- Сколько воды под землёй
- Почему вода из колодца лучше, чем из болотца
- Как образуются пещеры
Рис. 1. Колодец-журавль
Подземные воды — это тайна, загадка; не случайно их называли «потаёнными». Колодцы и родники всегда почитаются у любого народа: считалось, что это особые места. Люди берегли их, отмечали родники знаками, ставили на колодцах срубы и вот такие старинные устройства для подъёма воды — «журавли» (рис. 1). Родники чистили, вешали рядом резной ковшик, чтобы можно было выпить воды.
Рис. 2. Колодец в пустыне
Если человек знал, как найти воду под землёй, он пользовался большим почётом и уважением. А в пустыне вода — это жизнь, там к ней особое отношение (рис. 2), даже если она горьковато-солёная. Мы думаем, что подземные воды играют не очень большую роль в нашей жизни. И ошибаемся. Они питают реки. Даже в городах, стоящих на больших реках, значительная часть воды поступает в водопровод из-под земли. Под землёй хранятся запасы целебных минеральных вод. Гейзеры, фонтаны кипящей воды бьют тоже из-под земли, в особых местах. Под землёй хранится многолетняя мерзлота, которую нельзя тревожить, как заколдованную царевну. И удивительные пещеры, которые завораживают и поражают воображение, тоже часто оказываются под землёй. Вы готовы к спуску?
Сегодня вы узнаете:
- какими бывают подземные воды и как они образуются;
- чем водопроницаемые горные породы отличаются от водоупорных;
- чисты ли подземные воды;
- почему в одних местах пещеры есть, а в других — нет.
После изучения темы вы будете уметь:
- представлять особую роль подземных вод в гидросфере;
- определять различия между грунтовыми и межпластовыми водами;
- объяснять причины появления пещер.
- Откуда берётся вода в роднике или колодце?
- Какова доля подземных вод в гидросфере?
- Приходилось ли вам пить воду из родника или колодца? Какая она на вкус и какой температуры?
- Вы бывали в пещере?
Сколько воды под землёй
Рис. 3. Подземное озеро в Альпах
Доля подземных вод в гидросфере составляет всего около 1,7 %, но это больше, чем доля вод, находящихся на поверхности. Если мысленно распределить все подземные воды по поверхности Земли, то мы получим слой воды в 180 метров. Под землёй есть даже целые подземные озера и моря (рис. 3).
Подземные воды — это воды, находящиеся в толще горных пород верхней части земной коры в жидком, твёрдом и газообразном состоянии. Подземные воды также часть водных ресурсов Земли; общие запасы подземных вод составляют свыше 23 млн км³. Подземные воды рассматриваются как полезное ископаемое, они являются ценным ресурсом.
Почему вода из колодца лучше, чем из болотца
Основной источник подземных вод — это атмосферные осадки. Подземные воды образуются в результате просачивания атмосферных осадков в грунт, а также конденсации водяных паров в их порах и пустотах. Вода с поверхности суши просачивается под землю тогда, когда это позволяет сделать горная порода. Если в горной породе есть поры и трещины, вода может через неё просочиться, то такие породы называются водопроницаемыми . Это песок, галька, гравий. Если горные породы не пропускают воду, они называются водоупорными . Это глина, гранит, базальт, мрамор. Вода накапливается на их поверхности как в бассейне. Лёд, который образуется под землёй, тоже ведёт себя как водоупорная порода. Существуют особые карстовые породы (гипс, известняк), они легко размываются водой, в них вода вымывает полости, пещеры, гроты. Водоупорных и водопроницаемых (водоносных слоёв) может быть несколько (рис. 4).
Рис. 4. Водоупорные и водопроницаемые горные породы
Подземные воды можно разделить по особенностям их образования и глубине, на которой они находятся, на особые группы:
- почвенные;
- грунтовые;
- межпластовые;
- артезианские.
Грунтовые воды образуют водоносный слой на первом от поверхности водоупорном слое (рис. 5).
Рис. 5. Грунтовые и межпластовые воды
Почвенные воды всегда есть в почве, поэтому она влажная.
Верховодка — это осадки, которые просачиваются под землю.
В связи с неглубоким залеганием от поверхности уровень грунтовых вод сильно меняется по сезонам года: он то повышается после выпадения осадков или таяния снега, то понижается в засушливое время.
Рис. 6. Родник
Эти воды довольно часто загрязняются, хотя в районах, где грунтовые воды залегают не слишком глубоко, люди используют их: выкапывают колодцы и бурят скважины. Грунтовые воды довольно часто выходят на поверхность в виде родников и питают реки (рис. 6). Но вода из открытого водоёма, как правило, загрязнена больше.
Межпластовые воды находятся между двумя водоупорными слоями (рис. 5).
Рис. 7. Артезианские воды
Межпластовые воды гораздо чище, их уровень мало изменяется в течение года. Если межпластовые воды находятся в складке горных пород, то они испытывают большое давление и могут фонтанировать. Такие воды называют артезианскими (рис. 7) по названию провинции Артуа во Франции, где они были обнаружены и описаны впервые.
Почему межпластовые воды чище, чем грунтовые?
Если на поверхности размещают свалки, сливают отходы нефтепродуктов, загрязняют её, то грунтовые и даже межпластовые воды могут быть безвозвратно утеряны. Это трагедия для людей, подземные воды — огромная ценность. Сегодня доля подземных вод, которая не испытала воздействия человека, становится всё меньше, а «старые» подземные воды всё чаще загрязняются.
Рис. 8. Загрязнение подземных вод
Подземные воды участвуют в круговороте воды, иногда воды задерживаются под землей на сотни и тысячи лет. Одно из самых известных «законсервированных»
озёр — подлёдное озеро Восток в Антарктиде. Ему около 15 млн лет. Это «капсула времени», которую исследуют учёные.
Рис. 9. Озеро Восток
Рис. 10. Запасы подземных вод
Запасы подземных вод размещены неравномерно. Геологи предполагают, что их гораздо больше, просто мы пока мало о них знаем (рис. 10). Чем ярче синий цвет на карте, тем больше подземных вод. Подземные воды — важный ресурс, многие страны давно испытывают проблемы с чистой питьевой водой и водой для орошения, известны даже случаи войны из-за воды.
На каких материках, в каких их частях находятся самые большие запасы подземных вод?
Рис. 11 Кавказские Минеральные Воды
Большую ценность представляют минеральные воды. Их используют в медицине. В мире и в России есть известнейшие курорты, которые специализируются на лечении минеральными водами, например, Карловы Вары в Чехии, Старая Русса, Марциальные воды, Кавказские Минеральные воды в России (рис. 11).
Могут ли подземные воды быть горячими, термальными?
Как образуются пещеры
Рис. 12. Мамонтова пещера в США
Пещеры — удивительные места, многие из них хранят тайны стоянок первобытных людей, подземных озёр и истоков рек. Они образуются в известняках, доломитах, то есть в горных породах, которые легко размываются водой, но при этом сохраняют форму. Пещеры образуются очень медленно, внутри пещер за тысячи и миллионы лет нарастают сталактиты и сталагмиты, возникают настоящие каменные леса. Изучением пещер занимаются спелеологи (от греч. «спелео» — пещера, «логос» — знание). В пещерах создаётся особый микроклимат, они являются популярными объектами туризма. Самой длинной пещерой мира пока считается Мамонтова пещера в США (рис. 12), её длина составляет около 676 км, а глубина — 124 м.
Упражнение 1
Сравните грунтовые и межпластовые воды по плану:
1) глубина залегания;
2) между какими слоями — водопроницаемыми или водоупорными;
3) чистота;
4) изменение уровня в течение года.
Упражнение 2
Приведите два любых примера использования подземных вод.
Контрольные вопросы
1. Какова роль подземных вод в формировании облика Земли?
2. Приведите примеры влияния подземных вод на литосферу, атмосферу, биосферу.
3. Что такое грунтовые, межпластовые, артезианские воды?
4. Какие опасности связаны с использованием подземных вод?
5. Можно ли без опаски пить любую воду из подземного источника?
Упражнение 1
1) межпластовые воды залегают глубже
2) межпластовые воды залегают между водоупорными слоями
3) межпластовые воды чище
4) изменение уровня в течение года меньше у межпластовых вод
Упражнение 2
Питьевая вода, орошение полей, бытовые нужды, медицина
