Распространенность железа в земной коре составляет 4,65%, и если железосодержащие минералы входят в состав водоупорных слоев, ограничивающих артезианский водоносный горизонт, вода насыщается ионами железа. Карбонатные породы, имеющие осадочное происхождение и состоящие преимущественно из кальцита и арагонита — скелетных останков живых организмов насыщают воду ионами кальция и магния и обычно в концентрациях в 2 и более превышающих норматив. То же самое происходит с ионами марганца, кальция, магния, кремния, фосфора, серы в значительном количестве, содержащихся в земной коре и насыщающих воду своими ионами. Земная кора неоднородна по своему составу, и химический состав артезианской воды также неоднороден. При использовании артезианского источника воды, в первую очередь необходим глубокий химический анализ ее состава, которые не должен ограничиваться проведением исследований на самые распространенные примеси. Только в этом случае можно получить точную картину состава воды и определить методы фильтрации, которые позволят наилучшим способом очистить воду до необходимых требований и гигиенических санитарных норм.
Польза артезианской воды
Большинство обывателей искренне считают артезианскую воду одной из самых чистых и полезных природных вод. Частично это соответствует истине, ведь на такой глубине практически отсутствуют микроорганизмы, нет органических примесей – источников питания для бактерий, вирусов и простейших. Как следствие отсутствует опасность бактериального или вирусного заражения инерциальными болезнями. Однако обилие химических веществ в растворенном виде, зачастую в концентрациях значительно превышающих рекомендованные значения для питьевых и технических вод, не позволяет употреблять воду сразу после извлечения из скважины. А вот что действительно имеет место быть, так это тот факт, что очистить артезианскую воду по многим параметрам гораздо легче и проще чем природную воду из открытых источников или грунтовую воду. После подобной подготовки артезианская вода действительно становится вкусной, полезной для здоровья и чистой.
Вода, употребляемая живыми организмами для питьевых целей, должна быть сбалансирована по составу минеральных микроэлементов. Их достаточное количество обеспечивает отсутствие в организме недостатков строительного материала для формирования скелета, поддержания минерального состава крови и лимфы, нормального формирования гормонов и ферментов.
В артезианской воде, несмотря на достаточно большое количество минеральных примесей, отсутствуют вещества, которые попадают в природную воду вследствие негативного воздействия человека на природу. Это используемые сельскохозяйственные удобрения и промышленные стоки и канализационные стоки населенных пунктов. Отсутствуют также кислые кислоты почв, органические примеси. Кроме того, эксплуатация артезианской напорной воды требует значительно меньше усилий, поскольку в отличие от грунтовых вод, она самопроизвольно поднимается на поверхность, подъем грунтовых вод с водоносных не напорных горизонтов приходится осуществлять с использованием насосных станций.
Среди артезианских скважин встречаются такие, в которых уровень минерализации изначально соответствует гигиеническим требованиям СанПиН и рекомендациям ВОЗ, в этих случаях вода вообще не подвергается никакой очистки кроме удаления механических примесей.
Способы применения
Применяется вода из артезианских скважин для питьевых и хозяйственно-бытовых нужд человека, в промышленных целях. По большому счету артезианская вода использоваться точно также как любая другая природная вода, которая используется человеком. Коттеджные поселки, в большом количестве появляющиеся рядом с большими городами, часто занимаются устроением собственной артезианской скважины, обеспечивающей водой сразу весь поселок, причем обычно водоподготовку подобной воды осуществляют сами жители в индивидуальном порядке.
омышленные предприятия, в производственный цикл которых обязательно должна входить вода с определенными характеристиками, особенно предприятия, находящиеся вдали от государственных магистралей водопроводной воды зачастую также используют артезианскую воду. В таких случаях особенно ценен факт того, что нет необходимости в насосных станциях и водоподготовка ограничена удалением ионов тяжелых и щелочноземельных металлов. Причем для ряда предприятий главенствующим является не наличие минеральных примесей, а отсутствие органических, тогда себестоимость воды для нужд производства значительно снижается. Также артезианская вода часто используется для обеспечения городской магистрали в городах, находящихся на значительном удалении от основных магистралей. К примеру, в Сибири и на дальнем востоке часто для питания городов и малых населенных пунктов широко используют артезианские скважины. Один из подмосковных городов — Зеленоград, до сих пор использует преимущественно артезианскую воду для обеспечения потребностей города. Обустройство артезианской скважины ограничено для применения частыми землевладельцами, поскольку стоимость бурения довольно высоко, и требуется получения разрешения и обязательна регистрация подобных сооружений. Однако при большом желании, отсутствии более доступных способов получения воды (сильном локальном загрязнение грунтовых вод, отсутствии доступа к государственным магистралям и т.п.) и наличии материальных ресурсов это вполне возможный вариант.
Недостатки артезианской воды
К недостаткам использования артезианской воды, кроме особенностей ее извлечения можно отнести сильную насыщенность этих вод солями. Это не удивительно, поскольку артезианские воды находятся в слоях, которым миллионы лет, а за эти сроки вода обязательно сильно насыщается содержимым водоупорных слоев. Именно поэтому к извлеченной артезианской воде практически всегда необходимо применять методы очистки от солей щелочноземельных и тяжелых металлов.
Подбор методов очистки артезианской воды должен только специалист, имеющий достаточный практический опыт реализации подобных проектов. Инженер проанализирует содержимое примесей в данной воде и подберет методы очистки, и оптимально необходимое оборудование по надежности, производительности, стоимости закупа оборудования и фильтрующих средств и стоимости последующей эксплуатации. Зачастую характеристики примесей таковы, что необходимо использовать несколько ступеней очистки. Особенно это касается ситуаций, когда в воде помимо общераспространенных загрязнений, присутствуют редкие трудно извлекаемые примеси. В таких случаях приходится использовать несколько ступеней очистки, каждая из которых будет постепенно уменьшать концентрацию трудно удаляемых примесей до допустимых концентраций по требованиям СанПиН.
Практически всегда необходимо удаление железа и марганца и умягчение, использование которых позволяет избавится от избытков ионов тяжелых металлов, а также кальция и магния, что предотвратит появление накипи и осадка а также ржавых подтеков.
Обустройство артезианских скважин и проектирование и монтаж системы водоподготовки на них требует немалых финансовых затрат, как и затрат на последующее обслуживание и чистку.
Вода требует периодического контроля специалистов, несмотря на тот факт, что артезианская вода обычно мало меняется по составу, этот вопрос требует постоянного контроля, поскольку вода используется потребителем.
Чистота артезианской воды не вызывает сомнений, ведь она не подвержена влиянию экологической ситуации в регионе и загрязнениям микроорганизмами. Однако необходимо помнить о необходимости очищать воду, чтобы не возникли проблемы связанные с излишней концентрацией химических веществ.
В Алтайском крае много лет использовалась преимущественно артезианская вода для питьевых и технических нужд населения, и как следствие у населения края повышенная заболеваемость различного рода заболеваниями костного аппарата, сердечно-сосудистых заболеваний, заболеваний почек и печени.
Второй пример, массовые заболевания населения в подмосковном Зеленограде. Особенно много было заболеваний мочеполовой системы у детей и подростков. Изначально считали, что эти заболевания имеют инфекционную природу. Позже определили, что виной служат сбросы предприятий и лабораторий микроэлектроники, которых несколько в Зеленограде. И только спустя четыре десятка лет выявлена настоящая причина – использование артезианской воды для водоснабжения города. Вода, этого плохо изученного подземного месторождения артезианской воды, содержит ранее не выявленные высокие концентрации ионов стронция, бария, лития и бора. Концентрации этих веществ во много раз превышающая требования российского СанПиН. Эти химические вещества не входят в стандартный анализ исследований воды, но именно их воздействие на организм человека привело к таким массовым и плохо объясняемым заболеваниям. Никто из специалистов не проводил селективный анализ на такие редкие вещества, и как только водоснабжение города перешло на использование очищенной поверхностной воды, ситуация с заболеваемостью детей и подростков значительно исправилась.
Источник: geizer.com
Виды подземных вод
Под землей в складках грунтов и различных пород находятся залежи воды, которые классифицируются в зависимости от глубины.
Среди них выделяется артезианская – наиболее глубокая и чистая, с вхождением в состав множества полезных для организма человека веществ.
Всего выделяют такие типы вод, которые добывают для питья при помощи бурения скважин:
- Верховодка
- Грунтовая
- Артезианская
По метражу нахождения воды определяют степень полезности для человека, а также количество времени, в течение которого действует источник после его разработки.
Верховодка
Уже первую воду можно добыть всего с 4-5 метров под землей, в зависимости от условий определенной местности. Это песчаные воды, которые скапливаются в грунте из-за постоянных атмосферных осадков, образовывая водоносные слои.
Особенность этого типа – нерегулярное скопление жидкости в одном месте. Вода то приходит, то уходит, в зависимости от сезона слабеет напор или пропадает совсем на длительное время. Объем таких накоплений небольшой, зимой или жарким летом жидкость не может бить из источника из-за отсутствия внутреннего давления.
Эта вода не пригодна для питья, её используют для бытовых нужд: полива, мытья. В некоторых регионах состав опасен для жизни человека, без хлорирования из почвы проникают вредоносные бактерии и бациллы, которые являются источником множества инфекционных заболеваний.
Помимо стандартного набора веществ, в состав таких вод входят минеральные примеси, удобрения и стоки, которые попадают естественным путем в почву: напрямую или с атмосферными осадками. Для применения подобной жидкости в быту используют специальные очищающие фильтры.
В некоторых регионах после обработки верховую воду пьют, используют для приготовления пищи.
Грунтовые воды
Начиная с 10 метров и до 40 в некоторых случаях, можно найти грунтовые воды, которые пригодны для употребления человеком без дополнительной обработки и фильтрации. Жидкость собирается в грунтовых породах, и между ними, на глубине в 40 метров. Для добычи воды используют даже колодцы.
Особенность этих пластов с водой – непроницаемость, потому при бурении жидкость выходит под большим давлением, а один пласт может обеспечить постоянным напором из одной скважины воду в течение 5-10 лет, в зависимости от особенностей источника и местности.
Грунтовые воды зажаты между песчаником и глиной, потому вкус зависит от качеств пород в вашем регионе. Жидкость не нужно обрабатывать специально, чтобы пить, но экологи советуют фильтровать воду, в которой могут встречаться примеси песка, осадок и соли.
Уровень запасов одного источника также зависит от осадков. Потому при длительном похолодании и морозах или засушливом лете источник может пересыхать, а напор уменьшаться настолько, что его поддерживают специальными насосами.
Верховодку и грунтовые залежи можно встретить везде, где регулярно выпадают атмосферные осадки. Это вода низкого качества, с примесями и осадком из песка, глины и минералов.
Экологи рекомендуют перед употреблением проводить дополнительную очистку. Одна скважина может обеспечить частный дом водой на протяжении 5-10 лет с возможными сезонными перебоями.
Что такое артезианская вода
Это залежи воды, которые находятся глубоко под залежами песчаника, известняковых пород под большим давлением. Чтобы обнаружить источник, недостаточно руководствоваться правилами поиска грунтовых вод, которые встречаются повсюду, где выпадают регулярные атмосферные осадки.
Название вод походит еще с XII века, подобные источники использовались во Франции в провинции Артуа. Уже с тех пор известны полезные и целебные свойства глубоких вод, сегодня такие скважины бурят повсеместно, даже для отдельных частных домов.
Главная особенность такой скважины – вода выходит под огромным напором, по нескольку тысяч литров за час. Источник не требует дополнительного оборудования как насосы с моторами.
Залежи воды находятся в недрах земли, в различных впадинах, трещинах и мешках. Особенность – зажаты между двумя геологическими структурами, которые не пропускают воду.
Сравнение песчаной и артезианской скважины
По составу и своим качествам артезианская вода сильно отличается от грунтовой:
- Вхождение минералов отличается в каждом регионе, в зависимости от близлежащих земных пород
- Артезианские воды полностью изолированы от наземных, грунтовых, верхних вод, потому их состав статичен
- Находится глубже, чем грунтовая, в ней отсутствуют биологические и химические примеси, которые попадают в воду с осадками
- Это чистая жидкость без вредных примесей и песчаного мутного осадка и солей
- Дополнительное оборудование для подачи не требуется – вода сама выходит под большим давлением, в отличие от грунтовой
- Грунтовой резервуар полностью исчерпывается за промежуток времени до пяти лет, артезианский – до 50
Артезианская вода – чистая и изолированная от остальных водных ресурсов Земли.
Глубина артезианской впадины
Как видно, основная разница в том, на какой глубине артезианская скважина, а на какой все остальные воды в пределах земли. Они не соприкасаются между собой, потому состав чист от загрязнений и вредных примесей.
Важно: простой колодец, даже очень глубокий, не может быть источником артезианской воды. В нем находятся только грунтовые воды.
Минимальный порог бурения, чтобы добыть артезианскую воду – 25-50 метров.
В зависимости от рельефа и геологических особенностей расположения пластов, этот показатель увеличивается вплоть до 300 метров ниже уровня моря.
Среднестатистический показатель глубины скважины составляет 70-100 метров.
Такая вода находится между двумя пластами земных пород, зажатая под высоким давлением.
Потому для бурения используют особенное оборудование, а скважину оформляют при помощи специальной установки, которая контролирует постоянный высокий напор воды.
Глубина бурения при добыче артезианской воды составляет 25-300 метров, в зависимости от особенности рельефа и местности.
Химический состав артезианских вод
Если состав грунтовых вод полностью зависит от внешних условий формирования, то артезианский бассейн от них изолирован.
На формирование химического состава артезианской воды полностью влияют слои земной коры, между которыми она заключена. Нередко заранее определить его невозможно. Обратите внимание на такие особенности формирования химического состава воды:
- Железная руда насыщает воду железом
- Известняк обеспечивает примесь из солей
- Возможно вхождение фтора при соседствующих залежах минералов
- В некоторых регионах в воду попадает марганец
- Во всех источниках в составе воды обнаружен кальций
Классический состав изобилует кальцием, фтором, железом и магнием. Как правило, вхождение элементов сбалансировано и пригодно для организма человека, но вода очень жесткая.
При кипячении появляется характерный осадок. Экологи рекомендуют смягчать особенно жесткий состав воды, чтобы пить сразу, без термальной обработки.
Химический состав нередко превышает установленные государством нормы питьевой воды:
- Магний – в пределах 20-50мг на 1 л
- Железо – до 0.3 мг на 1 л
- Кальций – в пределах 20-140 мг на 1 л
- Жесткость – не выше 7 баллов по шкале
- Фтор – в пределах 0.7-1.5 мг на 1 л
В исключительных случаях показатели меньше установленных государственной политикой здравоохранения.
Особенность химического состава артезианской воды – его статичность, он не меняется из-за атмосферных изменений, сезона и времени. На качество воды также не влияет понижение или повышение температуры воздуха. Недостаток – вхождение химических элементов превышает государственные нормы.
Польза артезианской воды
По мнению медиков, артезианские воды–наиболее чистые и полезные для человеческого организма на Земле. Они полностью изолированы от других водных ресурсов.
Потому в них отсутствуют вредоносные микроорганизмы, бактерии и бациллы. Более того – исключена возможность инфекционного заражения на протяжении всего периода эксплуатации скважины.
Важно помнить, что пить воду прямо из источника опасно для здоровья из-за жесткого состава, вхождения химических элементов в большом количестве, особенно фтора и магния.
Сегодня эта проблема решается при помощи мощных фильтровых установок, которые монтируются на выходе их скважины и на входе в систему домашнего водопровода. После этого вода становится полностью пригодной для питья и очень полезной.
Польза:
- После фильтрации вода имеет сбалансированный состав
- Изначально отсутствуют микроорганизмы и примеси
- Не заражается извне химикатами, сточными водами и тому подобным
- В состав воды входят все химические элементы, необходимые организму
- Обладает исключительными вкусовыми свойствами из-за баланса микроэлементов и солей
- Её не нужно дополнительно проверять для выявления инфекционных бактерий, бацилл и палочек
- Обеспечивает стабильный состав воды круглый год, что полезно для организма
Артезианская вода имеет стабильный химический состав с вхождением всех нужных элементов, что полезно для здоровья, а также не загрязняется извне.
Недостатки
Основной недостаток – превышение норм по вхождению химических элементов в состав воды. Решается при помощи дополнительной фильтрации на выходе из скважины
Подобрать нужную систему очистки может только специалист после первичного анализа воды, самостоятельно это делать строго не рекомендуется.
Изначально вода очень жесткая по составу, при кипячении всегда остается осадок. Потому её смягчают при помощи установки, снижая концентрацию железа и солей.
Требует регулярной диагностики и замены фильтров. Сама установка конструкции дорогостоящая. Решение – кооперация нескольких домовладельцев для бурения одной скважины на всех.
Это самая полезная вода на планете, однако, она требует фильтрации и постоянных денежных вложений на очистку. С другой стороны, один источник бесперебойно дает чистую воду 50 лет.
Что такое артезианская конструкция
Артезианская вода зажата в земных породах под большим давлением. Потому она самостоятельно выходит на поверхность под высоким внутренним давлением бассейна. Некоторые источники даже образовывают фонтаны.
Особенность такой конструкции – полная изоляция от других наземных и подземных водных ресурсов.
Потому она способен круглогодично обеспечивать статичный поток качественной питьевой воды, которая не может быть зараженной извне.
Стоимость работ достаточно высока, потому распространен принцип бурения артезианской скважины в складчину – объединяясь с домовладельцами по соседству.
Самостоятельно организовать поток артезианской воды нельзя.
Для этого привлекают специалистов по бурению скважин.
Технология также включает и организацию специальной конструкции, которая контролирует напор без электрической техники. Производительность такой скважины составляет до 3000 литров воды за час, потому необходимо профессиональное обустройство скважины.
Сначала сооружают артезианскую скважину, наземную конструкцию, а после определяют необходимую глубину бурения. Стандартный показатель – 50-75 метров. В некоторых случаях достаточно и 20-25 метров, а в других приходится бурить до 100-200 метров.
Самостоятельное бурение скважины невозможно из-за большой глубины и сложности работ, связанных с правильной организацией наземной конструкции.
Как бурят скважину с артезианской водой
Сооружение конструкции проходит в несколько главных этапов:
- Определение месторасположение артезианского бассейна под землей
- Геодезия местности для выявления возможной глубины
- Определение возможных объемов бассейна – перспективных запасов воды
- Просчет гипотетического времени пользования скважиной
- Начало работ по установке наземной конструкции
- Бурение самой скважины на просчитанную глубину
Важно: разведочные работы по бурения для определения местоположения проводить нельзя. В любой местности на различной глубине присутствует небольшой слой артезианской воды, зажатой между пластами земных пород.
Подобную разведку проводят только для источников с глубиной до 25 метров. В процессе бурения скважины задействуют:
- Специальные буровые установки, рассчитанные под гипотетическую глубину скважины
- Автомобили с буровым оборудованием для отверстий глубиной 100-350 метров
- Специальные трубы с фильтрующей установкой, которые устанавливаются в первую очередь, чтобы при выходе под большим давлением вода не разрушила устойчивость окружного грунта
- Проводится разводка трубопровода на поверхности и под землей для подачи воды в помещения
- Устанавливаются фильтры для очищения воды на выходе из скважины и на заходе в домашнюю систему водоснабжения
Бурение артезианской скважины возможно только с привлечением мастеров и специализированной техники.
Преимущества артезианской скважины
Автономное водоснабжение позволяет полностью обеспечить себя чистой и не зараженной водой на много лет вперед. Это наиболее распространенный тип водоснабжения вне города.
Конструкция рассчитана на длительную эксплуатацию 1-2 поколениями, средний возраст скважины – 50 лет и больше, в зависимости от запасов воды в артезианском бассейне и качестве технического обслуживания.
Важно: используйте при обустройстве конструкции только качественные и долговечные материалы, срок эксплуатации которых превышает 40-50 лет. Позаботьтесь о регулярной диагностике и замене фильтров, тогда скважина может действовать практически вечно.
При оборудовании скважины очень важно, на какой глубине артезианские воды, от этого зависит стоимость бурения. При кооперации с соседними домовладельцами вы получаете пожизненный запас бесперебойной воды по разумной стоимости.
Артезианские воды признаны наиболее чистыми на планете, в них присутствует сбалансированный химический состав, который приносить только пользу при грамотной фильтрации. Установка скважины на участке позволяет обеспечить пожизненный запас чистой и полезной питьевой воды, сэкономить на постоянных тратах на центральное водоснабжение.
Процесс бурения артезианской скважины показан на видео:
Источник: FoxRemont.com
Общие сведения.
Артезианские воды – это подземные воды, заключённые между водоупорными слоями и находящиеся под гидравлическим давлением.
Водоносными являются пласты, сложенные песками, известняками, трещиноватыми песчаниками и сланцами и многими другими разностями пород; водоупорными – глины, плотные сланцы и др.
Некоторые исследователи (О.К. Ланге, М.М. Крылов, С.А. Яковлев и др.) артезианские (напорные) подземные воды, заключенные между водонепроницаемыми породами кровли и подошвы, называют межпластовыми водами.
Артезианские воды получили свое название от провинции Артуа в южной Франции (древнее латинское название – Артезия), где в ХII в. впервые в Европе был пройден артезианский колодец, вскрывший самоизливающуюся воду.
Следует, однако, отметить, что в древнем Египте и Греции, колодцы с напорной водой были известны еще 4000 лет назад. В Китае проходились колодцы при династии Хань (206-220 гг. н. э.), когда глубина отдельных колодцев достигала 130.м. Во Франции же впервые бурение скважин было осуществлено в провинции Артуа только в 1126 г.
В древней Руси широко применялось бурение скважин для добычи рассолов. Так, в духовной великого князя Ивана Калиты (1338 г.) упоминается о «соляных колодезях» Соль-Галицка. Другие исторические записи указывают, что «водяные колодези», дающие пресную воду, существовали, начиная с XVI в.
Первоначально артезианские воды связывали с мульдообразными структурами. Однако условия, при которых образуются эти воды, весьма разнообразны; часто артезианские воды можно встретить при флексурообразном асимметричном моноклинальном залегании пластов. Во многих районах они приурочены к сложной системе трещин и разломов.
Артезианские воды залегают, главным образом в доантропогеновых отложениях, в пределах крупных геологических структур, в пределах как относительно крупных геологических структур (синклиналей, моноклиналей и др.) на платформах, так и средних и малых межгорных впадин.
Геологические структуры, заключающие в себе напорные воды, обычно сложены породами дочетвертичного возраста. Имеются, однако, районы, где напорные воды встречаются в четвертичных отложениях. Нередко в зонах тектонических нарушений (сбросов, взбросов, разломов и т. п.) наблюдаются восходящие источники, иногда имеющие повышенную температуру воды.
В природе, однако, условия залегания артезианских вод значительно сложнее. К этим условиям относятся литологическая изменчивость водоносных пластов, гидравлическая связь вод смежных водоносных горизонтов вследствие невыдержанности изолирующих водоупорных пластов, тектоническая нарушенность пластов, непостоянство химического состава вод и др.
В отличие от грунтовых вод, участвующих в современном водообмене с поверхностью земли, многие артезианские воды являются древними, и их химический состав обычно отражает условия формирования.
Артезианские воды имеют довольно постоянную температуру, зависящую от глубины залегания водоносного пласта. Будучи изолированы от загрязнения с поверхности водонепроницаемыми слоями, артезианские воды обычно отличаются высокими санитарными показателями.
В зависимости от сложности геологического строения в артезианском бассейне или какой-либо другой геологической структуре может быть несколько водоносных пластов, изолированных один от другого водоупорными породами. Вследствие несовершенства водоупорных перекрытий (наличия «окон», фациальных изменений) водоносные пласты во многих районах оказываются гидравлически связанными.
Каждый крупный артезианский бассейн заключает в себе воды различного химического состава: от высокоминерализованных рассолов хлоридного типа до пресных слабоминерализованных вод гидрокарбонатного типа. Первые обычно залегают в глубоких частях бассейна, вторые – в верхних пластах (в различных артезианских бассейнах бывшего СССР на глубине от 100 до 1000 м). Вода в артезианских бассейнах по большей части прозрачна, бесцветна, но очень часто содержит много минеральных солей, является жесткой и негодной для питья. Температура ее более или менее постоянна в различные времена года и определяется температуру глубоких слоев земли, через который проходит артезианский колодец (от 9° до 24°).
Пресные воды верхних водоносных пластов образуются в результате инфильтрации атмосферных осадков и процессов выщелачивания горных пород. Глубокие высокоминерализованные артезианские воды связаны с измененными водами древних морских бассейнов, находившихся в различные геологические эпохи на территории современных артезианского бассейна.
На территории бывшего СССР, ввиду большого разнообразия гидрогеологических условий артезианские бассейны иногда называют водонапорными системами. Наиболее крупной водонапорной системой в России является Западно-Сибирский артезианский бассейн площадью 3 млн. кв. км. Крупные бассейны напорных вод за рубежом имеются в Северной Африке, а также в восточной части Австралии.
Структура артезианского бассейна.
Артезианский бассейн – это бассейн подземных вод, приуроченный к отрицательной, геологической структуре (синеклизе, мульде, прогибу, межгорной впадине), содержащей напорные пластовые воды. Крупные артезианские бассейны в Российской Федерации – Западно-Сибирский, Московский.
В пределах артезианского бассейна различают три области (рис. 1):
- питания;
- напора;
- разгрузки.
Рис. 11. Артезианский бассейн
Области питания водоносных горизонтов располагаются на более высоких отметках поверхности. Здесь водоносные пласты могут заключать в себе безнапорные воды (воды, имеющие свободную поверхность), дренируемые местной гидрографической сетью.
Область разгрузки – площадь выхода напорных вод на поверхность земли. На этой площади обычно наблюдаются восходящие источники, рассеянные и линейные выходы подземных вод.
В области разгрузки напорные воды выходят на поверхность в виде восходящих источников. При этом вода может появляться на поверхности или в виде концентрированных струй на речных террасах, коренных берегах речных долин и т.п., или в виде распыленных пластовых выходов, прослеживаемых на некотором протяжении.
В отличие от области питания, где мощность водоносного горизонта изменяется в зависимости от метеорологических факторов, в области напора мощность артезианского горизонта постоянна во времени. На границе между областью питания и областью напора, в связи с количеством поступающей атмосферной воды, в различные сезоны может происходить временный переход воды со свободной поверхностью в воды напорные. В области разгрузки воды выходят на земную поверхность в виде восходящих источников. При наличии нескольких водоносных горизонтов каждый из них может иметь свой уровень, определяемый условиями питания и стока воды. Когда синклинальное залегание слоев соответствует понижениям рельефа, напоры в нижних горизонтах повышаются; при повышениях рельефа пьезометрические уровни нижних горизонтов располагаются на более низких отметках. Если, благодаря скважине или колодцу, два водоносных горизонта сообщаются, то при обращенном рельефе артезианские воды из верхнего горизонта перетекают в нижний.
Различают артезианские бассейны и артезианские склоны. В артезианском бассейне область питания располагается рядом с областью напора; далее по направлению подземного стока располагается область разгрузки напорного горизонта. В артезианском склоне, последняя находится рядом с областью питания.
Артезианские воды могут быть гидравлически связаны с грунтовыми водами на участках, где размыты кроющие водонепроницаемые пласты, или же их фациальному изменению, т. е. переходу в проницаемые разности пород. В зависимости от соотношения уровней подземных вод на таких участках будет иметь место или расход, или пополнение запасов артезианских вод. Если пьезометрическая поверхность артезианских вод располагается на более высоких абсолютных отметках по сравнению с отметками зеркала грунтовых вод, напорные воды будут питать грунтовые, при обратном соотношении отметок горизонтов подземных вод грунтовые воды будут питать артезианские. В последнем случае на отдельных участках вследствие невысокого санитарного состояния грунтовых вод может быть снижено качество артезианских вод.
Вода, поступающая в пористые проницаемые слои, перекрытые водонепроницаемыми породами, может под давлением фонтанировать в низко расположенных выходах, образуя артезианский источник. Иногда артезианские водоносные горизонты занимают значительную площадь, и тогда артезианские источники имеют высокий и довольно постоянный расход воды. Часть известных оазисов северной Африки приурочена к таким артезианским источникам. Там, где имеются разломы в земной коре, артезианские воды поднимаются из водоносных горизонтов вдоль линий разломов. В период между сезонами дождей они нередко иссякают.
Восходящие источники обязаны своим происхождением гидростатическому напору, характерному для артезианских бассейнов и склонов. Их выходы в виде бьющих вверх струй приурочены к основным краевым областям разгрузки артезианских бассейнов и нередко связаны с зонами тектонических разрывов и других, нарушений. Это могут быть эрозионные источники напорных вод или источники, пробивающиеся через относительно, слабо проницаемые отложения, перекрывающие водоносный горизонт, или восходящие по линии сброса, и др. Во многих акваториях Земли зафиксированы восходящие субмаринные источники подземных вод. Такие мощные восходящие струи издавна известны на дне Средиземного моря и других внутренних морей, где они встречаются на различных глубинах в области шельфа, а местами и континентального склона, а также во многих районах Атлантического, Индийского и Тихого океанов.
Запасы артезианских вод
Запасы подземных вод в артезианских бассейнах различны и зависят от многих природных факторов. Чем больше площадь распространения артезианского бассейна, чем значительнее мощность водоносных пластов и чем больше площадь питания и интенсивнее происходит питание, тем более крупными запасами воды обладает артезианский бассейн. Водообильность одиночных или взаимодействующих горных выработок (шахт, скважин, шурфов и др.), помимо перечисленных факторов, зависит также от водопроводимости отдельных водоносных пластов.
Одним из основных видов изучения артезианских вод служит разведочное бурение. В процессе разведки выявляется глубина залегания пластов, содержащих напорные воды, проводятся пробные и опытные откачки, обследуются восходящие источники, определяется качество воды и т. д. При определении запасов воды, заключенных в напорных пластах, рекомендуется учитывать размеры артезианских бассейнов. В артезианских бассейнах с большой площадью распространения, когда потребное количество воды составляет ничтожную величину по сравнению с запасами бассейна, разведочные работы ограничиваются бурением скважин, опытной откачкой и физико-химическим исследованием подземных вод. При малых размерах артезианских бассейнов, например в межгорных долинах, необходимое количество воды может приближаться к природным запасам бассейна. В таких бассейнах обычно проводятся детальные гидрогеологические исследования, заключающиеся в комплексной геолого-гидрогеологической съемке, бурении скважин, опытных откачках и режимных наблюдениях.
Запасы подземных вод, как и запасы твердых полезных ископаемых, в зависимости от степени разведанности подразделяются на три категории:
- к категории А относят детально разведанные и опробованные запасы;
- к категории В – менее разведанные;
- к категории С – запасы, установленные по общим геологическим и гидрогеологическим данным.
Выделяются следующие виды запасов подземных артезианских вод:
- естественные – естественный расход подземного потока;
- регулировочные – представляют собой подземные воды, пополняемые в области питания путем поглощения атмосферных и поверхностных вод;
- вековые, которые накопились в пластах в течение многих веков и могут быть извлечены при полном осушении пластов;
- эксплуатационные запасы, т. е. запасы, которые можно использовать для нужд народного хозяйства.
Дебит скважин, вскрывших напорные водоносные пласты, колеблется в зависимости от местных условий (водопроводимости пластов, высоты напора, величины понижения уровня и т. п.) от нескольких единиц до десятков и даже сотен кубических метров воды в час.
При близком расположении скважин, эксплуатирующих один и тот же водоносный горизонт, они будут оказывать взаимное влияние, которое сказывается как на уменьшении производительности взаимодействующих скважин, так и на снижении пьезометрического уровня. Такое взаимодействие скважин отмечено во многих местах, как в России, так и на территориях других государств.
Искусственные сооружения в районах артезианских вод.
Движение напорных вод в артезианских бассейнах обычно направлено от областей питания к областям разгрузки. При вскрытии буровыми скважинами артезианские воды под напором поднимаются выше кровли водоносного пласта и при благоприятных геоструктурных условиях дают самоизливающуюся струю воды на поверхности земли. Несмотря на это, большей частью приходится извлекать артезианские воды на поверхность с помощью насосов, но там где вода под напором поднимается выше поверхности земли, высота напора над устьем скважин превышает 30 м и даже достигает 150 м. Весьма редко вскрываются воды с более высоким напором (до 110 атм.).
При эксплуатации одного или нескольких артезианских пластов системой взаимодействующих скважин создается тех или иных размеров депрессионная воронка, в пределах которой на значительной площади пьезометрический уровень может быть снижен ниже поверхности земли. Таким образом, подразделение напорных вод на воды с положительным и с отрицательным пьезометрическим уровнем условно. Снижение пьезометрического уровня ниже поверхности земли при эксплуатации наблюдалось в Ставропольском крае, где сравнительно небольшое число первых скважин давали воду самоизливом. При увеличении числа эксплуатационных скважин расширились контуры и глубина районной депрессионной воронки, что повлекло за собой снижение уровня ниже дневной поверхности. По этой причине для дальнейшей эксплуатации пришлось скважины оборудовать насосными установками.
При бурении скважин, в случае установления пьезометрического уровня выше поверхности земли для определения его высоты над устьем скважины навинчивают трубы (при небольших напорах) или, при высоких напорах, закрывают устье скважины герметически. В последнем случае к трубам, заключающим в себе напорные воды, присоединяют манометр, по которому определяют давление воды в скважине.
Каптаж – комплекс инженерно-технических мероприятий, обеспечивающий вскрытие подземных вод (также нефти и газа), вывод их на поверхность Земли и возможность эксплуатации при устойчивых во времени оптимальных показателях (дебит, химический состав, температура и др.).
Перехват подземных вод осуществляется сооружением водозабора.
Культура каптаж известна с ранних эпох цивилизации и достигала высокого уровня в Древнем Риме (термы императора Каракаллы, водопроводные сооружения), Месопотамии, Северной Африке (Акве-Флавнане), Средней Азии, на Кавказе (кяризы) и др.
Современные каптажные сооружения для подземных вод отличаются большим разнообразием типов и конструкций, учитывающих особенности гидрогеологических условий местности, состав воды, технические и санитарные требования, определяемые заданными режимами водопотребления и целевым назначением эксплуатируемых вод.
Простейшим типом каптажных сооружений является шахтный колодец, перехватывающий подземные воды неглубоко залегающих водоносных горизонтов. При вскрытии нескольких водоносных слоев горизонт, намеченный к эксплуатации, изолируется от ниже- и вышележащих слоев путём их тампонажа.
Артезианский колодец представляет буровую скважину, по которой поднимается вода из глубины земли. Земная кора образована из слоев различного состава и конфигурации; одни из них (как, например, песок) легко пропускают воду, другие же водонепроницаемы (гранит, глина и пр.). Атмосферная вода просачивается через один слой и скапливается под ним. Диаметр буровых скважин несколько сантиметров, длина же доходит до нескольких сот метров. При вскрытии буровыми скважинами в области напора уровень, до которого может подняться вода, располагается выше кровли водоносного горизонта. Линия, соединяющая отметки установившегося напорного уровня в скважинах, образует пьезометрический уровень. Расстояние по вертикали от кровли водоносного горизонта до этого уровня называются напором.
Важнейший показатель артезианского колодца дебит (от франц. debit — сбыт, расход), объём воды, поступающий в единицу времени из естественного или искусственного источника (колодца, буровой скважины и др.). Дебит жидкости выражается в литрах в секунду или кубических метрах в секунду, час или сутки. Дебит характеризует устойчивое поступление жидкости в течение длительного времени. Объём воды, протекающий в единицу времени через поперечное сечение реки или водоносного горизонта, называется расходом воды.
Этот же термин часто применяют для объёма воды, получаемого при искусственной откачке воды из колодцев и скважин, в процессе которой подаваемое количество жидкости зависит от способа и интенсивности откачки и понижения её уровня. Для характеристики производительности водозаборных скважин служит удельный дебит (дебит, отнесённый к понижению уровня воды при откачке на 1 м).
Дебит скважины или колодца зависит от водопроницаемости и мощности водоносного слоя, условий его питания, распространения и взаимосвязи с другими водоносными горизонтами, наличия напора и прочего, а также от условий эксплуатации водоносного горизонта, степени его вскрытия, понижения уровня воды при откачке, типа фильтра и др. факторов.
Устраивают артезианские колодцы с целью:
- сбора подземных вод для водоснабжения и орошения – водозаборные колодцы. Водозаборные колодцы наиболее распространены, особенно для получения питьевой воды. По конструкции, способу строительства и креплению стен различают шахтные и трубчатые колодцы.
- пополнения запаса подземных вод поверхностными водами или сброса дренажных и осветлённых канализационных вод – поглощающие колодцы. Поглощающие колодцы применяют для осушения замкнутых понижений (один из видов вертикального дренажа).
- регулирования забора воды из рек, озёр, водохранилищ – береговые колодцы. Береговой колодец представляет собой камеру, разделённую решёткой, в приёмную часть которой по трубе поступает вода из реки или др. источника.
Наряду с колодцами применяются штольни – протяжённые горизонтальные или слабонаклонные горные выработки, сооружаемые в сильно пересечённых местностях. Иногда штольни сопровождаются системой наклонных, горизонтальных или восстающих скважин, пробуриваемых в боковых стенках и забойной части подземной галереи для увеличения притока воды. Каптаж штольнями осуществлен в России в Пятигорске; за рубежом – в Баньер-де-Люшоне (Франция), Бен-Харуне (Алжир) и др.
Каптаж безнапорного источника может осуществляться с помощью камеры.
Наиболее распространённым типом каптажных сооружений являются буровые скважины – одиночные или групповые. Механизированная проходка скважин обеспечивает вскрытие водоносных горизонтов и зон в весьма сложных горно-геологических условиях на глубинах до 2 км и более. При этом удаётся надёжно разобщать водоносные горизонты в скважинах (обсадка трубами, цементация затрубного пространства), предотвращать обвалы стенок и прорыв воды по затрубному пространству, а также устанавливать насосное оборудование, обеспечивающее отбор с заданными эксплуатационными дебитами. Для обсадки таких скважин обычно применяются стальные трубы. При эксплуатации агрессивных подземных вод (углекислых, сероводородных, с низким pH и др.) каптажные скважины обсаживаются трубами из антикоррозийных материалов: легированных сталей, винипласта, полиэтилена, асбоцемента и прочими.
Надкаптажные сооружения на месторождениях минеральных подземных вод выполняются в виде бюветов, павильонов, галерей.
Длительная эксплуатация водоносных пластов, сложенных тонко- и мелкозернистыми песками, с напором как выше, так и ниже поверхности земли, на некоторых участках приводит к вымыванию и выносу на поверхность песчаного материала. В результате водоносные пласты приобретают более рыхлое сложение с образованием в них пустот. Этот процесс на некоторых участках (чаще при глинистом водоупорном перекрытии и неглубоком залегании от поверхности водоносных пластов) приводит к деформациям поверхности земли, прилегающей к эксплуатируемой скважине, со всеми вытекающими отсюда неблагоприятными последствиями для близ расположенных на поверхности инженерных сооружений.
Современные технологии гидрогеологических исследований.
Подземная вода, содержащаяся в порах грунта, трещинах и полостях горных пород, способна перемещаться под действием сил тяжести, в значительной степени влияет на прочностные и деформационные характеристики грунта. Известно, что глинистые и биогенные грунты по мере увеличения влажности теряют свою прочность, а при отрицательных температурах подвержены морозному пучению. Прочность же песчаных грунтов с уменьшением влажности заметно снижается. Увеличение коэффициента фильтрации подземных вод приводит к возникновению суффозионных и карстовых процессов, а их высачивание на склонах косогоров (или на откосах насыпей) – к появлению оползневых процессов.
Существование самих подземных вод зависит от режимообразующих факторов, связанных с изменением действия ранее существовавших и возникновением новых источников питания.
Расположенные вверх по подземному потоку водоемы, промышленные предприятия с большим потреблением воды, инфильтрация утечек из крупных коллекторов систем канализации приводят к повышению уровня подземных вод, а функционирование водозаборов и дренажных систем – к понижению.
Строительство зданий и сооружений с заглубленными фундаментами и освоение подземного пространства может вызвать образование барьерного эффекта и подтопление вышележащих территорий.
Эксплуатация сооружений нередко приводит к загрязнению подземных вод, а также к ухудшению механических свойств грунтов, вмещающих эти воды, с негативными последствиями (например, оползень в г. Витебске весной 2004 г.).
Существенной особенностью изменений режима подземных вод является их скоротечность. Время протекания инженерно-геологических процессов, связанных с подземными водами, оказывается сопоставимым со временем эксплуатации здания или сооружения. Разумеется, что наиболее интенсивные воздействия геологическая среда испытывает в городских условиях. И поэтому здания и сооружения, запроектированные с соблюдением всех требований, через некоторое время могут оказаться в иных условиях (неизвестными становятся места и глубина залегания подземных вод), что снижает их эксплуатационную надежность.
Важным фактором обеспечения эффективного строительства является мониторинг геологической среды. Прямые его методы – зондирование и бурение скважин с отбором проб грунта.
К наиболее распространенным косвенным методам относятся электрометрические, радиоволновые и сейсмические. В городских условиях при наличии плотной застройки и развитой сети подземных коммуникаций бурение скважин зачастую бывает проблематичным, а использование электрометрических и сейсмических методов невозможным. Кроме того, информация, полученная путем бурения скважин, является точечной. Она характеризует свойства только тех грунтов, которые взяты из данной скважины. А широко используемая интерполяция для оценки свойств грунтов, залегающих между двумя соседними скважинами, часто бывает некорректна. Интерполяционная ошибка в оценке геологической и гидрологической обстановки будет тем больше, чем больше расстояние между скважинами. Метод периодического контроля подповерхностной среды должен быть, во-первых, неразрушающим, а во-вторых, непрерывным в пространственных координатах. Этим двум требованиям удовлетворяет радиоволновой метод электроразведки – радиолокационное подповерхностное зондирование. Сущность его заключается в периодическом излучении в подповерхностную среду зондирующих электромагнитных сигналов, приеме сигналов, отраженных от неоднородностей подповерхностной среды, обработке этих сигналов и построении радиолокационного изображения (РЛИ). Этот метод в последние годы часто применяется для обнаружения, картирования и определения типа подземных вод.
Важную роль играет математическое моделирование техно-природной среды, с помощью которого анализируется взаимодействие сооружений и вмещающего их грунтового массива. С применением моделирования построен крупное подземное сооружение – Торгово-рекреационный комплекс (ТРК) на Манежной площади. Его глубокая часть защищена от воздействия грунтов и проникновения подземных вод ограждающей железобетонной конструкцией, возведенной способом «стена в грунте». Со стороны гостиницы «Москва» она устроена из буросекущих свай.
Сегодняшние технологии вполне могут обеспечить безопасное строительство небоскребов, но только в том случае, если в плане безопасности не будут делаться уступки инвестору, из соображений выгоды.
Для обеспечения безопасного строительства в районе артезианских вод необходимо проводить тщательные гидрогеологические исследования в соответствии со сводом строительных норм и правил (СНиП).
Настоящие строительные нормы и правила РФ разработаны на основе законодательных и нормативных актов РФ и содержат общие положения и требования к организации и порядку проведения инженерных изысканий, выполняемых при хозяйственном освоении и использовании территорий, для проектирования, строительства, эксплуатации и ликвидации предприятий, зданий и сооружений.
Технические требования и рекомендуемые правила в развитие и обеспечение основных положений СНиП регламентируются и детализируются сводами правил, в которых устанавливается состав и объем работ, технология и методика их выполнения для отдельных видов инженерных изысканий, в том числе для различных видов строительства, выполняемых в районах подземных артезианских вод.
СНиП устанавливают общие положения и требования к организации и порядку проведения инженерных изысканий (инженерно-геодезических, инженерно-геологических, инженерно-гидрометеорологических и инженерно-экологических, изысканий грунтовых строительных материалов и источников водоснабжения на базе подземных вод) для обоснования предпроектной документации, проектирования и строительства новых, расширения, реконструкции и технического перевооружения действующих предприятий, зданий и сооружений для всех видов строительства и инженерной защиты территорий, а также к инженерным изысканиям, выполняемым в период строительства, эксплуатации и ликвидации объектов.
Изыскания источников водоснабжения на базе подземных артезианских вод должны выполняться в составе инженерных изысканий для строительства с целью получения необходимых и достаточных данных для проектирования и строительства водозаборов подземных вод.
Изыскания источников водоснабжения необходимо производить, как правило, на участках с достаточными (по региональной оценке) ресурсами подземных вод в простых и средней сложности гидрогеологических условиях без утверждения в установленном порядке эксплуатационных запасов подземных вод для данного водозабора.
При значительной потребности и в сложных гидрогеологических условиях должны выполняться, как правило, геологоразведочные работы с подсчетом и утверждением эксплуатационных запасов подземных вод в соответствии с требованиями нормативных документов Министерства природных ресурсов РФ.
При тесной взаимосвязи подземных и поверхностных вод, когда последние являются основным источником формирования эксплуатационных запасов, изыскания источников водоснабжения должны проводиться в комплексе с инженерно-гидрометеорологическими изысканиями и, как правило, с выполнением стационарных наблюдений.
Изыскания источников водоснабжения необходимо выполнять поэтапно с целью получения материалов и данных с детальностью, обеспечивающей решение следующих задач:
- инженерные изыскания для предпроектной документации – предварительное определение водоносного горизонта или комплекса, на базе которого может быть обеспечено потребное количество воды, и выделение перспективных участков для последующих инженерных изысканий;
- инженерные изыскания для проекта на перспективных участках – выбор из них оптимального для размещения проектируемого водозабора;
- инженерные изыскания для рабочей документации на выбранном участке – получение необходимых материалов для определения типа, схемы размещения, конструкции и режима эксплуатации проектируемого водозабора.
Источник: xn—-7sbiajdngd3akr1a1d5j.xn--p1ai
Видео: Кто живет на дне Марианской впадины?
Основные моменты
Марианская впадина располагается в западной части Тихого океана, неподалеку от Марианских островов, всего в двухстах километрах, благодаря соседству с которыми и получила такое название. Она представляет собой огромный морской заповедник в статусе национального памятника США, поэтому находится под охраной государства. Рыбалка и добыча полезных ископаемых здесь строжайше запрещена, а вот плавать и любоваться красотами можно.
По форме Марианская впадина напоминает грандиозных размеров полумесяц – 2550 км длиной и 69 км шириной. Самая глубокая точка – 10994 м ниже уровня моря – именуется «Бездной Челленджера».
Открытие и первые наблюдения
Марианскую впадину начали исследовать англичане. В 1872 году в воды Тихого океана зашел парусный корвет «Челленджер» с научными работниками и самым прогрессивным оборудованием тех времен. Проведя измерения, установили максимальную глубину – 8367 м. Значение, конечно, заметно отличается от верного результата. Но и этого хватило, чтобы понять: обнаружена самая глубокая точка земного шара. Так был «брошен вызов» очередной загадке природы (в переводе с английского «Челленджер» – «бросающий вызов»). Шли годы, и в 1951 году англичанами была проведена «работа над ошибками». А именно: глубоководный эхолот зафиксировал максимальную глубину 10863 метра.
Батискаф «Триест» перед погружением, 23 января 1960 года
Затем эстафетную палочку перехватили русские исследователи, направившие в район Марианской впадины научно-исследовательское судно «Витязь». В 1957 году с помощью специального оборудования они не только смогли зафиксировать глубину впадины, равную 11022 м, но и установили наличие жизни на более чем семикилометровой глубине. Тем самым совершив небольшой переворот в научном мире середины XX века, где бытовало устойчивое мнение, что столь глубоко живых существ нет и быть не может. Вот здесь-то и начинается самое интересное… Множество историй о подводных чудищах, огромных осьминогах, смятых в лепешку огромными лапами зверей невиданных батискафах… Где правда, а где ложь – попробуем разобраться.
Тайны, загадки и легенды
Аппарат Nereus берет образцы ила со дна Марианской впадины
Первыми смельчаками, отважившимися погрузиться на «дно Земли», стали лейтенант ВМС США Дон Уолш и исследователь Жак Пикар. Погружались они на батискафе «Триест», который построили в одноименном итальянском городе. Весьма тяжелую конструкцию с толстыми 13-сантиметровыми стенками погружали на дно целых пять часов. Достигнув самой низкой точки, исследователи пробыли там 12 минут, после чего незамедлительно был начат подъем, занявший примерно 3 часа. На дне были обнаружены рыбы – плоские, похожие на камбалу, около 30 сантиметров длиной.
Исследования продолжались, и в 1995 году в «бездну» спустились японцы. Еще один «прорыв» был сделан в 2009 году с помощью автоматического подводного аппарата «Nereus»: это чудо техники не только сделало несколько фотографий в самой глубокой точке Земли, но и взяло пробы грунта.
В 1996 году в газете «Нью-Йорк Таймс» был опубликован шокирующий материал о погружении в Марианскую впадину оборудования с американского научного судна «Гломар Челленджер». Шарообразный аппарат для глубоководного путешествия команда ласково прозвала «ежом». Спустя некоторое время после начала погружения приборы зафиксировали ужасающие звуки, напоминающие скрежет металла по металлу. «Ежа» незамедлительно подняли на поверхность, и пришли в ужас: огромная стальная конструкция была смята, а прочнейший и толстый (20 см диаметром!) трос – будто подпилен. Объяснений нашлось сразу же множество. Одни говорили, что это «проделки» населяющих природный объект чудовищ, другие склонялись к версии о присутствии инопланетного разума, а третьи считали, что не обошлось без мутировавших осьминогов! Правда, доказательств никаких не было, и все предположения остались на уровне догадок и домыслов…
Такой же загадочный случай произошел с немецкой исследовательской командой, которая решила спустить в воды бездны аппарат «Хайфиш». Но он почему-то прекратил движение, а камеры беспристрастно выдали на экраны мониторов изображение шокирующих размеров ящера, который пытался разгрызть стальную «штуковину». Команда не растерялась и электрическим разрядом от аппарата «отпугнула» неведомого зверя. Тот уплыл, и больше не появлялся… Остается только сожалеть, что почему-то у тех, кому попадались такие уникальные обитатели Марианской впадины, отсутствовало оборудование, позволившее бы сфотографировать их.
В конце 90-х годов прошлого века, в момент «открытия» американцами чудовищ Марианской впадины, началось «обрастание» этого географического объекта легендами. Рыбаки (браконьеры) рассказывали о свечениях из ее глубин, бегающих туда-сюда огоньках, различных всплывающих оттуда неопознанных летающих объектах. Команды небольших кораблей сообщали о том, что суда в этом районе «буксирует с огромной скоростью» чудище, обладающее неимоверной силой.
Подтвержденные свидетельства
Глубина Марианской впадины
Наряду с множеством легенд, связанных с Марианской впадиной, имеют место и невероятные факты, подтвержденные неопровержимыми доказательствами.
Найденный зуб гигантской акулы
В 1918 году австралийские ловцы омаров рассказывали о прозрачно-белой рыбине около 30 метров в длину, увиденной ими в море. По описанию она похожа на древнюю акулу вида Carcharodon megalodon, обитавшую в морях 2 миллиона лет назад. Ученые из уцелевших останков смогли воссоздать облик акулы – чудовищного создания длиной 25 метров, весом 100 тонн и внушительной двухметровой пастью с зубами по 10 см каждый. Можете представить себе такие «зубики»! И именно они недавно были найдены океанологами на дне Тихого океана! Самому «молодому» из обнаруженных артефактов… «всего» 11 тысяч лет!
Эта находка позволяет быть уверенным, что не все мегалодоны вымерли два миллиона лет назад. Быть может, воды Марианской впадины скрывают от глаз людских этих невероятных хищников? Исследования продолжаются, глубины еще таят в себе много нераскрытых тайн.
Особенности глубоководного мира
Давление воды в самой низкой точке Марианской впадины составляет 108,6 МПа, то есть превышает нормальное атмосферное давление в 1072 раза. Позвоночному животному просто не выжить в таких чудовищных условиях. Но, как ни странно, здесь прижились моллюски. Как их раковины выдерживают такое колоссальное давление воды – непонятно. Обнаруженные моллюски являют собой невероятный пример «выживаемости». Существуют они рядом с серпентиновыми гидротермальными источниками. В серпентине содержатся водород и метан, которые не только не несут угрозы обнаруженному тут «населению», но и способствуют формированию в такой, казалось бы, агрессивной среде живых организмов. Но гидротермальные источники выделяют и смертельный для моллюсков газ – сероводород. Но «хитрые» и жаждущие жизни моллюски научились перерабатывать сероводород в белок, и продолжают, что называется, припеваючи жить в Марианской впадине.
Еще одна невероятная загадка глубоководного объекта – гидротермальный источник «Шампань», названный так в честь знаменитого французского (и не только) алкогольного напитка. Все дело в пузырьках, которые «бурлят» в водах источника. Конечно же, это отнюдь не пузырьки любимого шампанского – это жидкий углекислый газ. Таким образом, единственный во всем мире подводный источник жидкого углекислого газа находится именно в Марианской впадине. Такие источники зовутся «белыми курильщиками», их температура ниже температуры окружающей среды, и вокруг них всегда присутствуют испарения, похожие на белый дым. Благодаря этим источникам и родились гипотезы о зарождении всего живого на земле именно в воде. Низкая температура, обилие химических веществ, колоссальная энергия – всё это создавало отличные условия для древних представителей флоры и фауны.
Температура в Марианской впадине держится тоже весьма благоприятная – от 1 до 4 градусов по Цельсию. Об этом позаботились «черные курильщики». Являющиеся антиподом «белых курильщиков» гидротермальные источники содержат большое количество рудных веществ, а потому они темного цвета. Эти источники находятся здесь на глубине около 2 километров и извергают воду, температура которой около 450 градусов по Цельсию. Сразу вспоминается школьный курс физики, из которого мы знаем, что вода-то кипит при 100 градусах по Цельсию. Так что же происходит? Источник извергает кипяток? К счастью, нет. Все дело в колоссальном давлении воды – оно в 155 раз выше, чем на поверхности Земли, поэтому Н2О не закипает, зато изрядно «подогревает» воды Марианской впадины. Вода этих гидротермальных источников невероятно насыщена различными минералами, что также способствует комфортному обитанию живых существ.
Моллюски в Марианской впадинеГидротермальный источник «Шампань», который выпускает чистый жидкий углекислый газ
Невероятные факты
Сколько еще загадок и невероятных чудес таит в себе это невероятное место? Множество. На глубине 414 метров тут расположен вулкан Дайкоку, послуживший еще одним доказательством того, что жизнь зарождалась именно здесь, в самой глубокой точке земного шара. В кратере вулкана, под водой, расположено озеро чистейшей расплавленной серы. В этом «котле» сера бурлит при температуре 187 градусов по Цельсию. Единственный известный аналог такого озера находится на спутнике Юпитера – Ио. На Земле больше ничего подобного нет. Только в космосе. Немудрено, что большинство гипотез о происхождении жизни из воды связаны именно с этим загадочным глубоководным объектом на просторах Тихого океана.
Гигантская 10-сантиметровая амеба— ксенофиофора
Немного вспомним школьный курс биологии. Самые простейшие живые существа – амебы. Крохотные, одноклеточные, рассмотреть их можно только в микроскоп. Достигают, как написано в учебниках, длины в полмиллиметра. В Марианской впадине обнаружены гигантские токсичные амебы длиной в 10 сантиметров. Вы можете себе такое представить? Десять сантиметров! То есть данное одноклеточное живое существо можно отлично рассмотреть невооруженным глазом. Это ли не чудо? В результате научных исследований установлено, что приобрели амебы такие гигантские для своего класса одноклеточных размеры, приспосабливаясь к «несладкой» жизни на дне морском. Холодная вода вкупе с ее колоссальным давлением и отсутствие солнечных лучей способствовали «росту» амеб, которых называют ксенофиофорами. Невероятные способности ксенофиофоров изрядно удивляют: они приспособились к воздействию большинства губительных веществ – урану, ртути, свинцу. И живут себе в этой среде, как и моллюски. Вообще, Марианская впадина – это чудо из чудес, где прекрасно сочетается все живое и неживое, а вреднейшие химические элементы, которые способны убить любой организм, не только не вредят живому, а, наоборот, способствуют выживаемости.
Здешнее дно изучено довольно подробно и не представляет особого интереса – оно покрыто слоем вязкой слизи. Песка там нет, есть только остатки измельченных раковин и планктона, которые лежат там тысячи лет, и из-за давления воды давно уже превратились в густую грязь серовато-желтого цвета. А нарушают спокойствие и размеренную жизнь дна морского лишь батискафы исследователей, спускающиеся сюда время от времени.
Обитатели Марианской впадины
Источник: wikiway.com