Особенности подземных вод и ледников

Как образуются подземные воды

Вода присутствует не только в океанах, реках, озёрах, ледниках и болотах, но и внутри земной коры. Чтобы она могла там накапливаться, необходимы два условия: наличие достаточного количества атмосферных осадков и присутствие в земной коре проницаемых и водоупорных горных пород.

В Библии есть история о том, как Моисей, ударив посохом по скале у подножия горы, дал воду своему народу. Это иллюстрирует знание кочевников о подземных источниках: под слоем песка и извести может скапливаться дождевая вода. Разбив верхний слой породы, можно получить доступ к воде.

Что же называют подземными водами?

Такая вода появляется естественным путём — когда осадки проникают в почву. Разные породы обладают разной способностью проводить воду. Хорошо пропускают влагу, например:

• песок;
• гравий;
• галька.

Некоторые горные породы обладают способностью впитывать и удерживать воду — их называют водопроницаемыми или водовмещающими. К таким породам относятся:

• глина;
• песчаник;
• глинистый сланец;
• гранит.

Такие породы, напротив, плохо пропускают воду и называются водоупорными.

Подземные воды накапливаются в порах и трещинах водопроницаемых пород, образуя водоносные горизонты. Эти горизонты могут находиться на разных глубинах и залегать под разными углами, поэтому уровень подземных вод бывает нестабильным и может изменяться.

Классификация подземных вод

В зависимости от условий залегания подземные воды делятся на:

• верховодку;
• грунтовые воды;
• межпластовые воды.

В ней нет течения, она мутная, а в засуху подвержена испарению.

Они могут перемещаться вдоль водоупорного горизонта. Их уровень зависит от количества осадков: после обильных дождей вода может становиться мутной.

Межпластовые воды располагаются между двумя водоупорными слоями в толще водоносных горизонтов. Они характеризуются стабильным уровнем и чистотой. Такие воды движутся под уклон водоупорного пласта.

Если межпластовые воды находятся в изогнутых породах и находятся под давлением, их называют артезианскими.

Если пробурить скважину в месте залегания артезианских вод, то вода под давлением может самостоятельно подниматься на поверхность, а иногда даже выбиваться в виде фонтана.

Слово артезианский происходит от названия французской провинции Артуа, где такие воды начали использовать ещё в древности. Самый мощный артезианский колодец в мире расположен в северной части Африки — в одном из алжирских оазисов. Он добывает воду с глубины 63 метра, обеспечивая более 4000 вёдер в сутки.

Там, где подземные воды выходят на поверхность, образуются родники.

Состав подземных вод

В зависимости от состава подземные воды делятся на пресные и минеральные.

Благодаря своему составу они применяются в лечебных целях.

В Японии широко распространены целебные минеральные источники. Изначально их обнаруживали животные, которые инстинктивно использовали такие воды для заживления ран. Позже этим опытом начали пользоваться и люди.

Подземные воды различаются и по температуре. Если температура воды не превышает +20 °C, её считают холодной. Воды с температурой от +20 °C до +37 °C называются тёплыми, а при ещё более высокой температуре — термальными.

Тёплые и термальные воды обычно залегают на больших глубинах или в зонах вулканической активности. Они могут выходить на поверхность в виде горячих источников и гейзеров.

Подземные воды играют важную роль в природе:

• они растворяют и разрушают горные породы;
• вымывают вещества;
• переносят их по подземным путям;
• создают пустоты, пещеры;
• а в некоторых случаях даже провоцируютоползни.

Ледники и их образование

Переход воды из жидкой формы в твёрдую связан с изменением её структуры: если в жидком состоянии молекулы расположены хаотично, то в твёрдом — строго упорядоченно, образуя кристаллическую решётку.

В настоящее время ледники занимают около 11 % площади суши. В высокогорных районах температура воздуха существенно ниже, чем у подножья. На определённой высоте она почти не поднимается выше 0 °C — там выпадает снег, накапливается и со временем превращается в лёд. Поэтому вершины высоких гор часто покрыты ледниками.

Строение и виды ледника

Ледник делится на две основные зоны:

• область питания — располагается выше снежной линии. Здесь снег накапливается, уплотняется и превращается в лёд;
• область движения — находится ниже снежной линии. Под действием силы тяжести лёд сползает вниз, разрушая породы под собой.

Существуют два основных типа ледников:

• горные — формируются на вершинах и склонах гор;
• покровные — крупные ледяные массивы толщиной до 4 км, покрывающие обширные территории, как, например, в Антарктиде и Гренландии.

В прошлые геологические эпохи климат был значительно холоднее, и покровные ледники распространялись на большие территории Евразии и Северной Америки. Эти периоды оледенения сменялись потеплениями. Ледники либо отступали, либо уменьшались. Одним из крупнейших было Днепровское оледенение.

Многолетняя мерзлота

Ледники покрывали не всю поверхность Земли.

Советский учёный, академик И.Г. Пидопличко, выдвинул теорию антигляциализма, в которой утверждалось, что глобального оледенения не было, а земля в некоторых регионах просто промерзала без ледникового покрова.

Многолетняя мерзлота сформировалась в ледниковый период, когда температура воздуха была значительно ниже, и льда на поверхности могло не быть.

Её толщина варьируется: от нескольких метров до километра. Особенно широко распространена мерзлота в Северном полушарии — в районах Евразии и Северной Америки. Лёд и смерзшиеся частицы горных пород формируют прочный твёрдый слой, который трудно вскрывать или бурить.

С повышением температуры воздуха лёд в толще мерзлоты начинает таять, вода проникает в породы, вызывая их расширение и смещение. Это может привести к деформации грунта и создаёт сложности при строительстве и работе в таких районах.

Значение ледников и многолетней мерзлоты

1. Ледники являются крупнейшими хранилищами многолетнего пресного льда на Земле.
2. В процессе движения ледники разрушают земную поверхность и способствуют перемещению горных пород.
3. Горные реки питаются талой водой из ледников.
4. Ледники и мерзлота служат резервом пресной воды, который может быть важен для будущих поколений.

Несмотря на полезные функции, ледники и особенно многолетняя мерзлота создают трудности для хозяйственной деятельности, осложняя строительство и землепользование.