś jeśli naruszono regulamin