POČECI LIMNOLOŠKIH ISTRAŽIVANJA …...morska voda nije mogla otjecati iz ogromnih bazena...

POČECI LIMNOLOŠKIH ISTRAŽIVANJA

RASPODJELA JEZERA PREMA POSTANKU

LIMNOLOGIJA (grč. limne - jezero, logos-nauka) je znanost o vodamana kopnu:

1. jezerima, rezervoarima - LENTIK2. tekućicama – LOTIK

LIMNOLOGIJA

Limnologija se rapidno razvijala između dva svjetska rata uEvropi, Sjevernoj Americi i Japanu. Zbog povećanja fundamentalnihistraživanja, neke primijenjene grane limnologije odvojile su se kaosamostalne discipline (ribarstvo, pročišćavanje voda)

Einar NAUMANN

(1891-1934), ŠvedskaAugust THIENEMANN* (1882-1960); Njemačka

George Evelyn HUTCHINSON* (1903-1991)

Treatise on Limnology, prvo izdanje 1957. godine(4 volumena)

najpoznatiji po istraživanjima jezera, biogeokemiji, paleolimnologiji, klasifikaciji jezera, raznolikosti fitoplanktona

naglašava značaj modeliranja i statističkih metoda u biologiji

RASPODJELA VODE U BIOSFERI

RASPODJELA VODE U BIOSFERI

izdizanjem kopna oborinske vode zadržavaju se na površini stvarajućitekućice ili stajaćice

izdizanjem morskog dna tijekom nastajanja planina u miocenu,morska voda nije mogla otjecati iz ogromnih bazena

razdoblja glacijala i interglacijala – velike količine vode zadržavale su sena površini kopna

većina naših tekućica nastala je u zadnjem postglacijalu prije cca. 10000 god.

VODE NA KOPNU ili SLATKE VODE

najviše kopna prekriveno je slatkim vodama u:

o borealnom i subarktičkom području Rusije, 40-70 % (močvare);

o sjeverozapadnom dijelu Kanade oko 34 % (močvare, jezera i rijeke)

Vode na kopnu podijeljene su na:POVRŠINSKE i PODZEMNE:

S obzirom na strujanje:

I STAJAĆICE

JEZERA, BARE, MOČVARE, LOKVE

II TEKUĆICE:

RIJEKE, POTOCI

III ESTUARIJI, DELTE

95 % površinskih voda je sadržano u 145 jezera

pola od tih jezera sadrže slatku, a pola slanu vodu

slana jezera prevladavaju u semi(aridnim) područjima

JEZERA

Lokve – plitke udubine, presušuju

Močvare – zadnji stadij vodenog ekosustava, niski pH, malo hranjivih tvari, puno detritusa

Bare – svjetlo prodire do dna, vodeno bilje prekriva dno, nema vertikalne stratifikacije temperature i kisika

Jezera – podjela vode na dva sloja:

gornji osvjetljeni i produktivni = eufotički ili trofogeni

dublji, neosvjetljeni i neproduktivni = afotički ili trofolitički

JEZERA

70000

NazivPovršina*

(km²)Naziv

Dubina*

(m)

Kaspijsko 374000 1 Bajkal 1741

Superior 82414 2 Tanganyika 1471

Victoria 69485 3 Kaspijsko 1025

Huron 59596 Malawi 706

Michigan 58016 Issykkul(Kirgistan)

702

Tanganyika 32893 Great Slave(Kanada)

614

Bajkal 31500 Matano(Indonezija)

590

*poredak je redosljedan samo za prva tri jezera po površini i dubini

MORFOMETRIJA JEZERA

MORFOMETRIJA JEZERA

Maksimalna dužina (l, m)Maksimalna širina (b, m)Površina (A, m2)Volumen (V, m3)Maksimalna dubina (zmax, m)

Relativna dubina (zr, %) = omjer maksimalne dubine i

srednje vrijednosti promjera jezera na površini

Retencija vode (water residence time, WRT, d ili y) -vrijeme potrebno za izmjenu čitavog volumena vode u nekom sustavu

ZONACIJA JEZERA

HORIZONTALNA

litoralna zona - proteže se od obale do dubina gdje je dovoljno svjetlosti za vaskularnu vodenu vegetaciju.

pelagička zona – nije u kontaktu ni s dnom ni obalom

VERTIKALNA

gornji osvjetljeni i produktivni = eufotički ili trofogeni

dublji, neosvjetljeni i neproduktivni = afotički ili trofolitički

Oblik jezerskog bazena uvelike utječe na produkciju jezera:

- jezera sa strmim obalama u obliku slova U ili V najčešće sutektonskog postanka, duboka i relativno neproduktivna, imajumali volumen vode u kontaktu sa sedimentom i obalom;

- plitka jezera imaju veći postotak vode u kontaktu sasedimentom što se odražava u srednjoj do visokoj produktivnostijezera.

DEPRESIJA – lat. deprimere – pritiskati, potisnuti, udupsti -- jezero kojemu je bazen ispunjen vodom u cjelosti

ispod razine mora

-Mrtvo “more” – najdublja depresija na Zemlji (-397 m)

KRIPTODEPRESIJA (grč. krŕpto - skrivam, pokrivam)- jezero kojemu je površina vode iznad, a dno bazenaispod razine mora

- Bajkalsko jezero najdublja kriptodepresija na Zemlji, dno1286 m ispod razine mora, a površina jezera je455 m iznad razine mora.

- Vransko jezero/Cres - najdublja kriptodepresija uHrvatskoj, površina jezera 13 m iznad, a dno 61.5 m ispodrazine mora

HUTCHINSON (1957) razlikuje 11 osnovnih tipova i 76 podtipova jezeras obzirom na postanak, morfometriju i njihovu raspodjelu na Zemlji:

mali broj vrlo dubokih, starih jezera nastao je uslijed tektonskihprocesa prije 2-20 milijuna godina, npr. Bajkalsko, Tanganjika,Malawi (Nyasa), Kaspijsko, dok je veći broj ostalih tektonskih jezeranastao prije oko 100.000 godina;

većina današnjih jezera formirana je prije 15.000 do 6.000 godinakao rezultat glečerske erozije, a prisutna su navećim geografskim širinama sjeverne hemisfere (40° do 60 °);

tektonska jezera i tektonski modificirana jezera su malobrojna(Velika Jezera), ali uključuju ona s najvećom površinom,volumenom i dubinom (Kaspijsko, Bajkalsko, Tanganjika);

u zadnjih pedesetak godina izgrađeno je oko 60.000 rezervoara(< 0.1 km2).

TIPOVI JEZERA

S obzirom na različite procese koji su utjecali na oblikovanje bazena razlikujemo (prema Kalffu, 2002):

Jezera nastala uslijed katastrofalnih događaja: I TEKTONSKA II VULKANSKAIII EROZIVNAIV GLACIJALNA (GLEČERSKA)

Jezera nastala postepeno:V otapanjem stijena: KRŠKA (SOLUTION)VI erozijom rijeka: RIJEČNA (FLUVIJALNA) VII djelovanjem vjetra: EOLSKAVIII stvaranjem nanosa i brana: PRIOBALNA IX akumulacijom organskog materijala: ORGANSKA

I TEKTONSKA JEZERA (5 % broja, 35 % površine jezera ukupno)

Nastala su: pokretanjem dubljih slojeva zemljine kore (npr. uslijed potresa) nabiranjem zemljine kore prilikom izdizanja planinskih masiva ili

spuštanjem površine zemlje stvaranjem rasjeda između dva planinska masiva,

u nastale pukotine ulazi voda;

ovi procesi bili su najaktivniji u područjima s malo oborina – centralna i

jugozapadna Azija, istočna Afrika, Ande

ovoj skupini pripadaju najspektakularnija reliktna jezera na svijetu

bajkalski tuljan (nerpa)Phoca sibirica

1085 biljnih i1550 životinjskihvrsta (80 % endema)

Ribe:- omul (Coregonus autumnalis migratorius),- bajkalska jesetra (Acipenser baerri baicalensis)

BAJKALSKO JEZERO

zmax = 1741 m

V = 23000 km3,

najveći volumen slatke vode

Jezera Istočnoafričke velike rasjedne doline -Viktorijino jezero, Nyasa, Tanganyka - u istočnoj Africi, 800 km dugačka, 75 km široka

JEZERO TANGANYIKA –

zmax = 1435 m

VIKTORIJINO JEZERO

JEZERO NYASA (MALAWI)

Kaspijsko i Aralsko jezero – slana jezera – nastala prije 12-20 milijuna godina izdizanjem morskog dna tijekom nastajanja planina u miocenu, morska voda nije mogla otjecati iz ogromnih bazena

slana jezera imaju slatkovodne pritoke, ali je njihov priljev manji od evaporacije vode s jezerske površine

VELIKA ILI LAURENCIJSKA JEZERA SJEVERNE AMERIKEtektonsko-glečerski postanak

zmax= 286 m

OHRIDSKOJEZERO

Crni Drim – jedan odopskrbljivača vodomOhridskog jezera

MAKEDONIJA

OHRIDSKO JEZERO (200 endema)

PRESPANSKO JEZERO

II VULKANSKA JEZERA

Vulkanske erupcije mogu stvarati jezerske bazene na različite načine

Zbog bazaltne prirode ovih jezerskih bazena (bazalt je bogat oksidima MgO, CaO, SiO2) ta jezera sadrže niske koncentracije nutrijenata i relativno su slabo produktivna

nalaze se u kraterima, nastala nakon erupcije

maars – mala, okruglog oblika promjera manjeg od 2 km, duboka > 100 m, nastala vulkanskom erupcijom prilikom kontakta lave s podzemnom vodom

Eifel područje (Njemačka)

kaldera - bazeni nastali uleknućem centralnog, konusnog dijela vulkana, nakon izbacivanja lave, minimalnog promjera 5 km

Crater Lake (Oregonu), Toyako (Japan)

Jezero Crater - Oregon Vulkanska jezera u pokrajini Eifel - Njemačka

III EROZIVNA JEZERA

nakon kiša, nestabilnog nagiba ili potresa uslijed odrona i klizanja stijena, mulja, treseta nastanu brane;

neka od tih jezera su povremena.

Jezero Sarez (Tajikistan)Jezero San Cristobal (Colorado)

IV GLACIJALNA (GLEČERSKA) JEZERA(74 %od broja, 50 % površine jezera)

Nastala u doba pleistocenske glacijacije na području sjeverne hemisfere;

najvažnija područja glacijacije:

zapadna obala Sjeverne Amerike (Kanada)(Velika jezera- Superior, Huron, Michigan, Erie, Ontario); Tibet u Evropi glavne su ledene ploče: Skandinavija, Sibir, Alpe, središnja

Italija- Bledsko i Bohinjsko jezero (SLO)

područja gdje se i danas događa glacijacija su Grenland, nekoliko malih arktičkih otoka, Anktartika i brojna mala područjima u visokim planinama širom svijeta;

Bled

Bohinj

Jezero Maligne – NP Jasper, Alberta, Kanada

METEORITSKA JEZERA

7 kratera, nastalih prije 5000 godina

S obzirom na različite procese koji su utjecali na oblikovanje bazena razlikujemo (prema Kalffu, 2002):

Jezera nastala uslijed katastrofalnih događaja: I TEKTONSKA II VULKANSKAIII EROZIVNAIV GLACIJALNA (GLEČERSKA)

Jezera nastala postepeno:V otapanjem stijena: KRŠKA (SOLUTION)VI erozijom rijeka: RIJEČNA (FLUVIJALNA) VII djelovanjem vjetra: EOLSKAVIII stvaranjem nanosa i brana: PRIOBALNA IX akumulacijom organskog materijala: ORGANSKA

V KRŠKA JEZERA

Jezerski bazeni mogu nastati u području sedimentnih stijena koje se sporo otapaju procjeđivanjem i protjecanjem vode;

najviše jezera nastalih otapanjem stijena kalcijevog karbonata (CaCO3) slabo zakiseljenom vodom koja sadrži CO2;

najupečatljiviji primjer ovih jezera je krško područje uz istočnu obalu Jadrana (Hrvatska), Balkanski poluotok, Alpe i središnja Evropa; Florida, sjeverna Amerika;

procijeđena voda i podzemne vode otapaju vapnenac te je to područje bogato podzemnim spiljama;

obično su jezerski bazeni dovoljno duboki i protežu se do podzemne vode te su konstantno ispunjeni vodom

VI RIJEČNA JEZERA

a) nastala akumulacijom vode unutar riječnog toka

Plitvička jezera Jezero Visovac

VI RIJEČNA JEZERA

b) nastaju u nizinskim tokovima, odjeljivanjem meandra od glavnog korita rijeke

tzv. oxbows ili billabongs uslijed erozije s vanjske strane i sedimentacije materijala

s unutrašnje strane

nastaju i u području delta rijeka, također uslijed nakupljanja sedimenta i odjeljivanja

od glavnog riječnog korita

VII EOLSKA JEZERA

vjetar u aridnim područjima stvara jezerske bazene uslijed erozije razbijenog kamenja ili preraspodjele pijeska;

takva jezera su često povremena i ovise o klimatskim prilikama.

U Australiji i Novom Zelandu, Aziji, Južnoj Americi. U Texasu playalakes njih 19000, uglalvnom su okrugla i plitka.

ARALSKO JEZERO

Od 20-ih godina XX st. vode koje pritječu u jezero sve se intenzivnije koriste za navodnjavanje

1937. SSSR postaje izvoznik pamuka "bijelog zlata"

50-ih godina XX st. sve više vode se odvodi za potrebe navodnjavanja

1956. otvoren kanal koji skreće vode rijeke Amu Dar'ya za natapanje pustinje u Turkmenistanu

60-ih godina XX st. količina vode koja se uzima iz rijeka Amu Dar'ya i Syr Dar'ya raste. Dotok vode u jezero je od 60-ih (50 m3/god.) do početka 80-ih pao na nulu

delte rijeka se pretvaraju u poljoprivredne površine uz veliku primjenu kemijskih sredstava

Od 1960. smanjuje se površina Aralskog jezera za 2/3 i 84 % volumena.

Salinitet je utrostručen, ribarstvo je kolabiralo, biocenoza se drastičnopromijenila, a uvjeti ljudskog života su se znatno pogoršali.

Površina

Volumen

Salinitet

Muynak u prošlosti ribarsko središte na obalama Aralskog jezera

Muynak danas udaljen >100 km od jezera; na slicispomenik nekadašnjojjezerskoj obali

Program obnavljajnja vegetacije

POSLJEDICE PRETJERANE IRIGACIJE:

Regionalna klima se promjenila. Skraćivanjem trajanja vegetacije uzgoj pamuka je otežan, a zamjenske kulture (riža) zahtjevaju još više vode

Snižavanjem razine vode u jezeru pada i razina podzemnih voda okolnog područja. Presušuju oaze u blizini jezera. Salinitet jezera raste.

Vjetar raznosi sol i kemijska sredstva po okolnim poljima čineći ih neplodnim.

Karcinom grla i respiratorne bolesti su u velikom porastu

Ekosustav jezera potpuno narušen. Izumrlo dvadesetak ribljih vrsta.

Izgubljeno 60.000 radnih mjesta u ribarstvu i godišnji ulov ribe od 44.000 tona.

Planirano skretanje sibirskih rijeka prema jugu, kao rješenje problema.

Mihail Gorbačov uvođenjem “Glasnosti" zaustavlja projekte i sprečava daljnje katastrofe.