7. Геологический круговорот воды.

Геологический круговорот воды в земной коре обусловлен непрерывным движением отдельных ее участков в связи с общей тектонической жизнью Земли. Начало круговорота связано с бассейнами осадконакопления на стадии формирования геосинклинального прогиба. В начальный этап структурного развития происходит накопление огромных толщ осадочных пород, преимущественно морского происхождения. В них захороняется большое количество седиментационных вод.

1-ый этап геологического круговорота - седиментогенный (или элизионный) связан с захоронением и отжатием поровых растворов. Подземные воды, отжатые в процессе литификации пород, называют седиментогенными или седиментационными, а сам процесс отжимания воды- элизионным.

Свежесформированный осадок на дне водоема имеет очень рыхлую структуру, высокую пористость, он обводнен (содержит 80-90% воды от общего веса). При уплотнении осадка значительная часть воды возвращается обратно в водоем, где происходило осадконакопление.

При образовании мощной толщи осадков (в процессе перехода от стадии седиментогенеза к стадии диагенеза) происходит их уплотнение. По мере погружения зоны осадконакопления в результате давления перекрывающих слоев и уплотнения осадков, происходит превращение осадков в породы. При этом содержание воды в осадках начинает уменьшаться, пористость снижается.

2-ой этап геологического круговорота - метаморфогенный. Он связан с региональным метаморфизмом осадочных и вулканогенно-осадочных пород и проявляется в условиях геосинклинального режима под действием высоких давлений и температур.

Подземные воды, образовавшиеся из связанной воды осадочных, вулканогенно–осадочных или магматических пород в процессе их метаморфизма называются метаморфогенными или возрожденными.

Выделение воды при метаморфизме происходит медленно по мере перекристаллизации минералов.

3-ий этап геологического круговорота - магматогенный. Принципиально другой ветвью геологического круговорота воды в земной коре являются предполагаемые процессы поглощения океанических вод в пределах рифтовых зон океана с последующим участием их в процессах серпентинизации мантийных пород и формирования океанической коры. Завершение этой ветви геологического круговорота воды с ее возвращением в поверхностную гидросферу предположительно может быть связано с процессами десерпентинизации (дегидратации) пород океанической коры при их погружении в районах глубоководных желобов и вулканической деятельностью.

8. Происхождение подземных вод.

По мнению сторонников холодной теории, разогрев Земли сопровождался дифференциацией на оболочки, одна из которых и есть гидросфера. Гидросфера возникла практически одновременно с породами мантии (дунитами, базальтами) в результате постепенного выплавления и дегазации вещества мантии. Произошло это 4-5 млрд. лет назад. Продукты дегазации в виде газов и воды через поры стали проникать на поверхность Земли. Вследствие слабого расчленения рельефа водная масса покрывала почти всю поверхность Земли, т.е.первичный океан был истинно Мировым, но отличался гораздо меньшей глубиной.

«Холодная теория» не объясняет 2 фактора: 1) несоответствие молодого возраста пород, слагающих дно Мирового океана его древнему генезису (на дне океана не найдены породы древнее меловых);2) несоответствие изотопного состава воды современных океанов с составом ювенильных вод, которые сегодня формируются в пределах мантии.

Согласно гипотезе горячего начала земли, земное облако выделилось из единого солнечного облака в процессе его сжатия. Сжатие земного облака сопровождалось дальнейшим его разогревом и химической дифференциацией газа. При постепенном остывании облака, происходило последовательное образование отдельных химических элементов. На последней стадии охлаждения образовалась вода. Выпавшая на поверхность Земли вода и послужила для образования Мирового океана и гидросферы. Т.е., вода имеет поверхностное происхождение и является молодым образованием. Эту гипотезу подтверждает: 1) стабильность состава Мирового океана;2) агрессивность подземных и поверхностных вод к алюмосиликатам, с которыми вода никогда не бывает в равновесии и всегда их растворяет.

А.Н.Павлов предлагает следующую схему формирования подземных вод:

1. На догеологическом этапе истории Земли (ранее 3,6 млрд.лет) на завершающей стадии конденсации газовой туманности возникла первичная гидросфера. Появление ее началось с накопления различных форм воды в 20% по мощности слое, имевшем к тому времени развитую пористость и трещиноватость.

2. Насыщение приповерхностного слоя водой определило его дальнейшую геологическую историю. Переход приповерхностного слоя из твердого в вязкопластичное состояние обусловил развитие пангеосинклинального режима, с которого начался процесс обезвоживания мантии, продолжающийся и в современную геологическую эпоху.

3. Появление и развитие жизни на Земле предопределило характер протекания физико-геологических процессов на поверхности и в недрах Земли.

4. На всех стадиях геологического развития Земли существовали основные формы круговорота воды.

Независимо от того, как произошло зарождение гидросферы на Земле, образовавшаяся вода включилась в круговорот. И это привело к образованию различных генетических типов подземных вод, под которыми понимаются типы воды, объединенные единым источником питания, механизмом проникновения в земные недра и общей направленностью круговых процессов.

По современным гипотезам подземные воды образуются за счет возникновения молекул внутри твердой части планеты и в результате поступления вод в горные породы из внешних геосфер – гидросферы, атмосферы. В первом случае подземные воды – эндогенные, во втором – экзогенные. Также есть возрожденные воды, выделяющиеся из химически связанного состояния при дегидратации минералов (они относятся и к эндогенным, и к экзогенным). Все эти 3 вида воды при движении в породах смешиваются и образуются воды смешанного происхождения

Экзогенные подземные воды попадают в горные породы в процессе инфильтрации, инфлюации, конденсации, седиментации.