С. В. Калесник
Ладожское озеро
К оглавлению…
Донные отложения Ладожского
озера
Пути формирования озерных
грунтов многообразны; подмыв волнами берегов и склоновый сток
непосредственно в озеро (в прибрежной зоне образуют довольно узкие
полосы осадков); осаждение пыли, навеянной ветром; падение на
дно остатков отмерших организмов; отложение взвешенных частиц,
доставленных реками. Крупные частицы ложатся на дно у берегов,
более тонкие далеко разносятся течениями. В неподвижной пресной
воде частица диаметром 1 см (гравий) падает со скоростью 1 м/сек.,
частица же диаметром 0,001 мм (ил) опускается на 1 м примерно
за восемь суток.
Исчерпывающую сводку о донных
отложениях Ладожского озера составил Н. И. Семенович (1966), на
труд которого я в дальнейшем и опираюсь.
Геологическое строение бассейна
Ладожского озера и обилие в этом бассейне озер, в которых многие
реки, вытекающие из них, еще до впадения в Ладогу отлагают свои
взвешенные частицы, объясняют малый твердый сток ладожских рек
— в среднем менее 20 г/м3. Зона непосредственного сноса в озеро
охватывает водосборы главных рек лишь ниже их выхода из озер;
таким образом, она не превышает 70 тыс. км.кв., т. е. 27% площади
всего большого бассейна Ладоги.
Реки ежегодно приносят в Ладожское
озеро 1140 тыс. т взвешенных веществ, что составляет 65 г на каждый
1 м2 дна, или слой 0,06 мм в год. Этот вывод Н. И. Семеновича
очень важен, так как некоторые прежние авторы оценивали толщину
слоя, отлагавшегося в среднем за год на дне озера, равной 6,18
мм, т. е. в сто раз больше действительной. В Ладожском озере темп
седиментации, по-видимому, снижался от позднеледникового времени
к современности. Основная масса донных отложений сформировалась,
когда ледник был еще в пределах бассейна древних водоемов, существовавших
на месте нынешней Ладоги.
Донные отложения представлены
такими их типами: глыбы, валуны, галька и гравий, песок, крупноалевритовый
ил, мелкоалевритовый ил, глинистый ил.
Глыбы, или обрушенные в воду
каменные блоки, распространены у подножий скалистых утесов в северной
части озера.
Валуны, отпрепарированные из
размытой морены, тянутся узкими полосами вдоль уреза воды на побережьях.
Но в области южного мелководья они усеивают дно озера и вдалеке
от берега, образуя каменистые гряды и мели. Валунам как бы сопутствуют
галька и гравий. Судя по анализам Б. Г. Венуса, состав гравийно-галечного
материала довольно разнообразный, но доминируют в нем граниты
(в том числе раппакиви) и кварцитовые песчаники; на третьем месте
стоят биотитовые сланцы. Породы эти принесены сюда ледником из
северного Приладожья и отчасти с Онего-Ладожского перешейка. Все
южное мелководье и полосы вдоль западных и восточных берегов там,
где берега эти сложены четвертичными отложениями, заняты песками.
Песчаные отложения на дне окрашены в серые и желтовато-серые тона.
Переход от мелководной области
озера к глубоководной отмечен крупноалевритовыми и мелкоалевритовыми
илами, а глубоководная область центрального и северного районов
выстлана глинистыми илами. Илы Ладожского озера обычно полужидкие
и мягкие. Но в отдельных местах, как это видно на карте, на дне
озера обнажаются плотные глины. Окраска илов чаще всего желто-бурая
и коричневая.
Ряд образцов глинистых илов и
глин был подвергнут специальному анализу, чтобы определить слагающие
их глинные минералы. Оказалось, что среди последних преобладают
гидрослюды, представляющие собой одну из стадий выветривания слюд,
характеризующуюся низким содержанием калия и высоким содержанием
воды. Такой состав глинных минералов образуется в умеренно холодном
влажном климате. Доставлены эти минералы в озеро ледником вместе
с ледниковым материалом, включавшим в себя и древнюю кору выветривания.
Распределение донных отложений
в Ладожском озере свидетельствует о зависимости его от рельефа
дна: на мелководьях — пески, в глубоководных местах — глинистые
отложения, на переходных участках — алевриты.
В илах Ладожского озера обнаружены
коллоидально-слоистые текстуры. Ряд авторов принимает такие текстуры
за годовую слоистость, что, конечно, может привести к ошибкам
и при исчислении возраста толщи ила, и при оценке скорости седиментации.
Н. И. Семенович выяснил, что эти текстуры чаще всего не отражают
годовые ритмы, а созданы процессами диагенеза в толщах осадков.
Вместе с тем в глинах Ладожского озера обнаружены и микрослоистые
текстуры ленточного типа, обусловленные сезонной ритмикой седиментации.
Особенности состава и наслоения
донных отложений по вертикали изучены на 112 грунтовых колонках,
взятых довольно равномерно со всей площади дна озера.
Средняя длина колонок 40—50 см,
самая длинная была 77 см. Исследование колонок позволило расчленить
осадки по возрасту и выяснить физико-географические условия в
различные периоды развития Ладожского озера. Об этом уже говорилось.
Можно отметить следующие закономерности:
1) содержание гигроскопической
воды и органического вещества (определяемого на основе потерь
при прокаливании образца) увеличивается по мере того, как осадки
становятся все более тонкозернистыми;
2) валового кремния в грубозернистых
осадках больше, чем в тонкозернистых, потому что в первых преобладает
обломочный кварц;
3) концентрация других элементов
возрастает вместе с увеличением тонкозернистости осадков;
4) во всех случаях SiO2>Al2O3>Fe2O3,
а валового фосфора больше, чем валовой серы (P2O5> SO3).
Заслуживают особого внимания
такие элементы донных отложений, как легкоподвижный кремний, железо,
марганец, фосфор, потому что они играют большую роль в осадочном
рудообразовании и в биологической продуктивности озер.
Некоторая часть кремния (SiO2),
входящего в донные отложения, особенно в глинистых илах, возникла
биогенным путем в створках диатомовых водорослей. Так как диатомеи
малы и разносятся водой далеко, их остатки сосредоточены преимущественно
в глубоководных районах, где создаются застойные условия. Вследствие
того, однако, что продукция диатомовых в Ладожском озере не очень
велика, содержание биогенного кремния в грунтах тоже умеренное
(от 1,5 до 8,3% всего SiO2).
Железо-марганцевые соединения
в донных отложениях нередки. Осадки озера вообще во многих местах
ожелезнены. На поверхности валунов, гальки, гравия обнаруживается
слой черного лака (соединения железа и марганца) толщиной подчас
до 0,5 мм. В поверхностном слое осадков встречаются черные или
желто-бурые рудные корочки толщиной от 1 до 8 мм (железа в них
больше, чем марганца). У побережий Валаама есть титано-магнетитовые
пески — продукт разрушения оливиновых диабазов, и в донных отложениях
к югу от архипелага содержание железа доходит до 10%.Среднее содержание
марганца в осадочных породах Русской платформы 0,053%. Во всех
же осадках Ладоги его не только больше, чем в породах платформы,
но и больше кларкового (т. е. больше 0,1%). Иными словами, в котловине
озера марганец накапливается, наиболее заметно — в глубоководной
части.
Что касается фосфора, то повышенное
содержание его в донных отложениях приурочено к прибрежным районам
и к предустьевым участкам некоторых притоков.
Восточная часть Балтийского щита
с его кислыми кристаллическими породами, выщелоченными почвами
и обилием болот и торфяников не создает обстановки, благоприятной
для накопления в донных отложениях озер таких микроэлементов,
как бор и молибден. В грунтах Ладоги содержится от 2•10-6 до 3•10-5%
бора и от 5*10-6 до 5,7•10-5% молибдена, т. е. намного меньше,
чем в горных породах и почвах Ладожского бассейна. Возможно, что
недостаток бора и молибдена — одна из причин малой биологической
продуктивности озера. Концентрация меди в донных отложениях Ладожского
озера того же порядка, что и в кислых горных породах, глинах и
почвах (от 2*10-5 до 2,86*10-3%); биологическую продуктивность
озера медь не лимитирует.
Содержание органического вещества
в тонкозернистых осадках по сравнению с грубозернистыми закономерно
увеличивается.
Органическое вещество, отложенное
планктоном быстро и в большом количестве (87%) разлагается в ходе
осадкообразования. Донная фауна, биомасса которой незначительна,
в создании органического вещества донных отложений почти не участвует.
Таким образом, формирует органическую часть донных отложений в
основном аллохтонный (приносный) материал — преимущественно органическое
вещество взвесей, которое с трудом поддается распаду.
Остатки организмов в донных отложениях
Ладоги впервые по-настоящему изучались КЛЭ. В пробах грунта обнаружено
250 видов и разновидностей диатомовых водорослей, 16% из них истинно
планктонные виды, около 44% — бентические и 40% — перифитонные
(т. е. организмы обрастания). Количественно преобладают массовые
истинно планктонные виды.
Остатков животных в донных отложениях
Ладожского озера мало. Более всего их в центральной части озера
и в Волховской губе. Первое место здесь по числу видов и разновидностей
принадлежит корненожкам, после чего в убывающем порядке идут ветвистоусые
рачки (кладоцеры), веслоногие рачки (копеподы), инфузории и коловратки.
Примесь органических остатков
к илам нигде не достигает таких размеров, чтобы можно было говорить
о существовании в Ладожском озере органических илов.
продолжение…
