Гидрогеология

 

Отличие геологического круговорота воды от климатического

1. Разный источник энергии движения воды.

В климатическом круговороте — это солнечная энергия, в геологическом — энергия земных недр, природа и источники которой до сих пор окончательно не установлены.

2. Принципиально различный механизм движения воды в горных породах.

Если в случае климатического круговорота вода заполняет уже существующие пустоты и поры горных пород и в них пере­мещается под действием сил гравитации от участков с более вы­соким уровнем воды к участкам с более низкими его отметками, то в случае геологического круговорота картина совершенно иная. Вода захватывается горной породой в момент ее образования, а не после, как в первом случае, и перемещается вместе с горной породой на значительные глубины, постепенно выдавливаясь из нее в результате уменьшения размера пор, обусловленного процессами уплотнения. Вода в этом случае движется от участков большого сжатия породы к участкам меньшего ее уплотнения.

3. Разная направленность изменения фазового состояния воды. Если климатический круговорот невозможен без перехода воды в парообразное состояние с последующей ее конденсацией, то геоло­гический невозможен без перехода подавляющей части, воды через физически связанное состояние.

4. Формирование генетически разных подземных вод.

Климати­ческий круговорот формирует на земле пресные воды инфильтрационного генезиса, значительная часть которых проникает в землю, образуя зону маломинерализованных растворов, создающих основу для жизни человека.

Геологический круговорот формирует ветвь соленых вод седиментационного генезиса, определяющих ход многих новых геологических процессов и явлений, также необходимых для жизни человека.

5. Гидродинамика формирующихся бассейнов различна.

В случае климатического круговорота вода в порах горных пород не испы­тывает механического давления стенок, так как находится под действием только собственного веса, на какой бы глубине вода не находилась.

Иная ситуация складывается в процессе геологического круго­ворота. В этом случае вода практически всегда испытывает в той или иной мере давление стенок горной породы. Ведь для того, чтобы выдавить воду из породы, необходимо создать то или иное избыточное давление. Поэтому наличие избыточного давления, т.е. превышающего собственный вес воды, — это естественное состо­яние гидродинамических систем, формирующихся в процессе геоло­гического круговорота. Все это сказывается и на характере фор­мирующихся водообменных систем.

6. Разное направление движения воды.

Климатический кругово­рот обеспечивает подъем воды с океана в атмосферу, перенос ее на континент и нисходящее движение в горных породах от высоких отметок поверхности к более низким.

Геологический круговорот захватывает воду и перемещает ее в обратном направлении — вниз относительно морского дна. Затем под давлением вода перемещается из погружающихся частей бассейна в боковые его структуры, включая континент, и по зонам разломов движется к дневной поверхности навстречу фильтрационному потоку.

7. Гидрогеохимическое различие формирующихся водообменных систем. Здесь лишь отметим, что направленность и механизмы, а значит, и геологический результат всех геохимических процессов в этих двух типах круговоротов различны, что много­кратно разнообразит геохимическую среду, контролирующую ход геологических процессов.

Круговорот воды и проблемы экологии

Как было сказано выше, климатический круговорот воды опре­деляет наиболее важные предпосылки существования и развития жизни на Земле. К сожалению, человек, став геологической силой, стал воздействовать на окружающую среду глобально. Вследствие этого уже началась трансформация круговорота воды, пока не только не оцененная количественно, но и даже не осознанная человечеством.

Техногенное воздействие на круговорот воды осуществляется через все его основные звенья: океан, атмосферу, речной и подзем­ный стоки. Океан, став для людей главнейшей "дорогой" нашей планеты, непрерывно подвергается загрязнению, которое изменяет масштабы испарения воды с его поверхности и тем самым подры­вает "фундамент" климатического круговорота воды.

Не меньшее воздействие на круговорот воды оказывается и на поверхности земли. Создание многочисленных водохранилищ, вы­рубка лесов, распахивание почв, разработка полезных ископаемых, мелиоративные работы, переброска рек, рост городов — все это резко меняет фильтрационные свойства горных пород, степень и масштабы испарения воды, ведет к перераспределению стока, меняет соотношение между поверхностной и подземной его составляющими. В конечном счете это ведет к изменению интенсивности водообмена на конкретном участке территории, а значит, и к изменению ее ландшафтных особенностей.

К сожалению, масштабы изменения человеком разных аспектов климатического круговорота пока практически не изучались, и они не оценены в должной мере. Это задача ближайшего будущего. Однако экологический вред уже сегодня очевиден: обмелели многие реки, но подтоплены города, загрязнены поверхностные воды и атмосфе­ра, катастрофически загрязняются подземные воды, моря и океаны. Проблема чистой воды стала одной из наиболее острых на земном шаре.