Геотермы Байкала раскрыли секрет «зрелости»: вода годами меняет породы в глубине Земли
Ученые из Томска, Улан-Удэ и Биробиджана завершили трехлетний цикл исследований термальных источников Байкальской рифтовой зоны. Они изучили 20 источников на большой территории — от Тункинской долины до Северо-Байкальского района.
В экспедициях исследователи брали пробы воды и горных пород в Ниловой Пустыни, Жемчуге, Аршане, Дзелинде, Хакусах и на Котельниковском источнике. Анализировали практически все, что могло рассказать об истории терм: состав макро- и микроэлементов, органику, восстановленные формы серы, изотопы кислорода, водорода, углерода, серы и азота, включая радиоактивные изотопы углерода и водорода.
Главный результат — ученые смогли перейти от изучения отдельных источников к общей модели формирования термальных вод региона. Ее основой стала концепция развития системы «вода-порода», которую сформулировал гидрогеолог, профессор Степан Шварцев.
Согласно этой концепции, термальная вода постоянно взаимодействует с окружающими породами. Атмосферные осадки проникают по трещинам вглубь земной коры, нагреваются, растворяют первичные минералы и забирают из них химические элементы. Когда их концентрация становится достаточно высокой, начинают формироваться новые, вторичные минералы.
Именно поэтому обнаружение кальцита, целестина и хлоритов стало для исследователей важным признаком: система «термальная вода — горная порода» существует и развивается на протяжении миллионов лет.
Руководитель проекта Елена Зиппа пояснила, что вода меняется по мере движения от зоны питания к месту выхода на поверхность, одновременно меняя и геохимические условия внутри системы.
В одной терме сера «идет» в разные стороны
Особенно интересной оказалась судьба серы. Исследователи подтвердили, что в разных частях гидротермальной системы одновременно происходят два противоположных процесса.
На глубине, где температура достигает 100–150°C и выше, сульфиды окисляются до сульфатов. Ближе к поверхности бактерии, напротив, восстанавливают сульфаты до сероводорода.
То, откуда именно берется сероводород, имеет не только научное значение. Его происхождение — глубинный газ или продукт деятельности бактерий у поверхности — может влиять на стабильность химического состава воды и перспективы развития бальнеологических курортов.
Работа продолжается. Следующий этап — детально разобраться, как в системе растворяются и осаждаются вещества, какую роль играют свободные газы и каким образом все эти процессы меняют состав байкальских терм.
Проект выполняется при поддержке РНФ №24-77-10035. Материалы проекта опубликованы в журнале Geothermics.
Для сравнения: предыдущие исследования уже показывали, что горячие источники Байкальской рифтовой зоны могут достигать температуры около 90°C, а сама система связана с глубинными разломами земной коры и поступлением инфильтрационных вод на значительную глубину.
Читайте о перспективах байкальского оздоровительного туризма в недавнем материале Hi—Tech Mail.