Геотермальный источник

Геотерма́льный исто́чник (от др.-греч. γαῖα, γῆ — земля и θερμός — «тёплый, горячий») — выход на поверхность подземных вод, нагретых выше +20 °C^[1]. Также существует определение, в соответствии с которым источник называется горячим, если имеет температуру выше среднегодовой температуры данной местности^[2].

Большой призматический источник в национальном парке Йеллоустоун

Большинство горячих источников питаются водой, которая подогревается магматическими интрузиями в районах активного вулканизма. Однако не все термальные источники привязаны к таким областям, вода также может подогреваться конвективной циркуляцией — просачивающиеся вниз подземные воды достигают глубины около километра и более, где порода имеет более высокую температуру из-за геотермического градиента земной коры, составляющего около 30 °C на километр первые 10 км^[3].

Термальные минеральные источники подразделяются на тёплые (+20…+37 °C), горячие (+37…+50 °C) и очень горячие (+50…+100 °C)^[4].

РаспространениеПравить

Самый крупный горячий источник Европы Дейльдартунгюквер (Исландия) выносит 180 литров воды в секунду при температуре +97 °C.

Горячие источники в поселке Малки на Камчатке

Изотерма +20 °C в земной коре проходит на глубинах от 1500—2000 м (районы многолетнемёрзлых пород) до 100 м и менее (субтропики), а в тропиках выходит на поверхность. В горных районах, таких как Альпы, Кавказ, Тянь-Шань и Памир, термальные источники имеют температуру до +50…+90 °C, а в артезианских бассейнах на глубинах 2000—3000 м скважинами вскрываются воды с температурой +70…+100 °C и более. В районах активного вулканизма источники проявляются в виде гейзеров и струй пара, выносящих на поверхность пароводяные смеси и пары с глубин 500—1000 м, где вода находится в перегретом состоянии (+150…+200 °C). Подобные объекты можно встретить на Камчатке (Паужетка), в США (Большие Гейзеры), в Новой Зеландии (Уаиракеи), в Италии (Лардерелло), в Исландии и других местах^[1].

На Курильских островах питающие фумаролы газы могут частично перехватываться подземными водами, которые приобретая характер кислот, растворяют горные породы и выносят растворённые вещества в море.

Учитывая факт того, что наличие геотермальных источников типично для горной местности, абсолютным феноменом является наличие геотермальных источников в равнинной местности. В качестве примеров можно привести районы Западной Сибири, где наибольшее скопление геотермальных источников сосредоточено в западной части Тюменской области^[2].

СоставПравить

Минерализация термальных вод, их химический, газовый состав сильно варьируется: от пресных и солоноватых гидрокарбонатных и гидрокарбонатно-сульфатных, кальциевых, натриевых, азотных, углекислых и сероводородных до солёных и рассольных хлоридных, натриевых и кальциево-натриевых, азотно-метановых и метановых, местами сероводородных^[1].

БиотаПравить

Термофилы — тип организмов из экстремофилов, которые живут при относительно высоких температурах (от +45 до +80 °C). Многие термофилы являются археями. Некоторые из обитателей термальных источников заразны для человека:

Naegleria fowleri — амёба, обитает в тёплой воде и почве, распространена во всём мире. Может быть причиной заболевания менингитом^[5]^[6]. Эта амёба попадает в мозг через носовые пути, с ней связывают несколько смертельных случаев^[7]^[8].
Acanthamoeba, по информации американских Центров по контролю и профилактике заболеваний, также может распространяться через горячие источники^[9].
Бактерия Legionella распространилась через термальные источники^[10]^[11].
В Японии был случай возможного заражения вирусом герпеса через горячий источник^[12].
Вирусы были найдены в очень экстремальных условиях, например в источнике с температурой +87…+93 °C и высокой кислотностью (pH=1,5) (Поццуоли, Италия). Эти вирусы в лабораторных условиях инфицировали клетки^[13].

Хозяйственное использованиеПравить

Макаки купаются в онсэне в парке Дзигокудани (Нагано, Япония).

Горячие источники издревле применялись для лечения больных (римские, тбилисские термы), соответствующий раздел медицины называется бальнеология. На территории России располагаются известные курорты Белокуриха, Кульдур (азотные термы, богатые кремнекислотой), Кавказские Минеральные Воды (углекислые воды), Мацестинский курорт (сероводород)^[1]. В Японии на геотермальных источниках располагаются онсэны.

Термальные воды также используются для теплоснабжения и в качестве альтернативного источника электричества. Рейкьявик (столица Исландии) полностью обогревается теплом термальных вод. В Италии, Исландии, Мексике, России, США и Японии работает ряд электростанций на перегретых термальных водах с температурой свыше +100 °C^[1].

В теплоснабжении существует деление источников на слаботермальные (+20…+50 °C), термальные (+50…+75 °C) и высокотермальные (+75…+100 °C), а в бальнеологии — на тёплые или субтермальные (+20…+37 °C), термальные (+37…+42 °C) и гипертермальные (более +42 °C)^[1].

См. такжеПравить

ПримечанияПравить

↑ ¹ ² ³ ⁴ ⁵ ⁶ Термальные воды // Большая советская энциклопедия : [в 30 т.] / гл. ред. А. М. Прохоров. — 3-е изд. — М. : Советская энциклопедия, 1969—1978.
↑ ¹ ² М.Ф.Иванова. Общая геология. — Москва: Высшая школа, 1974.
↑ Hot spring Архивная копия от 23 сентября 2009 на Wayback Machine — Encyclopædia Britannica
↑ Термальные воды (недоступная ссылка) (недоступная ссылка с 14-06-2016 [2418 дней]) — Словарь по естественным наукам. Глоссарий.ру
↑ emedicine article on naegleria (неопр.). Дата обращения: 22 декабря 2009. Архивировано 25 октября 2008 года.
↑ [www.blackwell-synergy.com/doi/full/10.1111/j.1550-7408.2003.tb00614.x?cookieSet=1 Occurrence and Distribution of Naegleria Species in Thermal Waters in Japan] Источник (неопр.). Дата обращения: 22 декабря 2009. Архивировано из оригинала 15 декабря 2018 года., Shinji Izumiyama, Kenji Yagita, Reiko Furushima-Shimogawara, Tokiko Asakura, Tatsuya Karasudani, Takuro Endo, The Journal of Eukaryotic Microbiology Vol. 50 Issue s1 Page 514 July 2003
↑ [www.blackwell-synergy.com/links/doi/10.1046/j.1440-1827.1999.00893.x Primary amebic meningoencephalitis due to Naegleria fowleri: An autopsy case in Japan] Источник (неопр.). Дата обращения: 22 декабря 2009. Архивировано из оригинала 15 декабря 2018 года., Yasuo Sugita, Teruhiko Fujii, Itsurou Hayashi, Takachika Aoki, Toshirou Yokoyama, Minoru Morimatsu, Toshihide Fukuma & Yoshiaki Takamiya, Pathology International, Volume 49 Page 468 — May 1999
↑ Southern New Mexico web site article about some local hot springs, including a warning about Naegleria fowler Архивировано 15 ноября 2006 года.
↑ CDC description of acanthamoeba (неопр.). Дата обращения: 3 октября 2017. Архивировано 1 сентября 2009 года.
↑ Molecular determination of infection source of a sporadic Legionella pneumonia case associated with a hot spring bath, H. Miyamoto, S. Jitsurong, R. Shiota, K. Maruta, S. Yoshida, E. Yabuuchi, Microbiol Immunol., 41(3):197-202, 1997.
↑ An outbreak of legionellosis in a new facility of hot spring Bath in Hiuga City Архивная копия от 11 марта 2007 на Wayback Machine, Eiko Yabauuchi, Kunio Agata, Kansenshogaku zasshi (Kansenshogaku zasshi), ISSN 0387-5911, vol. 78, no2, pp. 90-98, 2004.
↑ Indolent herpetic whitlow of the toe in an elderly patient with diabetic neuropathy Архивная копия от 10 июля 2010 на Wayback Machine, Maki Ozawa, Tomoyuki Ohtani, and Hachiro Tagami, Dermatology Online Journal 10 (1): 16, 2004.
↑ Viral Diversity in Hot Springs of Pozzuoli, Italy, and Characterization of a Unique Archaeal Virus, Acidianus Bottle-Shaped Virus, from a New Family, the Ampullaviridae, Monika Häring, Reinhard Rachel, Xu Peng, Roger A. Garrett, and David Prangishvili1, J. Virol., 79(15): 9904-9911, August 2005.

ЛитератураПравить

Дворов И. М. Глубинное тепло Земли / Отв. ред. доктор геолого-минералогических наук А. В. Щербаков. — М.: Наука, 1972. — 208 с. — (Настоящее и будущее человечества). — 15 000 экз.
Мархинин Е. К., Стратула Д. С. Гидротермы Курильских островов / Отв. ред. В. М. Сугробов; АН СССР, ДВНЦ, Ин-т вулканологии. — М.: Наука, 1977. — 212 с.
Пийп Б. И. Термальные ключи Камчатки. М.,Л.: Изд-во АН СССР, 1937. 269 с. (Тр. СОПС АН СССР. Сер. Камчатская: Вып. 2.)

СсылкиПравить

Термальные источники мира
Минеральные воды // Большая советская энциклопедия : [в 30 т.] / гл. ред. А. М. Прохоров. — 3-е изд. — М. : Советская энциклопедия, 1969—1978.
Справочное руководство гидрогеолога / под редакцией В.М.Максимова. — Л.: Недра, 1979. — Т. 1. — С. 163.

[bse-1] ¹ ² ³ ⁴ ⁵ ⁶ Термальные воды // Большая советская энциклопедия : [в 30 т.] / гл. ред. А. М. Прохоров. — 3-е изд. — М. : Советская энциклопедия, 1969—1978.

[geology-2] ¹ ² М.Ф.Иванова. Общая геология. — Москва: Высшая школа, 1974.

[3] Hot spring Архивная копия от 23 сентября 2009 на Wayback Machine — Encyclopædia Britannica

[4] Термальные воды (недоступная ссылка) (недоступная ссылка с 14-06-2016 [2418 дней]) — Словарь по естественным наукам. Глоссарий.ру

[5] rticle on naegleria (неопр.). Дата обращения: 22 декабря 2009. Архивировано 25 октября 2008 года.

[6] [www.blackwell-synergy.com/doi/full/10.1111/j.1550-7408.2003.tb00614.x?cookieSet=1 Occurrence and Distribution of Naegleria Species in Thermal Waters in Japan] Источник (неопр.). Дата обращения: 22 декабря 2009. Архивировано из оригинала 15 декабря 2018 года., Shinji Izumiyama, Kenji Yagita, Reiko Furushima-Shimogawara, Tokiko Asakura, Tatsuya Karasudani, Takuro Endo, The Journal of Eukaryotic Microbiology Vol. 50 Issue s1 Page 514 July 2003

[7] [www.blackwell-synergy.com/links/doi/10.1046/j.1440-1827.1999.00893.x Primary amebic meningoencephalitis due to Naegleria fowleri: An autopsy case in Japan] Источник (неопр.). Дата обращения: 22 декабря 2009. Архивировано из оригинала 15 декабря 2018 года., Yasuo Sugita, Teruhiko Fujii, Itsurou Hayashi, Takachika Aoki, Toshirou Yokoyama, Minoru Morimatsu, Toshihide Fukuma & Yoshiaki Takamiya, Pathology International, Volume 49 Page 468 — May 1999

[8] Southern New Mexico web site article about some local hot springs, including a warning about Naegleria fowler Архивировано 15 ноября 2006 года.

[9] CDC description of acanthamoeba (неопр.). Дата обращения: 3 октября 2017. Архивировано 1 сентября 2009 года.

[10] Molecular determination of infection source of a sporadic Legionella pneumonia case associated with a hot spring bath, H. Miyamoto, S. Jitsurong, R. Shiota, K. Maruta, S. Yoshida, E. Yabuuchi, Microbiol Immunol., 41(3):197-202, 1997.

[11] An outbreak of legionellosis in a new facility of hot spring Bath in Hiuga City Архивная копия от 11 марта 2007 на Wayback Machine, Eiko Yabauuchi, Kunio Agata, Kansenshogaku zasshi (Kansenshogaku zasshi), ISSN 0387-5911, vol. 78, no2, pp. 90-98, 2004.

[12] Indolent herpetic whitlow of the toe in an elderly patient with diabetic neuropathy Архивная копия от 10 июля 2010 на Wayback Machine, Maki Ozawa, Tomoyuki Ohtani, and Hachiro Tagami, Dermatology Online Journal 10 (1): 16, 2004.

[13] Viral Diversity in Hot Springs of Pozzuoli, Italy, and Characterization of a Unique Archaeal Virus, Acidianus Bottle-Shaped Virus, from a New Family, the Ampullaviridae, Monika Häring, Reinhard Rachel, Xu Peng, Roger A. Garrett, and David Prangishvili1, J. Virol., 79(15): 9904-9911, August 2005.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]