Геология подземных вод

Подземными называются воды, содержащиеся в земной коре и активно участвующие в круговороте воды, т. е. связанные с атмосферой и поверхностными водами. Вместе с тем подземные воды тесно связаны с геологическим строением земной коры и свойствами горных пород.

Подземные воды являются непосредственным геологическим фактором. Они производят разрушительную и созидательную работу. В отличие от поверхностных текучих вод разрушительная работа подземных вод проявляется больше в химическом разрушении горных пород, чем в их механическом размыве. Такие геологические явления, как карст, суффозия, оползни, исчезающие реки и грязевые вулканы, связаны с деятельностью подземных вод.

Схема действия подземных вод аналогична действию поверхностных — растворение, перенос, аккумуляция. Растворяющая способность подземных вод гораздо выше поверхностных по двум причинам: 1) температура воды повышается с глубиной на 1 °C через 33 м; 2) концентрация С0₂ в надземном воздухе составляет 0,03%, а в воздухе, растворенном в подземной воде, — 16%.

Растворенные вещества, переносимые подземными водами, образуют осадки, главным образом в виде карбонатов кальция и магния. В результате растворения и выноса веществ в земле появляются полости, называемые пещерами. Образование пещер — это и есть карст. Известны очень большие пещеры в несколько уровней, с десятками залов, со сталактитами и подземными озерами. Самая длинная пещера в России — Ботовская в Иркутской области, заложенная в известняках, в бассейне р. Лены длиной более 60 км.

Сталактиты — это вновь образованные минералы арагонита СаС0₃, свисающие с потолка пещеры в виде сосулек, а сталагмиты — наросты на дне пещеры, образующиеся от капель, падающих на пол. Сталактиты растут сверху вниз, сталагмиты, наоборот, снизу вверх. Иногда они смыкаются своими вершинами и образуют колонны. Цвет минерала чаще розовый, но бывает голубой, золотистый, белый. При электрическом освещении этого подземного царства создается непередаваемое чудесное явление. В Абхазии в Новоафонских пещерах для туристов оборудовано девять залов этого чуда природы.

Рис. 6.3. Карстовые процессы:

• 1 — каньон; 2 — провал; 3 — карры; 4 — полья; 5 — трещина;
• 6 — источник; 7 — наземная река; 8 — сталагмиты; 9 — сталактиты;
• 10 — подземная река; 11 — канал; 12 — пещера; 13 — галерея

Изучением пещер занимается специальная наука — спелеология. В том месте, где на глубине имеется пещера, ее кровля постепенно оседает. На поверхности возникают понижения в виде воронок, а также карстовые провалы. В карстовых местах часто исчезают реки. Они текут под поверхностью земли в пещерах, нередко несколько десятков километров, а затем снова выходят на поверхность. В карстовых пещерах часто наблюдаются подземные озера со своеобразной фауной.

Суффозией (лат. suffossio — подкапывание) называют пустоты в земле, образованные не путем растворения пород (соли, известняки, гипсы, доломиты), а путем вымывания глинистых и илистых частиц. Поэтому суффозию еще называют глинистым карстом. Эти провалы не менее опасны, чем карстовые.

Грязевые вулканы — это выброс на поверхность земли грунтовых вод, под слоем которых находится пласт нефти. Испаряющиеся фракции нефти и газ давят снизу на пласт воды и в тонких местах прорываются в виде фонтана высотой до 10 м.