Круговороты подземных вод в земной коре (1093565), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

За время существования впадины осадочными породами при седиментации захвачено более 40.7·1020 г свободных и физически связанных вод. Из них 7.4·1020 г сохранились до настоящего времени. Большая же часть (33.3·1020 г) в ходе эволюции впадины выделилась и поступила обратно в океанические и морские акватории (табл.3). В пределах Северного и Среднего Каспия составляющие баланса невелики и сравнительно близки друг другу. Резко выделяется Южный Каспий, на долю которого приходится примерно 2/3 массы подземных вод. В осадочной толще Южной мегавпадины Каспия за 185 млн лет эволюции было аккумулировано 24.9·1020 г свободных и физически связанных подземных вод. В процессе развития бассейна 19.6·1020 г возвращено обратно, причем 6.2·1020 г из них приходится на последние 5 млн лет.

Если распределить всю массу воды, выделившуюся из верхнего этажа осадочной толщи Южного Каспия, на площади современного Каспия, то за 5 млн лет должен был образоваться слой мощностью 1.68 км. Расчет носит, конечно, условный характер, так как в действительности в течение рассматриваемого отрезка времени Каспий имел иную, чем в современную эпоху, площадь акватории, иногда большую, а иногда меньшую.

Попробуем также оценить суммарный подъем уровня Каспия за то же среднеплиоцен-четвертичное время. Для этого были использованы кривые изменения уровня Каспия, построенные Ю.Г.Леоновым с коллегами по сейсмостратиграфическим данным [7]. Было зафиксировано 23 достаточно длительных этапа подъема уровня продолжительностью от 20 до 600 тыс. лет, с амплитудой от 10 до 580 м.

Суммарная величина всех подъемов уровня Каспия за 5 млн лет равна 1.8 км, т.е. достаточно близка к слою подземных вод, выделившихся из среднеплиоцен-четвертичных отложений только Южной впадины за тот же период.

Но необходимо иметь в виду несовпадение акваторий бассейна Каспия в прошлом и настоящем. Кроме того, источником свободных и связанных вод осадочного чехла Каспия могут быть и потоки, часть которых захоранивается в процессе эволюции осадочного бассейна и таким образом уже входит в водный баланс моря. И наконец, рассматриваемые колебания уровня имеют макрохарактер, а многочисленные микроколебания, длительностью от нескольких до десятков лет, зависящие не только от климатических, но и других факторов, в том числе и разгрузки подземных вод осадочного чехла, в расчетах не учитываются.

Если допустить существование общепринятого седиментогенного режима в Каспийском бассейне, то средние темпы выделения подземных вод из верхнего этажа осадочной толщи Южного Каспия за последние 5 млн лет должны составить 0.1·1015 г/год. Однако как недавно показал В.И.Дюнин, в современных осадочных бассейнах вертикальные массопотоки подземных вод преобладают над горизонтальными, что мы, по-видимому, и наблюдаем в пределах Каспия.

Высокой скоростью осадконакопления в Южной котловине Каспия объясняется разуплотнение глинистых пород уже на сравнительно небольших (~2 км) глубинах и формирование аномально высоких пластовых давлений, создающих своеобразный гидродинамический режим осадочной толщи. В осадочном чехле Каспия в отличие от других подобных районов зона разуплотнения пород существует и на больших глубинах. Она установлена в Южной котловине на глубинах 7-13 км [8]. Средняя ее мощность ~4 км, а при 10% пористости эта область должна содержать ~0.6·1020 г воды, что близко к массе воды в современном Каспии. По-видимому, это и есть тот резерв, который при благоприятных условиях может разгружаться в акваторию Каспия. Масса же этих вод на четыре порядка больше массы воды, определяющей ежегодный подъем (начиная с 1978 г.) моря (1.1·1016 г/год).

Какие же выводы можно сделать из приведенных наблюдений и расчетов? Подземные воды, выделяющиеся из осадочного чехла Южного Каспия, вносят определенный вклад в подъем его уровня. Но скорее всего они только одна из многих составляющих. Полностью объяснить подъем уровня в течение длительного времени они все же не могут.

Подводя итог всему вышесказанному, отметим, что масса подземных вод в земной коре достаточно велика, и они с разной скоростью участвуют в постоянном круговороте. Обычно в научной и особенно научно-популярной литературе рассматривают круговорот подземных вод зоны активного водообмена (гидрогеологический в нашей классификации), с которым связаны как проблемы водоснабжения, так и развитие большинства экзогенных геологических процессов. Но оказывается, что не меньшее значение имеют и массопотоки подземных вод более глубоких горизонтов. При определенных тектонических процессах они могут приводить к поступлению значительных масс воды в моря, регулируя (в случае замкнутости последних) их уровень, как это возможно происходит на Каспии.

Характеристики

Список файлов реферата