Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
MISCELLANEOUS / Hydro / Общая гидрогеология Кирюхин В.А..docx101.docx
Скачиваний:
187
Добавлен:
03.07.2020
Размер:
2.17 Mб
Скачать
  • Каков примерно общий объем воды на Земле?


    Глава 3. Единство природных вод и их круговорот на земле

    1. Единство и баланс природных вод

    Природные воды едины. Они находятся в состоянии посто­янного балансового равновесия между нижней границей гидросфе­ры, где происходит их подпитывание из глубоких слоев мантии, и верхней границей гидросферы, где происходит диссипация водяных паров и удаление воды в космическое пространство. Таким образом, гидросфера - это вместилище природных вод с характерными внут­ренней и внешней границами их распространения. В пределах этих границ природные воды являются «всюдными», по выражению

    В.И. Вернадского, всепроникающими, непрерывными и взаимообу­словленными. Отсюда следует, что гидросфера является квазизамк- нутой системой. Как уже говорилось, суммарные запасы гидросфе­ры, оцениваемые примерно в 2 млрд 600 млн км3, вряд ли серьезно изменялись после образования Мирового океана. Вместе с тем эти объемы постоянно перераспределяются между резервуарами, вы­деленными в табл.З. Это перераспределение носит сезонный, годо­вой, многолетний характер. Интегральной характеристикой таких процессов на Земле служит поведение уровня Мирового океана. В 20-60-е гг. прошлого века происходил резкий подъем уровня Миро­вого океана, затем в 60-70-е гг. этот уровень стабилизировался, а с 80-х гг. вновь начался его подъем. При этом средние колебания уровня менялись от -0,8 до +2,0 мм/год. В эпохи оледенения уро­вень воды в океане падал на 100-200 м, а в эпохи потепления он за­метно повышался.

    С природными катаклизмами нам приходится встречаться довольно часто. Так, несколько лет тому назад произошел сход лед­ника в Карамадонском ущелье на Северном Кавказе. В последние годы наблюдались катастрофические наводнения в Краснодарском крае и Якутии. В Западной Европе небывалые жара и засуха сменя­ются интенсивными паводками, сопровождающимися подъемами воды на реках на 5-10 м. Гидрогеологический мониторинг, прово­дящийся в нашей стране в последние десятилетия, показал прямую зависимость режима подземных вод от климатических условий. В

    80

    свою очередь, наблюдения за климатом показали, что параметры его подвержены существенным изменениям. На северо-востоке страны, например, наблюдается заметное уменьшение количества выпадаю­щих осадков (до 13 мм в год). В Забайкалье отмечено увеличение среднегодовой температуры воздуха на несколько градусов. Клима­тические изменения наблюдаются и в других регионах страны [41].

    Таким образом, имеется много убедительных свидетельств перемещения воды в локальном, региональном и даже в глобальном масштабе. Наиболее контрастно эти процессы происходят на грани­цах сред: океан - атмосфера, литосфера - океан и атмосфера - суша.

    Океан - атмосфера. Изучением этой границы занимаются океанологи и метеорологи. Перенос воздушных масс, возникающий в приокеаническом слое атмосферы, определяет погодные условия на всей планете. Они являются следствием мощных теплобариче­ских процессов, возникающих при выносе тепла из тропической об­ласти к полярным областям холода. Этот перенос имеет субмери- диональный характер.

    Второй тип теплобарических потоков возникает при взаимо­действии океанов и материков и формирует региональный перенос атмосферной влаги. В холодное время года тепло и влага приходят со стороны океана, а в теплое время этот перенос меняет направле­ние на противоположное. Особенно активно себя проявляет «кухня погоды» Эль-Ниньо (восток Тихого океана), которая часто приносит катастрофические наводнения в Азию, Америку и даже Европу. При нагреве отдельных участков океана могут возникать локальные тер­мобарические потоки, нередко становятся причиной тропических ураганов. Ширина их действия достигает нескольких сотен кило­метров, а высота 6-15 км. Такие ураганы могут засасывать в тропо­паузу огромные массы водяного пара. С ливнями за несколько суток на Землю выпадает годовая норма, а то и больше, осадков.

    Особого упоминания заслуживает так называемая «холодная пленка» океанов и нефтяное загрязнение океанической поверхности. Если первая имеет природное происхождение, то второе - техно­генное. Толщина «холодной пленки» изменяется от 10-20 мкм до

    1. 2 см. Она выполняет важную роль защитного буфера, сдержи­вающего температурные и динамические процессы на поверхности

    81

    океанов. По мнению специалистов, более одной трети поверхности океанов покрыто нефтяной пленкой. Площадь ее распространения постоянно растет, что уменьшает испарение с водной поверхности, ухудшает аэрирование верхних слоев океана и затрудняет жизнедея­тельность морских организмов.

    Испарение с поверхности океана в 3 раза больше, чем с по­верхности суши, о чем свидетельствуют затраты тепла на эти про­цессы (82,27 ккал/см2 в год). Средняя величина испарения с поверх­ности Мирового океана оценивается в 1323 мм в год, минимальные ее значения наблюдаются в приполярных областях, а максимальные - в экваториальной зоне (10-20° с.ш.). Распределение испаряемости с поверхности океана подчиняется широтной зональности, связан­ной с проявлением радиационного тепла или ее незональных факто­ров, таких как холодные течения, морские льды, заметно снижаю­щие испаряемость.

    Анализ особенностей границы атмосфера - океан позволяет сделать следующие выводы:

    • в физическом отношении рассматриваемая граница являет­ся однородной и сплошной, в термодинамическом - дискретной, а в водообменном - максимально активной;

  • распределение атмосферных осадков и испарения на гра­нице носит зональный характер, обусловленный влиянием климата; искажение этой зональности наблюдается под влиянием региональ­ных и локальных факторов;

  • положение границы и ее поведение подчиняется опреде­ленному ритму: сезонному, годовому, многолетнему, вековому, ты­сячелетнему и т.д.

    Литосфера - океан. По современным подсчетам протяжен­ность наземной границы этих сред, представленной береговой лини­ей, составляет 6,5 • 105 км (без Антарктиды). Через эту границу на участках устьев рек в океан ежегодно поступают 4,2 ■ 104 км3 воды, 3,53 • 109 т растворенных веществ, 15,7 - 109 т взвешенных и, вероят­но, около 1,6-10 т влекомых наносов. В месте разгрузки речных систем на дне морских и океанических акваторий образуются про­тяженные конусы выноса терригенных отложений. В крупных реках (например, Миссисипи, Амазонка, Инд и др.) они прослеживаются

    82


    на расстоянии нескольких сотен километров. В приповерхностной зоне океанов продолжение речных потоков фиксируется опреснени­ем океанической воды на расстоянии в несколько десятков километ­ров. На границе пресных и соленых вод погибают пресноводные ор­ганизмы. Соленые воды океанов, проникая в долины рек на не­сколько десятков километров, формируют интрузии соленых вод в прибрежной полосе, а главное, участвуют в разрушении береговой зоны и образовании вдоль нее бассейнов седиментации.

    На протяжении геологической истории береговая линия как граница и устья рек постоянно перемещаются, меняют форму и про­тяженность. Таким образом, береговая зона контакта литосферы - океан непрерывно трансформирует не только свое положение, но и функции.

    С глубиной интенсивность взаимодействия рассматривае­мых сред затухает. Донная разгрузка подземных вод, которая на­блюдается в шельфовой зоне, постепенно прекращается на матери­ковом склоне. С глубиной постепенно ослабевают и процессы се­диментации. Исключение представляют только участки вулканиз­ма, зоны рифтогенеза и контакты тектонических плит. На участках современного вулканизма наблюдается образование осадочно­вулканогенных структур, подводное извержение и оживление газо­гидротермальной деятельности. В зонах рифтогенеза заметную роль играет интенсивное поглощение океанических вод. По расче­там Д. Эдмонда и К. фон Дана, за 8-9 млн лет в рифтовых зонах поглощается объем воды, равный таковому в Мировом океане. На этих участках формируются также и выходы субаквальных гидро­терм. На контактах литосферных плит развиваются интенсивные тектонические процессы, которые приводят к подъему или опуска­нию отдельных геологических блоков, активизации водообмена на локальных участках.

    Таким образом, граница литосфера - океан напоминает со­бой клапанную систему, в которой одна часть клапанов открыта на вход, а другая часть - на выход. Наиболее активно водообменные процессы происходят на участках устьев рек, в зонах проявления вулканических и тектонических процессов, накопления и литогенеза осадочных толщ.

    83

    Америка

    Америка

    Количество осадков

    769

    631

    725

    805

    1597

    456

    Испаряемость

    694

    1020

    1800

    872

    1400

    1870

    Испарение

    528

    387

    799

    492

    939

    419

    Речной сток

    241

    244

    126

    313

    658

    37

    Эти данные позволяют сделать следующие выводы:

    • наибольшей обводненностью атмосферными осадками от­личается Южно-Американский континент, а наименьшей - Авст­ралийский;

  • испаряемость на большинстве континентов превышает ко­личество выпадающих осадков; особенно эта разница велика на Аф­риканском и Австралийском континентах, что свидетельствует об аридности климата; гумидный климат наблюдается в Европе и Юж­ной Америке;