title-icon Статьи о ремонте
title-icon
» » Происхождение подземных вод

Происхождение подземных вод

В соответствии со схемой С.П. Кларка хмладшего, К.К. Турекьяна и И.Л. Гроссмана наружный слой Земли, составляющий около 20 % ее массы, образовался чрезвычайно быстро — за 10в5—10в7 лет. Если по этой массе рассчитать мощность данного слоя (учитывая, что плотность есть функция радиуса Земли), то она окажется равной приблизительно 630—640 км, т. е. подошва наружного слоя будет соответствовать середине переходного слоя, находящегося по современным оценкам на глубине от 400 до 1000 км. Переходный слой отделяет верхнюю мантию от нижней.
Если принять эту гипотезу, то можно предположить, что возникшая на последней стадии конденсации туманности водная оболочка Земли в принципе могла взаимодействовать только с наружным, назовем его 20 %-ным слоем, т. е. с литосферой, верхней мантией, астеносферой и верхней частью подастеносферных слоев. Для того чтобы такое взаимодействие произошло, необходимы определенные условия: 1) тектоническая раздробленность литосферы, 2) передвижение масс 20 %-ного слоя как по радиальной координате (вверх и вниз), так и по сфере.
Нет оснований сомневаться, что к началу конденсации водяных паров первое условие выполнялось. Колебание температур в 20 %-ном слое, определяемое охлаждением при конденсации в период его возникновения, последующим разогревом при гравитационном уплотнении и накоплении радиогенного тепла, должно было привести к формированию сингенетичной пористости. Экспериментальные исследования показали, что анизотропия температурного расширения минералов и особенно полиминеральных пород является основной причиной возникновения порового пространства. И даже уплотняющее давление, уменьшающее пористость, полностью не компенсируют эффекта теплового расширения.
Безводные, сухие породы более склонны к хрупким деформациям, чем породы влажные. А это означает, что до образования водной оболочки 20 %-ный слой, по-видимому, имел не только развитую пористость, но и достаточно высокую трещиноватость, формирующуюся под действием температурных и гравитационных напряжений. Поскольку сухие горные породы являются идеальными конденсаторами, способными извлечь воду из воздуха, влажность которого еще далека от насыщения, то в горных породах физически связанные воды были одной из первых известных нам сегодня форм природных подземных вод. Если на ранней стадии формирования гидросферы допустить достаточно активную диссоциацию воды, то одновременно или вслед за ее сорбцией должны были возникнуть процессы гидратации и гидролиза, обусловливающие проникновение воды в кристаллическую решетку минералов.
Гравитационные воды накапливались на следующем этапе, причем вначале подземные, а потом поверхностные. Разумеется, границу между этими стадиями провести трудно. Правильнее, наверное, говорить, что вначале преобладало накопление подземных вод — вод литосферы, а на завершающем этапе преобладало накопление океанических вод.
В процессе эволюции тектонических режимов эволюционировали и формы круговорота воды. Климатический тип круговорота, очевидно, начал существовать с того момента, как появились суша и океан. Однако в современном виде он оформился скорей всего недавно — с момента появления и становления современных океанов и континентов. Литогенический цикл круговорота появился вместе с осадочными породами начиная с протерозоя и наиболее понятен для нас. Собственно геологический цикл оформлялся вместе с механизмом плитной тектоники.
В самом общем виде эволюцию круговоротов воды и появление связанных с ними разных типов подземных вод можно представить в виде следующей схемы.
1. Пангеосинклинальный режим тектоносферы. Преобладали формы круговорота, связанные с магматизмом и региональным метаморфизмом.
2. Режим неустойчивых протогеосинклиналей. Метаморфогенный и магматогенный круговороты стали менее активны и по гидрогеологической своей роли в структуре гидросферы, вероятно, были близки литогеническому циклу, появился собственно геологический цикл.
3. Режим устойчивых геосинклиналей и платформ. Магматогенный и метаморфогенный круговороты стали играть подчиненную роль и приобрели локальное значение. Литогенический и собственно геологический типы круговорота получили свое дальнейшее развитие. Оформились в современном виде климатические круговороты.
Таким образом, можно построить планетарную схему формирования подземных вод.
1. На догеологическом этапе истории Земли (ранее 3,6 млрд. лет назад) на завершающей стадии конденсации космической газовой туманности возникла первичная гидросфера. Появление ее началось с накопления различных форм воды в 20 %-ном слое, имевшем к тому времени развитую пористость и трещиноватость.
2. Насыщение 20 %-ного слоя водой определило его дальнейшую геологическую историю. Переход 20 %-ного слоя из твердого в вязкопластичное состояние обусловил развитие пангеосинклинального тектонического режима, с которого начался обратный процесс — обезвоживание мантии. Этот процесс продолжается и в наши дни.
3. Появление и дальнейшее развитие жизни на Земле предопределило характер протекания физико-геологических процессов на поверхности и в недрах Земли. Вода и жизнь являются теми главными силами, которые формируют современный лик нашей планеты.
4. На всех стадиях геологического развития Земли существовали основные известные нам сегодня формы круговоротов воды в гидросфере, а значит, и все известные сегодня генетические типы подземных вод. Однако роль различных типов круговоротов в формировании подземных вод менялась. Вначале преобладали магматогенные воды, затем седиментогенные и инфильтрогенные.

title-icon Подобные новости