книги из ГПНТБ / Карцев, А. А. Невидимый океан
.pdfРис. 12. Часть обнажения жильных льдов Мус-Хая на р. Яне (по Б. Н. Достовалову и
В. А. Кудрявцеву)
Прежде всего отметим, что в короткое лето северных широт происходит частичное оттаивание самого верхнего слоя почвы, а при последующем зимнем промерзании между верхним промерзающим слоем и основной толщей многолетней мерзлоты иногда сохраняется слой водонос ных пород. Это надмерзлотные воды.
В самой толще мерзлых пород могут образовываться талики, т. е. скопления жидкой воды, — межмерзлотные воды. Наконец, жидкие воды могут располагаться под слоем многолетней мерзлоты (там могут быть даже горячие воды), они называются подмерзлотными водами.
С деятельностью подземных вод в условиях распро странения мерзлых пород связано образование гидро лакколитов— бугров пучения. В Сибири их называют
7
Рис. 13. Схема образования |
булгуиняхов (по |
Б. Н. Достопалову и В. А. Кудрявцеву): |
|
/ — вода; 2—талый грунт; |
3 — мерзлая тол |
ща; 4 — лед; 5 — выжатый |
вверх талый и |
мерзлый грунт, образовавший булгуннях |
|
А—/// —стадии формирования булгуиняхов |
булгунняхами, а Америке — пинго. Появление гидролак колитов может быть связано с промерзанием таликов. По представлению Б. Н. Достовалова и В. А. Кудряв цева, в формировании бугров пучения можно выделить три стадии (рис. 13). При наличии неглубокого водоема в летнее время под ним оттаивает мерзлый грунт (пер вая стадия). В зимний период вода и грунт на дне водо ема промерзают и в образовавшейся замкнутой линзе (системе) повышается давление (вторая стадия). Нара стание давления при промерзании приводит к выжима нию талого и мерзлого грунта вверх в слабом месте и появлению бугра пучения (третья стадия).
40
Рис. 14. Гидролакколит (по М. Я. Чернышеву):
/ — породы деятельного слоя: 2 — лед; 3—во
доносные трещины
Образование гидролакколитов может быть связано и с проникновением подземных вод вверх по нарушениям в породах. В этом случае подземные воды в толще мерз лых пород превращаются в инъекционный лед. Рост этого льда приводит к подъему слоев грунта и появле нию гидролакколитов (рис. 14). Бугры пучения имеют округлую или куполовидную форму. Нередко высота их составляет 10—15 м. Встречаются гидролакколиты высо той до 50 м и даметром до 250 м.
С деятельностью подземных вод связано также обра зование наледей. В месте выхода на поверхность вод источника появляется сплошной ледяной покров. Встре чаются наледи площадью до десятков километров, причем толщина слоя льда достигает 3—5 м.
41
Пучение, осадка, наледи и Другие явления, связанные с деятельностью вод в мерзлых грунтах, доставляют осо бенно много хлопот при сооружении зданий, железно дорожных полотен, шоссейных дорог и т. д.
Разработке теории и методов строительства сооруже ний на промерзающих, мерзлых и оттаивающих грунтах посвящена специальная отрасль знаний — инженерное мерзлотоведение. Сейчас уже многие вопросы строитель ства на мерзлых грунтах на далеком Севере нашей страны решены: искусственно прогревают грунт, создают усиленную вентиляцию подвалов и т. д. Все это дало возможность построить хорошие современные города в районе распространения многолетнемерзлых пород, та кие как Воркута и Норильск.
Толща многолетней мерзлоты — это природный холо дильник, который способен сохранять в течение столетий живые организмы, растения, сейчас уже отнесенные к ископаемым. Так, в Сибири находят трупы мамонтов, пролежавшие в толще мерзлых пород несколько тыся челетий и прекрасно сохранившиеся (такого мамонта, найденного на р. Березовке, можно увидеть в зоологиче ском музее в Ленинграде). Мясо этих мамонтов даже давали есть ездовым собакам. Хорошо сохранилась и шерсть мамонтов.
■ В толщах мерзлых пород и заключенных в них водах находятся углеводородные газы, образующие так назы ваемые гидраты (т. е. ассоциированные с молекулами воды). Это открытие было сделано советскими учеными В. Г. Васильевым, Ю. Ф. Макогоном, Ф. А. Требиным, А. А. Трофимуком и Н. В. Черским, по подсчетам кото рых запасы такого «твердого» газа очень велики и могут
служить крупным промышленным источником голубого топлива.
УТОЛЕНИЕ ЖАЖДЫ
Как приятно в жаркий день выпить вкусной холодной ; воды из бьющего из-под земли ключа! Ключевая вода! ; Как часто упоминается она в литературе уже с самых ;
древних времен. Так, в «Одиссее» читаем: |
Î |
«Светлой струею четыре источника рядом бежали |
|
Близко один от другого, туда и сюда извиваясь; |
і |
Вкруг зеленели густые луга, и фиалок и злаков |
; |
Полные сочных...» |
■ |
(«ОДИССЕЯ», ПЕСНЬ V, ПЕРЕВОД ЖУКОВСКОГО) і
А у Низами:
«И распростерся луг, мерцающий росою, И чистый ключ сверкнул эдемскою красою».
(«ХОСРОВ И ШИРИН», ПЕРЕВОД К. ЛИПСКЕРОВА)
Ключевая вода, т. е. струйки пресной воды, вытекаю щей в виде родников или источников из недр Невиди мого океана, известна человечеству с первобытных времен. Употребляют ее и животные, и растения.
Конечно, большую часть потребляемой пресной воды
во все времена люди получали из |
водоемов на поверх |
||
ности |
земли — рек, озер. |
Но во |
многих засушливых |
(и не |
только засушливых) |
странах |
и местностях роль |
подземных вод была и остается важнейшей. Там раньше, чем в других местах, начались горные работы для полу чения воды.
Уже в доисторическое время люди активно вторга лись в Подземный океан, роя, копая колодцы. Копаные кѳлодцы и сейчас на каждом шагу встречаются в сель ской местности. Заглянув в колодец, вы можете увидеть «кусачек» Подземного океана. Именно в колодце Неви-
44
димый океан |
становится |
видимым — какая-то |
очень |
|
маленькая его частичка. |
например |
в Средней |
Азии, |
|
В некоторых |
местах, |
|||
научились копать колодцы |
на очень |
большую глубину |
(сотни метров) при помощи весьма примитивной техни ки. Некоторые из них —чудо искусства.
Буровые колодцы (скважины), дающие воду, появи лись уже в историческое время. Первые буровые сква жины для добычи пресной воды появились в древнем Египте (в оазисах Западной пустыни) еще во времена фараонов. Из этих скважин получали фонтаны пресной воды. Интересно, что скважины, пробуренные в некото рых оазисах Египта в эпоху римского владычества (первые века н.э.), после прочистки иногда исполь зуются и сейчас.
Но и там, где имелось достаточно речной или озерной воды, подземная (ключевая!) вода особенно ценилась благодаря своему качеству. Особое значение пресная подземная вода приобретала во времена войн. Осажден ные крепости могли быть отрезаны от обычных мест получения воды. Сооружались тайники (тайные ходы) к подземным водоисточникам (рис. 15). Одна из башен
Московского Кремля — Тайницкая — именно |
отсюда и |
|||
получила свое название. |
|
на воду впервые начали |
||
В Европе бурение скважин |
||||
вести в XII—XIII вв. В 1126 |
г. в Северной |
Франции в |
||
провинции Артуа стали |
получать |
самоизливающуюся |
||
из трубчатого колодца |
(скважины, |
в которую вставили |
трубы) пресную воду.
Потребление пресной воды росло быстрее, чем чис ленность людей на земном шаре, особенно в последние века, с началом промышленной революции. Теперь тре буется утолять жажду не только самих людей, домаш них животных и полей, но и заводов, фабрик, способ-
4,5
Рис. 15. Старинный тайник к водоисточнику
ность которых «пить» воду колоссальная и все время растет.
Как отмечают американские ученые С. Дэвис и Р. Деуист, человеку, живущему в примитивных условиях, вполне достаточно 50 тысяч галлонов* воды для поддер жания своего существования в течение всей жизни и еще 50 тысяч галлонов для мытья и стирки. Житель же современного промышленного района в течение жизни использует до 5 млн. галлонов воды, а на производство
потребляемой |
им продукции нужно |
еще столько же. |
Диаграмма |
роста потребления |
воды приведена |
на рис. 16. |
|
|
Хотя сейчас, как и ранее, потребность в преснойводе удовлетворяется в основном за счет рек и озер, значение
* 1 галлон=3,785 л.
46
Ряс. 16. Рост роли подземных вод в водоснабжении США:
/—население; 2 — подземные |
воды для орошения; 3 — по |
||||
верхностные |
боды |
для |
водоснабжения; 4 — подземные |
воды |
|
для промышленности; |
5 ~ то |
же, для коммунального |
водо |
||
снабжения; |
6 — то |
же, для |
сельскохозяйственного |
водо |
снабжения
подземных вод для водоснабжения тоже очень большое. По данным упомянутых американских ученых, подзем ные воды используются в больших размерах, а
вСША — наиболее промышленно развитой стране капи талистического мира — на долю подземных вод прихо дится около 20%' всей потребляемой воды (см. рис. 16).
Интересны также сведения по европейским странам: Дания почти полностью удовлетворяет свою потребность
вводе за счет Невидимого океана, Бельгия — для 90% населения, ФРГ и Голландия —для 75%.
47
В нашей стране в 1941 г. более 40% использовав шейся в народном хозяйстве воды приходилось на под земные воды. На начало 1963 г. в СССР в секунду добывалось около 500 м3 подземных вод, из них на во доснабжение шло более 300 м3 и на орошение полей ©коло 200 м3. Для централизованного водоснабжения городов извлекалось из недр Земли 130 м3.
В Советском Союзе подземные воды имеют исключи тельное значение в водоснабжении многих крупных го родов (Баку, Харьков и др.). В таких городах, как Москва и Ленинград, использующих в основном речную воду, за счет Подземного океана осуществляется водо снабжение многих промышленных предприятий; ряд заводов и фабрик имеет на своей территории артезиан ские скважины.
Воды Подземного океана используют (как и ранее) не только там, где речной и озерной воды не хватает. Дело в том, что речные воды часто приходится очищать, подолгу выдерживая в отстойниках. Например, воды таких рек, как Кубань или Амударья, по виду скорее напоминают кофе из-за большого количества ила. Подземные же воды обычно чистые, в них гораздо меньше и вероятность загрязнения с поверхности (в глу боких горизонтах оно почти исключено).
При проектировании водоснабжения населенных пунктов 'подземные воды рассматриваются как наиболее ценные по качеству и наиболее надежные в санитарном отношении. Лучшими питьевыми водами считаются под земные воды, приуроченные к рыхлым осадочным поро дам: они фильтруются через поры пород и благодаря этому очень быстро очищаются.
В настоящее время ресурсы пресных вод Невидимого
океана во многих странах |
используются еще далеко не |
в пределах имеющихся |
возможностей. Так, в СССР, |
48