Как образуются источники. Термальные источники, или горячие воды земли. Как образуются термальные источники

Как образуются термальные источники?

Геотермальными источниками считаются подземные воды, температура которых превышает более 20 градусов. Их подогрев происходит за счет магматической интрузии в районах активного вулканизма. Многие из них встречаются в районах с недавней вулканической активностью, такие воды нагреваются за счет контакта с глубинными горячими камнями.

Кроме того, существуют источники, где вулкан давно затух. Чем дальше глубина, тем выше температура горных пород, через которые продвигается и прогревается вода. Она выходит из глубины с малым сопротивлением, поэтому не успевает остывать, тем самым образуя термальный источник.

В чем польза горячих источников?

Вода в горячих источниках чистая и минеральная. В ней содержится естественный химический состав, оказывающий на организм лечебно-профилактическое действие. На основе таких источников были созданы здравницы и санатории.

Геотермальные источники способны избавить человеческий организм от многих недугов: опорно-двигательной системы, центральной нервной системы, кожных заболеваний и пр. Структура кожи после регулярного принятия термальных вод становится упругой и чистой, стимулируется выработка эластина и коллагена.

Вода термальных минеральных источников по химическому составу подразделяется на:

Сульфатно-натриевую
- хлоридно-натриевую
- гидрокарбонатно-кальциевую

Горячие источники Тюмени относятся по минерализации к хлоридно-натриевому составу. Это целебная вода, насыщенная полезными минеральными солями и другими микроэлементами, пользуется большой популярностью у российских жителей и зарубежных гостей. Температуры воды здесь на протяжении всего года остается в пределах +40-45 градусов.

Большинство приезжающих сюда туристов предпочитают посещать благоустроенный источник. Для отдыхающих организован бассейн, вода в котором постоянно обновляется, работают раздевалки и душевые, баня, спа-салон, кафе. Вы можете остановиться в одном из номеров при гостинице, в домике или туристическом вагончике.

Дикий горячий источник находится чуть подальше от Тюмени - в 30 км. Здесь отсутствуют присущие для комфортабельных мест удобства. Приезжающие сюда на отдых и оздоровление туристы устанавливают палатки, либо останавливаются в одном из городских отелей.

Компания «Золотой Компас» регулярно осуществляет . Мы приглашаем вас посетить комфортабельный загородный клуб АВАН, в котором организованы 3 бассейна: большой, массажный и детский. Ознакомьтесь с программой мероприятия и ближайшими выездами в Тюмень на нашем сайте. Перед поездкой на горячие источники рекомендуем вам проконсультироваться с лечащим врачом.

В справочной литературе приводится много вариантов классификаций источников по различным признакам (В.М. Максимов, Д.И. Пересунько, М.Е. Альтовский). Рассмотрим некоторые из них.

По времени действия. Источники подразделяются на постоянные и временно существующие. Постоянно действующие источники функционируют в течение многих лет и на одном месте. Их режим может испытывать сезонные колебания, но значительные размеры области питания позволяют им сохраняться длительное время. Поэтому дебиты постоянно действующих источников значительно выше, чем временно существующих. Последние обычно возникают в периоды инфильтрационного питания, затем их возможности постепенно иссякаю, и через какой-то период (1-3 месяца) они пересыхают.

По приуроченности к определенным типам водоносных систем. Источники могут быть образованы верховодкой, грунтовыми водами, трещинно-грунтовыми водами, карстовыми водами, артезианскими водами, водами многолетней мерзлоты, трещинно-жильными водами и водами зон тектонических нарушений, а также водами современных вулканогенов.

Рис. Эрозионный источник

водоносные известняки; 2 – водоупорные соли

Рис. Переливающиеся родники (по М.Е. Альтовскому)

Трещинно-грунтовые воды. Источники, приуроченные к зоне выветривания магматических и метаморфических пород, могут иметь как нисходящий, так и восходящий характер. Дебиты источников заметно растут на участках, где трещиноватость выветривания усиливается трещиноватостью тектонических разломов.

Карстовые воды. Источники этой группы могут быть также нисходящими и восходящими. Условия образования этих источников весьма разнообразны, так как они связаны с породами, имеющими хорошо разветвленную сеть каналов, пустот и трещин (карбонатные, гипсоносные и соленосные породы). Среди карстовых источников различают перемежающиеся, постоянные и субмаринные, или эжекторные. Перемежающиеся источники отличаются резким непостоянством дебита. Они действуют по принципу сифона, и их производительность колеблется от очень значительной до весьма малой. Постоянные источники связаны с наиболее обводненной зоной карста, где распространены каналы, пещеры, подземные реки и озера. В этой зоне формируются самые крупные источники мира с дебитом до 10-20 м 3 /с. Производительность потоков карстовых вод подвержена значительным сезонным колебаниям. Субмаринные источники приурочены к подземным карстовым каналам, залегающим ниже уровня моря. Режим их действия зависит от соотношения давления, которое создается в канале и в головках источника. Если давление воды в канале превышает давление над головками источника, создается эжекторный эффект, и воды разгружаются в море. При обратном соотношении напоров происходит засасывание морских вод в канал. Этот эффект называется «морской мельницей». В этом случае соленые морские воды могут образовывать источники выше уровня моря.

Рис. Перемежающийся родник

Артезианские воды. Источники этой группы являются обычно восходящими. Они выходят в понижениях рельефа: долинах рек, котловинах озер, на дне оврагов и балок, на морских побережьях. Особенно велик перепад гидростатических давлений в пластах создается на участках предгорий, где область питания приподнята на многие сотни метров выше области разгрузки. Поэтому в предгорьях образуются наиболее мощные и фонтанирующие источники с дебитами десятки и сотни литров в секунду.

Подземные воды мерзлой зоны литосферы. Источники мерзлой зоны могут быть образованы тремя типами вод: надмерзлотными, межмерзлотными и подмерзлотными. Надмерзлотные источники связаны с деятельным слоем и таликами (подрусловыми и подозерными). Существование жидких вод в деятельном слое ограничено коротким теплым сезоном. В холодный период года Надмерзлотные источники исчезают, так как воды деятельного слоя промерзают, образуя бугры пучения и малые наледи. Наибольшее протаивание подрусловых и подозерных таликов происходит в сентябре. Это время наибольшей активности надмерзлотных источников. В холодный период года эти талики, как правило, промерзают, и деятельность источников прекращается.

Межмерзлотные воды встречаются в разрезе, сложенном так называемой слоистой мерзлотой. Межмерзлотные воды относятся к напорным, а источники, образующиеся при их разгрузке, - к восходящим и постоянно действующим. В зимний период на месте их выхода возникают наледи. Также восходящими и постоянно действующими являются источники, питаемые подмерзлотными водами. Эти источники способствуют появлению крупных наледей. Подмерзлотные источники установлены в долинах крупных рек (Нижняя и Подкаменная Тунгуска), их воды имеют высокую минерализацию и нередко отрицательную температуру.

Трещинно-жильные воды. В глубоких тектонических зонах возможно развитие циркуляционных систем, в которых одни трещины выполняют роль поглощающих, а другие – выводящих. При проникновении инфильтрационных вод на глубину нескольких километров растет температура их минерализации, они обогащаются минеральными слоями, газами и микрокомпонентами.

Рис.. Восходящий родник тектонических зон

1- восходящий источник; 2 – направление движения вод; 3 – зона трещиноватости; 4 – тепловой поток

В молодых и омоложенных складчатых областях формируются минеральные воды различного типа (азотные термы, углекислые воды и др.). С тектоническими зонами связаны многочисленные выходы пресных вод, источники которых могут быть нисходящими и восходящими.

Минеральные термальные воды современных вулканогенов. В районах современной вулканической деятельности выявлено большое количество источников минеральных и термальных вод. Чаще всего встречаются восходящие источники, но нередко и нисходящие. Особый интерес среди источников районов современного вулканизма представляют гейзеры. Впервые они были обнаружены в Исландии. В нашей стране они встречены на Камчатке. Фонтанирование гейзера происходит с определенной периодичностью (несколько часов, суток). Механизм действия гейзера следующий. В канале гейзера инфильтрационная вода образует столб, который давит на воду, скопившуюся ранее и имеющую температуру около 100 0 С. Какое-то время эта вода не вскипает, потому что ей нужно набрать еще некоторое количество тепла. Наконец, перегретая вода бурно вскипает и фонтаном выбрасывается на поверхность. Продолжительность извержения горячей воды, как и подготовки к фонтанированию, у каждого гейзера разная.

По генезису . По происхождению источники разделяют на естественные и искусственные. Наиболее широко распространены естественные выходы подземных вод на земную поверхность. Искусственные выходы образуются в результате инженерно-хозяйственной деятельности человека. Примерами таких водопроявлений могут быть источники, образовавшиеся в нижней части бьефа плотин, возникшие на полях орошения, участках сброса дренажных вод, прорыва водопроводной сети, в местах устройства баражных сооружений и т.д.

По величине дебита. Диапазон колебаний дебита источников, известный в мировой практике, огромен: от долей кубических сантиметров до десятков кубических метров в секунду, т.е. максимальный дебит, по крайней мере, в 10 млрд раз больше минимального. Гигантские выходы подземных вод на земную поверхность (более 1 м 3 /с) наблюдаются в закарстованных массивах и молодых вулканогенах. Крупные источники с дебитом 10-100 л/с характерны для горных областей. Этому способствует сильно расчлененный рельеф, особенно глубокие эрозионные врезы и уступы. Нередко источники с такой производительностью встречаются и в равнинных областях, у подножья речных и морских террас.

В практике гидрогеологических обследований расход естественных водопроявлений, как правило, изменяется в диапазоне 0,1-2,3 л/с. Статически это примерно 70-80% от числа наблюдаемых родников; они обычно являются репрезентативными, т.е. характеризуют определенную гидрогеологическую обстановку, легко опробуются, а результаты их опробования хорошо интерпретируются. Слабые проявления подземных вод на земной поверхности, т.е. рассеянные выходы, мочажины, заболачивания, переувлажнения почв, фиксируются как места разгрузки подземных вод и практического значения не имеют.

Слово «бальнеология » означает «наука о купании».
В настоящее время под бальнеологией понимается та часть науки о курортах, которая изучает происхождение минеральных источников, их физические и химические свойства, технические приспособления для лечебного использования их, физиологичен ские основы влияния Минеральных вод на организм, клиническое течение заболеваний после внутреннего и наружного использования минеральных вод.

Бальнеология делится на: 1) бальнеографию, в которой дается описание и характеристика курортов и лечебных местностей; 2) бальнеотерапию - науку о внутреннем и наружном применении лечебных вод; 3) бальнеотехнику, в которой разрабатываются, технические мероприятия по устройству и оборудованию источников, ванных зданий, бассейнов, по нагреву воды и пр.

Минеральная вода отличается от обыкновенной особыми физико-химическими свойствами, температурой, запахом, цветом, вкусом и специфически физиологическим действием на организм; воду минеральных источников принято называть лечебной.

Происхождение минеральных источников и их свойства

Существовал и существует ряд теорий о происхождении лечебных вод. Самая древняя теория объясняла происхождение подземных, в том числе и минеральных, вод проникновением в почву на большую глубину атмосферных осадков, накоплением их на водоупорных пластах и последующим выходом на поверхность земли.

Сейчас установлено , что: 1) воды минеральных источников получаются из атмосферных осадков или выходят из неисследованных недр земли; 2) свою минерализацию они или приобретают в результате растворения и разложения пород, под которыми они проходят, или приносят ее из недр земли; 3) газы минеральных вод образуются при химических процессах в почве, а также появляются в результате подземной вулканической деятельности^ часть их выделяется из атмосферы при образовании осадков. Воды, образовавщиеся в недрах земли и впервые выступившие на ее поверхности, называются «ювенильными», в отличие от остальных минеральных вод, называемых «водозными», т. е. поверхностными. Большинство глубинных вод, т. е. идущих из глубоких недр земли, - смешанного типа и состоят из ювенильной и водозной воды.

Количество воды в минеральных источниках зависит от их происхождения: в одних источниках оно постоянное, в других меняется в зависимости от сезона, количества выпадающих атмосферных осадков или от вулканической деятельности в недрах земли. Количество подаваемой источником воды исчисляется в литрах в секунду или в гектолитрах в сутки. Например, Баталин-ский источник, близ Пятигорска, дает 720, гектолитров в сутки. Нарзан в Кисловодске - 1980 000 л.

Температура минеральных источников зависит главным образом от тепловых условий, которые наблюдаются в земной коре, и от средней годовой температуры данной местности. Есть источники, температура которых немного «превышает температуру замерзания (например, Дарасун в Забайкалье), в некоторых же источниках температура доходит до точки кипения (Горячеводск). В большинстве же случаев температура лечебных вод приближается к температуре ключевой воды. Те источники, температура воды «которых выше 37°, принято называть термами, т. е. теплыми. По международной бальнеологической классификации, минеральные воды в зависимости от температуры делятся на следующие группы: 1) холодные (ниже 20°); 2) умеренные, или субтермальные (от 20 до 36°); 3) теплые, или термальные (от 37 до 42°); 4) горячие, или гипертермальные (выше 42°). Воды, у которых при небольшой минерализации и малом содержании газов высокая температура, называются акротермами.

Термальные источники или горячие воды Земли – это еще один удивительный дар природы человеку. Термальные источники являются незаменимым элементом глобальной экосистемы нашей планеты.

Кратко сформулируем, что же такое термальные источники .

Термальные источники

Термальные источники — это подземные температура воды у которых выше 20°С. Отметим, что более «научно» будет говорить геотермальные источники , поскольку в этом варианте приставка «гео» указывает на источник нагрева воды.

Экологический энциклопедический словарь

Горячие источники — источники термальных вод с температурой до 95-98°С. Распространены главным образом в горных районах; являются экстремальными природными условиями распространения жизни на Земле; в них обитает специфическая группа термофильных бактерий.

Экологический энциклопедический словарь. - Кишинев: Главная редакция Молдавской советской энциклопедии. И.И. Дедю. 1989

Справочник технического переводчика

Термальные источники
Источники, с температурой значительно выше средней годовой температуры воздуха вблизи источника.

Справочник технического переводчика. – Интент. 2009 — 2013

Классификация термальных источников

Классификация термальных источников в зависимости от температуры их вод:

• Термальные источники с теплыми водами — источники температура воды у которых выше 20°С;
• Термальные источники, у которых горячие воды — источники с температурой воды 37-50°С;
• Термальные источники, у которых о чень горячие воды — источники с температурой воды выше 50-100°С.

Классификация термальных источников в зависимости от минерального состава вод:

Минеральный состав термальных вод отличается от состава минеральных. Это обусловлено более глубоким их проникновением, по сравнению с минеральными водами, в толщу земной коры. Исходя из лечебных свойств, термальные источники классифицируются таким образом:

• Термальные источники с гипертоническими водами – эти воды богатые солями, имеют тонизирующее воздействие;
• Термальные источники с гипотоническими водами – выделяются благодаря низкому содержанию солей;
• Термальные источники с изотоническими водами – успокаивающие воды.

Что же нагревает воду термальных источников до таких температур? Ответ, для большинства будет очевиден — это геотермальное тепло нашей планеты, а именно ее земной мантии.

Механизм нагрева термальных вод

Механизм нагрева термальных вод происходит по двум алгоритмам:

1. Нагрев происходит в местах вулканической активности, благодаря «контакту» воды с магматическими породами, образовавшимися в результате кристаллизации вулканической магмы;
2. Нагрев происходит благодаря циркуляции вод, которые, опускаясь в толщу земной коры более чем на километр, «поглощают геотермальное тепло земной мантии», а затем в соответствии с законами конвекции поднимаются вверх.

Как показали результаты исследований при погружении в глубь земной коры температура растет со скоростью 30 град/км (без учета районов вулканической активности и океанического дна).

Виды термальных источников

В случае нагрева вод по первому из вышеописанных принципов вода может вырываться из недр Земли под напором, образуя тем самым один из видов фонтанов:

• Гейзеры – фонтан горячей воды ;
• Фумаролы – фонтан пара;
• Грязевой фонтан – вода с глиной и грязью.

Эти фонтаны привлекают к себе много туристов и других любителей естественных красот природы.

Использование вод термальных источников

Издавна горячие воды использовались человеком в двух направлениях — как источник тепла и в лечебных целях:

• Отопление домов — например, и сегодня, столица Исландии Рейкьявик отапливается благодаря энергии подземных горячих вод ;
• В бальнеологии — всем хорошо известны Римские термы … ;
• Для генерации электроэнергии;
• Одним из наиболее известных и популярных качеств термальных вод являются их лечебные свойства. Циркулируя по земной коре воды геотермальных источников , растворяют в себе огромное количество минералов, благодаря которым и обладают удивительными целебными лечебными качествами.

Про целебные свойства термальных вод человеку известно издавна. Существует много всемирно известных терма-курортов открытых на базе термальных источников. Если говорить про Европу, наиболее популярные курорты находятся во Франции, в Италии, Австрии, Чехии и Венгрии.

При этом следует не забывать про один важный момент. Несмотря на то, что воды термальных источников могут быть очень горячими, в некоторых из них обитают опасные для здоровья человека бактерии. Поэтому необходимо в обязательном порядке каждый геотермальный источник проверять на «чистоту».

И в завершение отметим, что термальные источники, или горячие воды Земли есть жизненно важным и необходимым ресурсом для целых регионов нашей планеты и многих видов живых существ.

ДАТА СОЗДАНИЯ ПУБЛИКАЦИИ: Авг 24, 2014 13:05

В результате переполнения водоносного горизонта , вода изливается на поверхность земли в виде источников подземных вод (родники, ключи). Некоторые источники появляются только после обильных дождей и по окончании выпадения осадков быстро иссякают.

Из артезианских бассейнов ежедневно на поверхность изливаются сотни миллионов литров воды.

Источники не ограничиваются только поверхностными водами. Недавно ученые обнаружили в океанах горячие источники на глубине около 2,5 км, в основном вдоль срединно-океанических хребтов. Горячая вода (более 300 градусов по Цельсию) из этих источников богата минералами и серой, что создает уникальную экосистему, где процветает необычный и экзотический подводный мир.

Как образуются источники?

Источники подземных вод могут изливаться из различных водоносных пластов. Малых родников и ключей встречается множество.

Крупнейшие источники формируются в карстовых пустотах известняков, доломитов, заполненных подземными водами.

Там где водоносный горизонт снизу упирается в непроницаемые породы, вода движется по горизонтальным плоскостям, проникая в породы вымывая в них полости. Таким образом, получаемый поток выходит на поверхность в виде источника.

Эти процессы длятся от десятков до сотен тысяч лет.

Расход воды из родников

Количество воды из родников зависит от многих факторов, в том числе от размеров полостей в породах, давления воды в водоносном горизонте, объема весеннего стока, и количества регулярных осадков.

Деятельность человека также может влиять на объем воды из родника. в районе, при интенсивном отборе, может уменьшить давление в водоносном горизонте, понижая уровень воды в системе водоносных горизонтов, и в конечном итоге уменьшая поток из источника.

Большинство людей, вероятно, считает, что вода в родник поступает из закрытого бассейна. На самом деле, вода, находящаяся в движении под воздействием геологических, гидрологических или человеческих факторов, может создавать давление и изливаться в виде источника.

Родниковая вода может иметь цвет

Если из источника вытекает вода красного или коричневого цвета, это говорит о высоком содержании железа. Вода, соприкасаясь с различными проницаемыми породами, обогащается минералами природного происхождения присутствующими в породах, благодаря древней вулканической деятельности в этом районе.

В некоторых районах поверхностные воды содержат натуральные дубильные кислоты, попадающие из органических грунтовых пластов, а цвет веществ может появиться в источниках.

Если вода поступает в водоносный горизонт около родника, она может, не доходя до водоносного горизонта, изливаться из этого источника.

Выход сильно окрашенной воды из источников может указывать на то, что вода из крупных каналов попадает в водоносный слой без достаточной фильтрации.

Качество воды в источниках

Качество воды в локальной системе грунтовых вод, часто можно определить по родниковой воде.

Качество воды из источника может значительно варьироваться в зависимости от таких факторов, как качество воды пополняющей водоносный горизонт и тип пород, с которыми грунтовые воды находится в контакте.

Скорость движения воды в водоносных пластах влияет на количество растворенных минералов. Чем скорость ниже, тем больше времени вода находится в контакте с минералами и уносит с собой.

Качество воды также может измениться в результате смешения пресной с древней морской водой, «запечатанной в карманы» в водоносном горизонте, или с морской водой вблизи побережья.

Видя струящуюся из родника кристально-чистую холодную воду, трудно не припасть к ней. Но будьте осторожны.

Вода, проходя через проницаемые пласты, фильтруется от мусора и грязи. Если вода достаточно долго находится под землей, недостаток солнечного света вызывает гибель большинства водорослей и водных растений. Тем не менее, вирусы и бактерии не погибают под землей и растворенные сельскохозяйственные или промышленные загрязнители не удаляются.

Термальные источники

Многие термальные источники встречаются в регионах недавней вулканической активности и питаются водой, нагретой при контакте с горячими камнями на глубине.

Встречаются термальные источники и в местах, где вулканическая деятельность давно затухла. С увеличением глубины повышается температура пород, в которых медленно движется вода и нагревается.

Нагретая вода из глубины находит пути с малым сопротивлением и достаточно быстро выходит на поверхность. Вода не успевает остыть и образуется термальный источник.