Геологическая деятельность болот

Низинные болотаобразуются преимущественно на самых низких участках рельефа, отсюда и их название. Мы можем встретить их в пойме реки на месте бывшего старичного озера, в древнеозерной котловине на междуречной равнине, в западине или плоской равнине на месте вырубленного леса. Питаются такие болота грунтовыми водами. Эти воды сильно минерализованы и содержат большое количество растворенных элементов питания растений. Поступая в болото, они обогащают его. Кроме того, здесь обычно находят пристанище множество птиц. Птичий помет богат азотистыми веществами и также обогащает болото. Поэтому в низинных болотах густым сплошным покровом растут осоки, хвощи, камыши, зеленые мхи, над ними — древесный ярус из черной ольхи или березы, иногда с примесью ели.

Верховые болота(рис. 4)образуются чаще всего на водораздельных пространствах. Необходимые условия их возникновения — наличие избыточного атмосферного увлажнения и плоской поверхности, на которой вода могла бы накапливаться. Так как эти болота питаются атмосферными осадками, а они очень бедны питательными веществами, то и растительность здесь совершенно иная. Нередко верховые болота образуются на месте низинных. Это происходит тогда, когда торф мало-помалу накапливается, и его мощность становится такой большой, что корни растений уже не достигают уровня грунтовых вод, и они начинают питаться только дождевыми водами.

 

 Переходный тип болот  характеризуется питанием как за счет подземных вод, так и атмосферных осадков и в таких болотах развита растительность, не требующая большого количества минеральных веществ. 
           Болота приморских низин  занимают обширные пространства побережий во влажных субтропиках и тропиках, где развиваются особые типы древесной растительности, корни которой расходятся от ствола еще над водой и погружены ниже уровня болота в виде растопыренных «пальцев». Особенно характерны тропические болота с мангровыми деревьями, имеющими ходульные и дыхательные корни (пневматофоры). Такие мангровые заросли на илистых приморских низинах периодически затопляются водами океанов во время приливов. Мангровые болота распространены в Южной Азии, Восточной Африке, в Австралии и на островах Тихого океана.

Типичное верховое болото представляет собой ковер из белых мхов (их называют торфяными, или сфагновыми). Растительность его однообразна. Пухлые подушки сфагнума оплетены тонкими, но очень крепкими стеблями-нитями клюквы. Обычно сфагновыми мхами болота покрыты лишь с поверхности, а в глубине находятся разложившиеся остатки осоки, бурых мхов, черной ольхи. Благодаря быстрому росту сфагновых мхов поверхность болота ежегодно повышается, а многие растения находятся под угрозой быть заживо погребенными ежегодно нарастающим мхом. А вот живущие на болоте кустарнички — Кассандра, багульник, подбел, клюква и другие — приспособились: они сами прирастают ежегодно на ту же величину, что и сфагнум. На верховом болоте довольно часто встречается пушица, образующая кочки. На торфяном болоте можно встретить и чахлые деревца сосны или березы (в Сибири — кедр и лиственницу). И конечно, ягодные кустарнички – брусники, морошки.

 

Рис. 4. Разрез верхового болота

1 – минеральное дно;

2 – пресноводный мергель;

3 – сапропелит;

4 – тростниковый торф;

5 – хвощовый торф;

6 – осоковый торф;

7 – лесной торф;

8 – гипновый торф;

9 – шейхцериево-сфагновый  торф;

10 – пушицево-сфагновый  торф.

1.5 Строение торфяных болот

 

Сформировавшееся верховое торфяное болото обычно имеет многослойное строение, отражающее процесс постепенного накопления торфа и повышения поверхности болота (рис. 5, а). Каждый слой имеет специфический состав торфа, показывающий изменение видового состава растительности' на разных фазах развития болота.

Вся толща торфа в болоте называется торфяной залежью. В пределах торфяной залежи выделяют инертный и деятельный слои, 
уровень грунтовых вод (рис.5, б)

 

Рис. 5. Схема слоистого строения торфяной залежи (а) и деятельного и инертного

слоев (б) верхового болота.

:

1—минеральное дно; 11 — поверхность болота;

2— сапропель; 12— уровеньгрунтовых вод;

3 — тростниковый торф; 13— нижний горизонт деятельного слоя;

4— хвощевый торф; 14— инертный слой

5—осоковыйторф; 

6 —лесной торф;  

7— гипновый торф;

8—сфагновый торф; 

9— пушицево-сфагновый торф;

10— сфагновый торф с пнями сосны;

 

Инертный слойлежит на минеральном дне и составляет основную толщу торфяной залежи. Он имеет очень слабый водообменс вышерасположенными слоями торфа и с окружающими болота землями, отличается постоянным или малоизменяющимся содержанием воды в торфе. Инертный слой отличают также малая водопроницаемость, отсутствие доступа кислорода в поры торфа, отсутствие аэробных бактерий и микроорганизмов. Толщина инертного слоя изменяется от нуля у границ болота до максимальных глубин торфяных отложений (иногда до 18—20 м).

В пределах деятельного слоя (или активного), лежащего над инертным слоем, происходит некоторыйвлагообмен торфяной залежи с атмосферой и окружающими болото территориями, изменяется содержание влаги в торфе, происходят колебания уровня грунтовых вод. Деятельный слой отличают также повышенные водопроницаемость и водоотдача, периодическое поступление воздуха в поры торфа, освобождающиеся от воды при снижении уровня грунтовых вод, большое количество аэробных бактерий и микроорганизмов, способствующих разложению части отмирающего растительного покрова и превращению его в торф, наличие в верхней части живого растительного покрова. Нижний горизонт деятельного слоя приблизительно соответствует среднему многолетнему минимальному уровню болотных грунтовых вод.

Толщина деятельного слоя — от 40 (мохово-травянистые части болот) до 80—95 см (лесные низинные болота); она больше на повышенных и меньше на пониженных элементах рельефа болота.

Содержание воды в инертном слое торфяной залежи, т. е. ниже уровня грунтовых вод, обычно весьма велико — от 91 до 97% (по объему). Выше уровня грунтовых вод в деятельном слое содержание воды существенно меньше. Во всей торфяной залежи содержание воды увеличивается или уменьшается в зависимости от повышения или понижения уровня грунтовых вод.

Поверхность болота, как уже отмечалось, может быть вогнутая, плоская или выпуклая. Характерными элементами рельефа болота служат: положительные — гряды, кочки, бугры; отрицательные — мочажины, межкочечные и межбугровые понижения.

Гряды — это отдельные вытянутые в длину повышенные участки болота, отделенные друг от друга вытянутыми, сильно обводненными понижениями — мочажинами.Гряды и мочажины обычно вытянуты вдоль горизонталей и располагаются концентрически вокруг наиболее высоких точек болота. Бугры сложены торфом и обычно связаны с явлением морозного выпучивания в условиях лесотундры; высота бугров до нескольких метров. Кочки также состоят из торфа и связаны с неравномерным распределением растительного покрова и накопления торфа.

Болота имеют специфическую гидрографическую сеть, включающую болотные водоемы, болотные водотоки и топи.

К болотным водоемам относятся болотные озера и озерки. Болотные озера — это относительно крупные водоемы (площадью до 10 км2  и глубинами до 10 м), имеющие торфяные берега, иногда плавающие моховые сплавины. Озерки — водоемы меньших размеров; они обычно приурочены к местам перегибов поверхности болота и, как правило, располагаются большими группами, включающими десятки, а иногда и сотни озерков. Водоемы в болотах по своему происхождению бывают первичными, сохранившимися остатками тех водоемов, которые существовали еще до начала формирования болота, и вторичными, возникшими уже в процессе заболачивания суши или эволюции болота.

Болотные водотоки(речки и ручьи) представлены как заторфованными и зарастающими первичными водотоками, существовавшими еще до образования болота, так и вторичными водотоками, сформировавшимися в процессе болотообразования. И те и другие водотоки способствуют дренажу болот. Течение воды во вторичных водотоках обычно очень медленное, а расходы воды в них небольшие. Своеобразные водные объекты болот — топи, т. е. сильно переувлажненные участки с разжиженной торфяной залежью. Здесь практически отсутствует деятельный слой, и уровень грунтовых вод стоит выше поверхности торфа.

1.6 Распространение болот

 

В России общая площадь торфяных болот составляет 0,6 млн. км², а с учетом заболоченных земель общая площадь всех болот равна 1 млн. км² (37 % площади болот мира и 5,9 % территории страны). Запасы воды в болотах России составляют около 3 тыс. км³. Наиболее велика заболоченность Западной Сибири. Здесь болота покрывают 0,32 млн. км² и содержат около 1 тыс. км³ воды. Заболоченность северной части Западной Сибири достигает 50%, а в некоторых районах —70%.

Наиболее заболоченные районы в европейской части страны — Карелия и Кольский п-ов, где болота занимают треть всей площади. Особенно много их в тундре, где просачиванию влаги в грунт препятствует вечная мерзлота. В лесной зоне болотные ландшафты доминируют в поясе полесий (Верхне-Волжское, Мещерское, Балахнинское, Ветлужское, Вятско-Камское и др.).

Из-за широкого распространения болот в лесной зоне Западной Сибири ее называют лесоболотной зоной. Это самый заболоченный регион в мире. Плоские недренируемые участки заняты там болотными массивами, а собственно таежные леса занимают преимущественно склоны речных долин, гривы, наклонные и возвышенные относительно дренированные участки междуречий. Почти 40% территории района занято болотами, при этом в Тюменской области на них приходится половина всей площади, а вХанты-Мансийском округе - даже 70%: Васюганская равнина (Томская обл.), занимающая междуречье Оби и Иртыша на юго-востоке Западной Сибири; представляет собой одно гигантское непроходимое болото, растянувшееся на многие сотни километров. Многочисленные реки весной, после таяния глубоких снегов, широко разливаются, и все обширное междуречье покрывается сплошным зеркалом воды, называемым местным населением Васюганским морем. Такой заболоченности благоприятствуют плоский рельеф с отсутствием каких-либо уклонов на больших площадях, избыточное увлажнение и обилие грунтовых вод, поступающих с приподнятых окраин равнины. Западносибирские реки из-за неглубокого врезания не обеспечивают должной дренированности территории. Более того, для Оби и Иртыша характерны сильнейшие половодья, растянутые почти на все лето. Высокие воды способствуют подъему грунтовых вод и, следовательно, усиливают заболачивание. В настоящее время заметна тенденция к наступлению болот на окружающие леса. Вообще агрессия болотообразования характерна для всего Севера нашей страны. Многие специалисты полагают, что при современных темпах заболачивания вся лесная зона Западной Сибири через пять тысяч лет превратится в сплошное болото. Только на участке Большого Васюганского болота площадью около 4,5 млн. га в среднем ежегодно заболачивается 1800 га. Заболоченность усложняет освоение богатейших ресурсов этого края, затрудняет строительство дорог и поселков. Многие районы считаются просто непроходимыми. В то же время западносибирские болота обладают несметными запасами торфа. Здесь разведано более 4700 торфяных месторождений.

В Восточной Сибири с нарастанием континентальности и относительной сухости климата болот становится меньше. В правобережной части Енисея заболоченность составляет около 10% площади. Однако на Центрально-Якутской, Северо-Сибирской и Яно-Индигирской низменностях, количество болот резко возрастает, и по заболоченности отдельные их участки мало уступают Западной Сибири. Заболачиванию этих территорий благоприятствует повсеместное распространение вечной мерзлоты. Болота здесь называют марями. Они образуют специфическую торфяно-кочковатую поверхность, покрытую кустарниками и редкими угнетенными лиственницами.

Много болот и на Дальнем Востоке, чему способствует влажный муссонный климат. Так, в Амурской области болотами занято более трети всей площади. Одним из рекордсменов в стране по количеству болот на единицу площади является охотское побережье Камчатки. Морские террасы Западно-Камчатской низменности заняты преимущественно осоково-сфагновыми и лишайниковыми болотами, называемыми здесь мокрыми тундрами.

 

 

 

 

 

2. Геологическая деятельность болот

 

1. Образование торфа

 

Геологическая деятельность болот заключается в образовании торфа – полуразложившихся остатков растений. В свежем (не уплотненном) торфе влага составляет 85-95%, минеральные примеси от 2% до 20 % к сухой массе торфа. Торф различается по количеству зольного остатка. Больше всего золы дает низинный торф (8-20%), меньше – переходный (4-6%) и меньше всего верховой торф (2-4%).

Каждый тип болотной растительности связан с определёнными условиями произрастания, обусловленными особенностями торфяного субстрата. Но в тоже время и характер торфа, его природные свойства зависят от растительности, поскольку остатки её служат материалом при его образовании. На болотах каждой растительной группировке соответствует определённый, только ей свойственный вид торфа. Торф представляет собой продукт неполного разложения растительной массы в условиях повышенной влажности при недостатке кислорода. Свежий торф выглядит более или менее однородной тёмной массой, преимущественно коричневых оттенков. Слаборазложившийся торф имеет более светлую окраску (жёлтую, серую и т. д.). По химической природе торф близок каменным и в особенности бурым углям, которые в своё время также прошли стадию торфа, а затем подверглись углефикации в условиях высокого давления и особого температурного режима.

В основе торфообразования лежат физические, химические и биологические процессы, осуществляющиеся одновременно. Физические процессы менее сложны и заключаются в уплотнении растительных остатков, разрушении органов растений, их измельчении и распаде на отдельные ткани и клетки. Химические и биологические процессы торфообразования значительно сложнее. Разложение растительных остатков происходит с участием микроорганизмов - актиномицеты, плесневые и дрожжевые грибы, различные бактерии. В этом процессе принимают участие и многочисленные беспозвоночные, в том числе и дождевые черви. Все эти организмы аэробные, поэтому процесс разложения растительных остатков протекает в самом поверхностном, наиболее аэрированном слое, получившем название торфогенный. Глубина его в среднем составляет 50 см. Все основные свойства торф получает именно в этом слое, а глубже подвергается лишь незначительным морфологическим изменениям. Ниже торфогенного слоя разложение сильно замедляется, но не прекращается даже в глубоких слоях залежи (до 6 м), откуда выделяется метан, свидетельствующий об анаэробных процессах (вторичное разложение, диагенез). Активность аэробных микроорганизмов обусловлена климатическими особенностями. В более сухие периоды жизнедеятельность их становится интенсивнее, они быстрее размножаются, и вследствие этого откладываются торфа более высокой степени разложения. Во влажные периоды активность аэробных организмов снижается, тогда откладываются менее разложившиеся торфа. Последующее потепление и понижение влажности усиливают интенсивность микробиологических процессов и обусловливают отложение более разложившихся торфов. Таким образом, изменения климата служат причиной неравномерности, скачкообразности торфообразовательного процесса, что типично для верховых болот, получающих основное питание с атмосферными осадками. В низинных залежах не наблюдается скачкообразного распределения торфов по степени разложения, что объясняется более стабильным грунтовым питанием.