Подземные воды. Мерзлота

Подземные воды изучают гидрология и почвоведение. По вопросу о происхождении подземных вод существует несколько теорий:

1. Подземные воды образуются за счет просачивания вглубь дождевых и снеговых вод. Процесс проникновения атмосферной влаги вглубь пород зависит от количества и интенсивности осадков, температуры воздуха, промерзания почвы, рельефа, растительности. Это теория атмосферного происхождения подземных вод.

2. Теория ювенильного происхождения считает, что вода поступает из мантии Земли.

3. Подземные воды образуются при конденсации водяных паров в почве. В природе существуют все три источника подземных вод. Но главным источником являются атмосферные осадки.

Подземные воды можно классифицировать по разным признакам.

I. По условиям залегания.

1) Почвенная – вода, содержащаяся в самой почве. Залегает у самой поверхности и не имеет водоупора.

2) Грунтовые – это воды первого от поверхности постоянного водоносного горизонта, неприкрытые сверху водоупорным пластом. Они распространены почти повсеместно. Поверхность грунтовых вод называют их зеркалом. Уровень грунтовых вод может колебаться. Сезонные колебания достигают иногда нескольких метров. В нашей местности самый высокий уровень грунтовых вод наблюдается весной.

Грунтовые воды зональны:

а) в зонах избыточного увлажнения (тундра, влажные экваториальные леса) k ≥ 1,5 – грунтовые воды ультрапресные и находятся очень близко к поверхности;

б) во влажных зонах (леса) k = 1,5–1 – грунтовые воды пресные и высокостоящие (до 2 м);

в) в зонах умеренного увлажнения (лесостепи, степи, саванны) k = 1-0,3 – грунтовые воды слабоминерализованные, глубоко залегают;

г) в засушливых зонах (пустыни) k < 0,3 – грунтовые воды сильноминерализованы, залегают глубоко – до 20 м.

3) Межпластовые – воды, заключенные в слое между двумя водоупорными пластами. Они бывают:

а) ненапорными (аналогичны грунтовым водам);

б) напорными (артезианскими) – вода находится под давлением.

4) Трещинные – воды, расположенные в трещинах; эти трещины тектонического происхождения или трещины выветривания.

5) Подземные воды мерзлотных пород (надмерзлотные, межмерзлотные и подмерзлотные).

II. По температуре.

1) Холодные (температура ниже 0^оС, а где и от 0^о до +20^оС.

2) Термальные (температура от +20^оС и выше).

Холодные воды – лишь тонкая пленка в верхней части земной коры. Все остальные воды – термальные, они почти всегда минерализованы и насыщены газами.

III. По степени минерализации:

1) пресные – минерализация до 1 г/л;

2) соленые – минерализация от 1 г/л до 50 г/л;

3) рассолы – выше 50 г/л.

Естественные выходы подземных вод на поверхность называют источниками, или родниками. Среди них можно выделить безнапорные (нисходящие), в которых вода спокойно изливается на поверхность; напорные (артезианские); гейзеры – фонтанирующие напорные источники, периодически выбрасывающие горячую воду и пар. Они приурочены к районам вулканизма. Гейзеры встречаются на Камчатке, о.Исландия, островах Новая Зеландия и в Северной Америке.

Мерзлоту изучает геокриология, или мерзлотоведение. Основоположником мерзловедения считается М.И.Сумгин.

Различают сезонную и многолетнюю (вечную) мерзлоту. Многолетняя мерзлота на Земле распространена на 25% суши (площадь ее 63,5 млн. км²).

Многолетняя мерзлота – это верхняя часть коры выветривания крупных территорий, неопределенно долгое время имеющих нулевую или отрицательную температуру. Южная граница островной мерзлоты в Евразии проходит от северо-востока Кольского полуострова, вдоль полярного круга к Уралу, затем охватывает Сибирь до Монголии, далее по рр.Амур и Камчатка. В Северной Америке она охватывает бассейны рек Юкон, Маккензи, Гудзонов залив, север Лабрадора. На своей южной границе мерзлота островная и малой мощности.

Мощность мерзлоты изменяется от 0 до 1000 м (в северо-восточной Сибири). Ниже дневной поверхности и до верхней границы постоянной мерзлоты залегает слой, подвергающийся сезонному промерзанию и оттаиванию.

По вопросу происхождения «вечной» мерзлоты существуют следующие мнения: 1) данная мерзлота – реликт ледниковой эпохи, 2) «вечная» мерзлота имеет современное происхождение в районах суровых и малоснежных зим, 3) мерзлота – реликт ледниковой эпохи, поддерживающийся сейчас в районах холодных и малоснежных зим.