Ученые из Томска, Улан-Удэ и Биробиджана завершили трехлетний цикл экспедиций к термальным источникам Забайкалья. Изучив двадцать источников на обширной территории, они пришли к выводу: система «вода–порода» здесь работает не одну тысячу лет.
От описания к модели
Специалисты из Томского филиала Института нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А. Трофимука СО РАН, Геологического института им. Н.Л. Добрецова СО РАН и Института комплексного анализа региональных проблем ДВО РАН работали в Тункинской долине и Северо-Байкальском районе. В поле их внимания попали известные бальнеологические курорты — Нилова Пустынь, Жемчуг и Аршан, здравницы Дзелинда и Хакусы, а также Котельниковский источник.
Ученые отбирали пробы общего химического состава вод, включая микро- и макроэлементы, содержание органического вещества и восстановленные формы серы. Исследовался изотопный состав кислорода, водорода, углерода, серы и азота, в том числе радиоактивные изотопы углерода и водорода. Кроме того, в лабораторию попали образцы породы.
Трехлетняя работа позволила перейти от простого описания химического состава отдельных источников к построению комплексной концептуальной модели формирования термальных вод Байкальской рифтовой зоны. В ее основе — данные физико-химических расчетов и научная концепция геологической эволюции и самоорганизации системы «вода–порода», заложенная известным российским гидрогеологом профессором Степаном Львовичем Шварцевым. Суть концепции в том, что вода вода находится в постоянном взаимодействии с горными породами, в ходе которого непрерывно растворяет первичные породы и формирует новые вторичные минералы, что приводит к изменению состава самой воды на протяжении всего времени взаимодействия с горными породами.
Сера и бактерии
Атмосферные осадки проникают вглубь горных пород по трещинам и нагреваются на глубине. По мере движения от зоны питания до зоны разгрузки — выхода воды на поверхность — вода растворяет первичные минералы, накапливая химические элементы и меняя геохимическую обстановку. Как следствие, создаются благоприятные условия для образования вторичных минералов. Они формируются тогда, когда концентрация химических элементов достигает предела насыщения. При этом в систему поступают газы.
«Обнаружение кальцита, целестина и хлоритов говорит о том, что система “термальные воды–горная порода” функционирует длительное время», — пояснила кандидат геолого-минералогических наук Елена Зиппа, руководитель проекта, старший научный сотрудник лаборатории гидрогеохимии и геоэкологии ТФ ИНГГ СО РАН (цит. по: пресс-служба ТНЦ СО РАН).
Таким образом, термальная вода — это не просто случайный раствор солей, а результат развития сложной системы, где каждый компонент играет свою важную роль. Например, сера активно участвует в геохимических процессах. Исследователи подтвердили одновременное протекание двух разнонаправленных процессов: окисления сульфидов до сульфатов на глубине при температурах 100–150°C и выше и восстановления сульфатов до сероводорода вблизи поверхности под действием бактерий.
Наличие сероводорода определяет лечебный профиль источника. Понимание природы его происхождения — растворяется ли он в виде газа с глубины или активно производится бактериями у поверхности — очень важно для оценки стабильности химического состава вод и перспектив развития здравниц.
Кстати
В планах ученых — детально изучить процессы растворения и осаждения в системе «вода–порода». Это поможет понять, как меняется состав воды при взаимодействии с горными породами. Кроме того, исследователи намерены изучить роль свободных газов и их влияние на взаимодействие воды с породой и состав терм в целом. Исследование выполняется при поддержке Российского научного фонда.
Врезка
Вода постоянно взаимодействует с горными породами, она непрерывно растворяет первичные породы и формирует новые вторичные минералы.
Подписывайтесь на АиФ в  MAX
|
