То́ба () — озеро, расположенное на индонезийском острове Суматра в провинции Северная Суматра к югу от административного центра провинции города Медан. Тоба находится внутри огромной кальдеры, которая образовалась в результате гигантского извержения одноимённого вулкана, произошедшего примерно 74 тысячи лет назад. Озеро расположено на высоте над уровнем моря, его максимальная глубина составляет . Размеры Тобы достигают в длину и в ширину с общей площадью поверхности , что делает его самым большим озером Индонезии, крупнейшим озером вулканического происхождения в мире.
Благодаря природному разнообразию и историческому наследию батакской культуры озеро Тоба, включая находящийся в его центре крупный остров Самосир (), является одним из важных туристических центров Индонезии. Тоба представляет собой многофункциональную экосистему, поддерживающую рыболовство, туризм, транспорт, водоснабжение, гидроэнергетику, сельское хозяйство и окружающие населенные пункты. Однако активная хозяйственная деятельность на берегах озера и в прилегающих к ним районах приводит к загрязнению воды и другим экологическим проблемам.
Физико-географическая характеристика
Геология
Озеро Тоба находится в центре северной части острова Суматра в провинции Северная Суматра, в пределах горного хребта Барисан. Эта горная система является главной на острове и состоит в основном из каменноугольно-пермских метаморфических пород, миоценовых осадочных пород и четвертичных магматических пород. Само озеро и район возле него являются огромной кальдерой размерами 100 × 30 км, что делает её одной из крупнейших в мире. Кальдера Тоба расположена вблизи , который проходит по центру острова Суматра в 20 км юго-западнее озера. Кальдера является одним из вулканических комплексов Зондской островной дуги, сейсмически активного региона Земли, где происходит погружение Индо-Австралийской плиты под Евразийскую со скоростью 56 мм в год. Зона субдукции в этой области очень активна: на морском дне к западу от Суматры с 1995 года произошло несколько крупных землетрясений, таких как землетрясение в Индийском океане в 2004 году магнитудой 9,1 и магнитудой 8,6. Эпицентры этих землетрясений находились примерно в 300 км от Тобы. Рельеф области Тоба характеризуется большим поднятием со средними высотами порядка 1500 метров и поперечными размерами 220 × 100 км, а также многочисленными свидетельствами недавней вулканической активности, такими как шлаковые конусы.
Озеро Тоба образовалось после гигантского извержения одноимённого вулкана в позднем плейстоцене — лет назад. Объём извергнутого тогда вулканического материала достигал 2800 км³, а в атмосферу могло быть выброшено до 10 миллиардов тонн серной кислоты или 6 миллиардов тонн диоксида серы. В результате извержения, ставшего крупнейшим известным извержением в четвертичном периоде, сформировался слой вулканического туфа, называемый Молодым туфом Тоба, эти отложения были обнаружены в Южно-Китайском море, Индийском океане и на территории Индии в 4500 км от места извержения. Последствия этого извержения являются предметом спора учёных: некоторые считают, что в результате катастрофы климат Земли некоторое время находился в состоянии вулканической зимы, а человеческая популяция прошла через «бутылочное горлышко», другие считают, что несмотря на огромный масштаб извержения, воздействие вулкана на климат было гораздо меньшим и серьёзно не затронуло человека.
Во время извержения сформировалась огромная кальдера, которая в течение 1500 лет заполнялась водой, образовав озеро Тоба. Озёрные отложения на острове Самосир, который вместе с полуостровом Улуан () являются частями одного или двух резургентных куполов, указывают на то, что дно кальдеры поднялось по крайней мере на 450 метров с момента главного извержения. Таким образом, ранее, Самосир, сформированный кальдерным материалом и озёрными отложениями, был полностью покрыт водами озера Тоба. В настоящее время кальдера не проявляет вулканической активности, однако внутри неё расположено несколько вулканических куполов, небольшой стратовулкан Пусубукит (), на северной стороне которого имеются сольфатары, а также конус Тандукбенуа (), расположенный на северо-западном краю кальдеры. Практически полное отсутствие растительности на Тандукбенуа может быть связано с тем, что он сформировался всего несколько сотен лет назад. Помимо этого вдоль западного края острова Самосир имеются горячие геотермальные источники и сернистые террасы. Крупные землетрясения в районе озера Тоба происходили в 1892, 1916, 1920—1922 и 1987 годах. Землетрясение 1987 года, гипоцентр которого находился на глубине 11 км, привело к гибели двух человек и временно приостановило геотермальные источники в районе озера. Впервые о вулканотектоническом происхождении озера Тоба заявил голландский геолог Рейнаут ван Беммелен в 1949 году, в дальнейшем формирование депрессии было объяснено как результат сочетания деятельности вулкана и активности разломов.
Берег, рельеф дна и острова Озёрная котловина Тобы окружена крутыми скалами высотой 400—1200 метров, которые чередуются с небольшими долинами. Наибольшей высоты скалы достигают в северо-восточной части озера. Поверхность воды Тобы находится на высоте 904 метра над уровнем моря, общая площадь озера вместе с островами Самосир и Пардапур () составляет 1780 км². В 1939 году были проведены первые измерения глубины озера, которые показали результат 529 метров. В 2003 году новые исследования дна озера при помощи эхолота установили, что глубина озера составляет 505 метров. Разница в 24 метра обуславливается различием методов измерения, однако результат 2003 года считается более точным. Помимо этого исследования 2003 года установили, что северная часть озера является более глубокой, в отличие от относительно мелководной южной, кроме того, во многих местах дно озера имеет широкие плоские участки.
Тоба имеет два основных острова: Самосир, площадью 647 км², что делает его четвёртым по площади озёрным островом в мире, и Пардапур, площадью 7 км². На Самосире имеется собственное небольшое озеро — Сидихони (), а также горячие источники и водопады, которые в сухой сезон в большинстве своём прекращают течь. До 1906 года Самосир был полуостровом, пока по распоряжению администрации Нидерландской Ост-Индии через перешеек не был проложен канал, отделивший его территорию от берегов Тобы. Из-за постепенного заиливания канала Самосир в ближайшее время может вновь перестать быть островом.
Бассейн и гидрография Площадь водосборного бассейна Тобы составляет 3658 км² с учётом площади самого озера. Бо́льшую часть территории водосбора озера занимает холмистая и гористая местность с вершинами высотой более 2000 метров. В озеро впадает 202 реки и ручья, из которых только 70 являются постоянными водотоками. Сток из озера в Малаккский пролив проходит по , которая пересекает пологие склоны приозёрного пирокластического плато в юго-восточном направлении, средний расход воды составляет 102 м³/с. Уровень воды в озере и выработка гидроэлектроэнергии на реке Асахан регулируются плотиной Сируар (Асахан I, русловая электростанция мощностью 180 МВт)Improving the Water Quality of Lake Toba, Indonesia. World Bank Report No. AUS0000463. 2018. — P. 9.. Почва в регионе типична для выветренных вулканических районов и варьируется от легкой глины до супесчаной почвы, с различной чувствительностью к эрозии.
Максимальные естественные годовые колебания уровня воды составляют около 1,5 метров, однако в силу техногенных факторов этот показатель может возрастать. Так, в конце 1980-х годов было отмечено падение уровня озера на 2,5 метра, связанное с работой многочисленных гидротехнических сооружений. Температура воды на поверхности озера составляет от 24,0 до 27,6 °C. Вплоть до глубины 300 метров вертикальное распределение температуры воды чрезвычайно однородное. Согласно замерам 1979 года водородный показатель воды озера Тоба составляет в разных местах от 7,0 до 8,4, степень насыщения кислородом варьируется от 6,7 до 9,3 мг/л, уровень химического потребления кислорода от 1,24 до 2,80 мг/л, концентрация фосфора в воде достигает от 0,31 до 0,66 мг/л, хлоридов от 8,3 до 11,8 мг/л. Замеры 1994 года установили уровень биологического потребления кислорода — 28,0 мг/л при норме 5,0 мг/л, к 2010 году он мог увеличиться в полтора раза. Согласно исследованиям, приток воды в озеро уменьшается: в период 1920—1932 годов он составлял в среднем 110 м³/с, в период 1957—1975 годов упал до 104,4 м³/с, и достиг 90 м³/с в 1976—1988 годах. Средний уровень испарений с поверхности воды озера колеблется между 3,5—5,5 мм в сутки.
Климат Озеро Тоба находится в зоне экваториального климата, характеризующейся малыми колебаниями средней месячной температуры и обильной влажностью. Средняя дневная сумма солнечной радиации в районе озера составляет 15,7 МДж/м² (примерно 4,36 кВт⋅ч/м²). Скорость ветра в январе — апреле может достигать 4 м/с, в июне — октябре до 8,8 м/с, создавая на озере волны высотой до 1,8 метра.
Флора и фауна Флора озера состоит из различных типов фитопланктона и микрофитов. Растительность по берегам представлена, как правило, смешанным лесом, на склонах гор встречаются тропические сосновые леса. К водным растениям озера относятся лотос орехоносный, эйхорния отличная, ряска малая, многокоренник обыкновенный (), роголистник погружённый и другие.
Фауна озера включает в себя несколько видов зоопланктона и бентосных организмов. Тоба, несмотря на нынешнее экологическое состояние, является по своей сути олиготрофным озером, бедным на питательные вещества и с высоким содержанием кислорода, поэтому число местных видов рыб относительно невелико, однако, в озере проживают некоторые эндемичные виды, такие как , который, помимо Тобы, обитает только в некоторых притоках озера, и . Последний вид известен как батакская рыба. Он находится под угрозой вымирания из-за вырубки прибрежных лесов, вызывающей заиливание воды, загрязнение окружающей среды, изменение уровня воды и распространение интродуцированных видов рыб. Также в озере встречаются такие местные виды рыб как лягушковый клариевый сом, (), (), (), () и карликовый змееголовы (), бетта чёрная, () и (), азиатская щучка и другие. К интродуцированным видам относятся зелёный меченосец, пятнистый, гигантский и змеевидный гурами, нильская и мозамбикская тиляпии, гуппи и другие.
Хозяйственное значение Благодаря своему географическому положению и экономическому потенциалу Тоба и прилежащие к нему территории имеют большое значение не только в региональной, но и в национальной экономике Индонезии. На территории бассейна озера находится 366 деревень и городов в составе пяти округов с общим населением более человек. Основным занятием большинства жителей является сельское хозяйство, которое составляет 64 % в структуре местной экономики. Более гектар на территории водосбора озера заняты рисовыми полями с годовым урожаем около тонн. Большое значение в экономике занимает выращивание кофе — по оценкам, эта отрасль даёт рабочие места более семей, проживающим в этом районе. Другими выращиваемыми культурами являются батат, кукуруза, различные овощи, корица, гвоздика, канариум филиппинский, а также кокосовые пальмы. Животноводство, а именно разведение свиней и крупного рогатого скота, выступает в качестве побочной отрасли.