Помидоры и огурцы, бананы и яблоки у Полярного круга

Как уже упоминалось, термальные воды — грандиозные источники энергии. Они как бы выносят на поверхность глубинное тепло земли, запасы которого практически неистощимы. Они могут отапливать дома, давать тепловую энергию электростанциям, снабжать теплом парники, наконец, поставлять горячую бытовую и техническую воду.

В СССР уже построена Паужетская термальная электростанция. Она получает энергию от сети скважин, у которых на выходе давление составляет 2 — 4 атм. и температура от 144 до 200° С. Она дает электроэнергию в 115 раз более низкую по стоимости, чем другие электростанции Камчатки. Некоторые источники используют для обогревания зданий на Камчатке.

На термальных водах вулканических районов построены термальные электростанции в восьми странах, дающие около 6 млрд. кВт электрической энергии в час.

Подобная станция имеется в Новой Зеландии, где температура термальной воды достигает 220° С при давлении до 25 атм. Имеются такие термальные станции в Италии, Японии, Исландии и некоторых других странах.

Рис. 31. Резервуары, собирающие термальные воды для снабжения горячей водой столицы Исландии — Рейкьявика

Интересно комплексное использование термальных вод в районе Рейкьявика (Исландия). Здесь первая скважина для получения горячей воды была пройдена еще в 1928 г. в 3 км от города. Сейчас уже пробурены 23 скважины глубиной от 770 до 2200 м. Общее количество воды, получаемой из них, составляет 400 л/с, средняя температура ее 130° С.

Вода поступает в сборный коллектор, откуда она перекачивается по трубам в большие круглые резервуары на высоком холме, возвышающемся над городом (рис. 31). Чтобы вода не охлаждалась, трубы покрыты торфяными матами. В восьми резервуарах хранится 8400 м³ воды. Из них она устремляется самотеком к городским домам. В отопительную систему поступает вода с температурой 75° С. Пройдя через калориферы, она имеет температуру 35 — 40° С и идет для питья, приготовления пищи, стирки и других целей.

В Исландии построена разветвленная система парников и оранжерей, отапливаемых термальными водами. В них выращиваются огурцы, помидоры, картофель, фрукты. Из последних наиболее часто культивируются яблоки, однако есть теплицы, в которых выращивают виноград. Исландцы говорят, что если нужно, они могут с успехом выращивать бананы. Поэтому стол исландцев всегда украшен сравнительно дешевыми свежими овощами и фруктами.

Вместе с тем можно с сожалением отметить, что этот океан тепловой энергии пока мало используется. Даже в Исландии, где термы расположены буквально у порога селений и городов, имеется всего одна геотермальная электростанция.

Вместе с солнечным теплом термальные подземные воды могут явиться источником дешевой энергии для Советского Союза и многих других стран.

Вода-скала

На дворе январь. Запуржило, и покрыло землю снежным одеялом. Однако и оно не спасает верхнюю часть земной коры от промерзания. Попробуйте копнуть поверхность земли лопатой. Она упрется в прочную преграду. Вода, находящаяся в почве, превратилась в ледяные кристаллы и прочно сцементировала минеральные частицы. Образовавшийся лед сделал рыхлую породу прочной, как скала.

Наступила весна, и льда как не бывало. Ученые назвали это явление сезонной мерзлотой. Там, где климат оказывается настолько суровым, что за короткое и холодное лето смерзшие породы протаивают только в верхнем слое, на некоторой глубине в течение многих лет и даже столетий сохраняется слой замерзшего грунта, в котором часто имеются целые пласты-жилы льда.

Еще в XVI веке стало известно, что в Сибири имеются обширные районы с такими вечномерзлыми, или, точнее, много-летнемерзлыми, породами. В 1640 году Ленский воевода писал в донесении: «А в Якуцком, де, государь, по сказкам торговых и промышленных служилых людей, хлебной кашки не чаять; земля, де, государь, и среди лета вся не растаивает...»

В нашей стране многолетняя мерзлота встречена на территории в 10 млн. км², что составляет почти 47% поверхности страны. Она распространена и во многих других странах: Гренландии, Канаде, США, Монголии, Китае, Антарктиде и др., занимая 26% поверхности суши. Толщина слоя мерзлоты колеблется от единиц до многих сотен метров. Особенно велик ее слой в Антарктиде. Освоение территорий, покрытых многолетней мерзлотой, — сложная и важная задача, поэтому возникла и широко развивается отрасль геологии — мерзлотоведение.

В нашу задачу не входит ознакомление читателей с этой интересной наукой, но гидрогеолог, работающий в районах распространения вечной мерзлоты, обнаруживает, что несмотря на существование ледяных жил, воды-скалы, жидкая подземная вода встречается и здесь. Она играет немаловажную роль в формировании рельефа, народнохозяйственном освоении этих территорий. Где же может помещаться жидкая вода в этом царстве холода?

Как видно, прежде всего, в верхнем слое, протаивающем в течение короткого быстротечного лета. Сюда же поступают и талые снежные воды. Сохраняющийся на глубине мерзлый слой породы является хорошим водоупором, ведь все поры его заполнены льдом.

Рис. 32. Наледь «затопила» дом

Толщина протаивающего слоя зависит от климата местности и вида поверхностной породы. Чем южнее, тем теплей, и она больше. Под травянистой поверхностью, защищающей породы от яркого солнца, тепло распространяется на меньшую глубину, чем на открытой песчаной. На южном склоне холма тепла в грунты поступает больше, чем на северном. В общем мощность растаивающего слоя колеблется от сантиметров до 3 — 4 м.

Вот и накапливается за лето в талом слое надмерзлотная вода. Ее появление влечет за собой ряд неприятных последствий. Во многих случаях она служит причиной образования болот. Когда наступает зима и начинается промерзание поверхности, образующийся мерзлый слой как тисками сжимает жидкую воду. Ледяным панцирем сдавливает ее сверху и снизу. В ней возникает значительное давление, которое приводит к приподниманию поверхности земли и образованию на дорогах «пучин».

В ряде случаев вода вырывается из ледяных тисков и затапливает подвалы домов (рис. 32), выемки дорог, образуя наледи. Но с другой стороны, эти надмерзлотные воды могут служить источником хорошей питьевой воды.

Интересным фактом является существование жидкой воды непосредственно в вечно мерзлой толще. Это явление вызывало удивление первых исследователей. Ведь температуры в этих слоях отрицательные. Было обнаружено, что эта странность объясняется непрерывным движением воды по трещинам, а также частым присутствием в ней растворенных солей, понижающих температуру замерзания. Эти воды получили название межмерзлотных.

Рис. 33. Вот где находятся подземные воды в царстве вечной мерзлоты