<<
>>

ОБРАЗОВАНИЕ ПОЧВЕННЫХ ВОД. РАЗЛИЧНЫЕ ВИДЫ КЛЮЧЕЙ

Хотя в гипотезе Фольгера и заключается зерно истины, но так как количество воды, образующейся от сгущения пара, ничтожно, то следует считать, что вся циркулирующая под землей вода получается из атмосферных осадков.

Мы должны проследить пути подземных вод и выяснить, как и при каких условиях она выходит на поверхность,—иначе говоря, мы займемся вопросом об образовании ключей. Теоретическая сторона этих процессов, чрезвычайно проста, но в отдельных случаях явления могут быть очень сложны и трудно объяснимы. Вода, проникающая в глубину, направляется через пласты водопроницаемых пород или же непосредственно движется по трещинам и пустотам[‡‡‡‡‡‡‡‡‡‡‡‡‡‡‡‡‡‡‡]. В обоих случаях она направляется, по законам тяжести, вниз, и в тех местах, где она снова достигает дневной поверхности, бьют ключи. Рассмотрим простейший случай. Допустим, что слой водопроницаемого песку или известняка располагается на пласте глины, не пропускающем воду; воды, просачивающиеся с поверхности, будут падать до нижнего пласта и станут над              t

  Рис. 269—272. Различные виды ключей. На всех рисунках вьїціеіежащие водопроницаемые пласты затушованы светлее, а нижележащие водоупорные породы—темнее; 1) Пример горизонтального уровня подземных вод,

  Рис. 269—272. Различные виды ключей. На всех рисунках вьїціеіежащие водопроницаемые пласты затушованы светлее, а нижележащие водоупорные породы—темнее; 1) Пример горизонтального уровня подземных вод,

  

  2) Пластовые ключи,

  2) Пластовые ключи,

  

  3) Котловинные ключи,

  3) Котловинные ключи,

  

  4) Долинные ключи.—Выходные ключи всюду обозначены буквою а

  4) Долинные ключи.—Выходные ключи всюду обозначены буквою а

  

ним скопляться. Допустим далее, что на склоне горы пласты песка и глины обнажаются; вдоль линии, отделяющей пласты и называемой уровнем подземных вод, будут бить ключи (см. рис. 269). Явление это при описанных условиях выражается с такой правильностью, что при съемке геологических карт можно определить границу обоих пород по местонахождению ключей, если богатая растительность и верхний слой почвы препятствуют непосредственному наблюдению. В случае наклонного расположения слоев ключи будут бить не во всех местах, где соприкасающиеся пласты выходят на поверхность: так как подземные воды текут соответственно наклону слоев, то появление ключей возможно лишь в том случае, когда пласты обнажатся по направлению их падения; таким образом происходят так называемые пластовые источники (см.

рис. 270). При более сильных нарушениях напластования происходит дальнейшее осложнение; так, напр., если пласты образуют мульду, то почвенные воды собираются в середине ее, на поверхности непроницаемого для них слоя; есж произойдет обнажение пластов, то ключи бьют у краев мульды; в этом случае они называются котловинными источниками (см. рис. 271). Если такая мульда будет прорезана в середине долиной, то ключи выступят по обеим сторонам последней; в этом случае их называют долинными источниками (см. рис. 272).

До сих пор мы предполагали, что один водопроницаемый пласт лежит на другом водоупорном, но может случиться, что слой, пропускающий воду, обна-
жается где-либо на дневной поверхности, пропитывается здесь водой и далее спускается в глубину, прикрываясь сверху и снизу водонепроницаемыми породами; если нижние части такого пласта выступят где-нибудь снова на дневную поверхность, то на том месте появятся ключи[§§§§§§§§§§§§§§§§§§§].

Чем сложнее залегание пород, тем труднее проследить пути подземных вод. особенно в том случае, когда последние не образуют непрерывного потока, распространяющегося по поверхности водоупорного пласта, а движутся по трещинам. Мы зашли бы слишком далеко, если бы стали рассматривать все единичные случаи, практическое значение которых может быть иногда очень важным. Опытный глаз геолога даже в самых сложных случаях легко находит выражение простейших законов; без умения же судить о внутреннем строении местности по явлениям, наблюдаемым на поверхности, нельзя достигнуть никаких результатов даже при самых обстоятельных исследованиях. При решении практических вопросов, связанных с движением подземных вод, необходимо только знать геологическое строение данного места и уметь применить к нему простейшее законы движения воды. Иной путь исследования невозможен и, если являются предсказатели, мнящие какими-то таинственными способами отыскать водоносные жилы, то это лишь простое шарлатанство, рассчитывающее на легковерие преклоняющихся перед ним невежд.

461

АРТЕЗИАНСКИЕ КОЛОДЦЫ

Во многих случаях бывает важно найти такое место, где при наименьшей затрате труда можно достигнуть поверхности подземных вод и получить ее в возможно большем количестве; в других случаях бывает необходимо найти средство повысить деятельность уже существующих ключей или защитить их от истощения. Совсем особый случай добывания почвенных вод представляет бурение так называемых артезианских колодцев, которые были впервые устроены в XII веке во французской провинции Артуа, откуда они получили свое название. Принцип устройства артезианских колодцев, которыми уже издавна пользуются в Китае и в оазисах Ливийской пустыни, заключается в следующем: производят бурение почвы до тех пор, пока не будет достигнут водоносный слой, который покрыт сверху водонепроницаемыми породами и в котором вода находится под сильным давлением. Когда буровая скважина прорежет вышележащие массы и достигнет уровня подземных вод, последние, под влиянием давления, поднимутся по буровой скважине и выйдут на дневную поверхность; в некоторых случаях они бьют в виде фонтанов. Как мы уже упоминали выше, артезианские колодцы устраиваются с давних времен, но распространение их было незначительным до тех пор, пока не произвели знаменитое бурение на дворе Гренельской бойни у Парижа (в 1842 г.). На глубине в 547 м был достигнут слой, содержащий воду; последняя вырвалась в виде мощного фонтана, и колодезь сначала давал 3200 куб. м воды в сутки. С тех пор артезианские колодцы устраиваются в большом числе и принадлежат к числу самых распространенных сооружений человеческого искусства.

Рис. 278. Схематический разрез артезианского колодца: а) нижние водоупорные слои; Ь) водоносный горизонт; с) верхние водонепроницаемые породы

Рис. 278. Схематический разрез артезианского колодца: а) нижние водоупорные слои; Ь) водоносный горизонт; с) верхние водонепроницаемые породы

   Само собой понятно, что геологические особенности артезианских колодцев будут весьма различны, смотря по строению местности, в которой они приложены. С главнейшими свойствами артезианских колодцев мы познакомимся опять на простейшем случае. ^ Представим себе обширный

участок земли, обладающий строением мульды: все пласты, залегающие под поверхностью, падают по направлению к центру; в середине такой местности мы найдем

новейшие образования, по направлению же кнаружи будут обнажаться все более древние породы (см. рис. 273). Если же породы водопроницаемы, то, выступая на дневную поверхность, они поглощают воду, которая течет соответственно наклону пластов, т. е. направляется к центру мульды. Если водоносные слои залегают под непроницаемыми для воды породами, то в середине мульды существует значительное давление; оно заставит воду подниматься вверх и даже бить ключем, если в данном месте будет проложена буровая скважина. В глубине мульды может залегать несколько водоносных слоев, прикрытых сверху и снизу пластами, не пропускающими воды; в таком случае существует несколько горизонтов, отличающихся по количеству даваемой ими воды; можно пользоваться первым, вторым и третьим водоносным пластом, смотря по надобности.

Мульдообразное расположение водоносных слоев нельзя, однако, считать необходимым условием появление артезианской воды; для этого часто бывает достаточно одностороннего давления. Таким именно способом была получена артезианская вода, произведшая в Шнейдемюле опустошение. Этот колодезь питается мощным потоком подземной воды, который получает свое начало в Балтийской гряде (Baltischer Hohenriicken) и отсюда течет по направлению к югу. Так как область просачивания воды лежит на 140—180 м выше, чем водоносный слой в Шнейдемюле, то развивается огромное гидравлическое давление, которое и объясняет сильное движение воды в колодце. Поток, вырвавшийся на дневную поверхность, обладал страшной силой, увлек за собой из водоносного горизонта огромные количества песка и ила и вынес их на дневную поверхность. Верхние пласты лишились
опоры и вследствие этого произошло сильное оседание почвы, сопровождавшееся появлением трещин в домах и даже разрушением некоторых зданий.

Само собой разумеется, что устройство артезианских колодцев возможно не во всяком месте: часто в глубоких водоносных слоях отсутствует необходимое давление. Возможно ли устройство артезианского колодца и будут ли иметь успех проектируемые работы,—в каждом данном случае должен решить геолог. Но часто условия оказываются настолько запутанными, что сколько-нибудь определенное сужение невозможно, и бурение приходится производить ощупью, главным образом с той целью, чтобы определить свойство водных горизонтов для более значительной области. Во многих странах мы находим в этом отношении


Рис. 274. Артезианский колодец в Сиди-Амран в Алжире (по Бюхнеру)

Рис. 274. Артезианский колодец в Сиди-Амран в Алжире (по Бюхнеру)

  

АРТЕЗИАНСКИЕ ИСТОЧНИКИ САХАРЫ

чрезвычайно благоприятные условия, но едва ли не первое место следует отвести большей части огромной североафриканской пустыни. Под раскаленной высохшей почвой Сахары, часто уже на незначительной глубине, находят чрезвычайно богатые водой слои, которые могут питать колодцы, если только будет проложена буровая скважина (см. рис. 274). Уже древние египтяне извлекали в оазисах Ливийской пустыни из-под земли драгоценную влагу, а в новейшее время французы в Алжире бурением колодцев превратили значительные участки пустыни в культурные земли.

463

О происхождении этой воды говорили очень много. Одно время думали, что водоносные слои пустыни питаются Нилом, но местами водные горизонты в Ливийской пустыне лежат выше уровня Нила в том месте, где может происходить просачивание воды, а кроме того, пласты обнаруживают легкий наклон по направлению от Ливийской пустыни к реке. Эта догадка справедлива только по отношению к ключам Натровых озер Нижнего Египта, так как они лежат ниже уровня вод реки Нила и выступают на дневную поверхность на восточной стороне Вади-Натрун, обращенной к этой реке. По всей вероятности, воды Сахары имеют в разных местах разное происхождение. Можно с достаточным основанием предположить, что некоторые оазисы, как, напр., Борку, Эгей, Боделе, получают свою влагу из озера Чаад, и даже оазис Куфра, расположенный в северной части Центральной Сахары, обязан своими водоносными слоями Судану, где выпадают в большом изобилии дожди. Другие оазисы, как, напр., Туат, Тафилелт и Драа, питаются теми водами, которые во время зимних дождей и таяния снега текут мощными потоками по склонам Атласских гор и поглощаются горячим песком пустыни. Некоторые из потоков подземных вод могут происходить из возвышенных мест в середине Сахары. Так, напр., ключи Фессана в Южном Триполи обязаны атмосферным осадкам, выпадающим на поверхность окрестных гор—Хогар и Джебель Сода. Точно так же мощные подземные скопления вод в Сухой долине Ирхархара происходят из осадков Ахагарских гор в середине Сахары. Эти потоки простираются с юга на север до алжирской границы, где они встречают воды, падающие со склонов Атласов. Чтобы составить себе некоторое понятие о богатстве подземных вод в Ирхархаре, отметим здесь, что в Уед Рире и в оазисах Тугурта было в 1885 году 114 артезианских колодцев, устроенных французами, и 492 сооруженных местными жителями. Если сюда присоединить еще некоторые естественные ключи, то общая сумма даваемой ими воды достигнет 255,698 литров в минуту, или 130 миллионов куб. м в год. Вода выходит из глубины в 70—75 м и обладает температурой в среднем 25 °С. В некоторых оазисах происхождение воды оказывается совершенно неясным. Это, напр., следует сказать о Каргехе и Дакхеле в Ливийской пустыне, где мы находим горячие ключи, содержащие в своих водах кобальт и марганец; по-видимому, они бьют с очень большой глубины. В других местностях неоднократно замечали, что при устройстве нескольких артезианских колодцев производительность некоторых из прежних сильно падала. Ничего подобного не наблюдается в Сахаре. Таким образом, вполне возможно превратить обширные пространства пустыни в культурные страны; по крайней мере, во времена высшего процветания Древнего Египта в тех местностях Сахары, которые теперь совершенно бесплодны, существовал целый ряд поселений; о существовании последних мы заключаем по остаткам артезианских колодцев, ныне засыпанных песком.

Циттель пишет следующее об оазисе Дакхель: «В окрестностях Казра Дакхеля бьет 30—40 мощных ключей теплой воды, но число их может быть сильно увеличено. Некоторые из этих ключей выходят сами собой из трещин в плотном меловом мергеле, некоторые вырыты искусственно в то отдаленное время, о котором не осталось воспоминаний даже в преданиях местных жителей. Новые колодцы устраиваются следующим образом: со страшным трудом при помощи ручных инструментов выкапывается яма. Как только пласты мелового мергеля пройдены, устраивают из акации ящики в 2 фута в поперечнике, кладут их в яму один на другой и скрепляют деревянными гвоздями. После этого приступают к бурению последнего пласта белого песчаника. Эта работа далеко не безопасна; по окончании ее люди должны бежать, так как вода вырывается со страшной
силой; колодец быстро наполняется доверху, вода течет через край, заполняет все окрестные впадины, и мертвая, безжизненная пустыня, точно по мановению волшебного жезла, превращается в цветущий зеленый сад. Можно было бы ожидать, что каждый новый колодезь будет ослаблять деятельность других, раньше существовавших, но до сих пор этого не замечалось, подземные запасы воды, видимо, неистощимы. Я имел случай наблюдать плодотворное действие колодца, прорытого только шесть месяцев назад. Миновав мертвую пустыню, покрытую песком чуть ли не в рост человека, я поднялся на невысокий холм, где бил ключ; чистые воды его стекали по слабо наклоненной поверхности и разветвлялись в целую сеть прудов и каналов. Всюду, куда проникали тончайшие нити этой системы, пустыня превращалась в великолепный зеленеющий луг; тут и там показались уже ростки акаций и финиковых пальм; пройдет немного лет, и этот уголок станет роскошным садом.

С полным правом можно ожидать еще большего процветания оазисов, если только будет доказано, что число ключей можно увеличивать неограниченно. В настоящее время в оазисе Дакхель живет около 17,000 человек, но когда для бурения колодцев будут пользоваться более совершенными приемами, требующими меньшей затраты труда, тогда это население может увеличиться в десять раз. Доказательств не приходится подыскивать: многочисленные развалины древнеегипетских деревень в оазисах Каргехе и Дакхеле, великолепные храмы из песчаниковых плит с прекрасно сохранившимися иероглифами, засыпанные песком колодцы, о существовании которых свидетельствуют выдвигающиеся тут и там одинокие группы хилых деревьев, наконец истлевшие пни и стволы, попадающиеся среди песков пустыни,—все это красноречивее всех письменных известий говорит о процветании оазисов во времена египетского владычества; эти роскошные сады погибли не вследствие перемены физических условий, а вследствие онустошений, произведенных самими же людьми».

В Европе артезианские колодцы имеют самое широкое распространение. Они не только дают средство добывать подземную воду для потребностей городов, но служат также могучей движущей силой. Как можно видеть из приведенных выше примеров, артезианская вода выходит на поверхность непрерывным и обильным потоком, силой последнего можно пользоваться для различных целей промышленности и сельского хозяйства. На сахарных, винокуренных и пивоваренных заводах Англии давно употребляют почти исключительно эту воду; она вращает мельничные колеса и двигает огромные молоты в фабричных заведениях. В больших городах она идет по подземным трубам,—служит для орошения улиц и бьет красивыми фонтанами в садах. Особенное свойство артезианской воды—постоянная ц сравнительно высокая температура—делает возможным применением ее к некоторым специальным целям: она служит для нагревания оранжерей с экзотическими растениями и для наполнения прудов, где содержится рыба, не переносящая крайних колебаний годовой температуры, т. е. зимней стужи и летней жары. Наконец, артезианская вода употребляется и для теплых ванн. Такое широкое применение артезианских колодцев в домашнем обиходе и в фабричной практике объясняется дешевизной этого способа и обилйем получаемой воды.

В России история артезианских колодцев начинается уже с 1832 г., когда был заложен колодец в Царском селе, доведенный лишь до 347 фут.; но, несмотря на это, артезианские колодцы имеют у нас довольно ограниченное распространение, и практическое значение их не велико, хотя произведенные до сих пор бурения в разных местах показали, что в России и особенно в ее столицах, имеются налицо благоприятные условия для получения артезианской воды.

465

ВАЖНЕЙШИЕ АРТЕЗИАНСКИЕ КОЛОДЦЫ В РОССИИ

В Петербурге заложено несколько буровых скважин; из них старейшая по времени открытия находится во дворе Экспедиции Заготовления Государственных бумаг; работы были начаты по предложению академика Г. Гельмерсена в 1861 году и окончены под руководством горного инженера Г. Д. Романовского. Колодец этот, достигающий в глубину 658 ф, 1 д. (200 м), в настоящее время самый большой в Петербурге и его окрестностях; бурение его не только решило вопрос о, возможности получения артезианской воды, но и дало возможность определить подробности геологического строения местности. Как известно, Петербург лежит в долине реки Невы, имеющей местами около 40 км. в ширину. Эта долина с севера ограничена Парголовскими, а с юга—Царскосельскими высотами. Под наносимыми образованиями долины лежит слой синей глины с прослоями песчаника. Царскосельские высоты образованы горными породами, относимыми к силурийской системе; Парголовские же высоты сложены, вероятно, из гранитов и гнейсов, прикрытых сверху мощной толщею ледникового насоса.

Бурением под г. Петербургом обнаружено три водосодержащих слоя: первый был встречен на глубине 26,8 метра на границе наносных слоев и синей глины. Вода содержала 11,4 частей минеральных веществ на 10000 частей воды, т.е. значительно больше невской воды (3,0 ч.); второй водосодержащий слой был найден на глубине 118 м, на месте встречи синей глины с прослоем серого песчаника; в 10000 ч. воды этого слоя содержалось уже 22,3 части минеральных веществ; производительность его была выше первого слоя; наконец, в третьем слое, лежавшем на глубине 157,5 м, между синей глиной и белым крупнозернистым песчаником, было найдено 39,4 ч. минеральных веществ в 10000 ч. воды. Вода выходила на поверхность со значительной силой и обладала температурой 11,2 °С. Так как для питья она оказалась негодной, то за исключением незначительной доли, потребляемой в экспедиции, большая часть ее спускается в речку Таракановку. Общее количество даваемой колодцем воды достигает 250,000 ведер в сутки; в первый момент вода била, фонтаном, теперь же она поднимается только на несколько дюймов над поверхностью трубы. Научное значение этого колодца было бы весьма важным, если бы бурение было продолжено несколько дальше. Вопрос о фундаменте дна Петербурга оставался и после этого открытым: было неизвестно, достигнуто ж бурением коренное месторождение гранита, или же порода, захваченная буравом, была просто гранитным валуном. Только после открытия нового артезианского колодца на Калинкинском пивоваренном заводе близ Екатерингофа проф. А. А. Иностранцев подвергнул исследованию породу, на которой было остановлено бурение; последняя оказалась типичным серым гнейсом с гранатом.

Кроме двух названных колодцев, в Петербурге существует еще несколько; таковые, напр., колодец на стеариновом заводе г. Жукова, против Новодевичьяго монастыря, колодец на дворе Воронинских бань на углу Мойки и Фонарного переулка и др. Все эти колодцы доставляют минеральную воду, не годную для питья.

Любопытна история артезианского колодца в г. Москве. Этот город лежит в котловине, окруженной со всех сторон значительными возвышенностями: на северо-западе и западе ее ограничивает Валдайская возвышенность, а на юге и юго-западе—так называемая Орловская возвышенность, простирающаяся от г. Витебска до г. Воронежа. На основании точного изучения геологического строения этой котловины, предусматривалось существование водоносных горизонтов и предвиделась полная возможность получения артезианской воды, которая, однако, должна была находиться на значительной глубине (200—220 м). Бурение колодца в верхней части Яузского бульвара, начатое 6 февраля 1867 г., блистательно подтвердило правильность идеального разреза Московской котловины, сделанного горн. инж. Г. Д. Романовским. Буровая скважина прошла те самые пласты, которые ожидались по разрезу, и что особенно замечательно—почти на той же глубине, на которой предполагалось их встретить. Это было истинным торжеством науки. Но, к сожалению, в то время, когда оставалось пройти около 35 саж., чтобы достигнуть водоносного слоя, произошла поломка бурового снаряда: да дне скважины завязло массивное долото с несколькими сломавшимися штангами, и, несмотря на все старания, скважину невозможно было исправить: бурение пришлось прекратить. Оставалось воспользоваться тем количеством воды, которое давал колодец при его настоящем состоянии (вода не достигла поверхности на 6 саж.), но Дума не соглашалась ни на какие новые затраты; тогда производитель работ горный инженер В. А. Бабин решил закончить начатое дело на собственный риск; под его руководством бы устроен на берегу реки Яузы бассейн, и к нему проведена штольня от буровой скважины; по окончании работ колодец стал давать в сутки до 200,000 ведер прозрачной пресной воды с постоянной температурой около 10 °С.

Кроме Петербурга и Москвы, артезианские колодцы существуют и в других местах России. Таковы, напр.: колодцы в Старой Руссе, дающие соленую воду (идет для выварки соли) и колодец в г. Ревеле, заложенный на самом берегу моря; прекрасная вода этого колодца бьет с глубины около 90 метр.; следует предположить, что водоносный горизонт проходит под дном моря и доставляет воду из Финляндии, или же что трещиноватые известняки, образующие поверхность почти всего Прибалтийского края, дает сток воде с площади, лежащей значительно южнее.

В заключение не излишним будет упомянуть здесь о так называемых отрицательных, или поглощающих, колодцах, которые проводятся иногда для удаления воды с поверхности. Благодаря таким колодцам, болота в окрестностях Марселя были превращены в плодородные земли; когда был пробуравлен слой глины, подстилавший болотистую почву, вода устремилась по буровой скважине и, встретив здесь трещиноватый известняк, ушла в море, где эта порода обнажалась. Там, где геологическое строение допускает устройство таких колодцев, последние могут служить прекраснейшим средством для удаления жидких городских нечистот. — Примеч. пер

Температура ключей зависит от глубины, из которой они выходят. Те источники, которые протекают близко к поверхности, непосредственно под верхним слоем почвы (Rasenquellen), подлежат ежедневным колебаниям температуры: они замерзают зимой и иссякают летом; на тех ключах, которые питаются из верхних горизонтов подземных вод (Bodenquellen), также отражается смена времен года, и только источники, выходящие со значительной глубины (Gesteinsquellen), обладают постоянной температурой воды, почти не зависящей от температуры атмосферы.

Водные жилы, подымающиеся со значительных глубин по трещинам или по проведенным буровым скважинам дают начало теплым ключам, или так называемым термам. Этим словом обозначают уже те источники, температура которых только на один градус превышает среднюю температуру воздуха данной местности. Не следует поэтому думать, что термы выделяют горячую воду; в полярных странах, где средняя годовая температура лежит ниже нуля, теплыми называют уже те ключи, температура которых обладает одним градусом тепла. Такие источники в природе встречаются нередко. Гораздо реже температура их поднимается настолько, что вода делается теплой или даже горячей. Исключительные условия, при которых возникают эти ключи, представляют для геолога большой интерес.

467

МИНЕРАЛЬНЫЕ КЛЮЧИ. ГОРЯЧИЕ КЛЮЧИ, ИЛИ ТЕРМЫ

Источники, обладающие высокой температурой, должны подниматься со значительной глубины; горизонты, питающие их, при самых скромных расчетах залегают на несколько тысяч футов ниже дневной поверхности. Такие ключи в большинстве случаев выходят через трещины земной коры; они встречаются в областях тектонических нарушений и, подобно вулканам и землетрясениям, свидетельствуют о продолжающихся движениях земной коры. Выше мы видели, что сброс, ограничивающей с запада венскую котловину, сопровождается множеством горячих ключей, бьющих у Бадена, Фёслау и других местах; это так называемая «венская линия горячих ключей». Точно так же знаменитые горячие ключи Северной Чехии располагаются у южного обрыва Саксонских Рудных гор. Таких примеров можно было бы привести очень много. Области действующих и потухших вулканов так богаты ключами, что о каждом йз них в отдельности не представляется возможным говорить. Известные своею поразительно величественной деятельностью ключи Исландии, Иеллоустонского парка в Северной Америке и Новой Зеландии могут служить примерами, *отя можно было бы указать и еще целые сотни таких же образований. Вообще, невозможно провести границу между извержениями вулканов и явлениями горячих ключей. Водяной пар является главным деятелем при извержениях огнедышащей горы, взрывы его вызывают наиболее грозные поразительные явления; выделения водяного пара и горячей воды не прекращаются даже тогда, когда вулкан вступает в стадию покоя. Они продолжаются в течение многих сотен тысячелетий, являясь остатком прежней вулканической деятельности. Как мы уже знаем, вулканы не всегда совпадают с направлением главных тектонических линий, а встречаются и на поперечных трещинах; то же самое следует сказать и о горячих ключах; так, напр., упомянутые выше Чешские ключи стоят в связи с поперечной дислокационной линией.

Остатком вулканической деятельности часто служат также выделения газов, обыкновенно углекислоты *. Часто углекислота выделяется по тем же трещинам, по, которым поднимается и горячая вода; таким образом получают горячие углекислые ключи; нередко газ пролагает себе самостоятельный путь, но, встречая в высших горизонтах холодный ключ, выделяется вместе с ним. Этим объясняется, почему в одной и той же местности встречаются друг подле друга горячие и холодные источники; такое, напр., явление мы наблюдаем в Чехии, где ключи Теч- лица, Карлебада и Франценсбада принадлежат к первому типу, а ключи Мариенбада и ряд других—ко второму типу.

Ниже мы приводим таблицу, в которой сведены результаты анализа вод важнейших ключей: 1) Карлсбадского Шпруделя, 2) горячего Гастейнского ключа, 3) Ифеферского ключа, 4) Висбаденского Кохбруннен, 5) Эмского Кессельбрун- нен, 6) Пирмонтского Бродельбруннен. Карлсбадский и Эмский ключи принадлежат к числу так называемых щелочных источников и характеризуются высоким содержанием углекислого кальция и натрия, Висбаденский может служить примером ключа, богатого поваренной солью, а Пирмонтский принадлежит к типу железистых ключей.

В 1000 частях

1

2

3

4

5

6

Углекислого натра

1,3619

0,0052

0,0061

1,4063

Углекислого кальция

0,2978

0,0474

0,1306

0,4180

0,1525

0,8660

Углекислого магния

0,1240

0,0036

0,0531

0,0104

0,1147

0,0083

Углекислой соли закиси железа

0,0028

0,0068

0,0017

0,0056

0,0024

0,0539

Углекислой соли закиси марганца

0,0006

0,0026

0,0006

0,0002

0,0054

Углекислого бария

0,0006

следы

0,0010

Углекислого стронция

0,0008

0,0015

следы

0,0014

Сернокислого калия

0,1636

0,0014

0,0075

0,0437

0,0160

Сернокислого натра

2,3721

0,1975

0,0329

0,0156

0,0436

Сернокислого кальция

0,0902

0,8668

Сернокислого магния

0,6041

Сернокислого бария

0,0003

Сернокислого стронция

0,0080

Хлористого натра

1,0306

0,0476

0,0493

6,8356

1,313

0,1810

Хлористого калия

0,1458

-

Хлористого кальция

0,4710

Хлористого магния

0,2039

Фосфорнокислого кальция

0,0002

0,0004

0,0000

Фосфорнокислого алюминия

0,0004

0,0054

0,0009

0,0002

0,0003

Кремнекислоты

0,0728

0,0315

0,0141

0,0599

0,0485

0,0358

Прочих составных частей

0,0036

0,0006

0,0211

0,0095

0,0037

Общее колич. твердых частей

5,4312

0,3490

0,2989

8,2625

2,8323

2,6936

Углекислоты

0,7604

0,0067

0,0971

0,5082

1,6493

2,8930

* Отсюда, однако, не следует, что всякое выделение углекислоты обладает вулканическим происхождением.


Присутствие углекислоты в воде таких «минеральных» ключей и в большинстве случаев высокая температура их объясняют, почему они содержат в растворе значительное количество солей, явственно ощущаемых даже на вкус. Чистая холодная вода только в слабой степени растворяет большинство горных пород; растворимость последних значительно повышается, если вода обладает высокой температурой или содержит углекислоту. Горячие углекислые ключи растворяют минеральные части той породы, по которой они распространяются. Протекая через породы, трудно поддающиеся действию воды и углекислоты, источники могут извлечь из них немного твердых частей; так, напр., горячие углекислые ключи Теплица выделяются из трещины, которая проходит в массах кварцевого порфира, слабо поддающегося разрушению; вследствие этого в названных ключах мы находим только немного минеральных частей. Такие ключи называются безразличными, иж индифферентными. То же самое следует сказать о ключах Гастейна, Пфеферса и др. (см. вышеприведенную таблицу).

В России минеральные ключи имеют широкое распространение. Громадное количество их сосредоточено на Кавказе и служит последним отголоском грозной вулканической деятельности, которая еще недавно проявлялась здесь в широких размерах. Многие из минеральных источников Кавказа приобрели большую известность своими целебными свойствами. Можно было бы насчитать около сотни ключей, которыми пользуются туземцы, но мы остановимся здесь преимущественно на самых известных из них.

Горячие ключи располагаются, главным образом, на, северном склоне Кавказских гор и обнаруживаются не только у северной, но также и у южной окраины Тереко-Сунженской возвышенности. Некоторые из них известны со времени Петра Великого и были исследованы со стороны их состава уже при Императрице Екатерине II. Среди этих источников можно отметить Михайловские ключи (Терской области, Чеченского округа) при р. Сунже, принадлежащие к группе щелочно-соляных вод; два из них обладают температурой 55°—68,75° (горячие ключи), а один —температурой 28,75° (прохладный источник). Еще выше температура сернистых Горячеводских (Екатерининских) источников (Терской области, в 20 в. от крепости Грозной), достигающая 87°—91 °Р; эти ключи вытекают со склонов. Кабардинских гор и собираются в небольшом бассейне; переливаясь через края последнего и оставляя на пути туфовые и натечные образования, воды их в виде каскада низвергаются с высоты в 120 фут. Вода этих ключей приводит в движение несколько мукомольных мельниц и, достигнув равнины, сохраняет еще температуру в 48 °Р.

Гораздо больше значения имеют Пятигорские воды, которые на относительно небольшом пространстве,—около 50 верст в окружности,—обладают свойствами всех известных до сих пор на Кавказе минеральных вод. Отличительная черта Пятигорских минеральных источников заключается в том, что каждая отдельно взятая группа представляет большое разнообразие в составе воды и в ее температуре. Так, напр., серные воды в г. Пятигорске имеют температуру от 24° до 41° Р. Железноводские источники, находящиеся в 17 верстах к северо-западу принадлежат к железисто-щелочным водам, которые содержат большое количество углекислоты и имеют температуру от 12° до 41 °Р. К западу от Пятигорска выступают Ессентукские ключи, относящиеся к соляно-натровым (10,62° — 13,75 °Р), а к юго-западу от того же города, в 35 верстах от него, выбивается из земж среди живописной лесистой местности железисто-кислый источник,—знаменитый Нарзан («Богатырский источник»), дающий в минуту до 88 ведер воды. Наконец, к этой же группе источников следует присоединить еще горько-соленый ключ близ Пятигорска. К довершению, выгод местности здесь находится несколько соленых озер, расположенных к юго-востоку от Пятигорска и весьма удобных для лечебных купаний.

469

ВАЖНЕЙШИЕ МИНЕРАЛЬНЫЕ ИСТОЧНИКИ РОСИИ

Направляясь от Боржомских ворот вверх по течению р. Куры и миновав местечко Ацхур и небольшой город Ахалцых, мы достигаем Аббас-Тумана. Это местечко лежит на высоте 4,178 фут. над уровнем моря; природа имеет здесь характер северных стран: живописные поляны чередуются с березовыми рощами и сосновыми лесами. Целебные свойства Аббас-Туманских вод еще в средние века были известны грузинам; говорят, что уже в 16 веке там находилось поселение, и при нем имелись ванны; существует даже сказание, будто воины Александра Македонского этими водами исцелялись от своих ран. В 1864 г. здесь построен госпиталь. Воды Аббас-Туманских источников относились к разряду сер- ных: в анализе Струве 1873 г. было ошибочно показано (вследствие перестановки запятой) содержание серы: считалось, что в 1,000 част, воды содержится 0,007 частей серы, на самом же деле содержание ее только 0,0007 частей; поэтому правильнее считать эти источники химически-индифферентными; содержание минеральных веществ в них вообще незначительно.

Кроме Кавказских минеральных ключей, здесь можно упомянуть известные слабо-соляные Старорусские источники (в Старой Руссе, Новгородской губ.—всего пять) и принадлежащие к той же группе Црускеникские минеральные воды (в имени Друскеники, Гродненской губ.,— всего 7 источников).

Уже из сделанного обзора видно, что по присутствию тех или иных минеральных веществ ключи распадаются на несколько групп. Мы упоминали о щелочных, соляных, железных (иж железистых), горьких, сернистых и химически-индифферентных источниках; если присоединить еще сюда «известковые» ключи, каковы, напр.. источник, расположенный в 18 верстках от озера Ала-Куль, в Семипалатинской области, или Джелал-Абат- ские ключи в Туркестанском крае, в 450 верстах От Ташкента, то этим исчерпывается все разнообразие состава минеральных ключей. Впрочем, такое деление источников имеет чисто практическое значение, и вопрос о классификации ключей с научной точки зрения представляется до чрезвычайности трудным и до сих пор не нашел удовлетворительного решения. Можно отметить еще группу так называемых «нефтяных источников», которые выросят на поверхности маслянистые пятна нефти. Такие ключи в большом количестве существуют в окрестностях Баку. На острове Челекене в Каспийском море насчитывают до 3,500 та- крх ключей. Практическое значение нефтяных источников чрезвычайно велико, так как они указывают на существование подземных залежей нефти.

Что касается состава минеральных ключей, то он изменяется не только в большие промежутки времени, но даже в течение одного и того же года. Типичный пример таких изменений представляют Друскеникские минеральные воды: прилагаемая таблица проф. А. А. Ино- странцева, составленная по годам, наглядно убеждает в существовании таких изменений:

Составные части

1835 г.

1867 г.

1871 г.

1881 г.

Хлор

62,66%

53,59%

51,89%

59,51%

Йатрий

28,50

23,73

19,42

18,00

Кальций

8,37

10,21

11,75

14,01

Магний

1,99

2,68

3,96

7,16

Серый ангидрид

0,54

0,27

0,48

0,98

Углекислота

0,88

2,91

1,14

Из этой таблицы легко усмотреть, что в Друскеникских источниках с течением времени, т. е. в период 46 лет, произошли крупные изменения, выразившиеся замещением натрия кальцием й магнием. Кроме того, изменилась и концентрация минеральных вод: так, в 1835 г. на литр воды приходилось 5,3 части твердого остатка, а в 1881 г. уже 9,9 частей. Другой пример подобных же изменений представляет артезианский колодезь г. Петербурга. Ежедневные наблюдения в течение целого года и здесь обнаружили колебания хлора от 21,6% до 24,75% с изменением удельного веса в пределах от 1,0022 до 1,0050, хотя вода получается здесь с глубоких водоносных горизонтов (200 м). Точно так же меняет Состав и концентрация Цехоцинских минеральных вод. Соляные ключи тоже испытывают известные изменения и дают каждый день не одинаковое количество соли. Наконец, некоторые источники совершенно меняют свой характер; так, напр., тепло-серные Пятигорские ключи, еще в 1875 г. содержащие сероводород, теперь вовсе не имеют его; громадные источники Юцы ныне пресноводны, между тем как существование мощных масс туфа, образованных ими, несомненно свидетельствует, что прежде в их воде содержались минеральные подмеси. Все эти данные указывают, что минеральный ключ не есть что-либо постоянное и что для подробного изучения жизни его необходимы продолжительные наблюдения и многочисленные анализы.—Примеч. пер.

<< | >>
Источник: М. НЕЙМАЙР. История Земли. 1994

Еще по теме ОБРАЗОВАНИЕ ПОЧВЕННЫХ ВОД. РАЗЛИЧНЫЕ ВИДЫ КЛЮЧЕЙ:

  1. Виды воздействия сточных вод на водоемы
  2. 2. Различные виды психозов
  3. 6. Различные виды неврозов
  4. Различные виды групп людей.
  5. Глава 97 [Медитация на Вишну. Различные виды концентрации]
  6. Различные подходы в социологии образования
  7. 4. О случайных причинах образования различных рас
  8. Глава 6 ОБРАЗОВАНИЕ ЗЕМЕЛЬНЫХ ФОНДОВ РАЗЛИЧНОГО ЦЕЛЕВОГО НАЗНАЧЕНИЯ
  9. Глава 9 ОСОБЕННОСТИ ОБРАЗОВАНИЯ РАЗЛИЧНЫХ ВИДОВ ЗЕМЛЕПОЛЬЗОВАНИЙ НЕСЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО НАЗНАЧЕНИЯ
  10. ПОДЗЕМНЫЕ, НАБЛЮДАЕМЫЕ В ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ГОРЯЧИХ КЛЮЧЕЙ И ГЕЙЗЕРО
  11. РАЗДЕЛЫ 114 и 115. ОБРАЗ ДЕЙСТВИЙ (ЦАРЯ), ПРОТИВ КОТОРОГО ПРЕДПРИНИМАЕТСЯ ПОХОД.1 РАЗЛИЧНЫЕ ВИДЫ СОЮЗНИКОВ, КОТОРЫМ НАДЛЕЖИТ ОКАЗЫВАТЬ ПОМОЩЬ»
  12. Цвет фотоизображения почвенного покрова
  13. Дешифрирование почв и почвенного покрова