Помоги проекту - поделись книгой:
Е. В. ПИННЕКЕР
ПОДЗЕМНАЯ ГИДРОСФЕРА
Ответственный редактор
чл. кор. АН СССР
Рецензенты
© Издательство «Наука», 1984 г.
ПОЧЕМУ И КАК ПОЯВИЛАСЬ ЭТА КНИГА
(вместо предисловия)
Мы привыкли к воде, ее мир постоянно окружает нас. Океаны, моря, озера, реки, ледники, дождь и снег… Вода находится не только на поверхности Земли. Встречаем мы ее и в земных недрах, где она заполняет пустоты горных пород и входит в состав минералов. Твердь земная, в сущности, пронизана водой.
Гидросфера — водная оболочка Земли. Принято считать, что основной объем воды сосредоточен в Мировом океане. Но по мере изучения глубин планеты это мнение было поколеблено. Оказывается, в земных недрах ее не меньше, чем на поверхности. Правда, в отличие от наземной водной оболочки подземная гидросфера неоднородна и образует систему, в которой вода в той или иной степени связана с горными породами. Порой так тесно, что неотделима от них.
Интерес к воде земных недр человек проявляет давно. Уже древние цивилизации использовали для своих нужд выводимые родниками пресные и минеральные воды. Легенда приписывает Гераклу честь, кажется, первого человека, осуществившего искусственное получение подземных вод: демонстрируя силу, он глубоко вонзил в землю свою знаменитую дубину, а когда вытащил ее, из возникшего отверстия хлынула вода и образовала целое озеро. Примерно три-четыре тысячелетия назад для вывода подземных вод стали копать колодцы и бурить скважины. Одновременно с использованием их в хозяйственных целях люди еще античных времен (мыслители Фалес, Аристотель, Витрувий и другие) пытались проникнуть в тайны подземной гидросферы.
К сожалению, глубины Земли мы еще знаем плохо. И совсем мало известно о деятельности там воды. Мнения на сей счет весьма разноречивы, порой взаимоисключающи. Нет и единой точки зрения на то, когда вода появилась в недрах Земли. Эти проблемы, как правило, обходят вниманием или упоминают о них скороговоркой. Они действительно сложны. Не удивительно, что до сих пор в учебниках рассматривается обычно подземная вода небольших глубин (редко более 0,5–1 километра) и только в так называемом «жидком» виде. Между тем в земных недрах молекулы Н2О самого различного фазово-агрегатного состояния прослеживаются до глубин в несколько десятков километров, при этом не только под сушей, но и под дном морей и океанов, хотя дно океана для гидрогеологов пока «терра инкогнита».
Научно-популярной литературе в этом плане также не повезло. Правда, подземным водам в последнее время было посвящено несколько интересных публикаций. Назову хотя бы «Невидимый океан» А. А. Карцева и С. Б. Вагина, «Вода под землей» И. Г. Киссина, «Подземные воды — наше богатство» Н. И. Плотникова, «Рассказы о воде: Белорусские криницы» А. В. Кудельского или «Живая вода в недрах Севера» П. Ф. Швецова. Особо хочется отметить популярно и оригинально написанные «Мир воды» В. Ф. Дерпгольца и «Занимательную гидрогеологию» А. К. Ларионова.
Стоит ли еще раз писать о воде земных недр? Да, стоит, и вот почему. Во-первых, все тиражи названных книг полностью разошлись, что свидетельствует об интересе читателя к этой проблеме. Во-вторых, они посвящены главным образом подземным водам, в них мало внимания уделяется подземной гидросфере в целом и геологической деятельности воды, особенно глубоких внутриземных вод. Наконец, в-третьих, в последние годы объем информации, касающейся недр Земли, строения подземной гидросферы и геологии воды растет так быстро, что новая книга просто необходима.
Подземная гидросфера включает все разновидности воды, находящиеся в Земле. Это — вода свободная, то есть вода в обычном понимании, и связанная с породами физически и химически; по фазово-агрегатному состоянию Н2О может быть жидкой, твердой (лед), газообразной (пар) и надкритической (водяной флюид). Наука, изучающая подземную гидросферу, называется гидрогеологией.
Мне приходилось уже писать в научно-популярной форме о подземной гидросфере: в 1979 году издательство «Знание» выпустило небольшую брошюру «Охрана подземной гидросферы». В ней кратко рассмотрены основы современной гидрогеологии, строение и формирование подземной гидросферы, геологическая роль воды, в заключение речь идет о воздействии человека на подземную гидросферу и даются рекомендации по охране ее от негативных последствий этого воздействия. Однако многое, о чем хотелось рассказать, из-за небольшого объема брошюры не нашло освещения. С 1980 года стали выходить издаваемые Комиссией по изучению подземных вод Сибири и Дальнего Востока при Сибирском отделении АН СССР тома «Основы гидрогеологии». Первым был издан том «Общая гидрогеология», затем «Гидрогеохимия», «Гидрогеодинамика» и «Геологическая деятельность и история воды в земных недрах», наконец, в последние годы «Методы гидрогеологических исследований» и «Использование и охрана подземных вод». Шеститомник представляет современный свод знаний о подземной гидросфере и использовании ее ресурсов.
Естественно, встала задача популяризовать изложенные в «Основах гидрогеологии» представления о подземной гидросфере, ее количественно-качественной характеристике, рассказать о жизни воды в земных недрах и участии ее в разнообразных геологических процессах. Поскольку я был одним из инициаторов издания «Основ гидрогеологии», на меня и пал выбор.
В основу предлагаемой книги положена упомянутая уже брошюра «Охрана подземной гидросферы», дополненная новым материалом из шеститомника «Основы гидрогеологии». Вместе с тем автор попытался показать и людей, которые создали гидрогеологию и развивают эту науку в наше время, а также осветить проблемы, волнующие гидрогеологов.
То, о чем пойдет далее речь, сформировалось в значительной степени под влиянием неоднократных встреч с членом-корреспондентом АН СССР П. Ф. Швецовым.
Вот одна из первых. Декабрьский вечер 1977 года. Москва. Квартира в большом здании на Ленинском проспекте. Хозяин кабинета, стены которого сплошь заставлены книгами, — Петр Филимонович Швецов, крупнейший советский гидрогеолог и мерзлотовед. Нас двое.
Речь идет об истории знаний в гидрогеологии, предмете ее изучения и методологии исследования, обсуждается готовящийся к изданию первый том «Основ гидрогеологии». Беседа затянулась. Временами возникает спор: наши точки зрения на современное содержание гидрогеологии не совсем одинаковы.
Петр Филимонович склонен ограничивать объем гидросферы только поверхностной ее частью, поэтому вода, находящаяся в земной коре, по его мнению, не входит в гидросферу. Тут у нас взгляды расходились. Но мы дискутировали не о словах, а о понятиях и вкладываемом в слова смысле. Гидрогеология должна изучать не только подземные воды, а водоносную систему, образуемую водами Земли с вмещающими их горными породами. Вот тут наши мнения были едины, хотя подход к выделению такой системы у каждого отличался и называли мы ее по-разному.
В тот вечер мы говорили долго. Наши точки зрения сблизились по ряду принципиальных вопросов.
Затем встречались еще несколько раз. Запомнилась встреча, состоявшаяся через четыре с половиной года спустя. Обсуждались «Перспективы развития гидрогеологии» — в конце 1981 года статья с таким названием была опубликована в одном из центральных академических журналов. В беседе был затронут достаточно широкий круг гидрогеологических проблем. Разговор шел о водах Земли. В итоге этой беседы у автора окончательно утвердилась мысль рассказать в научно-популярной форме о подземной гидросфере.
Эта мысль получила одобрение у ветерана гидрогеологических исследований, ныне покойного, профессора Алексея Ивановича Дзенс-Литовского, затем у заведующего отделом гидрогеологии Всесоюзного геологического института Евгения Алексеевича Баскова и заведующего кафедрой гидрогеологии Московского геологоразведочного института профессора Владимира Михайловича Швеца. Они дали несколько конструктивных советов. При завершении работы особенно ценными были критические замечания моих коллег, членов редколлегии «Основ гидрогеологии» — Степана Львовича Шварцева, Игоря Сергеевича Ломоносова и Бориса Иосифовича Писарского: они первыми просмотрели рукопись этой книги. Всем им, а также научному редактору — члену-корреспонденту АН СССР Виктору Прокопьевичу Солоненко автор выражает глубокую признательность.
ВЗГЛЯД В ПРОШЛОЕ
Настоящее можно хорошо понять, только зная его прошлое…бороться за будущее можно, лишь учитывая успехи и ошибки прошлых путей.
Однако есть ли что милей на свете,
Чем уноситься в дух былых столетий
И умозаключать из их работ,
Как далеко шагнули мы вперед.
Воду земных недр люди использовали уже на заре цивилизации. И тогда же они стали задумываться о ее происхождении.
Первые догадки относительно природы подземной гидросферы принадлежат античным мыслителям. Подземная вода образуется из морской, учили Фалес и Платон. Среди наивных, подчас фантастических представлений встречаются взгляды, основанные на фактах и глубоких обобщениях. Вероятно, их имел в виду А. Гумбольдт, когда сказал: «Знанию всегда предшествует предположение». Аристотель (IV век до нашей эры) считал, что подземная влага образуется из охлаждающегося в пещерах воздуха, а состав подземных вод отражает состав пород. «Каковы породы, таковы и воды» — этот тезис, высказанный Аристотелем и развитый Плинием Старшим, долгое время считался основополагающим.
Идеи, близкие современным, высказал Витрувий (I век до нашей эры) в своем сочинении «Десять книг об архитектуре». Появление источников и воды в колодцах он объяснял просачиванием внутрь земли дождевых и талых вод: «Лощины меж гор, — писал он, — особенно легко вбирают дождевые воды, и благодаря чаще лесов снега там под прикрытием теней деревьев и гор подолгу сохраняются и затем, по мере таяния просачиваясь по земляным пластам, доходят до самого низа подошвы гор, откуда… бьют ключом источники». Этого ученого можно считать родоначальником инфильтрационной теории образования подземных вод.
В средневековье взгляды древних эллинов и римлян получили развитие в трудах натурфилософов Ближнего Востока и Средней Азии. Из них хочется прежде всего назвать уроженца Хоревма Бируни, который на шесть-семь столетий раньше европейцев объяснил появление гидростатического напора подземных вод. Вот как он это изложил в известном труде «Памятники, оставшиеся от грядущих поколений» (1001 год): «Когда вода поступает из хранилищ, лежащих выше уровня Земли, то она поднимается и бьет вверх под напором». Как это происходит, можно увидеть на рис. 1.
Совсем недавно стал известен труд персидского ученого Каради (умер в 1016 году) «Поиски скрытых под землей вод». В нем дано, пожалуй, первое систематизированное изложение учения о подземных водах, сделавшее бы по кругу затронутых вопросов честь современному учебнику. Автор разбирает круговорот воды в природе, выделяет напорные и безнапорные воды, называет растения-индикаторы неглубоко залегающей влаги, оценивает качество подземных вод и, наконец, дает рекомендации по их поискам. Важно и другое: Каради ссылается на многих своих предшественников, занимавшихся аналогичными исследованиями. Иначе говоря, у естествоиспытателей Ближнего Востока тогда уже были определенные успехи в изучении подземных вод.
В Китае буровой станок для сооружения колодцев появился несколько тысячелетий назад. Напорные воды, изливающиеся из скважин, в XII веке впервые получены на севере Франции в провинции Артуа. От латинского ее названия (Артезия) напорные подземные воды и стали называться артезианскими. В это же время на Руси с помощью «верчения» (то есть бурения) сооружаются рассолодобывающие скважины.
Идеи Витрувия и Бируни не скоро получили признание. Сказывалась инерция средневекового застоя, продолжавшаяся до XVI века, когда Георг Агрикола и Бернар Палисси по результатам натурных наблюдений стали пропагандировать мысль, что вода под землей скапливается в результате просачивания из атмосферы. Но с ними многие не соглашались, в том числе выдающиеся умы того времени — Кеплер и Декарт, продолжавшие считать первоисточником подземной гидросферы морскую воду.
Лишь в 1674 году инфильтрационная теория получила подтверждение количественными измерениями. Это сделал француз П. Перро. Боясь критики, он анонимно издал труд «Происхождение источников». Эта книга считается первой работой в области научной гидрологии, трехсотлетие которой ЮНЕСКО отмечало в 1974 году. По содержанию же она не столько гидрологическая, сколько гидрогеологическая. Несколько позднее знаменитый физик Э. Мариотт определил количество атмосферных осадков, идущих на питание подземных вод. Перро и Мариотт и заложили научные основы исследования водного баланса, которые позволили отказаться от бытовавших взглядов на проникновение морской воды под землю и противопоставить догадкам данные измерений.
После работ Мариотта учение об инфильтрационном происхождении подземных вод получило широкое признание. Его придерживался, в частности, великий русский ученый М. В. Ломоносов. Изучались и другие возможные пути пополнения подземных вод. К середине XIX века познание подземной гидросферы существенно расширяется. Назову важнейшие открытия.
Аббат Парамелль, занимавшийся не только отправлением религиозных обрядов, издал книгу об искусстве поиска подземных вод с описанием геологических методов обнаружения водоисточников и грунтовых потоков. У себя на родине, во Франции, он приобрел популярность водоискателя. И не зря: в 90 % случаев (а за 25 лет — это 10 тысяч) его прогнозы на закладку колодцев оказались верными.
Наиболее полно новые представления о подземной гидросфере изложил в своих работах французский геолог Эли де Бомон. Наряду с внешним круговоротом воды он выделил и связанный с ним внутренний, в котором участвуют просочившиеся атмосферные осадки и захороненные при седиментации морские воды, а также пары, выделяющиеся из магмы при ее кристаллизации.
В 1856 году инженер А. Дарси представил муниципалитету Дижона (Франция) отчет о возможности использования подземных вод для водоснабжения города. Вместо четких рекомендаций — пухлый трактат со множеством формул и расчетов, описывающих фильтрацию воды в пористой среде. Отцы города недоумевали… Они и не подозревали, что Дарси установил основной закон движения подземных вод.
Развитие экономики стран Западной Европы и Северной Америки, а позднее и России положило начало широкому использованию подземных вод.[1] Они обеспечили водоснабжение крупных городов — Парижа, Вены, Берлина, Чикаго. Запросы общества и его потребности, которые, как известно, являются движущей силой любой науки, способствовали и энергичному развитию учения о подземных водах, которое вскоре обособилось в самостоятельную отрасль знаний.
Еще в начале XIX века известный естествоиспытатель Ж. Б. Ламарк для обозначения явлений разрушения и отложения посредством воды на поверхности Земли предложил термин «гидрогеология» (рис. 2). В новом понимании, как учение об источниках и подземных водах, его стали употреблять на рубеже 70-х и 80-х годов прошлого века — точнее время появления гидрогеологии, вероятно, определить нельзя.
Особенно широкое распространение гидрогеологические исследования получили в России. Ими занимались выдающиеся геологи И. В. Мушкетов, Н. А. Соколов, В. А. Обручев и другие, благодаря которым в обиход вошел термин «гидрогеология» в современном понимании.
Жизненный путь, широкая эрудиция этого подвижника показывают, что последующие поколения исследователей подземных вод могут гордиться «гидрогеологом № 1». За сравнительно короткий срок Головкинский становится одним из виднейших специалистов своего дела, высказавшим продуманные идеи о происхождении подземных вод, давшим много рекомендаций, где и как их искать в засушливом Причерноморье. Он был типичный ученый-практик. Его усадьба «Кастель-гора» стала своеобразным научным и культурным центром Крыма и получила название «Профессорский уголок». Сюда заглядывали все, кто посещал Крым с научными целями, любители искусства и литературы. Николай Алексеевич был душой общества, знатоком природы Крыма, он недурно рисовал и даже печатался в литературных журналах. Но больше всего к нему приходили и приезжали как к гидрогеологу, просили указать места, где можно заложить скважину на воду.
Ежегодно на протяжении 10 лет он составлял «Отчеты гидрогеолога». Авторитет и популярность Головкинского среди всех слоев населения были так высоки, что, когда он скончался, Таврическое земство постановило соорудить на его могиле памятник и выделило средства Московскому обществу испытателей природы на премию его имени за лучшее сочинение по гидрогеологии Крыма. Участники Крымской экскурсии VII Международного геологического конгресса (1897 год), подготовку которой осуществил Головкинский и перед началом которой он внезапно умер, решили создать первому штатному гидрогеологу интернациональный памятник: каждый из них прислал на могилу свой камень. Эти камни (а их было несколько десятков) стали составной частью обелиска, воздвигнутого в 1900 году (рис. 3). Что касается премии имени Головкинского, то она так никому и не была присуждена: не нашлось достойных работ.
Относительно времени возникновения гидрогеологии мнения расходятся: одни ведут отсчет от Ламарка или начала широкого использования подземных вод для водоснабжения в первой половине XIX века, другие, наоборот, относят его к 20–30-м годам XX века, к периоду оформления гидрогеологии как самостоятельной дисциплины, создания учреждений гидрогеологического профиля и соответствующих кафедр в вузах. Однако правильнее все-таки временем ее рождения считать последнюю треть XIX века: с того периода термин «гидрогеология» стал использоваться в современном понимании, тогда же формируются основы учения о подземных водах и, наконец, появляются первые представители этой науки — гидрогеологи.
Широкий размах в конце XIX века приобретают региональные гидрогеологические исследования. Систематизированное изложение учения о подземных водах дают в это время А. Дебре во Франции, И. В. Мушкетов в России, И. Гааз в Германии, Ч. Слихтер в США. Среди немногих региональных работ выделяется труд члена-корреспондента Санкт-Петербургской академии наук С. Н. Никитина «Грунтовые и артезианские воды на Русской равнине», содержащий изложение методов изучения подземных вод и ставший образцом региональных обобщений. В начале XX века появляются работы по методике гидрогеологических исследований.
С самого зарождения гидрогеология была не только учением о подземных водах. Уже в первые десятилетия в ее поле зрения находились пары воды и газово-жидкие растворы магмы, в частности когда дело касалось происхождения или состава подземных вод. Иначе говоря, гидрогеологию интересовала жизнь всех видов воды, заключенных в недрах Земли. С этих позиций весьма оригинальное определение дал ей еще в 1900 году С. Н. Никитин: это наука «о подземной ветви общего природного круговорота воды на Земле». Широко привлекала гидрогеология достижения других наук, в первую очередь математики, физики, химии, смежных геологических дисциплин.
Почти полстолетия — последнюю четверть XIX и первую четверть XX века — длился диспут о путях проникновения влаги в земные недра. Инициатором его был австрийский инженер О. Фольгер. Он обрушился на инфильтрационную теорию, заявив: «Нет подземной воды из дождевой». По его мнению, вода не просачивается, а попадает внутрь Земли в виде влажного воздуха: конденсирующаяся влага и питает подземные воды. Яростный спор вокруг гипотезы Фольгера разрешил русский ученый А. Ф. Лебедев. Точными замерами ему удалось установить, что сравнительно с просачиванием конденсация дает гораздо меньше подземных вод. Он же выявил механизм перемещения влаги в почвогрунтах и характер перехода воды из одного состояния в другое.
А как появляются глубокие воды — термы и рассолы? Эти вопросы стали волновать ученых уже в начале XX века, но и сейчас они окончательно не решены.
Крупнейший геолог и знаток «лика» Земли Э. Зюсс в 1902 году на одном из съездов естествоиспытателей смело заявил: «Термы — продукт магмы, они ювенильны». Под ювенильными (то есть девственными) Зюсс понимал воды, которые отщепляются в виде пара от магмы и впервые вступают в круговорот воды на Земле. Синтез этих вод из водорода и кислорода происходит на больших глубинах.
Что касается соленых вод и рассолов, которые повсеместно встречаются на нефтегазовых промыслах и соляных месторождениях, то их считали ископаемыми водами морского происхождения. Эти воды попадают в недра Земли при осадконакоплении и отжимаются из илов в пористые коллекторы, сохраняясь в них как реликты бассейнов осадконакопления прошлых геологических эпох. К такому выводу пришли почти одновременно, изучая воды глубоких горизонтов с разных позиций, австрийский геолог Г. Гефер, русский академик Н. И. Андрусов и американский гидролог А. Лейн.
Гипотезы ювенильных и ископаемых вод с самого начала имели сторонников и противников. К настоящему времени, благодаря накопленному обширному материалу по гидрогеологии глубоких горизонтов, обе концепции претерпели значительные изменения, однако остались в основе наших знании о происхождении ресурсов и состава подземных вод и в той или иной мере подтверждены новыми фактами.
Так постепенно происходило становление гидрогеологии. С годами появились успехи в познании динамики и состава подземных вод, изучении региональных гидрогеологических закономерностей и использовании подземных вод для водоснабжения и в медицине. Все это нашло отражение в фундаментальных обобщениях и учебных пособиях, среди которых наиболее известными считались труд русского гидрогеолога П. В. Отоцкого, трижды переиздававшаяся книга знатока грунтовых вод и минеральных источников Центральной Европы немецкого гидрогеолога К. Кейльгака и работы американца О. Мейнцера — специалиста в области теоретической и прикладной гидрогеологии. Особо хочется отметить исследования, проведенные сибирским геологом А. В. Львовым и положившие начало изучению подземных вод мерзлой зоны Земли.
Резкий скачок в развитии гидрогеологии произошел в нашей стране в 20–30-е годы, когда изучение подземных вод приобрело планомерный характер. Опираясь на богатый отечественный опыт и огромный фактический материал, советские гидрогеологи выступили с новыми теоретическими и прикладными разработками буквально по всем направлениям гидрогеологии. Это вопросы классификации подземных вод, принципы гидрогеологического картирования и районирования, закономерности распределения и формирования воды в недрах Земли, методические приемы гидрогеологических исследований, проблемы рационального использования подземных вод. В Ленинграде, Москве, Новочеркасске, Томске, Ташкенте появились кафедры, специализировавшиеся на выпуске инженеров-гидрогеологов.
Первый учебник гидрогеологии в нашей стране (1922 год) составил новочеркасский профессор П. Н. Чирвинский. Ему же принадлежит создание исторического направления в гидрогеологии. Весомый вклад в развитие гидрогеологии внесли М. М. Васильевский, А. И. Дзенс-Литовский, О. К. Ланге, Н. Ф. Погребов, Ф. П. Саваренский, Н. Н. Славянов, Н. И. Толстихин. Из большого числа работ, посвященных подземной гидросфере и гидросфере вообще, следует указать на «Историю природных вод» академика В. И. Вернадского, опубликованную в середине 30-х годов. В ней обобщен опыт многовекового изучения воды на Земле. Книга эта не утратила своего энциклопедического значения и в наши дни. В. И. Вернадский не отрицал наличия ювенильных и ископаемых вод, но считал, что в основной своей массе вода проникает в земную кору сверху и имеет метеорную природу. Очень важное значение он придавал переходу воды из одного состояния в другое. Он же обратил внимание на воду, выделяемую из минералов, и водяные пары, часть которых освобождается из магмы или, наоборот, захватывается ею.
В 30–40-х годах сформировалась школа советских гидрогеологов во главе с талантливым ученым и крупным организатором науки академиком Ф. П. Саваренским. Ему принадлежат глубокие теоретические обобщения, заслуга в основании при Академии наук СССР Лаборатории гидрогеологических проблем. Достойными представителями этой школы, продолжателями традиций Ф. П. Саваренского были член-корреспондент АН СССР Г. П. Каменский, открывший новые закономерности движения и формирования подземных вод, и профессор А. М. Овчинников — автор оригинальных трудов по минеральным водам, гидрогеохимии и палеогидрогеологии. В 50–70-х годах составлены гидрогеологические карты СССР (И. К. Зайцев, Н. А. Маринов, Н. В. Роговская), карты подземного стока (Б. И. Куделин), минеральных вод (В. В. Иванов).
Некоторые зарубежные ученые (Д. К. Тодд и Р. де Уист в США и А. Гисслер в ГДР) склонны в учении о подземных водах различать гидрогеологию («геологию подземных вод») и геогидрологию («гидрологию подземных вод»). Такой подход представляется формальным, ибо сразу возникает вопрос, куда же тогда относить, скажем, «геохимию подземных вод» или «физику подземных вод»?
Во второй половине XX века в гидрогеологии фактически наступил качественно новый этап развития. Если до этого в ней господствовал описательный элемент и она была учением о явлениях, то теперь стала превращаться в науку о процессах, стремящуюся вскрыть присущие предмету ее исследований закономерности. Совершенно иной уровень приобрел элемент предвидения в связи с глубоким воздействием человека на жизнь подземной гидросферы.
Невозможно перечислить всех выдающихся гидрогеологов современности. Это армия специалистов различного профиля, как узкого, так и широкого. Поток разносторонней информации вызвал к жизни новые идеи относительно происхождения, движения и количественно-качественной характеристики внутриземных вод. Кажется, мы находимся накануне открытий принципиального значения, касающихся основ гидрогеологии.
Переходный период в любой науке неизбежно связан с кризисом роста. В гидрогеологии он выразился в пересмотре ее фундаментальных положений и уточнении перспектив развития. Кризис роста — не значит отставание, это осмысливание современного состояния и поиски путей движения вперед.
Наряду с другими принципиальными вопросами перед гидрогеологами возник и тривиальный вопрос: «Что же изучает гидрогеология?»
Ответить на него оказалось не так-то просто. Определение «Гидрогеология — учение о подземных водах» к этому времени себя исчерпало. Чтобы изучать процессы и закономерности, вызванные деятельностью воды в недрах Земли, требуется знать все внутриземные разновидности Н2О, с которыми взаимодействуют подземные воды и с которыми образуют они единую водоносную систему. Без этого просто невозможно понять характер движения и пути формирования подземных вод.
В середине 70-х годов относительно содержания гидрогеологии были высказаны иные мнения. Член-корреспондент АН СССР П. Ф. Швецов назвал ее наукой «об истории формирования и последующих изменениях водообменных систем», понимая под водообменной системой насыщенные водой толщи горных пород. Несколько отличное толкование мы встречаем у академика АН БССР Г. В. Богомолова: «Гидрогеология — наука о взаимодействии подземной воды с твердым и газообразным веществом Земли». Эти формулировки предпочтительнее прежней, но и они не раскрывают всего содержания гидрогеологии. Заложенные в них рациональные мысли (системный подход и наличие взаимодействия) будут учтены, если считать гидрогеологию наукой о подземной гидросфере — водоносной системе недр Земли, в которой различные разновидности Н2О взаимодействуют с горными породами и газами. Такое определение в 70-х годах признали многие исследователи. В частности, его разделяют профессора Н. И. Плотников, Е. В. Посохов, Ф. А. Макаренко, доктора геолого-минералогических наук В. Н. Корценштейн и С. И. Смирнов, член-корреспондент АН КазССР Ж. С. Сыдыков.
Переходный период в гидрогеологии выразился и в расширении круга гидрогеологических проблем. Долгое время она оставалась существенно прикладной наукой, но теперь в ней наметился ряд теоретических и методических направлений:
Теоретические разделы Общая гидрогеология
Основы учения о подземной гидросфере, происхождение и закономерности распространения воды в недрах Земли
Гидрогеодинамика
Движение, режим и ресурсы подземных вод, гидрогеологическое моделирование
Гидрогеохимия
Закономерности миграции химических элементов в подземной гидросфере, состав подземных вод и его формирование
Гидрогеотермия
Термические свойства и особенности подземной гидросферы
История подземной гидросферы (палеогидрогеология)
Происхождение и эволюция подземной гидросферы, геологическая деятельность воды в недрах Земли и ее роль в различных геологических процессах
Методические и прикладные разделы Методика гидрогеологических исследований (методическая гидрогеология)
Методы проведения гидрогеологических исследований (съемка, поисково-разведочные, режимные, опытные, лабораторные и камеральные работы)
Использование подземных вод
Учение о месторождениях подземных вод и применении подземных вод для водоснабжения, мелиорации, в лечебных, промышленных и термоэнергетических целях
Борьба с подземными водами
Поделиться книгой: