Подземная гидросфера

Подземные воды - самое уникальное и ценное вещество на Земле, потому что подземные воды участвуют во всех геохимических процессах Земли во внутренних оболочках.

Гидросфера - водная оболочка Земли, объединяющая воды мирового океана, подземные воды и поверхностные воды суши.

Наибольший объем в гидросфере занимает доля мирового океана(94,2%, возобновление запасов-2,5 тыс лет), наименьший речные воды (0,0001,12-15 суток). Быстрее всего возобновляются пары атмосферы (8-10 суток, 0,0008%), дольше всего подземные воды (10 тыс лет, 4%) и ледники (10 тыс лет, 1,4%)

Пресные воды Земли: Ледники-68%, подземные воды-31%, озера-0,3%, (почвенная влага-0,05%,болота,водохранилища-0,033%,атмосферная влага-0,037,речные воды-0,88)-0,7%

Состав и строение подземной гидросферы зависит от строения геологического разреза земной коры, от физических свойств и состава горной породы, от геотектонического режима, от давления в земной коре.

Строение подземной гидросферы

В зависимости от условий залегания ПВ и их движения гидрогеологический разрез Земли в обобщенном виде можно представить следующим образом(сверху вниз)

1)зона аэрации (буферный слой) 2)криолитозона 3)зона полного насыщения(ЗПН)4)зона ПВ в надкритическом состоянии.

1) Зона аэрации между атмосферой и гидросферой, мощность которой изменяется от первых см, м на равнинных участках до 200-250 м на расчлененных междуречных пространствах. Через эту зону происходит вертикальное просачивание по свободным порам либо атмосферных осадков, либо поверхностных вод, поэтому эта зона заполняется периодически, и является зоной неполного насыщения. В нижней части залегает горизонт капиллярной воды- зона капилярного поднятия, ниже находится зона полного насыщения.

2) Криолитозона выделяется в области распространения ММП (континенты,горы). Она охватывает часть зоны аэрации и верхнюю часть зоны насыщения. Мощность в зависимости от климатических условий от первых м до 1000-1500 м и >. Основная масса ПВ находится в твердом состоянии, кроме того в виде физически связанной воды. Свободная гравитационная вода может быть связана только с горными породами, которые находятся в талом состоянии или тогда, когда вода имеет высокую минерализацию и при отрицательных температурах не замерзает.

3) Зона полного насыщения охватывает верхнюю часть разреза земной коры от уровня первого водоносного горизонта до глубин 10-20 км. Именно на этих глубинах температура и давление водных растворов достигают критических значений(t=347-450С) В пределах ЗПН свободное пространство в горной породе - поры, трещины, пустоты - полностью заполнены свободной, гравитационной и физически связанной водой, за исключением тех участков, где могут содержаться в большом количестве газы, жидкие углеводороды и т. д.4) Нижняя часть разреза земной коры до границы с верхней мантией, мощность в пределах континентов 20-30 км и > до глубин 40-50 км. Вода в надкритическом состоянии - особый вид ПВ с температурой и давлением выше критических, а именно, т-ра выше 347-450 С, д-е=2,2-3,5*10 ⁴ кПа, газово-жидкий раствор, флюид, скорость движения молекул в нем приближается к скорости движения газов. Способность к растворению возрастает в десятки раз. Физ. свойства этой воды такие же, как у газа. Образование этой воды связано с кристаллизацией магмы и процессами термо- и динамометаморфизма. При понижении давления надкритическая вода переходит в «нормальную жидкость» или пар, это сопровождается увеличением её объема в 1,5-2 раза. Считается, что эта вода есть также и в мантии. В зависимости от давления критическая температура воды может достигать 400-450 С. Кроме того, в вертикальном разрезе земной коры по интенсивности водообмена выделяется 3 гидродинамические зоны:

1)Зона интенсивного водообмена - верхняя зона 2)Зона замедленного водообмена 3)Зона затрудненного водообмена.