Статья в Энциклопедическом Фонде

Круговороты воды на Земле

Нажмите, чтобы увеличить!

Круговороты воды на Земле - то же, что водообмен. Круговоротам воды посвящена огромная литература. Наиболее крупные исследования в этой области были выполнены М.И Львовичем.
В соответствии с представлениями о гидросфере как геологической системе А.Н. Павлов (1977) предложил общий круговорот воды на Земле разделять на два типа:
 Климатический круговорот. Он происходит в области между поверхностью Земли и тропопаузой. Обусловлен преимущественно метеорологическими факторами и оформлен в виде различных циркуляционных ячеек.
 Геологический круговорот. Пространственно приурочен в основном к литосфере, а также верхней мантии. Обусловлен, главным образом, геохимическими, петрологическими и тектоническими процессами.
Структура климатического круговорота изучается достаточно давно. Однако в целом для Земли дифференцированного водного баланса по большому и малым круговоротам все еще не получено. Наиболее сложным является большой круговорот. Он представляет собой водообмен между океаном и сушей и протекает по схеме: Океан ® атмосфера ® суша ® атмосфера ® океан.
Его нисходящая ветвь представлена тремя циклами водообмена: атмосферным стоком, поверхностным стоком и подземным стоком (в основном в зоне активного водообмена).
Для циклов климатического круговорота воды можно выделить две главные общие черты:
1. Одинаковое начало циклов: океан ® атмосфера ® суша, обусловливающее обязательное участие в водообмене атмосферных осадков океанического происхождения.
2. Формирование химического состава вод, участвующих в климатическом круговороте, главным образом в результате процессов растворения и выщелачивания с частичным концентрированием за счет испарения.
3. Отличаются циклы лишь завершающей стадией, приводящей во всех случаях к возвращению океанических паров в океан.
Геологический тип круговорота делится на два цикла: гидрогеологический и собственно геологический.
В гидрогеологическом цикле выделяются два этапа: элизионный и инфильтрационный. На первом этапе происходят осадконакопление и тектоническое погружение, сопровождающиеся геостатически-элизионным и особенно геодинамически-элизионным водообменом, т.е. выжиманием седиментогенных вод из водоупоров (глин, соленосных толщ, известняков и т.д.) в пласты коллектора (пески, песчаники, трещиноватые известняки и т.д.). При поднятии бассейна осадконакопления в результате денудации водоупорных и водоносных слоев наступает второй этап гидрогеологического цикла - инфильтрационный, на котором метеогенные воды проникают в глубокие горизонты и постепенно заменяют воды седиментогенные. Позже эта схема была дополнена процессами, связанными с метаморфизмом погружающихся пород и гидрогеологический цикл стали иногда называть литогеническим.
Наиболее важная особенность гидрогеологического (литогенического) цикла заключается в том, что поступление океанических вод на континент происходит вместе и одновременно с поступлением самих пород по схеме: океан ® морские осадки (горные породы).
В этом отношении гидрогеологический (литогенический) цикл является элементом развития континентальной коры, и его связь с климатическим круговоротом представляется естественной.
Собственно геологический цикл связывают со схемой движения океанического дна и системой конвективных потоков в верхней мантии, разработанной в теории плит. В соответствии с этой теорией океаническая кора и подстилающая ее мантия в пределах отдельных блоков каждой конвективной ячейки перемещаются как единое целое от срединных хребтов и возвышенностей к обрамляющим океаны континентам. Теория плит наиболее интересна для модели этого цикла круговорота потому, что в предлагаемом ею круговороте вещества коры и мантии можно ожидать участие морской воды.
Общими чертами двух циклов геологического круговорота воды являются:
 их начало по схеме океан ® морские осадки (горные породы),
 длительность в миллионы и сотни миллионов лет,
 сложное взаимодействие вод и пород в условиях значительных глубин. Так же как и циклы климатического круговорота, гидрогеологический и собственно геологический циклы отличаются лишь завершающей стадией, на которой можно различить два разнонаправленных этапа: этап новообразования океанической коры (НОК) и этап погружения океанической коры (ПОК).
(См. подробнее - Геологический круговорот воды на Земле. Гидросфера как геологическая система).
Литература:
1. Абрамов Л.С. Что такое круговорот воды // Круговорот воды. - М.: Знание, 1966. - С. 6-22.
2. Львович М.И. Мировые водные ресурсы и их будущее. - М.: Мысль, 1974. - 448 с.
3. Павлов А.Н. Геологический круговорот воды на Земле. - Л.: ЛО Недра, 1977. - 141 с.
4. Общая и полевая геология. Под ред. А. Павлова. - Л.: ЛО Недра, 1991. - 456 с.

Энциклопедический Фонд