книги из ГПНТБ / Карцев, А. А. Невидимый океан

ную между ними воду. По мелким трещинам вода посту­ пает в водоносный горизонт и затем движется вверх по пласту к краевым частям бассейна. Подобный характер движения чаще всего наблюдается в таких бассейнах, которые частично или полностью покрываются морем, например Каспийским.

На дне моря все время накапливаются осадки, кото­ рые давят на нижележащие породы, способствуя выжи­ манию и оттоку вод из центра подводного бассейна к его бортам.

Встречаются такие бассейны подземных вод, где в водоносных пластах наблюдается различное направле­ ние движения вод. Так, в верхних водоносных пластах воды движутся от области питания, расположенной на склоне бассейна, к противоположному его борту, а в нижних горизонтах движение вод осуществляется за счет продолжающегося уплотнения глинистых пород и выжимания из них вод в проницаемые пласты песчани­ ков, т. е. подземные воды в них движутся от наиболее погруженной части бассейна к его склонам.

В качестве примера такой тип бассейна показан на рис. 7, где стрелками обозначено направление движения вод в водоносных горизонтах, а также перетоки вод по нарушениям и выход их на поверхность земли в виде источников.

Таким образом, мы видим, что в Подземном океане воды находятся в постоянном движении, хотя скорость его и невелика, особенно на больших глубинах.

Впадины и поднятия образуют систему бассейнов, ко­ торые, словно моря по проливам, могут соединяться Друг с другом. Размеры бассейнов самые разнообразные. Есть бассейны-гиганты, например Днепровско-Донецкий, глубина которого достигает 6—7 км, а площадь занимает большую часть территории Украины, расположенную

29

4 — водопроводящие тектонические нарушения; 5 — кристаллический массив, в верхней части трещиноватый; 6 — направление движения вод; 7 — источники; 8 — атмосферные осадки

к востоку от Днепра, или Западно-Сибирский, в котором уместилось бы несколько крупных западноевропейских государств. Существует множество мелких бассейнов на Кавказе, Памире, в Тянь-Шане, находящихся между гор­ ными хребтами.

Подобно огромным плитам, на поверхность земли выходят кристаллические породы, разбитые трещинами (Балтийский щит, Украинский кристаллический массив и другие). Вода циркулирует в них по трещинам и жи­ лам, проникая в глубь земли. Образуются системы трещинных вод. Трещинные воды также могут появляться на поверхности земли в виде источников. Последние иногда содержат ценные вещества и исполь­ зуются в лечебных целях.

30

Подземным водам обязаны своим происхождением многие реки и озера. Нередко начало реки связано с появлением на склоне оврага или в небольшом углубле­ нии в земле маленького родничка. Из него вытекает ручеек, дающий начало потоку воды. Так, из родничка на Валдайской возвышенности берет начало великая русская река Волга.

До сих пор мы говорили о подземных водах, насы­ щающих горные породы и текущих по мелким порам и трещинам. В Невидимом океане такой тип воды состав­ ляет основную массу. А есть ли подземные реки, подоб­ ные тем, что текут на поверхности? Или подземные озера?

Оказывается, есть. Широко известный французский спелеолог Н. Кастере в книге «Тридцать лет под землей» описывает, как он открыл подземную реку. Долгое время считалось, что река Гаронна, крупнейшая водная арте­ рия Франции, берет начало на северном склоне Пире­ неев. Но Кастере доказал, что зарождение Гаронны происходит на южном склоне этого горного сооружения, где талые воды ледников Маладеты поглощаются про­ пастью Тру дю-Торо. Огромное расстояние река преодо­ левает под землей. Она течет по сложному лабиринту трещин, пустот, тоннелей.

Чтобы определить расстояние и время, в которое вода движется под землей, ее окрашивают различными веще­ ствами. Так, Н. Кастере привез в горы 60 бочонков флюоресцеина и сбросил их в воду в одной из пропастей в Испании, а через 27 часов окрашенная в яркий зеле­ ный цвет вода появилась во Франции, что и послужило доказательством существования сквозного подземного потока.

Как образуются такие большие пустоты в недрах земли и с чем связано это явление?

31

Дождевые и поверхностные воды, попадая в породы, состоящие из известняка, доломита, мрамора или гипса, растворяют их. Вначале на поверхности земли обра­ зуются мелкие рытвинки, бороздки. Но проходит время и вода по мелким трещинам проникает все глубже и глубже, попутно расширяя пустоты. Процесс растворе­ ния известняков ускоряет содержащийся в воде углекис­ лый газ, который попадает в нее из воздуха. Проходят тысячелетия и даже миллионы лет и в породах вода соз­ дает пещеры, гроты, галереи, подземные залы, глубокие пропасти, причудливой формы каналы. Все они могут соединяться, создавая сложные лабиринты. Это природ­ ное явление называют карстом. Слово карст происходит от названия нагорья Карст, расположенного на севе­ ро-западе Балканского полуострова.

Здесь карстовые пещеры и подземные реки были известны издавна. Поверхность известнякового массива безводна, на ней почти нет растительности, так как дож­ девая вода сразу же стекает в воронки и по трещинам устремляется в глубь земли. То же наблюдается на всех

гривки кавернозного, ноздреватого известняка с редкими кустиками растительности.

Постоянная работа воды, а затем обрушение пород приводят к образованию глубоких колодцев или шахт. Так, крымскими спелеологами была открыта шахта Каскадная на Ай-Петри глубиной 246 м. В Грузии была открыта полость в массиве Арабика глубиной 307 м. Во Франции группой спелеологов, которую возглавлял Пьер Жикель, в 1956 г. была открыта и изучена пропасть, названная пропастью Пьера. Общая глубина пропа­ сти 564 м. На рис. 8 показан ее разрез, где хорошо видна

32

полости. Самая большая в мире пещера открыта в шта­ те Кентукки (США). Из-за огромных размеров она названа Мамонтовой. Это даже не пещера, а система пещер, гротов, пропастей, соединенных в сложный пя­ тиярусный лабиринт. Протяженность всех звеньев этого подземного сооружения достигает 240 км. Здесь текут три реки с восемью водопадами, причем они связаны с поверхностной рекой Грин-Ривер. Здесь же находятся три подземных озера. Известно несколько пещер, общая

Рис. 9. Сталактиты и сталагмиты в Кунгурской пещере фото Е. Л. Волошина)

жены в Венгрии, ГДР, Югославии, Бразилии, Мексике. В Советском Союзе хорошо известны Воронцовская пещера на Кавказе, «Красная» в Крыму, Кунгурская ледяная пещера на Урале.

С деятельностью воды связано образование в пеще­ рах различных натеков (рис. 9), свисающих юо сводов в виде сосулек (сталактиты) или растущих с пола в виде столбиков (сталагмиты). Сталактиты и сталагмиты

34

могут иметь самую причудливую форму. Они напоми­ нают то стройные колонны храмов, то скульптуры зве­ рей, то застывшие каменные цветы. Их удивительная окраска и сложное переплетение наростов известняка или льда создают впечатление сказочного подземного царства. Отсюда и поэтические названия гротов Кунгур­ ской ледяной пещере: Бриллиантовый, Эфирный, Мор­ ское дно. Здесь при свете электрических лампочек вспы­ хивают тысячи огоньков, переливаясь в кристалликах льда, как в драгоценных камнях. Огромные залы пещер называют храмами. Так, один из храмов Мамонтовой пещеры достигает в длину 163 м.

Но существует не только современный карст. Слу­ чается, что при бурении глубоких скважин буровой инструмент неожиданно проваливается. Такие провалы встречаются на больших глубинах, значит, там есть пустоты, возникшие, как и при современном карстообразовании, в древние геологические эпохи, в то время, когда эти породы выходили на поверхность или зале­ гали на небольшой глубине. Древний карст известен в Башкирии, Татарии и некоторых других районах.

Карстовые пустоты в той или иной мере заполнены водой, поэтому даже без специальных расчетов ясно, что объем карстовых вод значителен. Иногда карстовые воды появляются в виде источников, питающих озера и реки (рис. 10). Их роль в природных процессах до­ вольно велика, хотя по отношению ко всем водам Неви­ димого океана она в общем скромная.

Древний карст иногда может быть использован для сброса в погребенные пустоты отработанных вод, что ( часто и делают нефтяники, когда при разработке нефтя­ ных месторождений вместе с нефтью добывают воду. Чем дольше разрабатывается месторождение, тем боль-

2* 35

шее количество воды получают. Часто эту воду сливают в реки, но это ведет к их загрязнению.

Часть подземных вод Невидимого океана практически неподвижна, так как превращена в лед. Образование льда в подземных условиях связано с промерзанием пород. Иногда породы промерзают на сравнительно небольшой срок, до десятка лет. Нередко лед в породах сохраняется веками и даже тысячелетиями, почему и на­ зывается многолетней мерзлотой.

Многолетняя мерзлота распрострйнена очень широко. Так, мерзлые породы распространены на одной четверти материковой суши земного шара. Сплошные толщи мно­ голетней мерзлоты встречены к северу от Полярного круга. Но она протягивается и далеко к югу (почти до 48° С.Ш.), охватывая огромные пространства Северной Америки и Азии. Правда, чем южнее, тем слой ее ста-

36

новится меньше. Наконец, многолетняя мерзлота остается в виде островов и затем исчезает, сохраняясь только в высокогорных районах. В горах она встре­ чается выше снеговой линии, которая указывает на ниж­ нюю границу снега и льда, сохраняющихся весь год. Многолетнемерзлые породы в горах обнаружены на Кав­ казе, Памире, у оз. Иссык-Куль, даже на Килиманджа­ ро в Африке.

В Советском Союзе многолетняя мерзлота занимает около половины территории (рис. 11). При этом мощ­ ность мерзлых пород подчас достигает значительных ве­ личин. Так, на р. Вилюе мощность слоя вечной мерзлоты кое-где составляет 800 м, а на левом его притоке р. Мархе установлено, что недра земли охлаждены до глуби­ ны 1500 м, вдоль арктического побережья — до 600 м. В Воркуте, т. е. уже в европейской части страны, толща мерзлых пород достигает 100—200 м.

Основная масса застывшей подземной воды нахо­ дится в порах пород, т. е. преимущественно в рассеянном состоянии. Но нередко встречаются трещины, заполнен­ ные массой льда. Это так называемый жильный лед. В результате растрескивания многолетнемерзлых пород и внедрения в них вод образуются клиновидные жилы, которые хорошо видны в обрывах рек (рис. 12). При на­

льды. Толщи льда были погребены под молодыми оса­ дочными отложениями. Это погребенные льды.

Отсюда можно заключить, что огромная масса под­ земных вод веками находится в застывшем состоянии. Но это вовсе не значит, что в промерзлых породах царит абсолютный покой. И здесь идут процессы, приводящие иногда к интересным природным явлениям.

37