Вода, рвущаяся вверх

Почему появляются воды, стремящиеся вопреки своей природы течь не вниз, а подниматься вверх? Ответ на этот вопрос удалось получить тогда, когда геологи сумели изучить строение земной коры. Мы уже знаем, что породы в земле образуют пласты, которые следуют друг за другом: песок сменяет глину, глина — гравий или галечник, потом опять следует пласт глины и т. д. Эта стройная картина часто нарушается из-за странностей нашей планеты. Скорее не странностей, а ее природы. Вот из-за нее земная кора постоянно приходит в движение. Мы уже знаем, что это движение может прежде всего вызывать наклоны пластов. Но не только их наклоны. Оно может сгибать их в складки, разрывать и перемещать пласты. В горных районах движение земной коры особенно интенсивно. На равнинах складки пологие, а в горах — крутые. Во многих случаях вершины складок более интенсивно размываются водой, и поэтому на таких участках на поверхность выходят как бы срезанные по вертикали пласты то песка, то глины.

Рис. 26. Артезианские воды

А — так образуются артезианские воды (а, б — пути поступления воды 8 глубь земной коры); Б — области питания

Особой их чертой является то, что они быстро погружаются в недра земной коры. Получается своеобразная чаша, которая может легко заполняться водой с поверхности (на местах выходов крыльев), как это показано на рис. 26, А. Диаметр таких «чащ» может достигать сотен и даже тысяч километров.

Тысячелетиями вода инфильтруется в пласты, «обнажающиеся» на крыльях. Она постепенно заполняет полностью пространство между глинами (водоупорами).

Если сделать колодец или пробурить скважину в середине «чаши», то, естественно, вода будет подниматься в зависимости от высоты воды в крыльях, или, точнее, от напора, создаваемого ее массой над «потоком» или поверхностью верхнего водоупора. Это хорошо видно из рис. 26,А.

В зависимости от положения колодца или скважины может быть получена фонтанирующая или просто поднимающаяся над напором вода. Фонтанирующие скважины иногда представляют собой незабываемое зрелище. Поднимающиеся струи с силой вырываются из обсадной трубы на метры, а иногда на десятки метров.

В большинстве случаев она просто поднимается внутри обсадной трубы на высоту 2-10-50 м над поверхностью вскрытого напорного водоносного горизонта. Чем глубже «чаша» или как говорят геологи, синклиналь (от греческого слова, обозначающего склоны противоположных гор), тем больше напор В такой синклинали может быть один, два, три и более водоносных горизонтов, обладающих напором. Так образуются напорные или артезианские бассейны, представляющие собой сочетание водоносных слоев с водоупорами.

Участки на крыльях, откуда поступает вода в «чашу», назвали областями питания, а там, где напорные воды могут выходить на поверхность в виде естественных источников, — областями разгрузки, или дренажа.

Обнаружение существования напорных, или артезианских, вод стало великим достижением молодой гидрогеологии и создало прекрасные предпосылки для их использования на службе человечеству.

В конце XVIII и в начале XIX века в Европе началась погоня за артезианскими водами. В течение только XIX века в России были построены тысячи напорных колодцев и скважин. Из них стали получать большое количество прекрасной пресной воды, обладающей в течение года ровной температурой. Они давали неизменное количество воды и казались неиссякаемыми.