Гидрогеологические структуры дна морей и Мирового океана

Гидрогеологические структуры разделяются на:

• Субаэральные,
• Субмаринные (дно морей),
• Субокеанические (дно Мирового океана).

Рассмотрим подробнее две последние.

Субмаринные гидрогеологические структуры. Переход от континента к океану происходит через промежуточную зону, называемую подводной окраиной материка. В ее состав входит шельф, материковый склон и материковое подножие. В этой зоне имеют место сложные по строению субмаринные гидрогеологические структуры окраинных морей, кайнозойские складчатые гидрогеологические области островных дуг и островов, широко развитые, в частности в западной части Тихого океана.

Граница между дном океана и подводной окраиной материка проходит по оси субокеанических бассейнов, желобов и прогибов. Гидрогеологические структуры берега континента частично находятся на суше, частично скрыты под уровнем моря. Эти структуры называют прибрежно-шельфовыми гидрогеологическими структурами.

В пределах подводной окраины материка можно выделить субмаринные гидрогеологические массивы, напорные гидрогеологические бассейны и вулканогенные бассейны, скрытые под уровнем моря. Эти структуры находятся на подводном этапе развития и могут быть названы субмаринными. Отличительными особенностями субмаринных гидрогеологических структур являются:

• Отсутствие зоны аэрации,
• Наличие покрова рыхлых отложений с иловыми водами,
• Тесная взаимосвязь иловых вод с водами подстилающих, или коренных пород,
• Элизионная разгрузка иловых вод и линейная разгрузка по разломам глубинных вод,
• Преимущественно морской тип вод по минерализации и составу.

Наряду с субмаринными широко распространены прибрежно-шельфовые структуры. Такие структуры, хотя и разделяются берегом на субмаринную и субаэральную части, но с гидрогеологических позиций представляют собой единое целое. Их водоносные горизонты уходят от берега под уровень моря, оставаясь едиными, поскольку воды их субмариной и субаэральной частей взаимосвязаны. Все прибрежно-шельфовые структуры начинаются с примыкающей к морю суши, переходят на шельф и завершаются в пределах материкового склона.

Гидрогеология подводной окраины материка достаточно сложна и разнообразна. Здесь развиты гидрогеологические структуры материкового типа, но встречаются и субмаринные бассейны котловин, близкие субокеаническим гидрогеологическим бассейнам вод осадочного чехла.

Особое место занимают гидрогеологические структуры дна внутренних морей (Средиземного, Черного, Каспийского, Балтийского и других). Здесь встречаются как структуры, полностью скрытые под уровнем моря, так и частично выходящие на сушу. Последние можно назвать полуморскими (семи-маринными) структурами. Эти структуры, разделяемые берегом моря на субаэральную и субмаринную части, представляют собой единое целое.

Часто встречаются подводные (субмаринные) источники вблизи побережья внутренних морей. Они имеют гидродинамическую связь с субаэральной частью гидрогеологических бассейнов. Так, подводная разгрузка карстовых вод известна в ряде точек дна Средиземного (на глубинах до 120 – 170 м) и других морей.

Минерализация и химический состав вод субмаринных структур весьма различны. Иногда на значительном удалении от берега можно встретить разгрузку в дно пресных инфильтрационных вод атмосферного питания. Широко распространены соленые воды различной минерализации, даже скопления нефти и газа. В водах, например, Черного моря встречены на глубине сероводородные воды, а в отдельных случаях встречены крепкие рассолы и эвапориты (субмаринные бассейны Серного и Средиземного морей).

В Средиземном море встречены многочисленные вулканогенные бассейны, как островные, так и субмаринные. Наличие действующих вулканов и сейсмичности приводит к развитию гидротермальных процессов.

Субокеанические гидрогеологические структуры. Океаны отличаются от континентов строением земной коры, гидрогеологического разреза, условиями водообмена, режимом подземных вод и т.п. Кратко эти отличия заключаются в следующем:

• Если для континентов в строении земной коры характерно присутствие гранитного слоя, то под океанами его нет, есть только базальтовый слой.
• Для континентов типично накопление терригенных, карбонатных, вулканогенных, соленосных и других пород, а для океанических – рыхлых неуплотненных осадков с иловыми водами и базальтовых эфузивов с трещинными водами.
• На континентах имеется зона аэрации, мощность которой может достигать нескольких сотен метров, в океанах зона аэрации отсутствует.
• Пресные подземные воды присущи верхним водоносным горизонтам на континентах и вовсе отсутствуют в океанах.
• На континентах имеет место водообмен подземных вод с атмосферными (метеорными), а на дне океана – с океаническими водами.
• Режим грунтовых вод суши связан с метеорологическими факторами и изменяется во времени и в пространстве. Режим подземных вод океанического дна отличается стабильностью.
• Для динамики подземных вод верхних горизонтов континентов характерен инфильтрационный режим, для нижних – литогенный, а для динамики подземных вод дна Мирового океана характерен только литогенный режим.

Основные субокеанические гидрогеологические структуры. Разрез Мирового океана состоит из трех слоев:

• Нижний (базальтовый) слой образован основными и ультраосновными породами. Его мощность измеряется несколькими километрами.
• Выше залегает второй (надбазальтовый) слой, представленный прослоями базальтовых лав и консолидированными, преимущественно глинистыми, кремнистыми или карбонатными, реже – песчаными отложениями. Мощность второго слоя достигает 1 км (реже до 5 км). Он распространен повсеместно и развит в пределах океанических платформ.
• На втором слое, а иногда – и на поверхности фундамента, располагается третий слой, представленный рыхлыми глинистыми, кремнистыми, карбонатными осадками. Мощность этой толщи составляет в Атлантическом океане – 860 м, в Тихом океане – 280 м, в Мировом океане в целом – 459 м. Мощность рыхлых осадков увеличивается в пределах окраинных желобов и прогибов вследствие сноса осадков из расположенных рядом континентов.

Средний и верхний слои образуют чехол осадочных пород и вулканитов земной коры океанического типа.

Взаимосвязь подземных вод суши и моря. Следует выделить два аспекта:

• Взаимопроникновение подземных вод суши и океана,
• Особенности развития прибрежно-шельфовых и семи-маринных гидрогеологических структур.

Выходы пресных вод на морском дне известны во многих морях – Черное море (вдоль берегов Кавказа и Крыма); Средиземное море (на берегах Франции, Италии и Балканского полуострова); Атлантическом океане; на берегах Флориды и в других местах. Эти подводные источники удалены от берега на сотни, а иногда – и на несколько километров при глубине морского дна до нескольких сотен метров. В этом случае в субмаринных бассейнах водоносные горизонты пресных и слабосолоноватых вод могут залегать под верхними водоносными горизонтами с солеными водами.

В некоторых случаях морские воды могут проникать вглубь суши на значительное расстояние. Этому способствует интенсивный отбор скважинами и через колодцы пресных подземных вод, расположенных вблизи берегов морей и океанов. Интрузия морских вод приводит к засолению горизонтов пресных вод. На берегах морей можно встретить выходы соленых источников, образовавшихся в результате смешения пресных подземных вод суши с солеными морскими водами. В береговых источниках встречаются как холодные карстовые воды (например – побережье Адриатического моря), так и горячие трещинно-жильные воды (Чукотский полуостров, остров Исландия).