Вода из великой бездны – правда или миф?

Андрей Баран
Опубликовано с разрешения автора

Библия является одной из наиболее древних книг человеческой цивилизации. Она содержит целый ряд ценных сведений о духовных, этнических, юридических и других особенностях древних народов. Она также является поучительной и пророческой книгой, содержит исторические ведомости о событиях, которые происходили до и в начале нашей эры. Рождение, жизнь и смерть Иисуса Христа, которые наиболее детально описаны именно в этой книге, и стали той эпохальной чертой, которая разделила историю человеческой цивилизации на две эпохи – до рождения Иисуса и после Него. Это нашло отображение в датировании времени. Поэтому описанные в Библии события ни в коем случае нельзя недооценивать. Эта книга также содержит сведения о природных процессах, в частности, о другом глобальном событии – природном катаклизме, который полностью изменил поверхность всей планеты – Всемирном Потопе. Так, в книге Бытие 7:11–12 написано следующее: «В шестисотый год жизни Ноевой, во второй месяц, в семнадцатый день месяца, в сей день разверзлись все источники великой бездны, и окна небесные отворились; и лился на землю дождь сорок дней и сорок ночей». Поэтому Библейский Потоп преимущественно ассоциируется с дождем, который лил на землю 40 суток. Но в цитате есть следующие слова: «… разверзлись все источники великой бездны ...» И дальше стих 7:24: «Вода же усиливалась на земле сто пятьдесят дней». То есть во время Потопа вода поднималась из земли даже дольше, чем лил дождь. Как известно, верхняя часть планеты – литосфера – является твердой оболочкой Земли. На первый взгляд кажется невероятным, что твердая планета может содержать такое количество жидкости, что полностью покроет ее поверхность. Итак, согласуются ли указанные данные исторической книги с современными геологическими и гидрогеологическими знаниями?

Общие данные

Вода содержится в атмосфере, биосфере и гидросфере. Гидросферу образуют воды, которые находятся в жидком состоянии и накапливаются в океанах, морях, озерах, реках, болотах, а также в кристаллическом состоянии – это ледники и снег.

Наибольшую массу воды в гидросфере содержит Мировой океан (океаны и моря) – по разным оценкам 1 330–1 370 млн км3. На втором месте по объемам подземные воды – 461,4–1 300 млн км3, потом идут лед и снег – 24 млн км3, потом озёра – 176,4 тыс. км3, атмосферные воды – 12,9 тыс. км3, болота – 10,3 тыс. км3, речные воды – 2,1 тыс. км3 и вода в живых организмах – 0,05–1,1 тыс. км3.1,5,7 Таким образом, всего на планете (океанах, поверхности суши и в земной коре) содержится около 1,8 млрд км3 воды, а по некоторым данным1 до 2,5 млрд км3. Это составляет около 1% массы Земли.2

О мощности гидросферы можно судить по следующим данным: наибольшая глубина Мирового океана 11 022 м; подземные воды в жидкой фазе встречаются вероятно до глубины 10–12 км, глубже и выше вода существует в пароподобном и химически связанном состоянии; мощность ледяного покрова достигает 4 км (в Антарктиде).2,5

Вода в земной коре и верхней мантии

В настоящее время выделяют следующие виды подземных вод: свободную, пароподобную, в твердом состоянии, физически и химически связанную.

Свободные воды. Среди свободных вод, которые образуют жидкую фазу пород, различают гравитационную, капиллярную и иммобилизированную.

Гравитационная вода находится в капельно-жидком состоянии в крупных, надкапиллярных порах проницаемых пород, она движется по порам и трещинам в горных породах под действием силы тяжести и способна передавать гидростатическое давление. Наиболее часто именно эта вода используется для пищевого и промышленного потребления.2,5,7

Капиллярная вода заполняет капиллярные пустоты и тонкие трещины в горных породах и под действием сил поверхностного натяжения на границе воды и воздуха поднимается выше уровня подземных вод, образуя, таким образом, зоны капиллярного насыщения. Ее формирование осуществляется не под действием гравитационных сил, а сил поверхностного натяжения. Как правило, чем меньше размер частиц пород, тем большая высота капиллярного поднятия.7 Впрочем, при сплошном заполнении капиллярных пор эта вода может передавать гидростатическое давление.2 По ряду свойств она существенно отличается от свободной гравитационной воды. Например, в наиболее мелких порах тонкодисперсных пород (глины, суглинки) замерзает только при температуре ниже –12ºС.1 В зависимости от расположения и связи капиллярной воды с гравитационной водой зоны насыщения выделяют следующие 3 их вида: подвешенные, стыковые и капиллярной каймы.5

Подвешенные капиллярные воды – это те, которые удерживаются в капиллярных порах и трещинах силами поверхностного натяжения при просачивании воды через поверхность земли. Они не достигают верхней границы грунтовых вод зоны полного насыщения. Стыковые капиллярные воды образуются в углах пор и на стыках частиц пород под влиянием капиллярных (менисковых) сил. Воды капиллярной каймы образуются при наличии грунтових вод в зоне насыщения путем капиллярного поднятия силами поверхностного натяжения в зоне аэрации. При этом верхняя поверхность капиллярных вод подвержена колебаниям вследствие смены уровня грунтовых вод.5

Иммобилизированная (вакуольная или сорбционно-замкнутая) вода образуется в замкнутых порах (вакуолях) пород в виде капельно-жидкой фазы. При механическом нарушении или разрушении каркаса горных пород эта вода преобразуется в гравитационную.2,7 По условиям формирования подобные изолированные пустоты могут быть разными: отдельные поры осадочных дисперсных горных пород, обособленные в результате цементации порового простора, отдельные микропустоты в кристаллах и минералах, закрытые (изолированные) непосредственно в процессе минералообразования, изолированные микропустоты, что формируються при остывании и уменьшении объёма магматических пород. Состав иммобилизированной воды может быть существенно разным, представленным газо-водными смесями, разными комплексами и концентрацией растворенных в воде веществ.1

Парообразная вода вместе с воздухом заполняет все не занятые водой поры и трещины в горных породах. Вода в форме пара является одной из составных частей газоподобной фазы горных пород. Водный пар, который содержится в воздухе, находится в состоянии, близком к насыщению, за исключением верхних слоев, которые претерпевают периодическое высыхание. При определенных условиях парообразная влага может конденсироваться и переходить в жидкое состояние, обуславливая увеличение влажности почв. Количество парообразной воды в горных породах обычно не превышает нескольких тысячных долей процента от массы породы.5,7 Движение молекул водного пара в зоне полного насыщения осуществляется от участков с большей к участкам с меньшей упругостью водного пара, которая зависит от влажности и температуры воздуха. При 100%-й относительной влажности воздуха, которая характерна для зоны неполного насыщения, движение водного пара осуществляется в соответствии со сменой температуры, то есть в направлении понижения температуры горных пород.1

Вода в твёрдом состоянии содержится в породах в виде рассеянных кристаллов льда или ледяных жил и прослоев, которые цементируют минеральные частицы пород превращая их в мерзлое состояние.7 Распространена в зоне многолетней мерзлоты и за ее пределами в приповерхностных слоях сезонного промерзания.

Физически связанная вода называется также молекулярной водой. Она делится на крепкосвязанную и рыхлосвязанную. Существенно, что связанные воды содержатся как в водопроницаемых породах, так и в водоупорах (глины, плотные известняки). Даже в таких, в которых свободная вода отсутствует. Физически связанные воды находятся под большим давлением молекулярных и электростатических сил или удерживаются в порах и трещинах пород силами поверхностного натяжения и отличаются рядом свойств от капельно-жидкой воды.1,2,7

Крепкосвязанная (гигроскопическая или адсорбционная) вода образуется на поверхности минеральных частиц, которым свойственна поверхностная электростатическая энергия, нерушимым слоем в несколько диаметров молекул или долей микрометра. Содержание крепкосвязанной воды в осадочных породах увеличивается с уменьшением их зернистости. В песках ее содержание составляет до 1%, в лесах до 8%, в глинах до 18%.7 Её наличие в породе незаметно для глаза.2,5

Приведенные в статье данные в очередной раз подтверждают правдивость Библии, особенно в той ее части, которая описывает Всемирный Потоп.

Возле мелкодисперсных частиц породы, помимо гидратной оболочки из крепкосвязанной воды, образуется вторая гидратная оболочка, вода, которая называется рыхлосвязанной.7 Рыхлосвязанная (пленочная) вода удерживается на частицах пород силами молекулярного сцепления, при этом наиболее крепко связывается слой воды, который прилегает к частице.2 Наличие плёночной воды заметно невооружённым глазом, поскольку породы приобретают при этом более тёмный цвет. Она может двигаться как жидкость от более толстых плёнок к более тонким, не поддаётся силе гравитации и не передаёт гидростатическое давление, является малоподвижной. Максимальное содержание плёночной воды или максимальная молекулярная влагоемкость составляет для песков 1–7%, для супесей 9–13%, для суглинков 15–23% и для глин 25–45%. При увеличении толщины пленки к моменту, когда не обеспечивается удержание её верхних слоёв, плёночная вода может переходить в свободную, пополняя гравитационную.5

Химически связанная вода – это та, которая принимает участие в кристаллическом строении минералов в виде молекул Н2О или в строении более сложных минеральных соединений в виде ОН, Н+ і Н3О+.1 Она бывает цеолитной, кристаллизационной и конституционной.

Цеолитная вода входит в состав минералов в виде молекул. Может быть удалена незначительным нагреванием без их разрушения. Примерами минералов с такой водой является опал SiO2*nH2O, анальцим Na2Al2Si4O12*H2O, нонтролит Na2Al2Si3O10*2H2O и др. Удаление (дегидратация) молекул цеолитной воды осуществляется без разрушения алюмосиликатного каркаса минерала, часто даже без нагревания до высоких температур. Её содержание может восстанавливаться в структуре минерала при изменении термодинамических условий.1,5,6

Кристаллизационная вода входит в кристаллическую решетку минералов в виде молекул Н2О. Минералы, которые содержат такую воду, называются кристаллогидратами: диоптаз Cu6[Si6O18]*6H2O, гипс CaSO4*2H2O, мирабилит Na2SO4*10H2O, бишофит MgCl2*6H2O и др.6 Содержание такой воды в некоторых минералах достигает 50% и больше. Удаление кристаллизационной воды преимущественно осуществляется при нагревании до 300–400ºС и приводит к разрушению кристаллической решетки минералов и формирования безводных модификаций этих соединений.1

Конституционная вода содержится в минералах в виде гидроксида (ОН).1 Вода выделяется только при природном или искусственном нагревании гидроксидсодержащих минералов (топаз Al2(OH,F)2[SiO4], флогопит KMg3(OH,F)2[AlSi3O10] и др.) до температуры 400–1 300ºС, что сопровождается сменой конституции минералов, например, за схемой: брусит-Mg(OH)2→MgO+H2O. Это вызывает частичное или полное разрушение первичной структуры минералов.1,6

Вода в кристаллических породах

Источниками знаний о глубинном строении земной коры и верхней мантии являются геофизические данные, магматические породы, которые извергаются из глубин, обломки (ксенолиты) других горных пород, которые магма частично выносит в приповерхностную часть и которые не успевают переплавиться, а также экспериментальные данные. Например, эксперименты О. Татла и одного из основоположников современной петрологии Н. Боуэна (1956) с плавлением гранита показали, что гранит переходит в расплавленное состояние в условиях давления водного пара 4 000 кг/см2 и температуре 640 ºС. Чтобы произошло полное расплавление гранита необходимо более 9% воды. Для частичного плавления достаточно меньшего ее количества. При 2% воды около 20% гранита переходит в расплав при тех же температуре и давлении.8 Эксперименты показали возможность растворения значительного количества воды в гранитном расплаве.9 Например, при давлении 9 000 атм и температуре 1 200º содержание воды в расплаве достигает 14,6%. Экспериментально обнаружены разные тенденции поведения воды при магматической деятельности. Например, в силикатных расплавах с ростом давления увеличивается растворимость воды, а температуры кристаллизации минералов с увеличением давления водного пара уменьшаются.3 Экспериментальное изучение поведения ряда систем в присутствии Н2О в условиях разного давления паров воды помогает объяснять ряд явлений в области магматизма.8

Посредством химических анализов устанавливается наличие воды в магматических и метаморфических горных породах, она присутствует в летучих эндогенного происхождения, фумаролах (газовых струях) и вырывается из земли в виде гейзеров (водных струй).

Количества воды только в земной коре достаточно было для того, чтобы покрыть 1,1–2,5 км слоем всю поверхность планеты, но еще намного больше её содержится в верхней мантии.

Количество воды в глубинных магматических породах обычно колеблется в пределах 0,5–2,0% (весовых), хотя иногда может достигать 6 и даже 9%.8 Среднее содержание воды в разновидностях гранита составляет 0,48–0,80% (весовых), диоритах – 0,97–1,73%, габброидах – 1,37–1,83%, перидотитах – 3,54–7,29%, пикрите – 5,10%, кимберлите – 7,85%.8 В интрузивных породах наблюдается тенденция к увеличению содержания воды в тех разновидностях, которые имеют более глубинное происхождение. В то же время эффузивные (внедряются на поверхности) породы, в общем, содержат больше воды чем интрузивные (внедряются на глубине).

Считается, что наиболее глубинное происхождение имеют такие породы как пикриты, щелочные ультрабазиты и кимберлиты – их магматические расплавы рождаются в верхней мантии на глубинах 80–180 км. Очень часто и в значительном количестве эти породы содержат ксенолиты (обломки) других пород, которые в значительной степени или полностью состоят из серпентина (Mg,Fe,Ni)3(Si,Al)2O5(OH)4, минералом, который содержит воду в виде гидроксида. Серпентин считается вторичным минералом, он образуется по оливину и ромбическому пироксену. Конечно же, переход этих «сухих» минералов в гидроксидсодержащий серпентин требует присутствия воды.8 Это одно из подтверждений присутствия воды в верхней мантии.

Считается, что источниками подземных вод являются: дегазация мантии, синтез воды в атмосфере с дальнейшей инфильтрацией в землю после выпадения осадков, попадание из космоса вместе с метеоритами5 и седиментационные воды. То есть очень глубинные части Земли рассматриваются учёными как один из вполне реальных её источников.

По разным данным среднее содержание воды в магматических горных породах составляет 1,15–1,4% (весовых).3,4 Если принять среднее содержание 1,25%, при значении средней плотности земной коры 2,77 г/см3 и воды 1 г/см3, то в одном см3 земной коры содержится 3,46% (объёмных) воды. Площадь земной поверхности составляет 510 млн км2.5 Если принять среднюю мощность земной коры за 30 км, то ее объем составит 15 300 млн км3, а объём воды, который в ней содержится, не считая гравитационных, поверхностных и атмосферных вод, – по разным данным 529,4–1 300,0 млн км3.1,7 То есть воды в земной коре достаточно, чтобы покрыть её поверхность слоем мощностью около 1,1–2,5 км. Площадь гор, высота которых превышает 1 км, занимает небольшой процент земной поверхности. Если предположить, что до Потопа не было гор выше 1 000 м, то этой воды было вполне достаточно, чтобы покрыть всю землю. Но ещё намного больше воды содержится в верхней мантии, мощность которой в десятки раз превышает мощность земной коры.5

Выводы

Вода является не только важным компонентом атмо- и биосферы, но и земной коры и верхней мантии. Она заполняет трещины, разного рода поры и пустоты среди осадочных, магматических и метаморфических горных пород, образует крепко связанные пленки, является важной составной микропустот и кристаллических решеток минералов. Принимает активное участие в превращениях минералов и горных пород, а также магматической деятельности. Её количества только в земной коре, а тем более в верхней мантии, было более чем достаточно, чтобы покрыть всю поверхность Земли. Приведенные данные в очередной раз подтверждают правдивость Библии – книги, которая, как никакая другая книга, способствовала развитию человеческой цивилизации. В частности, правдивость в той ее части, которая описывает Всемирный Потоп.

Статьи по теме

Видео по теме

Ссылки и примечания

  1. Всеволожский В.А. Основы гидрогеологии: Учебник / В.А. Всеволожский. – М.: Изд-во МГУ, 1991. – 351 с. Назад к тексту
  2. Гаттенбергер Ю.П. Гидрогеология и гидродинамика подземных вод / Ю.П. Гаттенбергер. – М.: Недра, 1971. – 184 с. Назад к тексту
  3. Даминова А.М. Петрография магматических горных пород / А.М. Даминова. – М.: Недра, 1967. – 232 с. Назад к тексту
  4. Заварицкий А.Н. Изверженные горные породы / А.Н. Заварицкий. – М.: Изд-во АН СССР, 1956. – 479 с. Назад к тексту
  5. Кононов В.М. Основы геологии, гидрогеологии и инженерной геологии / В.М. Кононов, А.М. Крысенко, В.М. Швец. – М.: Высшая школа, 1978. – 187 с. Назад к тексту
  6. Павлишин В. Мінералогія: Вступ до мінералогії. Кристалохімія, морфологія і анатомія мінералів. Мікромінералогія і наномінералогія: Підручник / В. Павлишин, С. Довгий. – К.: КНТ, 2008. – 536 с. Назад к тексту
  7. Седенко М.В. Основы гидрогеологии и инженерной геологии / М.В.Седенко. – М.: Недра, 1979. – 200 с. Назад к тексту
  8. Соловьев С.П. Химизм магматических горных пород и некоторые вопросы петрохимии / С.П. Соловьев. – Л.: Наука, 1970. – 312 с. Назад к тексту
  9. Хитаров Н.И., Кадик А.А., Лебедев Е.Е. Основные закономерности отделения воды от магматических расплавов гранитоидного состава. – Геохимия, №11, 1967. Назад к тексту

ПРИСОЕДИНЯЙТЕСЬ!

Наверх