Гидрогеология Исландии

https://sites.google.com/site/islandiageologiceskijunikum/home/glaciovulkanizm-i-gidrotermy-islandii/cetverticnyj-vulkanizm-islandii/gidrotermalnaa-deatelnost

Белоусов В.И.

ГИДРОТЕРМАЛЬНАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ИСЛАНДИИ

Исландия характеризуется интенсивным проявлением современного вулканизма.

Сегодня вулканическая деятельность сосредоточилась в Срединной зоне, считающейся наземным выражением срединно-океанического рифта, а также на п-ове Снайфедльсдес. Среди вулканических пород 90% об. составляют базальты.

Накопление вулканических образований связано с деятельностью моногенных вулканов и вулканов центрального типа. Трещинные вулканы изливают базальтовую лаву. Среди продуктов деятельности вулканов центрального типа, помимо, пород основного состава, значительную роль играют кислые и средние разности — пемзы, пеплы, игнимбриты, а также риолитовые и дацитовые лавы. С проявлениями кислого вулканизма обычно ассоциируют наиболее мощные гидротермальные системы.

Исландия представляет собой своеобразный в гидрогеологическом отношении район. Расположенный вблизи Полярного круга и частично покрытый ледниками, этот остров характеризуется интенсивным проявлением современного вулканизма, высокой температурой недр и большим разнообразием форм гидротермальной деятельности. На территории острова насчитывается около 600 гидротермальных проявлений — горячих источников, гейзеров и паровых струй (рис. 1). Однако прежде чем мы начнем рассматривать их геохимические особенности, остановимся кратко на общих гидрогеологических условиях Исландии, являющихся фоном, на котором проявляется геотермальная активность недр.

Рис 1. Схема геологического строения Исландии и проявлений гидротермальной деятельности (границы геологических зон, по Е.Е. Милановскому [1976])

1 — комплекс миоцен-нижнеплиоценовых платобазальтов; 2 плиоценовые и эоплейстоценовые вулканогенно-осадочные образования; 3 — плейстоцен-голоценовый вулканический комплекс; 4 голоценовые осадочные образования; 5 — крупнейшие позднечетвертичные вулканы; 6 — гидротермальные системы (а) и фумарольные поля эруптивных центров (б) ; 7 — кипящие источники и гейзеры; 8—11 — горячие источники с температурой, °С: 8 — 75 — 100°С, 9 — 45—75°, 10 — 20—45°, 11 -< 20°С; 12 — холодные минеральные источники. Главнейшие гидротермальные проявления: 1 — Рейкьянес-Свартсенги, 2 — Крисувик-Тредладингья, 3 — Бреннистейнсфьедль, 4-Хейнгидль-Несьяведлир—Хверагерди, 5 — Соульхеймаекудль, 6 — Торфайекудль, 7 — Кедлингарфьедль, 8 — Вонарскард, 9 — Гримсветн, 10 — Кверкфедль, 11 — Аскья, 12 — Кетилдингья, 13 — Наумафьядль—Крабла, 14 — Тейстарейкир, 15 — Хвераведлир—Рейкьяхверви, 16 — Хвераведлир—Кьелур, 17 — группа Большого Гейзера, 18 — Рейкьявик, 19 -Вармахлид, 20 — Лисуходль, 21 — Рейдамельселькельда, 22 -Суртсэй,, 23 — Эльдфедль, 24 — скважина на о. Хеймаэй, 25 — Дейлдартунга

 Геотермические условия

Фоновый кондуктивный тепловой поток в Исландии намного превышает среднепланетарный. Особенностью геотемпературного поля всех подобных районов является го чрезвычайная пестрота, т. е. обилие резких положительных и отрицательных локальных аномалий, вызванных движением подземных вод.

  Рис. 2. Геотермические условия Исландии (Palmason, Saemundson,  Fridleifsson)

1 — пункты измерения геотермического градиента и его значения,ºС/км; 2 — основные области распространения низкотемпературных гидротерм; 3 — высокотемпературные гидротермальные системы; 4 — граница вулканически активных ветвей Срединной зоны; 5-8 — зоны средних значе­ний теплового потока, мВт/м2 ; 5 — > 140, 6— 120-140, 7- 100-120, 8 — < 100

Общее распределение кондуктивного теплового потока на территории Исландии (см. рис. 2) определяется возрастом слагающих ее блоков и было выяснено Б.Г. Поляком, В.И. Кононовым, М.Д. Хуторским путем осреднения его значений в полосах распространения базальтов того или иного возраста. Эти данные свидетельствуют о чрезвычайно высоком кондуктивном тепловом потоке в пределах не только Срединной зоны, но и    на ее ближайшей периферии (в областях развития базальтов моложе 4 млн. лет), где он составляет в среднем около 160 мВт/м2. В более древних частях острова кондуктивный тепловой поток понижается до 90 мВт/м2. Из этих и других данных следует, что глубина зоны плавления (кровля астеносферы) залегает в Срединной зоне на глубине около 15 км, а к краям острова опускается до глубин 20—22 км.

История геотермии Исландии

Теплые источники и парящие почвы, вероятно, были самыми привлекательными среди природных явлений для первых поселенцев, когда они прибывали в Исландию в 9-м веке нашей эры. Едва ли из поселенцев кто-нибудь видел до этого путешествия горячие источники и активные вулканы. Новизна созерцания горячих источников проявилась во множестве их названий, включая reuk (дым), laud (горячий источник) и hver (кипящий источник), которые вошли в имена собственные, такие  как Рейкир, Рейкьвик, Рейкьядалур, Лаугаланд, Даугарватн, Хверавеллир и Хверадалир. Предполагается, что поселенцы подозревали, что горячие источники и паровые струи связаны друг с другом.

В Исландии имеется более 250 термальных минеральных проявлений с 600 источниками. Большинство из них располагаются в низинах на юге, западе и севере острова. Оказалось, что распределение горячих источников почти не повлияло на расположение поселений в век Заселения (874-930). В Ланднаме (книга поселенцев), которая написана в 12 веке, описываются истории части (430) островных поселенцев. Около 100 поселенцев получили участки на заселенных территориях (обычно родственников первых поселенцев). Записи показывают порядок закрепления участков за каждым поселенцем, расположение его фермы со службами, указываются его предки в старой стране и его потомки в новой. Исследователи старались определить точное местоположение отдельных ферм по тексту Ланднама. Во многих случаях имеются небольшие сомнения о месте расположения ферм. Сравнение карты ферм поселенцев (Landnamabok, 1968)  и карт горячих источников Исландии не позволяет определить желали ли поселенцы строить фермы около горячих источников. Наоборот, Инголдур Арнарсон (предполагаемый первый поселенец из Норвегии) построил свою  ферму в 3,5 км от горячих источников в Рейкьявике. Очевидно, он предпочел иметь свою ферму ближе к хорошему берегу, удобному для причаливания лодок, а не вблизи горячих источников, пригодных для купания и стирки одежды.

     Использование горячих источников на протяжении веков.

Неизвестно с какой-либо степенью определенности, когда горячие источники стали использоваться для умывания и купания. Часто делаются ссылки на саги, в которых имеются свидетельства об использовании горячих источников для купания в 12-13 столетиях н.э. Рисунок 3 показывает основные термопроявления, обсуждаемые здесь.

Имеется несколько романтических описаний в сагах, как люди купались в горячих источниках. В частности, в саге Лаксдела (Islendlngasögur, 1981), где красивая, но очень боязливая Гудрую Освифурсдоттир встречает своего героя Кьяртана Олафссона, купающегося в сумерках. Кроме стирки и купания горячие источники также использовались для изгибания деревянных изделий и кости и для размягчения материалов. Строительство прудов для купания описано в саге писателем Снорри Стурлусоном. Оказывается, что бассейны для купания были довольно примитивными. Обычно люди делали выемки в ручьях, где горячая вода, часто из кипящего источника, смешивалась с холодной водой. Еггерт Олафссон и Бьёрни Палссон (Ólafsson, Pâlsson, 1943) в своем путевом дневнике (1752-1757 г.г.) описали пруды для купания в Лаугарнасе (в настоящее время это главный плавательный бассейн в Рейкьявике). Здесь местное  население стирало одежду, а моряки и рабочие приходили большими группами купаться в субботу и воскресенье.

 

                                     Рис.3. Основные термопроявления Исландии

Приготовление пищи (мяса, рыбы, яиц, молока) и выпечка хлеба обычно производились в горячих источниках. Олафссон и Пассон (Ólafsson, Pâlsson, 1943), также упоминают, что люди использовали горячую глину из грязевых котлов в Ёлфусе (вероятно,  современное геотермальное поле около деревни Хверагерди) для изготовления герметичных деревянных бочек, в которых хранили пищевые продукты. Они также писали о сухих или паровых банях (саунах) в Тингейярсисла на севере Исландии и в Арнессисла на юге острова. Торвалдур Тороддсен, путешествовавший по Исландии в конце Х1Х века (1882-1892гг) упоминает сухие бани в Стурлуррейкер около Сноррис Рейкхолт на западе острова. Он также свидетельствует, что люди отводили горячую воду на поля, где они выращивали картофель и капусту. Здесь имеется первое документальное подтверждение о подогреве почв. Добыча серы на геотермальных проявлениях представляла существенный интерес с 13 до конца 18 веков. В 1776-1792 г.г. геотермальные источники использовались для получения соли из морской воды.

     Горячие источники – национальное достояние.

 Геотермальная энергия приобрела национальное значение в истории Исландии в период принятия Христианства в качестве официальной религии, т.е.около 1 000 года. После постановления третейского суда Парламент решил, что народ должен отказаться от языческих богов викингов и стать христианами. Это было принято с некоторым неудовольствием. Но когда люди пришли на церемонию крещения, которая сопровождалась погружением в воду, то возникло естественное беспокойство. Люди в Парламенте наотрез отказались креститься в холодной воде. Согласно саге Кристни (Íslendingasögur, 1981) и саге Христианства, первоначально написанными в 12 веке, люди на севере и юге Исландии крестились в горячем источнике, называвшимся Рейкьялауг (позже переименованный в Вигзалаунг — святой источник) в Лагарватн, расположенный в 20 км к востоку от Парламента в Тингвеллир. Люди западных районов крестились в источнике Рекьяллаунд в Линдаррекьядур (позже названный Кросслауг — источник креста) в 30 км к северу от Тингвеллир. Считалось, что оба источника обладают оздоровительной энергией, если в них искупаться.

Термальные источники

Сайт для путешественников, где вы сможете найти полную информацию о природных термальных источниках.