Великие озера

ВЕЛИКИЕ ОЗЁРА (Great Lakes), крупнейшая в мире озёрная система в  восточной части Северной Америки, в бассейне реки Святого Лаврентия. Включает пресноводные озёра Верхнее, Мичиган, Гурон, Эри и Онтарио (смотри таблицу 1). Озеро Мичиган целиком расположено в США, по остальным озёрам и соединяющим их рекам проходит граница между США и Канадой, которой принадлежит около 1/3 акватории Великих озёр.

Общая площадь Великих озёр 244,8 тысяч км², суммарный объём вод 22,7 тысяч км³ (21% мирового запаса поверхностных пресных вод). Длина береговой линии свыше 15 тысяч км. Озёра соединены между собой короткими, порожистыми и многоводными реками: Верхнее и Гурон - рекой Сент-Мэрис (длина 112 км); Гурон и Эри - рекой Сент-Клэр (43 км), через озеро Сент-Клэр (площадь 1275 км²) и реку Детройт (51 км); Эри и Онтарио - рекой Ниагара (54 км), образующей Ниагарский водопад. Из Мичигана в Гурон вода поступает через пролив Макино шириной около 3 км. В Великие озёра впадает несколько сотен небольших рек с общей площадью водосбора 525 тысяч км², наиболее крупные - Эсканоба, Каламазу, Гранд-Ривер, Маскигон, Манисти, О-Сейбл, Сагино, Моми. Сток озёрных водных масс (210 км³/год) происходит по реке Святого Лаврентия, вытекающей из Онтарио, он регулируется гидроузлом Ирокуа, расположенным между её истоком и устьем крупнейшего её притока - реки Оттава.

Котловины Великих озёр возникли в результате тектонических движений, доледниковой речной и ледниковой эрозии. Чаши озера Верхнее и северной части озера Гурон выработаны в кристаллических породах южного края Канадского щита Североамериканской платформы, остальных озёр - в толще палеозойских известняков, доломитов и песчаников платформенного чехла. После сокращения ледникового покрова крутые берега преобразованы волновой абразией. Вдоль мелководных и защищённых от волнения участков побережья сформировались пляжи, валунные и гравелисто-песчаные косы. В северной части Великих озёр береговая линия расчленена, берега (высота до 400 м) скалистые, обрывистые, очень живописные, особенно озёр Верхнее и Гурон. Южные берега преимущественно низкие, глинистые и песчаные. Самый крупный остров на всей акватории Великих озёр - Манитулин площадью свыше 1000 км² (озеро Гурон).

Климат региона Великих озёр умеренно континентальный. Средние температуры воздуха в январе на озере Верхнее -8°С, на южном берегу Эри -3°С, в июле соответственно 19 и 22°С. Осадков 700-800 мм в год.

В питании озера Верхнее объём атмосферных осадков превышает приток речных вод, поэтому его водная масса наименее минерализована. В водном балансе остальных озёр значительнее роль речного стока и притока вод из расположенных выше озёр. Испарение с поверхности озёр около 165 км³/год (на 20% меньше, чем сток в реку Святого Лаврентия). Последние 150 лет амплитуда колебаний уровня воды в Великих озёрах составляет ±2 м, внутригодовые его колебания - не более 0,3 м вследствие регулирования стока гидроузлами. Сгонно-нагонные перекосы водной поверхности достигают 3-4 м (Верхнее, Мичиган). Великие озёра замерзают главным образом у берегов (с декабря - января по март - апрель). В центральной части из-за зимних штормов ледяной покров отсутствует, лишь на Онтарио изредка наблюдается сплошной ледостав. Продолжительность навигации 8-9 месяцев в году. Подлёдная стратификация водной толщи выражена слабо. Весной и осенью происходит конвективное перемешивание озёрных вод до дна. Средняя температура поверхностных вод в августе 18-22°С. Воды в озёрах имеют низкую минерализацию (72-232 мг/л) (смотри таблицу 2).

В Мичигане, Верхнем и Гуроне состав наиболее распространённых видов планктона и бентоса сходен. В фитопланктоне доминируют диатомовые водоросли, из полупогружённых макрофитов - камыш, ежеголовник, тростник, ситняг, из погружённых - харовые и полушниковые водоросли. Зоопланктон состоит преимущественно из босмин, дафний и копепод, зообентос - из олигохет, моллюсков. В Эри и Онтарио в фитопланктоне преобладают цианобактерии, диатомовые, зелёные и динофитовые водоросли, из макрофитов - рогоз, уруть, рдесты, в зообентосе - хирономиды (мотыль). Во всех Великих озёрах водятся корюшка, жёлтый окунь, алозы, светлопёрый судак, в Гуроне, Верхнем и Мичигане - кижуч, чавыча, голец-квистивомер и сиг сельдевидный. На побережье озера Верхнее - парк штата Такуаменон-Фолс; остров Айл-Ройал (Верхнее) - в составе одноимённого национального парка; между Верхним и Мичиганом - резерват Сеней.

На ГЭС системы Великих озёр производится 50 миллиардов кВтч энергии в год. Суммарное водопотребление из Великих озёр к концу 20 века превысило 20 км³ год. От 40 до 70% забираемой из озёр воды расходовалось ТЭС и АЭС, от 20 до 48% - промышленными предприятиями, 5-9% - коммунальным хозяйством. Из района города Буффало вода озера Эри подаётся по каналу Эри в бассейн реки Гудзон, к городу Нью-Йорк. Для восполнения водных ресурсов Великих озёр ведётся переброска в озеро Верхнее части стока из речной системы Олбани (бассейн Гудзонова залива) через озёра Нипигон и Лонг-Лейк.

Великие озёра соединены с бассейном реки Миссисипи системой судоходных каналов, начинающейся у города Чикаго на озере Мичиган; с рекой Гудзон - каналом, берущим начало у города Буффало на озере Эри. Река Святого Лаврентия вместе с Великими озёрами - важнейший естественный путь, соединяющий внутренние части США и Канады с Атлантическим океаном. Внутренний водный путь Великих озёр составляет 1870 км благодаря наличию шлюзованных каналов в обход порогов на реке Сент-Мэрис и Ниагарского водопада (канал Уэлленд). После завершённой в 1959 году реконструкции каналов, сооружённых в обход порожистых участков на реке Святого Лаврентия, создан водный путь из Атлантического океана в Великие озёра протяжённостью 3 тысячи км и глубиной не менее 8 м, доступный для крупных морских судов. Главные порты - Дулут, Милуоки, Чикаго, Толидо, Кливленд, Эри, Буффало (США), Тандер-Бей, Гамильтон, Торонто (Канада).

К середине 20 века мощное антропогенное воздействие привело к сильному загрязнению и эвтрофикации Великих озёр (особенно в заливах). Вследствие деградации ихтиофауны из некоторых районов побережий Мичигана, Гурона, Верхнего почти исчезли ранее многочисленные популяции норки и выдры. В тканях рыб отмечаются высокие концентрации ДДТ и ртути. Наименее пострадало от антропогенного воздействия озеро Верхнее, сохранив олиготрофный статус из-за большего размера, замедленности водообмена и невысокой плотности заселения водосбора (4,5 человек/км²). Вода в нём наиболее прозрачна (> 10 м), отличается наименьшим содержанием доступного для фитопланктона фосфора (<3 мг Р/м³), низким показателем биомассы фитопланктона - хлорофилла «а» (<0,4 мг/м³) и наименьшей первичной продукцией органических веществ (0,7 мг С/м³ в час). Более низкое качество воды - в самом проточном озере Эри из-за меньших размеров и наибольшей нагрузки его эвтрофной экосистемы загрязняющими веществами сточных вод крупных городов. Экосистема Эри испытала сильнейшее эвтрофирование, но и ранее, чем в других озёрах, наступает её оздоровление благодаря запрету сброса в Великие озёра недостаточно очищенных сточных вод и наибольшей проточности. Водные массы Мичигана у южных берегов - мезотрофны, в центральной части - олиготрофны. Видовой состав фитопланктона Гурона характерен для олиготрофных озёр, но воды залива Сагино сильно эвтрофированы. Прибрежные воды Онтарио эвтрофны и мезотрофны. Будучи замыкающим, оно получает биогенные и токсичные вещества из остальных озёр (за последние годы скорость эвтрофирования заметно понизилась). В 1909 году правительства США и Канады подписали соглашения о совместном рациональном использовании водных ресурсов. В последней четверти 20 века работы по улучшению состояния Великих озёр активизировались. Для сохранности олиготрофии Мичигана обработанные сточные воды города Чикаго сбрасывают по судоходному каналу в бассейн реки Миссисипи.

Лит.: Мировой водный баланс и водные ресурсы Земли. Л., 1974; Biennial report under the Great Lakes water quality agreement of 1978... Wash, а.о., 1982-2004-. Vol. 1-12-; Data book of world lake environments. Otsu, 1988. Vol. 3: Americas; Кондратьев К. Я., Поздняков Д. В. Экология Великих Североамериканских озер: проблемы, решения, перспективы // Водные ресурсы. 1993. Т. 20. №1; Эдельштейн К. К. Гидрология материков. М., 2005.