Как устроены подземные озера

Бывает ли так, что под рекой течет подземная река?

Большинство природных рек протекают по поверхности суши, есть и те, что находятся под землёй. Они несут воды по гротам, пещерам, пробивают себе дорогу в горных породах (обычно в мягких осадочных известняках, доломитах, песчаниках). Существуют водотоки, путь которых лишь частично проходит по царству Аида. Но бывает ли так, что под наземной рекой течёт подземная, есть ли между ними взаимосвязь?

Происхождение и питание рек

Реки – это активное звено влагооборота. Они возвращают в Мировой океан большую часть выпадающих на материках и островах осадков. Чтобы понять, существует ли связь между поверхностными и подземными водотоками, необходимо разобраться, как они образуются, и что их питает.

Наземные реки

Водный поток начинается с истока, места, где появляется постоянное течение в русле. Им может стать ручеёк, тающий ледник, подземный ключ. Вниз по течению в основную водную артерию впадают притоки: мелкие речки, которые собирают влагу с большой площади, называемой водосборным бассейном. Существует 3 типа питания рек.

1. Дождевое. Ливневые воды попадают в русло, как во время дождя, так и более сложным путём: после накапливания под землёй в водоносных горизонтах или в результате фильтрации в почве.
2. Снеговое. Тающий снег наполняет русло реки, пик полноводности приходится на весну.
3. Ледниковое. Потоки, берущие начало высоко в горах, пополняют запасы воды за счёт таяния ледников в тёплое время года.
4. Подземное. Воды, расположенные под землёй, питают реки круглый год, не давая им пересыхать зимой подо льдом и летом во время жары.

Большинство рек имеют смешанное питание. В мире на долю стока дождевого происхождения приходится 40% всех вод, на снеговое и подземное примерно по 30% и на ледниковое – менее 1%.

Подземные реки

Вода скапливается в верхней части земной коры, просачиваясь вглубь по порам, трещинам, пустотам после дождей и таяния снега, а также в результате превращения водяного пара в капли после охлаждения. Проходя сквозь пористые грунты, вода достигает водоупорного пласта, где под действием уклона или разницы давления начинает двигаться, образуя постоянные русла и размывая себе ходы в легко растворимых карстовых породах.

На первый взгляд, оба вида рек – это автономные потоки, не связанные друг с другом, но можно предположить, что вода, находящаяся в толще грунта, питает надземные, а они, в свою очередь, снабжают подземные течения водой, просачивающейся вглубь по трещинам и порам на дне русла.

Природный феномен

В августе 2011 года бразильские ученые из Департамента геофизики национальной обсерватории сделали сенсационное открытие. На глубине 4 000 м под Амазонкой найдена подземная река. Она течёт с запада на восток, расход воды приблизительно 3 900 м3/с, её длина составляет около 6 000 км.

По словам учёных, исток реки Хамзы находится около Анд. По скалистой породе поток воды резко падает почти отвесно на глубину 2 км, затем уклон становится небольшим, и река начинает течь почти горизонтально. Результаты исследований учёные представили на 12-ом Международном конгрессе географического общества, доказав, что под рекой находится подземное течение.

Если Вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Источник

Подземные реки и озера

Подземная гидрографическая сеть, так же как на поверхности Земли, представлена подземными реками и озерами. По дну многих пещер текут подземные реки, формируя иногда своеобразные долины, на склонах которых прослеживаются террасы.

Это обычно небольшие потоки, лишь иногда достигающие значительных размеров. Наиболее крупные подземные реки отмечаются в пещерах Красная (Крым), Абрскила (Кавказ) и Шемахинская(Урал).

Подземные реки

Подземные реки образуются в результате поглощения карстовыми формами и трещиноватыми породами поверхностных вод. Эти воды, собираясь в подземных каналах, формируют иногда стремительные потоки.

Карстовые массивы, засушливые на поверхности, обычно на глубине содержат значительные запасы высоких по качеству вод, которыми питаются иногда крупные реки. Так, безводное Ай-Петринское плато является областью питания крупнейших рек Крымского полуострова – Бельбека и Черной.

Среди подземных карстовых рек Советского Союза наиболее детально исследована река Краснопещерная, протекающая по дну Красной пещеры. Летом и зимой расход ее составляет 0,01 м 3 /сек, а весной во время таяния снега – 6 м 3 /сек. На многих подземных реках отмечаются водопады, достигающие иногда высоты 3–6 м и более.

Из пещеры Абрскила вытекает речка Ачхитизго, средний расход которой составляет 0,25 м 3 /сек (в 2,5 раза больше Краснопещерной реки). Химический состав подземных рек преимущественно гидрокарбонатно-кальциевый и сульфатно-кальциевый.

Подземные озера

Большой интерес представляют подземные озера. По происхождению выделяется несколько типов подземных озер, которые связаны с определенными стадиями развития пещер.

На ранних стадиях формирования пещеры образуются эворзионные, коррозионные и плотинные проточные озера. Последние создаются обвалами кровли, аккумуляцией на отдельных участках песчано-глинистых отложений и карбоната кальция, образующих запруды.

На более поздних стадиях развития пещеры отмечаются подземно-проточные и непроточные котловинно-аккумулятивные озера.

Котловинно-аккумулятивные озера образуются за счет скопления инфильтрационной воды в углублениях, выполненных глинистым материалом. Они не связаны с подземным потоком и друг с другом и могут находиться на различных гипсометрических уровнях.

Подавляющее число подземных озер имеет небольшие размеры. К наиболее крупным относится озеро Большое Кунгурской пещеры, площадь которого 1300 м 2 . Площадь озера Анатолия в гроте Абхазия Анакопийской пещеры в 1961 г. превышала 1000 м 2 .

Уровень воды в подземных озерах подвержен сезонным колебаниям и нередко связан с уровнем (особенно на равнинах) близлежащей реки. В отдельных случаях амплитуда колебания достигает больших значений (17– 35 м в Анакопийской пещере).

Изменение уровня озер определяет не только величину площади озера, но и их количество. Так, в Озерном гроте Кунгурской ледяной пещеры в зависимости от уровня воды образуется либо одно озеро, либо 12. Температура воды в подземных озерах определяется характером местного климата и особенностями морфологического строения пещеры. Во многих озерах температура воды в течение всего года почти постоянная: изменяется лишь в пределах десятых долей градуса.

Подземные озера на территории бывшего Советского Союза по химическому составу воды подразделяются на две основные группы: гидрокарбонатно-кальциевые (с минерализацией до 550 мг/л), приуроченные к известняковым пещерам, и сульфатно-кальциевые (с минерализацией до 1250 мг/л и больше), развитые в гипсовых полостях.

Особую группу составляют подземные минеральные озера, питающиеся водами, поступающими снизу. К таким озерам относится, например, озеро Коу в Бахарденской пещере (Средняя Азия). Длина его 72 м, ширина 30 м, а глубина 12 м.

Вода сульфатно-натриево-хлоридно-кальциевого состава с запахом сероводорода. Наличие сероводорода в воде озера определяется, очевидно, биохимическими процессами восстановления сульфатов в анаэробных условиях, протекающих под влиянием сульфатредуцирующих микроорганизмов.

Минерализация воды 2858 мг/л. Уровень воды озера зимой снижается, а летом повышается. Однако годовая амплитуда колебания не превышает 10–15 см. Температура воды в озере 34° (зимой) и 37° (летом).

Почвенный покров в пещерах отсутствует. Лишь в привходовых частях некоторых пещер, развитых в известняках и доломитах, отмечены небольшие участки перегнойно-карбонатных почв.

Подземные реки и озера довольно интересны и красивы. Обязательно хоть раз в жизни стоит увидеть эту красоту!

Источник

Водоемы внутри пещер

Мир подземных пещер, куда не проникают солнечные лучи, – это непривычные человеческому взгляду пейзажи, это почти иные миры, где есть свои реки и озера, вода в которых напоминает темные гигантские зеркала. Водоемы в пещерах – колоссальные хранилища чистой воды, один из видов подземных водных ресурсов. В отличие от водоносных горизонтов, которых достигают во время бурения скважин, вода в подземных озерах находится в свободном состоянии, так же как и на поверхности земли.

Как в пещеры попадает вода

Сложная система пещер – это часто результат неутомимой работы воды. Подземные реки и ручьи непрерывно высекают в породах новые ходы. Вода проникает в глубокие слои почвы после обильных осадков. Если в пещере есть впадина, где может собираться вода, под землей образуется озеро. И в этом водоеме, расположенном ниже уровня земли, состав воды не меняется годами.

До того как проникнуть под своды пещеры и стечь в подземное озеро, вода «протискивается» сквозь трещины в породах, размывая их и растворяя минералы, насыщается солями и другими природными соединениями, которые присутствуют в породах, слагающих земную кору. Одновременно вода фильтруется, из нее естественным образом удаляются все вредные примеси, в том числе органические.

Подземные реки

Поверхностные воды, поглощаясь карстовыми трещиноватыми породами, образуют подземные реки. Вода собирается в подземных руслах, формируя порой стремительное течение. Создается контраст между засушливыми формами карстовых пород на поверхности земли и залегающими на глубине. Под землей в карстовых грунтах содержится значительный запас воды, отличающейся высоким качеством и чистотой. Химический состав преимущественно гидрокарбонатно- или сульфатно-кальциевый

Как пример можно привести безводное карстовое плато Ай-Петри, где берут начало две реки – Бельбек и Черная – крупнейшие водные артерии Крыма. По дну Красной пещеры, расположенной в 30 км от Симферополя, протекает Кызылкобинка (Краснопещерная) река – одна из наиболее исследованных подземных рек. Во время весеннего половодья Краснопещерная несет до 6 кубометров воды в секунду, а летом поток снижается до 0,01 м 3 /сек. На некоторых реках есть даже свои подземные водопады.

Подземные озера

Озера, расположенные в подземных пещерах, вызывают интерес со стороны гидрогеологов. Ученые делят пещерные озера на несколько типов по виду формирования и стадии развития:

Эти три типа относятся к проточным озерам, образовавшимся на ранней стадии формирования пещеры. Следующие водоемы, возникающие на более поздних этапах появления пещерных полостей, это:

• подземно-проточные;
• непроточные котловинные.

Большинство озер, сформировавшихся в пещерах, отличаются небольшими размерами. Так, одно из самых значительных по площади озер – Большое – имеет площадь 1,3 тыс. м 2 . Находится озеро в Кунгурской пещере.

Гидрогеологи считают, что подземные водоемы могут быть использованы в качестве альтернативных источников воды при сокращении запасов поверхностных вод.

Источник

Подземные воды: что это такое и как они образуются, причины образования, структура жидкости, особенности

Переоценить значение водных источников под землей невозможно. Они необходимы человечеству практически как воздух. Но это не значит, что каждый житель нашей планеты достаточно хорошо осведомлен о подземных водах, знает, что это такое, может дать определение и классифицировать их на подвиды. Поэтому это сделаем мы в нашей статье.

Понятие термина

Это водный раствор, который находится в верхней части земной коры. По своему агрегатному состоянию это может быть жидкость, лед или пар, переход из одной формы в другую – естественный процесс, происходящий в более глубоких грунтовых слоях. Наука, которая это изучает, называется гидрогеология. Наиболее часто мы встречаемся с большими потоками, которые влияют на течение рек, их полноту, а также с ключами и источниками – небольшими струями влаги. Но не все они выходят на поверхность, намного чаще они остаются в грунте. В таком случае люди давно научились выкапывать в водоносном почвенном слое углубление, чтобы получать ресурс. Таким образом работают колодцы, скважины и другие точки водозабора.

Химический состав и особенности подземных вод

Неверно считать, что для всех проб, взятых в любом водоеме или в грунте, будет правильна единая формула – Н2О. Конечно, на молекулярном уровне именно соединение молекул кислорода и водорода дают знакомую нам всем жидкость. Но на практике, количество примесей и загрязнений может варьироваться в зависимости от состава горных пород. В среднем такой водный раствор содержит около 60 микроэлементов плюс микроорганизмы. Одни из них полезны для организма, от других нужно избавляться перед употреблением, производить фильтрацию. По тому, как много минеральных веществ содержится, ресурс делят на уровни минерализации:

• пресные;
• слабоминерализованные;
• минерализованные.

Как правило, чем глубже пролегает источник, тем более он насыщен солями и иными веществами. Поэтому часто на поверхности можно встретить питьевой ключ, который в недрах земли намного солонее.

Интересен химический состав минеральных вод, их также называют лечебными или целебными. В них содержится большая концентрация минералов, полезных для организма. Так различают бюветы углекислые, как Боржоми или в Кисловодске (наиболее популярные), а также радоновые, азотные, сероводородные. Их принимают не только в качестве напитка, но и для обертываний, гидротерапии.

Каково значение подземных вод для человека

Переоценить его практически невозможно. Что еще больше вызывает недоумение – почему человечество так небрежно относится к источнику жизни на Земле, загрязняет реки и озера, отравляет грунт различными химикатами, неразлагающимся мусором. В зависимости от того, к какой категории относится водный ресурс, он имеет такое значение:

• Питьевое и промышленное. Все скважины, которые мы используем при гидродобычи, питают грунтовые ископаемые. Поэтому вода необходима просто для жизни, а также для развития сельского хозяйства (орошение полей, наполнение поилок для скота), производственных мощностей.
• Бальнеологическое, то есть оздоровительное. К этой категории относятся минерализованные и термальные источники, которые применяются в санаториях и на других курортах.
• Энергетическое. За это отвечают высокотермальные ключи.

Таким образом, большинство сфер нашей жизни так или иначе связано с этим водным ресурсом, даже (или особенно?) если вы проживаете в городе и не задумываетесь, откуда появляется холодное водоснабжение.

Как называются подземные воды по видам

Классификация, которую мы приведем ниже, зависит от глубины залегания ресурса. Кроме того, используют разделение на три класса, их называют горизонтами:

• Верхний. Гидродобыча проходит в пласте от 25 до 350 метров. Обычно это пресноводные ключи, которые идут на бытовые и промышленные нужды.
• Средний. По глубине это 60-600 м, но по качеству – высокое содержание минеральных примесей, солей.
• Нижний. Самый глубокий горизонт – от 400 до 3 тысяч метров. Обычно уровень минералов здесь зашкаливает.

Еще одна интересная классификация затрагивает в основном глубинные слои. Там жидкость может быть молодой, только что созданной, или реликтовой. Вторая не значит, что она испорченная. Содержащиеся в ней вещества могут ее отлично законсервировать.

А теперь переходим к видам вод, в зависимости от глубины залегания.

Почвенные

Это влага, которая находится в верхнем слое почвы. Ее также называют верховодка. Она буквально питает грунт. Ее частицы пребывают в подвешенном состоянии, то есть они не имеют твердую опору, поэтому у них нет течений. Особенно большое количество такой жидкости скапливается при весеннем таянии снега. Она является самой полезной, чистой, необходимой для сельскохозяйственных культур и для лесных растений.

Грунтовые

Они тоже находятся в верхнем слое земной коры, но на небольшом углублении. Они пополняются не источниками изнутри, а дождевыми осадками. Если их выпало избыточное количество, то местность часто подтапливается, что можно обнаружить по повышенной влажности в погребах. Если они выходят на поверхность, то мы говорим о том, что бьет ключ, течет ручей. Обычно они пригодны для питья. При избыточном количестве потоки скапливаются в одном месте, где они образуют водоем – болото или озеро, пруд естественного происхождения.

Источник