Гидрогеология — подземные воды планеты

Подземные воды / Underground waters — creator.nightcafe.studio

Подземные воды Земли (далее по тексту возможно ПВ) изучает наука Гидрогеология.

Подземные воды — это…

Подземные воды являются неотъемлемой частью Гидросферы Земли. Более детально про Гидросферу Земли читайте в нашей статье ГИДРОСФЕРА — ВОДНАЯ ОБОЛОЧКА ЗЕМЛИ →.

Как таковая наука о Подземных водах появилась 1674 году после публикации ученым П. Перро своей работы «Происхождение источников», а свое официальное название она получила после издания в 1802 году Ж. Лемарком книги «Гидрогеология, или Исследование влияния воды на поверхность земного шара».

Как утверждают ученые объем Подземных вод составляет 60 000 000 км3, или 3,83% от всего объема гидросферы. (источник Мировой водный баланс…, 1974; Гавриленко, Дерпгольц, 1971; и др.)

Для более точного понимания — что есть подземные воды как таковые, приведем несколько определений из авторитетных словарей и энциклопедий.

Горная энциклопедия

Подземные воды … — воды, находящиеся в толщах горных пород верхней части земной коры в жидком, твёрдом и парообразном состоянии. П. в. являются частью Водных ресурсов. B областях существования П. в. температура колеблется от -93 до 1200°C, давление — от нескольких до 3000 МПa …

A. A. Kоноплянцев.

Горная энциклопедия. М.: Советская энциклопедия. Под редакцией Е. А. Козловского. 1984 — 1991

Экологический словарь

Подземные воды — воды, в том числе минеральные, находящиеся в подземных водных объектах ( Водный Кодекс Российской Федерации )

EdwART. Термины и определения по охране окружающей среды, природопользованию и экологической безопасности. Словарь. 2010

Словарь по географии

Вода, находящаяся ниже земной поверхности в толще горных пород и в почве в любых физических состояниях.

Словарь по географии. 2015

Подземные воды — происхождение, гипотезы и факты

Происхождение Подземных вод издавна будоражило воображение лучших умов человечества. Высказывались самые смелые предположения и гипотезы, и ради справедливости необходимо отметить, что многие из них оказались верными. Существует обоснованное предположение, что подземные воды использовались в засушливых районах Ближнего Востока, средней Азии и Китая уже в 3000-2000 г. г. до нашей эры. Первую, из дошедших до нас, гипотез о происхождении подземных вод  относят к VII веку до н. э. Она принадлежат древнегреческому философу Фалесу. Позднее, свое согласие с этой гипотезой выразил и Платон. Древнегреческие философы предполагали, что подземные воды происходили из охлажденного в подземных пещерах воздуха.

Подземные воды существуют в различных агрегатных состояниях. Они накапливаются в толщах земной коры и движутся там различными способами по пустотам, порам и трещинам. В местах присутствия водонепроницаемых пород они скапливаются, образуя сообщающиеся между собой подземные водохранилища — подземные водоносные системы, опоясывающие весь земной шар.

Подземные воды имеют самое разнообразное применение в хозяйственной деятельности человека. Во-первых это источник пресной воды, во-вторых подземные воды — источник многих важных для человека минералов, всем хорошо известны лечебные минеральные воды. Горячие или геотермальные воды, которые мы подробно рассмотрели в статье Термальные источники, или горячие воды Земли, являются не только источниками полезных минералов, но и дарят человеку доступную и бесплатную геотермальную энергию.

Подземные воды — виды и классификация

О. Мейнцер (1935) классифицировал воды находящиеся в горных породах таким образом

Воды в свободном состоянии, способные к самостоятельным формам движения, различным, в зависимости от конкретного вида воды:
* пар (парообразная);
* гравитационные воды (просачивающаяся капельножидкая, подземные потоки);
* в надкритическом состоянии — подземные воды с температурой и давлением выше критических.

Воды в связанном состоянии, не способные к самостоятельным формам движения, без перехода в свободное состояние (в другие виды воды):
* вода, химически связанная с кристаллической структурой минералов;
* вода, физико-химически и физически связанная с поверхностью минеральных частиц (скелета) горных пород;
* вода переходного состояния от связанной к свободной, в том числе капиллярно-связанная;
* иммобилизованная (вакуольная) вода;
* вода в твердом состоянии.

По интенсивности водообмена подземные воды можно разделить на такие категории

Зона активного водообмена – 300 / 500 метров от поверхности земли, время обновления вод от нескольких лет до нескольких десятков лет.

Зона замедленного водообмена – 500 / 2000 метров от поверхности земли, время обновления вод десятки и сотни лет.

Зона пассивного водообмена – более 2000 метров от поверхности, время обновления вод происходит на протяжении миллионов лет.

Классификация подземных вод по степени минерализации

Зона активного водообмена – 300 / 500 метров от поверхности земли, преобладают пресные воды с содержанием солей до 1 грамма/литр.

Зона замедленного водообмена – 500 / 2000 метров от поверхности земли, солоноватые воды с содержанием солей от 1 до 35 г/л.

Зона пассивного водообмена – более 2000 метров от поверхности, соленые воды по степени солености близкие к морской воде более 35 г/л.

Классификация подз. вод в зависимости от вида пустот, которые они заполняют

Поровыe ПВ — в песках, галечниках …

Трещинныe ПВ — в гранитах, песчаниках и других скальных породах.

Карстовыe ПВ — воды находящиеся в растворимых породах (гипсах, известняках, доломитах … ).

Классификация подземных вод по температуре (Щербаков, 1979)

Важным фактором является температура Подземных вод. Этот вопрос рассматривался в статье «Термальные источники, или горячие воды Земли». Отметим интересный факт — на больших глубинах вода достигает состояния так называемой «водяной плазмы».  Это состояние характеризуется тем, что, с одной стороны, вода перестает быть «водой», а с другой и не стала водяным паром.  Происходит это, когда за счет высоких температур, скорость движения молекул сравнима со скоростью движения молекул водяного пара, а плотность остается как у воды в жидком состоянии. Такая пароводяная смесь часто выбрасывается на поверхность в виде так называемых Гейзеров.

Переохлажденные подземные воды

  • Степень нагретости: исключительно холодные.
  • Шкала температур: ниже 0 °С .
  • Физические и биохимические критерии температурных границ: переход в твердое состояние.

Холодные подземные воды — тип №1

  • Степень нагретости: весьма холодные.
  • Шкала температур: ниже 0-4 °С .
  • Физические и биохимические критерии температурных границ:  3,98°С — температура максимальной плотности воды.

Холодные подземные воды — тип №2

  • Степень нагретости: умеренно холодные.
  • Шкала температур: ниже 4-20 °С .
  • Физические и биохимические критерии температурных границ:  единица вязкости (сантипуаз) определена при температуре 20°С.

Термальные подземные воды — тип №1

  • Степень нагретости: тёплые.
  • Шкала температур: ниже 20-37 °С .
  • Физические и биохимические критерии температурных границ:  температура человеческого тела — около 37°С.

Термальные подземные воды — тип №2

  • Степень нагретости: горячие.
  • Шкала температур: ниже 37-50 °С .
  • Физические и биохимические критерии температурных границ: оптимальная температура для роста бактерий.

Термальные подземные воды — тип №3

  • Степень нагретости: весьма горячие.
  • Шкала температур: ниже 50-100 °С .
  • Физические и биохимические критерии температурных границ: переход в парообразное состояние.

Перегретые подземные воды — тип №1

  • Степень нагретости: умеренно перегретые.
  • Шкала температур: ниже 100-200 °С .
  • Физические и биохимические критерии температурных границ: термометаморфизм (гидролиз карбонатов с выделением С02 , генерация абиогенного H2S и др.).

Перегретые подземные воды — тип №2

  • Степень нагретости: весьма перегретые.
  • Шкала температур: ниже 200-372 °С .
  • Физические и биохимические критерии температурных границ: процессы углефикации органического вещества и формирования углеводородов.

Безнапорные воды

Грунтовые воды и верховодка – это первые от поверхности земли водоносные горизонты или по другому водоносные слои, залегающие на первом водоупорном слое (в отличие от верховодки грунтовые воды обычно связаны с наличием регионально-распространенного пласта слабопроницаемых пород,  эти воды питают колодцы).

Межпластовые воды, водоносные системы – подземные водохранилища, часто сообщающиеся между собой, у которых водонепроницаемые слой находятся как сверху, так и снизу.

Трещинные и трещинно-карстовые подземные воды.

Напорные воды или Артезианские воды

Напорные воды или Артезианские воды – это артезианские бассейны вода в которых находится под напором/гидравлическим давлением между двумя водонепроницаемыми породами.

Ювенильные воды

Так же хотим сделать акцент на так называемые Ювенильные воды. Под которыми подразумеваются воды, происхождение которых обусловлено процессами синтеза водорода и кислорода в магматических расплавах. Далее, эти воды, поднимаясь вверх, смешиваются с другими видами Подземных вод. Гипотеза о Ювенильных водах впервые была сформулирована в 1902 году австрийским геологом Э. Зюссом.

Необходимо отметить тот факт, что в зонах вечной мерзлоты подземные воды верхнего уровня заморожены и находятся в твердом состоянии.

Одной из форм Подземных вод является так называемая «физически связанная вода». Такую формулировку она получила поскольку взаимодействуя с частицами породы притягивается ими. Чем меньше частицы тем больше воды они могут притягивать.

Много под землей и обычных вод, которые находится там благодаря гравитации, в следствии чего и называются «гравитационными водами». Среди них можно выделить два вида — напорные и безнапорные воды.

Физические свойства подземных вод

Выделяют такие физические свойства подземных вод:

  • мутность и прозрачность;
  • цветность;
  • запах и вкус;
  • температура;
  • вязкость;
  • электропроводность;
  • радиоактивность.

Заключение

Тема Подземных вод весьма обширна и очевидно, что отобразить ее в рамках одной статьи просто невозможно. Мы постарались выделить наиболее важные, с нашей точки зрения, моменты. Мы будем рады если этот материал подтолкнет вас к более детальному изучению столь интересной темы.

 

Гидрогеология, или подземные воды планеты

 



Поделись с друзьями :)
[Sassy_Social_Share]

Гидрогеология — подземные воды планеты

Статья опубликована: Автор:

3 комментария к “Гидрогеология — подземные воды планеты”

  1. Подземные воды это уникальный ресурс который мало изучен и мало используется … но котрый надо беречь …

  2. Как я поняла, если вода Артезианская, то это сосвсем не значит что она чистая и пригодная для питья ….

  3. Артезианские воды — это воды под напором … про чистоту ничего не сказано, хотя естественные фильтры конечно проходит, но и соли присутствуют … хотя не везде

Оставьте комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.

Прокрутить вверх