Подземные воды находятся: Подземные воды — урок. География, 7 класс.

Содержание

Найден новый источник запасов воды на Земле

В мире

12 сентября 2021

Не ледяной покров, а новый источник глубинных грунтовых вод назван крупнейшим водным резервуаром на планете. Благодаря новым исследованиям стало известно об огромных объемах соленых грунтовых вод, залегающих глубоко в земной коре.

Примерно 24 миллиона кубических километров подземных вод находятся в двух верхних километрах земной коры. Это неглубокие грунтовые воды, в основном пресные. Они используются для орошения и в качестве питьевой воды. Но ниже обнаружены огромные резервуары соленой воды, замурованной скалами, этим запасам от сотен миллионов до миллиарда лет. Это почти 20 миллионов кубических километров. Такого объема хватит, чтобы заполнить около 4800 Больших каньонов. Напомним, что размер каньона такой: длина 446 км, ширина 29 км, глубина до 1800 метров.

Эти глубокие подземные воды нельзя использовать для питья или орошения, но их исследования связывают с развитием таких подземных проектов как производство водорода, хранение ядерных отходов, карбоновой изоляцией.

Эти древние воды могут не только дать представление о жизни на поверхности Земли, но и поддерживать экосистемы микроорганизмов. Предполагается, что они на 25 процентов плотнее и солонее, чем морская вода.

Большая часть этих подземных вод находится очень глубоко и часто в породах с очень низкой проницаемостью, им тяжело циркулировать к поверхности планеты.

Ученые задаются вопросом, можно ли использовать новые обнаруженные запасы воды для решения проблемы с нехваткой воды в мире? И придерживаются скептического мнения, что вряд ли стоит рассчитывать на возможное опреснение и превращение этого рассола в питьевую воду.

Но новые данные могут помочь в поисках внеземной жизни, позволяя ученым изучать среду, аналогичную той, в которой могут существовать микроорганизмы на других планетах.

Подземные организмы в основном выживают в воде и камнях, а не на поверхности воды и солнечном свете. Тем более, если есть химические вещества, которые могут в соединениях давать энергию, есть больше шансов обнаружить там микробов, которые пользуются этой энергией, чтобы выживать. И если на Марсе есть грунтовые воды, то вполне возможно, что там реально найти следы прошлой жизни.

Фото: serikbaib – istockphoto.com

Главное

Экология
Романовская: «Был период отрицания изменения климата, но мы его переросли»
Экология
Названы самые большие экологические проблемы 2022 года

Подземные воды Рязани и Рязанской области | Рязанский край

Подземные воды находятся в верхней части земной коры в жидком и парообразном состоянии, где они частично или полностью заполняют поры в рыхлых и связанных горных породах и трещины в скальных осадочных
породах. Зимой в слое сезонного промерзания вода образует лед-цемент.

На территории области с поверхности почти повсеместно залегают рыхлые водопроницаемые горные породы четвертичного возраста мощностью от 5 до 30 м, редко более, подстилаемые на ряде участков водопроницаемыми песками неогенового и мелового возраста. Залегающие ниже юрские глины (там, где они не размыты) образуют первый от поверхности региональный водоупорный слой. Каменноугольные отложения представлены чередованием пластов водопроницаемых трещиноватых известняков и практически не пропускающих воду плотных пластов кремнистых известняков, доломитов, мергелей и глин. Чередование водопроницаемых и водонепроницаемых пластов характерно и для нижележащих девонских, преимущественно карбонатных, толщ.

Часть пор в толще водопроницаемых четвертичных отложений занята капельножидкой водой, часть — воздухом, содержащим водяной пар. Это так называемая зона аэрации. В этой зоне происходит просачивание (инфильтрация) воды с поверхности. Часть этой воды потребляется растениями, часть связывается глинистыми минералами, часть просачивается вниз и на некоторой глубине полностью заполняет все поры. Таким образом, над региональным водоупором образуется первый от поверхности постоянно существующий водоносный горизонт грунтовых вод. Уровень грунтовых вод меняется в течение года: при обильной инфильтрации с поверхности он повышается, в засушливые периоды летом и при отсутствии инфильтрации зимой понижается. Глубина залегания грунтовых вод увеличивается с севера на юг от 0,5 — 5 м в Мещере до 8 -15 м и более па Среднерусской возвышенности.

Грунтовые воды пресные (минерализация 0,2 — 0,5 г/л), холодные (температура их примерно соответствует среднегодовой температуре воздуха в приземном слое). В пределах междуречий они стекают (фильтруются) в направлении долин и балок, в днищах которых происходит их «разгрузка» — высачивание на поверхность. Зимой, во время ледостава, грунтовые воды являются основным источником питания рек. В днищах долин и балок «потоки» грунтовых вод направлены вниз по течению в направлении общего уклона.

Почти вся территория Рязанской области расположена в пределах Московского артезианского бассейна, лишь самые восточные районы относятся к Волго-Камскому и Сурско-Хоперскому артезианским бассейнам.

В пределах области в зоне интенсивного водообмена выделяется пять водоносных горизонтов: касимовский, подольско-мячковский, каширский, окско-тарусский, заволжский.

Касимовский водоносный горизонт выделяется в северной части территории. Граница его распространения проходит через Спас-Клепнки — Ибердус — Гусь-Железный — Касимов — Кадом. Водовмещающие породы представлены известняками различной степени трещиноватости с прослоями мергелей и доломитов. Глубина залегания кровли водоносного горизонта от 5 — 10 до 80 м, мощность до 70 м. Водоносный горизонт напорный. Величина напора на отдельных участках достигает 90 м. Подстилается водоносный горизонт толщей глин. Воды пресные гидрокарбонатно-кальциевые с минерализацией 0,2 — 0,4 г/л.

Подольско-мячковскии горизонт распространен в северной части области по линии Рязань — Шилово — Сасово, приурочен к известнякам и доломитам мячковского и подольского горизонтов московского яруса среднего отдела каменноугольной системы. Глубина залегания водоносного горизонта меняется от 2 м в долинах рек до 180 м в пределах Владимирско -Шиловского прогиба (ось прогиба проходит по линии Тума — Шилово). Перекрывающими толщами па севере являются глины, залегающие в основании касимовского горизонта, южнее — юрские глины. Мощность водоносного горизонта от 2 до 50 м. В долине Оки подольско-мячковский водоносный горизонт гидравлически связан с грунтовыми водами (подрусловыми, пойменными). В подошве водоносного горизонта обычно залегают глины каширского горизонта московского яруса среднего карбона. Водоносный горизонт напорный. В долинах рек пьезометрический уровень устанавливается па отметке до + 10 м, а на междуречьях — на глубине до 80 м. Минерализация 0,3 — 0,5 г/л. Воды гидрокарбонатные и гидрокарбонатно-сульфатно-кальциево-магниевые.

Каширский водоносный горизонт распространен в юго-западной части области к северу от линии Захарово — Старожилово — Песочня -Большие Можары и далее по южной границе области. Водовмещающими породами являются трещиноватые известняки и доломиты каширского горизонта московского яруса среднего отдела каменноугольной системы. Глубина залегания горизонта составляет от 50 до 180 м, мощность от 10 до 70 м. Водоносный горизонт по южной его периферии перекрыт мезокайнозойскими отложениями, в том числе водопроницаемыми песками и песчаниками, а к северо-востоку — глинами каширского горизонта. В подошве водоносного горизонта залегают верейские глины. Водоносный горизонт напорный, с глубиной залегания уровня в долинах от +10 м, на междуречьях до 60 м. Дебиты — от 1 л/с на междуречьях до 40 л/с в долинах. Минерализация воды 0,3 — 0,5 г/л, состав гидрокарбонатно-кальциевый. Минерализация увеличивается по мере погружения горизонта на северо-восток, состав воды при этом становится гидрокарбонатно-сульфатным и сульфатно-хлоридным. Каширский водоносный горизонт — один из основных водоносных горизонтов, широко используемых в хозяйственно-питьевых и промышленных целях.

Окско-Тарусский водоносный горизонт распространен почти на всей территории области, кроме юго-западных районов. Глубина его залегания увеличивается с юго-запада на северо-восток области в направлении Владимирско-Шиловского прогиба от 5 до 300 м и более. В пределах Окско-Цнинского вала кровля водоносного горизонта залегает на глубине около 100 м. Мощность горизонта 40 — 50 м. В кровле водоносного горизонта залегают верейские глины, в подошве — глины тульского горизонта визейского яруса нижнего отдела каменноугольной системы. Водовмещающими породами являются трещиноватые известняки и песчаники окского надгоризонта визейского яруса нижнего отдела каменноугольной системы. Водоносный горизонт напорный, от 30 — 40 до 150 м (к северу от Рязани).

В зоне выклинивания горизонта на юго-западе области воды гидрокарбонатно-кальциевые, пресные, с минерализацией от 0,3 до 0,6 г/ л. По мере погружения горизонта на северо-восток минерализация увеличивается до 1 — 4 г/л.

Заволжский водоносный горизонт имеет повсеместное распространение, однако лишь на юго-западе области при неглубоком его залегании находит практическое применение. Водовмещающие породы -трещиноватые известняки и доломиты с прослоями гипса и глин, относящиеся к заволжскому горизонту турнейского яруса нижнего отдела каменноугольной системы. Мощность горизонта 40 — 80 м. Перекрывающие толщи на юго-западе области — неогеновые и четвертичные водопроницаемые отложения; северо-восточнее водоносный горизонт погружается под толщу более молодых каменноугольных и мезокайнозойских отложений. Горизонт напорный. Величина напора 50 — 140 м. К югу от линии Кораблино — Сапожок воды пресные, с минерализацией до 0,9 г/л, гидрокарбонатно-кальциевые, севернее — солоноватые, гидрокарбонатно-сульфатные и сульфатно-хлоридные.

Родники. На склонах речных долин, балок, оврагов, у подножий надпойменных террас отмечаются многочисленные выходы грунтовых и межпластовых безнапорных вод. На картах-планах землепользования масштаба 1:10000, изданных институтами Центргипрозем и ВИСХАГ в 1982 г., на территории области учтено 304 родника, относящихся к бассейнам 64 рек. Режим их действия не изучен. В действительности родников значительно больше. Необходим кадастр родников с характеристикой их современного состояния и рекомендациями по их охране.

Что такое подземные воды? | Live Science

Когда вы совершаете покупку по ссылкам на нашем сайте, мы можем получать партнерскую комиссию. Вот как это работает.

На этой диаграмме земля ниже уровня грунтовых вод (синяя область) насыщена водой. «Ненасыщенная зона» над уровнем грунтовых вод (зеленоватая область) все еще содержит воду, но не полностью насыщена водой. На двух рисунках в нижней части диаграммы крупным планом показано, как вода хранится между частицами подземных пород.
(Изображение предоставлено Геологической службой США.)

Немногие природные ресурсы столь же важны или невидимы, как подземные воды. Несмотря на то, что они существуют почти повсюду в мире, мало кто понимает, что такое подземные воды и насколько важны эти обширные резервуары подземных вод для современной жизни.

«Подземные воды — это любые воды, находящиеся в водоносных горизонтах под поверхностью земли», — сказал Стивен Филлипс, гидролог из Геологической службы США в Сакраменто, штат Калифорния. В то время как часть воды, выпадающей в виде осадков, направляется в ручьи или озера, а часть используется растениями или испаряется обратно в атмосферу, большая ее часть просачивается под землю.

В океанах содержится около 97 процентов воды Земли, но она, конечно, не пригодна для питья. Около 2 процентов замерзает на полюсах или в ледниках. По данным Национального управления океанических и атмосферных исследований (NOAA), из оставшегося 1 процента почти все — около 96 процентов — это подземные воды. Остальная часть нашей пресной воды находится на поверхности в ручьях, озерах, реках и водно-болотных угодьях.

Согласно данным Геологической службы США (USGS), подземные воды могут находиться у поверхности земли или на глубине до 30 000 футов. «Уровень грунтовых вод» — это уровень под поверхностью, где находится насыщенная водой почва и горная порода; над уровнем грунтовых вод находится ненасыщенная почва — хотя эта почва влажная, она также содержит воздух.

Движение подземных вод

Поскольку это невозможно увидеть и трудно измерить, с подземными водами связано множество мифов. Широко распространено мнение, например, что подземные воды текут подобно подземной реке: хотя есть несколько мест с большими подземными промежутками, где вода может течь быстро, они очень редки.

Однако подземные воды движутся, и обычно они текут вниз под действием силы тяжести, поскольку естественное пополнение происходит в горах, сказал Филлипс. По данным Environment Canada, в зависимости от плотности горных пород и почвы, через которые проходят грунтовые воды, они могут ползти со скоростью всего несколько сантиметров за столетие. В других районах, где скалы и почва более рыхлые и проницаемые, грунтовые воды могут перемещаться на несколько футов в день.

Более пористая порода, такая как известняк, песчаник и гравий, имеет бесчисленное множество небольших пространств, которые могут удерживать воду. Некоторые из крупнейших в мире водоносных горизонтов — обширные подземные резервуары подземных вод — находятся в регионах с такими пористыми породами.

Подземные воды также можно найти в регионах, где коренная порода состоит из более плотного материала, такого как гранит или базальт, если эта коренная порода треснула или раскололась. По словам Филлипса, плотный непроницаемый материал, такой как глина или сланец, может действовать как «водоупор», то есть слой породы или другого материала, который почти непроницаем для воды. Через такой материал вода может двигаться, но очень медленно (если вообще).

Когда водоносный горизонт находится под водоупорным слоем, давления на грунтовые воды может быть достаточно, чтобы вытеснить воду из любой скважины, пробуренной в этом водоносном горизонте. Такие скважины называются артезианскими.

Грунтовые воды могут находиться под землей миллионы лет. Испытания древней подземной воды, капающей из трещин в глубокой шахте, показали, что возраст жидкости составляет от 1,1 до 2,7 миллиарда лет.

Качество подземных вод

В то время как качество поверхностных вод меняется из-за эрозии, стока, загрязнения, растительных остатков, отходов животноводства и других возможных загрязнителей, качество подземных вод, как правило, более стабильно. А поскольку грунтовые воды обычно медленно движутся сквозь горные породы, они очищаются от многих загрязняющих веществ, в том числе от некоторых бактерий и вирусов. Эти факторы делают подземные воды важным источником питьевой воды.

Это, однако, не означает, что подземные воды не могут быть загрязнены: во всем мире есть много случаев, когда важные ресурсы подземных вод (и запасы питьевой воды) были уничтожены вторжением соленой воды (особая проблема в прибрежных районах), биологическими загрязнителями, такими как как навоз или сброс из септика, а также промышленные химикаты, такие как пестициды или нефтепродукты. А когда грунтовые воды загрязнены, их очень трудно восстановить.

Помимо опасений по поводу качества подземных вод, общий объем подземных вод в водоносных горизонтах также является серьезной экологической проблемой. Подземные воды являются исчерпаемым ресурсом, и даже крупные водоносные горизонты могут быть истощены, особенно во время засухи, когда водоносные горизонты не пополняются за счет осадков.

В долине Сан-Хоакин на юге Калифорнии уровень грунтовых вод снизился более чем на 150 футов (46 метров) во время сильной засухи в штате 1976–1977 годов. Этот сценарий повторился во время последующих засух.

«Мы наблюдаем значительную потерю запасов в водоносном горизонте Центральной долины в Калифорнии», — сказал Филлипс. «Оно превратилось из озера в южной части долины Сан-Хоакин в место, где уровень грунтовых вод находится на 500 футов [152 м] ниже поверхности».

Потери подземных вод

Чрезмерное откачивание грунтовых вод может привести к понижению уровня грунтовых вод; в тяжелых случаях, когда потребность в откачке высока, а пополнение водоносного горизонта происходит медленно, уровень грунтовых вод может упасть настолько низко, что окажется ниже глубины колодца. Когда это происходит, колодец «высыхает», и вода не может быть удалена до тех пор, пока грунтовые воды не восстановятся, что в некоторых случаях может занять сотни или тысячи лет. Снижение уровня грунтовых вод также уменьшает приток воды в озера, реки и ручьи.

«Подземные воды являются важным экологическим ресурсом как для животных, так и для нас, и у нас уже были серьезные проблемы во многих районах, где большие источники воды для диких животных — в частности, для водоплавающих птиц — высохли», — сказал Филлипс.

Важность сохранения ресурсов подземных вод подчеркивается количеством мест, которые зависят от подземных вод для питья, промышленных целей и других нужд. Техас получает почти 60 процентов воды из подземных вод; во Флориде подземные воды обеспечивают более 90 процентов пресной воды штата. По данным Геологической службы США, на Центральную долину Калифорнии, ориентированную на сельское хозяйство, приходится 20 процентов всего забора подземных вод в стране.

Но в этих и многих других штатах ресурсы подземных вод находятся под угрозой из-за конкурирующих интересов, от сельского хозяйства и добычи полезных ископаемых до частных домов с колодцами с питьевой водой на территории.

Например, водоносный горизонт Огаллала — огромный резервуар подземных вод площадью 174 000 квадратных миль (450 000 квадратных километров) — находится под Великими равнинами, простираясь от Южной Дакоты до Техаса. Огаллала обеспечивает почти одну треть сельскохозяйственных подземных вод Америки, но к 2010 году было использовано около 30 процентов подземных вод этого водоносного горизонта.

Некоторые части водоносного горизонта Огаллала в настоящее время пересохли, а уровень грунтовых вод в других районах снизился более чем на 300 футов, согласно Совету по развитию водных ресурсов Техаса. Эти потери подземных вод не только имеют серьезные последствия для сельскохозяйственного производства и региональной экономики, они также могут оказать существенное и непосредственное влияние на более чем 1,8 миллиона человек, которые зависят от водоносного горизонта Огаллала в качестве источника питьевой воды.

«Хотя глубоко под землей все еще много грунтовых вод, чем дальше вы идете, тем соленее и соленее они становятся», — сказал Филлипс.

Дополнительный отчет Марка Лалланиллы.

Дополнительные ресурсы

Геологическая служба США отслеживает использование подземных вод в Соединенных Штатах.
Служба наблюдения за подземными водами Геологической службы США предоставляет информацию примерно из 850 000 колодцев с подземными водами, собранных за последние 100 лет.
U.S. Water Monitor – это ежедневный отчет о состоянии воды, в котором обобщается федеральная информация о воде.

Следите за Бекки Оскин @beckyoskin . Подписывайтесь на LiveScience @livescience , Facebook и Google+ .

Бекки Оскин освещает науки о Земле, изменение климата и космос, а также общие научные темы. Бекки была научным репортером в Live Science и The Pasadena Star-News; она работала фрилансером в New Scientist и Американском институте физики. Она получила степень магистра геологии в Калифорнийском технологическом институте, степень бакалавра в Университете штата Вашингтон и диплом о высшем образовании в области научного письма Калифорнийского университета в Санта-Круз.

Подземные воды необходимы

Доктор Дэвид Л. Стрейер

Эколог пресноводных ресурсов

1 марта 2009 г.

Немногие экосистемы на нашей планете столь загадочны и непонятны, как подземные воды. Несмотря на то, что 60 процентов жителей округа Датчес каждый день пьют грунтовые воды, и все мы едим пищу, орошаемую грунтовыми водами, очень немногие знают, откуда они берутся, куда уходят и что грунтовые воды полны жизни. Из-за того, что мы плохо информированы о подземных водах, мы не всегда разумно распоряжаемся этим ценным ресурсом.

Все подземные воды возникают в виде дождевой воды или талых вод, которые впитываются в землю. Хотя люди могут представить себе бурные подземные реки, подземные воды обычно медленно просачиваются между песчинками или сквозь трещины в скале. Только в районах известняковых скал, где распространены пещеры, подземные воды часто протекают по каналам подземных ручьев.

Там, где вода в реке или ручье может проходить пять или 10 миль в день, суточный расход подземных вод измеряется в дюймах и футах. Это означает, что глубокие грунтовые воды могли образоваться из-за снега, выпавшего, когда мастодонты бродили по Северной Америке. Это также означает, что если мы перекачиваем или загрязняем подземные воды, может пройти много столетий, прежде чем загрязнение будет смыто или водоносный горизонт снова наполнится.

Тот факт, что подземные воды, которые мы пьем, должны проходить через наши дворы, поля и дороги, прежде чем достичь наших колодцев, должны заставить нас очень осторожно относиться к ландшафту. Некоторые загрязнители прочно удерживаются в почве или уничтожаются почвенными бактериями, прежде чем они достигают наших колодцев, но другие загрязняющие вещества попадают в наши колодцы в неизмененном виде.

Следите за тем, что вы наносите на лужайку

Краткий урок: не кладите на лужайку или поле то, что вы не хотите, чтобы вытекало из крана, из которого будете пить вы или ваши внуки. Здесь, на северо-востоке, наши подземные воды обычно загрязнены избытком соли (из-за дорожной соли), бензином из протекающих резервуаров для хранения, нитратами (из сточных вод и удобрений) или промышленными химикатами, такими как тетрахлорэтен, который загрязнил колодцы на юге Датчесса. После загрязнения подземные воды трудно очистить, а найти альтернативные источники воды для замены загрязненных колодцев обычно дорого и неудобно.

Подобно тому, как вода течет в землю с поверхности, подземные воды выходят обратно на поверхность в виде родников или просачиваний. Эти подземные воды поставляют большую часть воды, которая течет в наших ручьях в засушливые периоды, поэтому ручьи продолжают течь еще долгое время после последнего дождя.

Поскольку глубина грунтовых вод имеет среднюю годовую температуру, эти входы поддерживают потоки достаточно прохладными, чтобы поддерживать форель в течение лета, и достаточно теплыми, чтобы не замерзнуть зимой. Если мы будем качать слишком много подземных вод из наших колодцев, уровень грунтовых вод упадет, а родники и небольшие ручьи высохнут и исчезнут. Это уже произошло на больших площадях Великих равнин и засушливого Запада в результате чрезмерной откачки. Таким образом, подземные и поверхностные воды (ручьи, озера) не являются отдельными, а частью единой гидрологической системы.

Самое удивительное, что грунтовые воды не стерильны, а полны жизни. Подземные воды у поверхности земли или в известняковых породах содержат богатое разнообразие особых животных, не встречающихся в поверхностных водах, включая крошечных ракообразных, червей и улиток; в водоносных горизонтах Техаса водится даже крошечный слепой сомик по имени Сатана.

Глубокие подземные воды содержат только бактерии, но эти бактерии могут жить на необычайной глубине и выживать в крайне негостеприимных условиях. Ученые обнаружили специализированные бактерии на глубине трех миль под поверхностью Земли, счастливо живущие при 140 градусах по Фаренгейту без кислорода, и мы еще не знаем, насколько глубоко простирается экосистема подземных вод.

Подземные воды являются одновременно чрезвычайно ценным ресурсом и интересной экосистемой, знакомой частью нашей повседневной жизни и темным местом с едва знакомыми нам обитателями.