Анатолий Малахов - Занимательно о геологии
Взрослый человек, пишет Р. Фюрон в своей книге 'Проблема воды на земном шаре', на 65-70 процентов состоит из воды. Это значит, что человек весом 70 килограммов носит в своем теле (и в тканях и в костях) около 50 килограммов воды!
Из полутора миллиардов кубических километров воды, имеющейся на земном шаре, на долю пресной приходится около 500 тысяч. Изъять сразу всю ее нельзя. По подсчетам, приводимым Р. Фюроном, ежегодно можно забирать не более 20 тысяч кубических километров, иначе пересохнут все реки и иссякнут подземные водотоки.
Такого количества воды хватит примерно для 20 миллиардов человек. Столько людей будет жить на нашей планете в следующем столетии.
Помню, всех нас - экскурсантов на Кубе - заинтересовали надписи в отелях. Они гласили: 'Экономьте сладкую воду'. Оказывается, 'сладкой' называлась питьевая артезианская вода. Для умывания были обычные краны, для 'сладкой' воды - особый.
Не только Куба - все страны мира начинают ощущать недостаток питьевой воды. Рост многих городов искусственно сдерживается именно из-за ее недостатка.
Почти исчерпаны ресурсы крупнейшего в мире артезианского Парижского бассейна. Есть предел и весьма крупному Подмосковному бассейну подземных вод.
Каждая страна пытается увеличить ресурсы питьевой воды. Я не могу здесь не упомянуть о трудах величайшего геолога мира - Эдуарда Зюсса. Наряду со многими теоретическими обобщениями в области геологии, с большой общественной работой, он нашел время для проведения крупных гидрогеологических исследований. Работы закончились открытием того бассейна подземных вод, из которого и до сих пор снабжается венский водопровод. Благодарные жители Вены поставили Зюссу великолепный памятник. .Одно время ученые были уверены, что ресурсы питьевой воды могут быть пополнены за счет опреснения океанических вод. Опыты, поставленные в последние годы, показали, что в опресненной воде не хватает многих микроэлементов, без которых невозможна жизнь живых существ. Значит, придется добавлять эти элементы искусственно, а это не так просто. Тем дороже станозятся естественные источники пресных вод.
А потребности в воде растут с каждым годом. В настоящее время существует норма воды для жителей крупных и мелких городов. Для таких, как Москва, Свердловск и другие, норма расхода воды равна 500 литрам в день на одного человека. В деревнях, где еще нет водопровода, эта норма снижается до 35 литров в день.
Это, конечно, не означает, что в нашей стране исчерпаны ресурсы подземных вод. Их не хватает только в зонах крупных промышленных центров.
Немного статистики
Вот, например, Казахстан. По данным академика Казахской академии наук У. Ахмедсафина там выявлено более семи с половиной триллионов кубометров великолепных подземных вод, залегающих в 70 артезианских бассейнах. Ахмедсафин пишет, что использование их в пять-десять раз выгоднее проведения специальных наземных сооружений. Да и вода в каналах менее качественна, чем подземная. А ведь она нужна и для работы промышленных предприятий, притом во все больших количествах.
Живая вода
Не только для питьевых и технических целей нужна нам вода. Гидрогеологи ищут целебные (минеральные) источники.
Можно ли оценить стоимость Мацесты, Цхалтубо, Боржоми, Кисловодска, Ессентуков и многих других курортов, возвращающих человеку здоровье? Как оценивать такие сокровища? Велики ли запасы этой живой воды?
Пытаются ответить на эти вопросы авторы и многотомных монографий, и различных гипотез, и немалого количества кандидатских и докторских диссертаций.
Я остановлюсь на одном примере. Надолго ли хватит мацестинских вод - незаменимого средства лечения радикулита, ревматизма и многих других заболеваний?
Чтобы подсчитать запасы этих целебных 'рассолов', необходимо правильно оценить их происхождение. А по поводу происхождения-то и нет единого мнения. Высказано четыре гипотезы, и все они обещают разные перспективы.
Одна (гипотеза Ф. А. Макаренко) связывает ма-цестинские воды с дождями. Переработка дождевой воды, выпавшей в горах, идет сложным путем благодаря взаимодействию воды с породами, из которых выщелачиваются рассолы. Возможности пополнения запасов воды по этой гипотезе неисчерпаемы.
Живая вода
Вторая (гипотеза А. М. Овчинникова) резко ограничивает пополнение запасов, так как предполагает, что этот эликсир произошел за счет бассейнов юрского и мелового морей, располагавшихся на всей территории современного Кавказа 100-200 миллионов лет. назад. Вода этого моря осталась в породах дна, переработалась в течение длительного застоя и теперь не-возобновима.
Третья гипотеза полна неопределенностей. Ее автор, А. Н. Огильви, считал, что мацестинская вода связана с магматическими очагами, располагающимися на глубине. Но так как никто не может на уровне современных знаний оценить ни размеры таких очагов, ни самую возможность их существования, ни условия возникновения из них подземных вод, то эта гипотеза не дает возможности правильно учесть запасы Мацесты.
И наконец, четвертая. Ее автор (В. П. Шишокина) считает, что мацестинская вода непрерывно возобновляется за счет вод Черного моря, попадающих (фильтрующихся) в горные породы. По пути она перерабатывается физико-химическими и биохимическими процессами. Естественно, что в таком случае запасы мацестинской воды неисчерпаемы.
Если принять последнее предположение, то стоимость мацестинской воды по своей цене близка к питьевой.
Подземное тепло
B 1737 году молодой ученый, тогда еще студент, Крашенинников приехал на Камчатку. Однажды, проезжая вместе с местными жителями - ительменами - мимо одной из гор, он увидел бьющие из земли фонтаны. 'Туда нельзя, - с ужасом говорили ительмены, - там злые духи'. Но Крашенинников не побоялся духов.
Картина была удивительной. Кругом снег и лед, а здесь, возле горячих фонтанов, клокотал пар, зеленела сочная трава. Ительмены издали с трепетом смотрели, как студент взял пробу воды, а затем сварил-в горячей воде мясо и съел.
Так на территории нашей страны впервые были описаны горячие источники - гейзеры.
Сейчас мы знаем много подобных источников. Есть на Камчатке река Гейзерная. Геолог Т. И. Устинова обнаружила здесь свыше 300 гейзеров. Наиболее крупный из них, 'Великан', выбрасывает кипяток и пар на высоту до 300-500 метров.
Любопытна периодичность деятельности гейзеров. Тот же 'Великан' выбрасывает столбы кипятка с поразительной точностью - через каждые 2 часа 46 минут; хоть часы проверяй.
Периодичность эта объясняется тем, что в некотором удалении от вулканического очага есть группа подземных резервуаров, куда стекают поверхностные воды. Здесь они прогреваются до высокой температуры - свыше 100 градусов. И когда температура, а следовательно и давление, достигают критической величины, происходит мгновенное парообразование и взрыв, выбрасывающий воду и пар на большую высоту.
Энергия гейзеров довольно велика и не должна пропадать бесполезно.
В Тоскане, в Италии, в местечках Лардерелле, Кастельнуово, Люстиньяно и других, построены электростанции, работающие на горячих водяных парах, нагретых вблизи подземного вулканического резервуара. Пары поступают в турбины электростанций под давлением в 4-5 атмосфер; общая выработка электростанций в 1952 году достигала 2 миллиардов киловатт-часов. При сжижении пара попутно вырабатываются борная кислота, бура, хлористый аммоний и другие продукты, имеющиеся в составе вулканических паров.
Такие же электростанции есть в окрестностях вулкана Геклы - в Исландии, на острове Северном - в Новой Зеландии, в Калифорнии - в 100 километрах к северу от Сан-Франциско, в Японии - на острове Кюсю.
Земное тепло используется и в нашей стране. Теплыми подземными водами отапливают парники и оранжереи в Ессентуках; жилые и лечебные корпуса одного из курортов, расположенного в верховьях реки Колымы; строится электростанция на Камчатке.
Подземное тепло
Возникла новая наука - геотермоэнергетика - об использовании тепла в зонах затухающего вулканизма.
Не только выбросы кипящей воды характерны для таких зон. Очень часто в них видны выходы на поверхность теплых подземных вод. Например, на Урале в верховьях одного из притоков реки Печоры (в бассейне реки Адзьвы) известны источники Пым-ва-шор. Всего здесь обнаружено восемь источников с температурой от 14 до 28,5 градуса выше нуля. А температура обычной подземной воды в этом районе достигает лишь плюс 1,5 градуса. Вокруг источников отлагаются известковые туфы. В бассейне реки Адзьвы есть также сероводородные источники. Вполне возможно, что названные источники связаны с пол-земным вулканическим очагом, остывающим на некоторой глубине от поверхности. Время образования очага установлено путем анализа соотношения азота и аргона, содержащихся в водах этой группы источников. Из этих соотношений видно, что очаг возник в конце третичного периода - несколько миллионов лет назад.
