Подземная гидросфера - Евгений Викторович Пиннекер

гидросферу стало повсеместным и угрожает ее ресурсам, наряду с этими задачами важнейшими проблемами гидрогеологии следует считать прогноз режима подземной гидросферы и разработку методов управления им. Задача принципиально новая и не только прикладная, но и теоретическая. Ее цель — изучение подземных вод в неразрывной связи с другими компонентами подземной гидросферы, познание водообмена и массопереноса для всей водоносной системы Земли, а не отдельной ее, пускай даже ведущей, разновидности. В сущности, вопрос стоит о направленном вмешательстве человека в жизнь подземной гидросферы в целях рационального использования и охраны ее водных ресурсов.

Насколько велика сейчас роль предвидения, следует хотя бы из того, что созванная в 1982 году Всесоюзная гидрогеологическая конференция была посвящена проблеме «Формирование подземных вод как основа гидрогеологических прогнозов». Именно генетическая сторона, констатировали собравшиеся на этот форум гидрогеологи, представляет теоретическую основу практического предвидения гидрогеологических процессов в условиях все возрастающего техногенного воздействия на них. Как тут не вспомнить афоризм: «Что может быть практичнее хорошей теории»!

Достижения современной гидрогеологии опираются на новый и весьма представительный материал о подземной гидросфере. Гидрогеологические исследования охватывают все новые и новые территории, проникают на все большие глубины. В 70-х годах увидела свет «гидрогеологическая энциклопедия» — изданная Всесоюзным институтом гидрогеологии и инженерной геологии 50-томная монография «Гидрогеология СССР», появились различные карты подземных вод, на повестке дня стоит вопрос о составлении гидрогеологической карты мира. Гидрогеологам удалось приоткрыть тайну появления воды в недрах Земли, в этом им помогли данные сверхглубокого бурения, результаты геофизических и геохимических исследований.

Контуры подземной гидросферы и происходящие в ней процессы все отчетливее вырисовываются перед исследователями. Становится совершенно очевидным: все, что происходит с участием воды в верхней части земной корьц в той или иной степени представляет отражение процессов, которые происходят в глубинах земных недр.

Так к началу последней четверти XX века гидрогеология расширила круг своих задач, превратившись из учения о подземных водах в науку о подземной гидросфере. Правда, пока между действительным содержанием гидрогеологии, поскольку она имеет дело все же преимущественно со свободными водами недр Земли, и предметом ее изучения, то есть подземной гидросферой, есть еще расхождения, но постепенно они сводятся к минимуму.

Итак, заглянув в прошлое, мы видим, что гидрогеология развивалась и развивается в борьбе мнений и дискуссиях. На пороге своего столетия она, образно выражаясь, вступила во вторую молодость. Причиной ее стремительного развития служит актуальность и жизненность решаемых задач: предметом гидрогеологии является важнейший компонент окружающей природной среды, то есть то-, что требует настоятельного изучения для обеспечения сохранности среды обитания человека.

И еще вот о чем подумалось после сделанного исторического обзора. Нельзя осваивать ресурсы подземной гидросферы без учета ее прошлого и будущего. Сиюминутные соображения, как бы они ни были важны, необходимо сочетать с ретроспективой и перспективой. Невольно вспомнилась эмблема Н. К. и С. Н. Рерихов: три кружка, обведенные единой окружностью. Их эмблема имеет глубоко символический смысл: «Прошлое, настоящее и будущее в круге вечности», которым, вероятно, следует руководствоваться и при освоении ресурсов подземной гидросферы. Такой подход обеспечит их рациональное использование и надежную охрану.

ЧТО ТАМ, В ЗЕМНЫХ НЕДРАХ!

Вода существует везде.

Античное изречение

Вода пропитывает всю Землю — изнутри, снаружи, сверху; ее жилы расходятся во всех направлениях как связующие звенья.

Плиний Старший

Как-то мне пришлось выступать перед весьма представительной аудиторией, рассказывая о только что выполненной оценке естественных ресурсов подземных вод юга Восточной Сибири. В зале находились ученые различных специальностей — физики, энергетики, геологи, биологи, географы и многие другие. Раньше такой оценки не было. А цифры впечатляли: в недрах юга Восточной Сибири мы установили значительные количества воды, обеспечивающие отбор в среднем 2, а местами 5–10 литров в секунду с каждого квадратного километра. Вообще же подземный сток составлял 30 % общего стока. Это не просто много, а очень много. Парадокс?

Нет, в действительности одна треть водных ресурсов, при этом ресурсов первоочередного использования, спрятана у нас под ногами. Присутствовавшие выслушали это известие кто с интересом и одобрением, кто настороженно и с недоверием. Особенно недоумевал один видный ученый-энергетик. Почему-то у него, имеющего дело с энергией ГЭС крупных сибирских рек, такая высокая доля подземных вод в общем водном балансе суши вызывала сомнение. Напрасно я приводил сведения, что для суши в целом получена даже большая цифра, не убедили его геологи и географы, которые приводили примеры использования ресурсов подземных вод для водоснабжения крупных городов и обводнения громадных земельных массивов.

Этот ученый-энергетик вспоминается, когда заходит речь о количестве воды в недрах Земли. Его, как правило, занижают. Даже на вопрос «Что у нас под ногами?» ответ стереотипен: «почва», реже — «горные породы» или «Земля». Про воду забывают. А ведь земная твердь буквально заполнена водой, представляет настоящий «невидимый океан»! Насколько громадна масса подземной гидросферы, многие даже и не подозревают.

Сколько воды в земной коре. Любое исследование начинается с оценки того, что будет предметом изучения. Недаром говорят: «Изучить — значит измерить». Прежде всего — о глубине распространения подземной гидросферы. Вода прослеживается от поверхности Земли до верхней мантии; ниже водородные связи рвутся и молекула Н2О, как правило, не существует. Иначе говоря, подземная гидросфера пронизывает всю земную кору, мощность которой — от 4,5–7 километров на дне океанов до 35–70 километров на суше. Величина немалая! Однако все познается в сравнении. Чтобы иметь представление о толщине земной коры, принято сравнивать земной шар с яйцом. Тогда яичная скорлупа будет аналогом земной коры.

К сожалению, в большинстве оценок объема гидросферы из совокупной массы подземной ее части в расчет принимается только «жидкая» свободная вода, да и то обычно не вся, а на какую-то небольшую глубину земной коры.

Сошлюсь, например, на цифру, приведенную в монографии «Мировой водный баланс и водные ресурсы Земли», подготовленной в СССР по итогам Международного гидрогеологического десятилетия (1965–1974 годы). Авторы ее учитывали лишь воду в самом верхнем слое, до абсолютной отметки минус 2000 метров, то есть на глубину 2,5–3 километра. Количество подземных вод получилось равным 23,4 миллиона кубических километров, что составляет от суммы других водных ресурсов (океаны, озера, ледники, реки и т. д.) только 1,69 %. Несколько больший (60 миллионов кубических километров) объем приводится в расчете советского гидролога