Беседа с доктором геолого-минералогических наук, профессором Владимиром Федоровичем Ковалевым
Горячий океан!.. ≪Уральский следопыт≫ уже не раз писал об этой интересной научно-технической проблеме, имеющей большое народнохозяйственное значение. Но в последнее время в газетах и журналах все чаще и чаще стали появляться новые сообщения о наступлении на подземные кладовые горячих (или, как их называют ученые — геотермальных) вод.
Особенно интересным было сообщение о том, что советские ученые составляют сейчас всесоюзную карту геотермальных вод.
Читатели ≪Уральского следопыта≫ спрашивают в письмах — что это будет за карта и что у нас на Урале делается для составления ее. С этими письмами мы направились в Институт геологии Уральского филиала Академии наук СССР, где в лаборатории региональной гидрогеологии ведутся работы по составлению уральской части этой карты. Зав. лабораторией, доктор геолого-минералогических наук Владимир Федорович Ковалев был обрадован интересом молодых читателей к проблеме, которая глубоко волнует его как ученого. Ведь именно им, молодым, и предстоит в будущем, может быть очень недалеком, быть ≪покорителями горячего океана≫.
—Владимир Фелорович, расскажите, пожалуйста, что это будет за карта и каково ее значение?
— Что значит карта для освоения какого-либо малоисследованного ≪белого пятна≫ — каждому следопыту, я думаю, ясно. Без карты не начнешь ни плавания, ни путешествия, ни сражения,—ни на поле боя, ни на строительном фронте.
И если моряки, отправляясь в плавание, берут с собой морскую карту-лоцию (подробное описание водного бассейна, содержащее сведения о берегах, глубинах, проливах, ориентирах, стоянках и проч.), то и тем, кто будет покорять ≪горячий океан≫, тоже нужна такая лоция. Ею и будет карта геотермальных вод СССР.
На ней будут показаны наиболее перспективные районы, где в первую очередь следует вести разведочные работы. По ней установят закономерности распределения температур, состав и количество горячих вод, глубины их залегания.
— А как составляется такая карта? Как ученые умудряются заглядывать в глубь земли, чтобы определить, где есть вода и какой она температуры?
— Ну, заглядывают-то примерно так же, как геологоразведчики — с помощью бурения. Но специальных скважин для поисков горячей воды закладывается очень немного — очень уж дорогое это удовольствие. Однако скважин и шахт за две сотни лет на Урале пройдено и без этого немало. Мы берем сведения о каждой скважине, о которой осталась хоть какая-то документация, и из них узнаем, где, на какой глубине встретилась вода и какой температуры.
Есть у нас и специальные ≪режимные станции наблюдения≫, где мы можем в любой момент замерить температуру воды, ее химический состав —это в действующих шахтах, на курортах с минеральными источниками и т. п.
Но заглянуть внутрь земли —одно, а изобразить увиденное на карте — другое. Различных исторических и современных сведений о подземных водах собралось у нас уже много. Теперь предстоит предварительно нанести на карту точку, где взяты данные, и около нее —все сведения о том, что творится в недрах земли в этом месте, на какой глубине вода и какой температуры. Потом через несколько точек, расположенных примерно на одной параллели, проводим прямую линию и по ней как бы разрезаем землю, а по этому разрезу составляем гидрогеологический профиль. Потом точки с одинаковыми данными одного профиля соединяем на карте с такими же данными других профилей и получаем как бы границы водных ресурсов одной температуры. Примерно так же, как вычерчивается на геологической карте район распространения каких-то пород.
Работа эта сложная и трудоемкая —предстоит обработать десятки тысяч карточек с первичными данными. Но основные контуры будущей карты геотермальных вод Урала уже проясняются.
— И что же они показывают? Богат ли наш край горячими подземными водами? Какие его районы наиболее перспективны?
— По сравнению со многими другими областями нашей страны, например, с Камчаткой, Кавказом, Западной Сибирью, Средней Азией, Крымом, Забайкальем, Урал относительно небогат геотермальными водами.
И не случайно. Дело в том, что горячие воды на небольшой глубине встречаются чаще всего в молодых (в геологическом отношении) районах. А Урал — древняя горноскладчатая страна, где с палеозойского времени не наблюдается проявлений вулканической деятельности и складкообразовательных процессов. Поэтому здесь горячие воды приурочены или к районам глубинных разломов земной коры или к районам окислительных процессов и, возможно, подземных пожаров в сланцевых и угольных пластах.
Урал — край большой, геологическое строение в разных его частях не одинаково. Значит, и перспективы встретить геотермальные воды — тоже неодинаковые. Лучше всего рассмотреть Урал по отдельным его зонам.
Вот Предуралье — то, что расположено к западу от Уральского хребта. Если объединить данные, собранные по этой полосе — от Красновишерска на Севере, до Оренбурга на Юге,—то окажется, что здесь температура повышается на один градус Цельсия при углублении на каждые 55—62 метра. Это мы называем геотермальной ступенью. (Среднее значение этой ступени для СССР — 33 метра).
Но это среднее значение. По отдельным глубинам это выглядит так:
Зона постоянных температур (4—6° С) — до 30 метров.
Зона холодных вод (6—20° С) — 30—1000 метров.
Зона теплых вод (20—40°)—1000—2000 метров.
Зона горячих вод (40—57°)—2000—3000 метров.
А что творится глубже 3000 метров, мы пока не знаем — нет данных, далее этого наши буровики до сих пор здесь не заглядывали.
Примерно так же обстоит дело и в области горного Урала. Зона холодных вод здесь тоже расположена на глубине до 1000 метров, а зона теплых вод — ниже 1000 м. Примерно такова же геотермальная ступень — около 60 метров на один градус.
— Словом, эти части Урала не очень перспективны !
— Да, пожалуй, если не считать того, что мы знаем здесь геотермальные аномалии (то есть отклонения от нормы): в районе Полюдова Камня на Вишере, источник Пым-Ва-Шор в бассейне реки Адьзвы на Полярном Урале, Кургазак у подножья башкирского Кара-Тау и другие. Здесь теплые воды выходят на поверхность. Ну, и конечно, гора Янган-Тау в Башкирии, где наверх выходят не только горячие источники, но и горячий пар, используемые в лечебных целях. А, может, такие аномалии встретятся еще и где-то недалеко от поверхности земли.
Другая картина в Зауралье. Здесь геотермическая ступень всего лишь 12—28 метров на градус. Значит, и теплые воды можно встретить ближе — на глубине от 500 до 800 метров, а горячие (40—60°) — на 800—1500 метров. А в Тобольске с глубины 2300 метров ≪поднят≫ наверх источник с температурой 118,5 градуса. Он может давать ежесуточно более 2000 кубометров воды температурой в 70 градусов. Сейчас, разрабатывается проект геотермальной установки, которая будет снабжать теплом парники, теплицы, жилые дома. Уже заканчивается бурение скважин.
Углекислые воды высокой температуры (75—83°) встретились и в буровых в районе Шаима на реке Мулымье на глубине 1600 метров.
— А что это за красная линия на вашей карте, идущая вдоль 64-го меридиана через Туринск ?
— О, это интересная линия… Она подводит нас к любопытной геологической загадке. По данным буровиков мы обнаружили в некоторых пунктах на определенной глубине повышенную, по сравнению со средней, температуру подземных вод. Это — у поселка Кузнецово на реке Тавде в Гаринском районе, у города Туринска и у Талины в Свердловской области, и у Шадринска в Курганской области. Соедините эти пункты на карте, и у вас получится почти идеальная прямая, идущая вдоль 64 меридиана. По-видимому, эта прямая не случайна и термальные воды связаны здесь с близким разломом земной коры.
—Но вот еще вопрос: выгодно ли использовать геотермальные воды? Скажем, нужно колхозу или совхозу построить теплицу или жилые дома с центральным отоплением и, чем строить котельную, завозить топливо и т. п., может быть, проще вызвать буровиков, пробурить скважину до уровня горячих вод и использовать их тепло?
Вопрос экономичности использования тепла земли в каждом районе решается по-разному. Там, где горячие воды сами выходят на поверхность и температура их достаточно высока — там использовать их почти во всех случаях выгодно. А там, где горячие воды глубоко и сами на поверхность не выходят — едва ли есть смысл предпочитать их другим, местным видам топлива. Одна буровая скважина сколько стоит! А специальные трубы для нее?
Ученые попробовали подсчитать, какую воду на что лучше использовать. Получилась такая картина: воды с температурой 25—40°— для поливного орошения и для спортивных бассейнов; воды с температурой 40—90° — для горячего водоснабжения, панельного, калориферного и теплонасосного отопления зданий и для утепления грунта; и только воду с температурой выше 90° есть смысл использовать для выработки электроэнергии.
Так что если, скажем, где-то в Предуралье задумали устроить отопление поселка с помощью подземных вод, то им придется брать воду с глубины около 3 тысяч метров. А это очень дорого, привозное топливо будет выгоднее. Если же использовать ту воду, что поближе к поверхности земли, то она пригодна только лишь разве для спортивного бассейна.
— Значит, пока в более выгодном отношении стоят за уральские районы края?
— Да, пока так. Пока — потому что где-то неожиданно для нас и в Предуралье и на Горном Урале могут быть найдены аномалии, связанные с разломами земной коры, вроде той красной линии, что вы видели на карте между Кузнецово и Шадринском.
