Подземная гидросфера

Рассмотрим формы движения воды.

Когда я был студентом, в конце 40-х годов, в гидрогеологии господствовала концепция наличия на больших глубинах так называемой зоны «застойного водного режима». Даже странно, но сторонники этой точки зрения, несмотря на хорошо известный принцип «все течет, все изменяется», сумели многим внушить представление об «относительном покое» в глубоких водоносных горизонтах. Отдельные гидрогеологи до сих пор придерживаются этой концепции.

Дальнейшие исследования отчетливо показали, что формы движения воды в земной коре разнообразны. Привлекая известные слова поэта, можно сказать, что здесь «покой нам только снится», поскольку вода всегда и всюду движется. Это не только механическое перемещение, интенсивность которого с глубиной действительно снижается, но также физические, химические, биологические и другие виды движения. Поэтому было бы неверно сводить движение воды лишь к перемещению под действием силы тяжести. За многообразием движения нельзя не видеть единства, взаимосвязи и взаимообусловленности его видов. Тут следует говорить о единой геологической форме движения воды в земной коре как о разновидности геологической формы движения материи.

Необходимость выделения геологической формы движения материи обосновали в конце 50-х годов философ Б. М. Кедров и геолог М. М. Одинцов, по определению которых она представляет способ существования минеральных и вообще неорганических веществ. Ее нельзя сводить к простой сумме физических, химических или биологических форм. Она представляет качественно особую форму, ей свойственны свои собственные законы движения и развития, пока еще недостаточно изученные.

Геологическая форма движения воды имеет сложную природу, будучи важнейшей составляющей геологической формы движения материи. Она выражается и в перемещении воды сквозь горные породы, и в движении вместе с веществом земной коры при различных геологических процессах, и в переходе из одного фазового или физического состояния в другое. Неотъемлемая черта этой формы движения — непрерывное взаимодействие с породами, газами и живым веществом, при котором вода, перемещаясь и влияя на их состав и свойства, постоянно изменяется и сама.

Профессор С. Л. Шварцев различает три разновидности геологической формы движения воды:

метеогенная, наблюдаемая в приповерхностной части земной коры и характеризующаяся преобладанием инфильтрации, но сопровождающаяся и другими видами движения (например, переходом воды из свободного состояния в связанное, жидкой фазы в парообразную или твердую и т. д.):

литогенная, когда перенос воды связан главным образом с литификацией пород, т. е. высвобождением ее из связанного состояния, что имеет место на глубинах;

магматогенная, которая типична для гидротермальных систем, расположенных вблизи магматических очагов.

Виды такого движения воды обусловлены преимущественно изменением высоких температур, давления и газонасыщенности (выделение из магматического расплава, переход из парообразного в жидкое состояние и т. д.).

Пока изучены далеко не все виды геологической формы движения воды. Познать во всем многообразии законы движения воды в недрах Земли — одна из главнейших задач гидрогеологии и смежных наук.

Первоисточники подземных вод.

Подземные воды, выводимые родниками или вскрываемые скважинами, по своей природе вторичны. Первоисточники воды «переработаны» в ходе геологической истории. Знать же их необходимо, поэтому говорят о генетическом облике подземных вод, который обусловлен исходными разновидностями и характеризует долю участия каждой из них в изучаемом образце.

Поскольку подземная гидросфера «питается» и с поверхности, и из земных глубин, подземные воды могут быть разделены на экзогенные, т. е. проникшие с поверхности, и эндогенные, которые поступают из глубин. Иногда их называют так, как это делал Э. Зюсс, именовавший первые — вадозными, а вторые — ювенильными.

Для сравнения объема тех и других укажем, что если количество ежегодно выносимой из мантии эндогенной воды оценивается ориентировочно в 0,1–1,0 кубический километр, то лишь в зону интенсивного водообмена с поверхности суши в результате инфильтрации попадает приблизительно 10 000 кубических километров воды в год. Общее же количество образующихся экзогенных вод в несколько раз больше.

Схема генетической классификации подземных вод, приведенная на рис. 9, включает далеко не все, а только основные разновидности подземных вод. Например, в ней отсутствуют некоторые виды подземных вод, генерируемые в земной коре (скажем, органогенные).