А. К. Ларионов Занимательная гидрогеология ©Издательство «Недра»

В настоящее время можно говорить о многих десятках подземных водоносных артезианских горизонтах с термальными водами, обнаруженных в Белоруссии, в центральных областях европейской части СССР, на Украине, на Кавказе, в Средней Азии, в Сибири, Забайкалье, на Камчатке.

Наиболее значительным источником горячих вод является артезианский бассейн Западной Сибири. Многочисленными буровыми скважинами вскрыты горячие воды на глубинах от 1000 до 3000 м.

На больших глубинах (5000 — 6000 м) температура воды при высоком давлении достигает 200 — 300° С. Сейчас еще трудно ответить на вопрос о том, сколько горячей воды хранится в недрах нашей страны. Можно лишь говорить, что она далеко превосходит по запасам 0,5 млрд. м³. Этот могучий источник тепла ждет своего использования.

Ю. М. Васильев подсчитал, что хранящиеся энергетические ресурсы только в одной Прикаспийской впадине содержат в 840 раз больше энергии, чем мы получаем за счет сжигания угля, нефти, газа, сланцев и дров.

Примером использования термальных вод может служить город Махачкала, расположенный на берегу Каспийского моря над подземным термальным морем. Часть города еще в 1967 году была переведена на отопление подземной горячей водой, получаемой из пробуренных скважин. Ее направили в бани, прачечные, детские сады и ясли. И вот результат — полмиллиона рублей экономии.

Кто не слышал, а может быть даже и посетил знаменитые тбилисские бани. В них используется горячая вода источников, бьющих в долине р. Куры. Да и само название города Тбилиси, что в переводе означает «теплый», произошло от этих горячих ключей.

Предание гласит, что в далекие времена (примерно около V века н. э.) грузинский царь Вахтанг Горгасали во время охоты поразил своей стрелой куропатку, которая упала в воду. Когда его свита достала куропатку из воды, то она оказалась сваренной. На этом месте Вахтанг Горгасали и заложил город, названный в честь источников — Тбилиси.

Чудесный дар природы

В один из зимних дней мы шли на лыжах по глубокому снегу, уставшие, в окаменевшей одежде, покрытой льдом. Вечерело. Мороз с каждым часом крепчал. Наш проводник скомандовал: «Идем на Паужетку». Мы так устали, что уже никуда не хотелось идти. Затем еще полчаса пути и впереди — туча пара. Повеяло теплом. Как будто из зимы с ее трескучим морозом мы попали в теплое лето. Кругом мелькали струи горячей воды, вырывающиеся по трещинам пород, ручьи и небольшие озерца. Из них поднимались клубы пара, согревавшие всю долину. Кто-то предложил: «давайте купаться!». Сначало было даже подумать об этом страшно. А затем, когда, раздевшись, мы погрузились в горячую воду, то почувствовали, что вся усталость как-будто растаяла.

Мы находились на Камчатке в знаменитой долине терм — Паужетке. Здесь выходят многочисленные горячие источники. Однако Паужетка — только преддверие страны гейзеров — горячих источников, периодически извергающихся из-под земли. Если вы от нее пройдете еще немного на восток, то попадете в удивительную местность. Уже на расстоянии нескольких километров слышен могучий шум. По мере приближения слышится шипение и грохот. Встреченные реки несмотря на сильный мороз не имеют льда, а.над ними поднимаются облака пара. Еще одно усилие, и вы замираете, пораженные невиданным зрелищем. Кругом из клубов пара взлетают фонтаны горячей воды. Самый крупный гейзер Великан выбрасывает фонтан воды с температурой более 100° С на высоту более 300 м. Неповторимая картина.

Гейзеры (от исландского слова geysa — хлынуть) встречаются во многих местах земли. В основном они связаны с вулканическими районами. Гейзеры чем-то напоминают настоящие ритмично извергающиеся вулканы. Отличие заключается в том, что вместо пепла, газов и лавы они выбрасывают пар и горячую воду. Замечательно, что интервалы между этими извержениями строго одинаковы. Что же является причиной ритмичности гейзеров?

Секрет заключается в форме каналов, соединяющих подземный резервуар пара и кипятка с поверхностью. Они имеют вертикальные участки и коленообразные (рис. 29).

Вода накапливается в вертикальной части канала гейзера и уравновешивает давление пара в резервуаре. От этого часть воды в нижней части водяной пробки перегревается, возрастающее при этом давление пара выдавливает часть воды за коленообразный изгиб, что в свою очередь приводит к резкому падению давления в резервуаре. Почти мгновенно находящаяся в нем вода превращается в пар, который с силой выбрасывает всю воду из вертикального канала в воздух, образуя фонтан гейзера.



Рис. 29. Действие гейзера


Фонтанирующий пар и вода охлаждаются и, падая обратно в кратер, (его называют грифон) — углубление у выхода канала на поверхность земли, понижают температуру воды в верхней части вертикального канала. На этом извержение прекращается до следующего этапа перегрева.

Интервалы действия гейзеров зависят от строения каналов, глубины бассейнов, температуры и колеблются от минут до дней.

Классическим примером массового развития гейзеров является Долина десяти тысяч дымов на Аляске. Ее происхождение обусловлено могучим извержением вулкана Катмая (1912 год). В этой долине протяженностью около 25 км имеются десятки тысяч бьющих из трещин паровых струй. Многие из них выбрасывают пар на высоту 100 — 200 м. Иногда это водные струи, бьющие до высоты 300 м. Выбрасываемые пары состоят на 99% из воды.

В отличие от обычных изменений температуры с глубиной в районах вулканов повышение температуры на I^е С происходит через 0,5 — 2 м. Это приводит к тому, что уже на глубине 50 — 100 м температура земной коры достигает 100° С и выше. Измерения температуры в районе Паужетской долины показали что уже на глубине 1 — 2 м она часто достигает 80 — 100° С.

На Камчатке термальные источники выходят во многих местах. В 60 км от города Петропавловска-Камчатского еще в 1741 году были открыты Большие банные источники. Здесь на поверхность выходит более 500 горячих источников с температурой от 80 до 105° С.

Другим районом СССР, богатым термальными водами, являются Курильские острова.

Во многих других странах мира, там, где располагаются вулканы, также известны гейзерные и термальные поля. В этом отношении особой известностью пользуется Исландия. Здесь в 55 км от столицы страны Рейкьявика в долине реки Хауке находится поле гейзеров. Среди них знаменитый Большой гейзер, привлекающий толпы туристов (рис. 30). Когда-то он извергал мощную струю высотой до 150 м. Название гейзера было впоследствие распространено на подобные периодически действующие горячие источники. В 1957 г. Большой гейзер перестал извергаться. Еще до этого удавалось искусственно вызывать его активность забрасыванием в него 20-50 кг мыльного раствора.

В настоящее время в Исландии действует несколько десятков гейзеров, однако все они небольших размеров. Так, в 200 м от Большого гейзера, прямо у дороги, с шипением выбрасывает свои воды на высоту 35 м гейзер Строккур. Всего в Исландии насчитывается более 7000 горячих источников. Последние подсчеты специалистов показывают, что они могут давать грандиозную массу энергии, соответствующую энергии, получаемой при сжигании 7 млн. т нефти за этот же промежуток времени.

Мы стоим на поле горячих источников на полуострове Рейкь-янес. Из скважины с глубины 1100 м с шипением выбрасываются облака пара, что-то клокочет, дрожит земля. Замеренная температура паров в этой скважине оказалась равной 286° С.

Исландские термальные воды отличаются от камчатских и вод других районов тем, что здесь широко распространены паро-газовые струи и отмечается присутствие большого количества кремнезема, а иногда и водорода. Термальные воды известны также в Новой Зеландии, Италии, Японии, США и в некоторых других странах.