Учёные лаборатории экологической радиологии ФИЦКИА УрО РАН провели отбор проб подземных вод в Краснодарском крае и Республике Адыгея. В состав экспедиционного отряда вошли заведующий лабораторией Евгений Яковлев, младший научный сотрудник Андрей Пучков, а также заведующая кафедрой нефтяной геологии, гидрогеологии и геотехники Кубанского государственного университета Татьяна Любимова и магистрант вуза Валерия Тимошина. Исследование подземных вод Азово-Кубанского артезианского бассейна, проводится с целями уточнения данных об их генезисе, оценки условий формирования и связи с глобальными климатическими вариациями. Полученные данные планируется также использовать для обоснования запасов и защищенности Краснодарского и нескольких других месторождений подземных вод.
Вся вода, циркулирующая в гидросфере, формируется из атмосферных осадков. Изотопный состав воды меняется в соответствии с географической, широтной, долготной и высотной зональностью. Как пояснил Евгений Яковлев, из-за температурной зависимости фракционирования изотопного состава в каждом регионе планеты вода характеризуется определенным соотношением изотопов дейтерия (тяжелый изотоп водорода) и кислорода-18. Для теплых регионов, расположенных ближе к экватору, свойственен тяжелый изотопный состав. Ближе к полярным зонам изотопный состав истощается вследствие более низких температур. Соответственно, в Арктике и Антарктиде ученые фиксируют наиболее легкий изотопный состав вод.
Реки, протекающие на определенных территориях, приобретают характерные для данной местности соотношения изотопов. Аналогичным образом градируются и горные воды. В водах рек, протекающих в подошвенных частях гор, в горных долинах, отмечается тяжелый изотопный состав за счет накопления дейтерия. Ближе к вершинам он становится легче. Этот показатель важен в хозяйственной деятельности: на свойствах температурно-географической зональности изотопного состава, например, основывается экспертиза продуктов питания и напитков, в состав которых входит усвоенная растениями вода.
Подземные воды в прошлом представляли собой атмосферные осадки, образованные на определенной территории. Поэтому подземные воды фактически служат архивом данных предыдущих климатических эпох. Этот архив может использоваться учеными для реконструкции процессов климатических изменений и условий питания подземных вод.
Подземные воды Азово-Кубанского артезианского бассейна являются яркой иллюстрацией существования таких архивов. Ранее коллектив ученых из Всероссийского научно-исследовательского института гидрогеологии и инженерной геологии (ВСЕГИНГЕО, Московская область) провел изотопно-гидрогеохимические исследования этих вод. Было установлено, что подземные воды, в том числе эксплуатируемые на Кубани для хозяйственно-питьевого водоснабжения, в некоторых точках имели очень легкий изотопный состав. Фактически это означало, что артезианский бассейн включает реликтовые воды, сформировавшиеся 12–15 тысяч лет назад в ходе таяния кавказских ледников и мерзлоты, которые были распространены на данной территории в период последнего оледенения.
Специалисты ВСЕГИНГЕО проводили работы на объектах Азово-Кубанского артезианского бассейна в 1985–1986 гг. и в 2005–2009 гг. Ученые Лавёровского центра расширят число точек отбора проб и применят современные исследовательские методы.
– Мы уточним данные, полученные коллегами из ВСЕГИНГЕО, но на большем количестве точек и более широком спектре показателей, используя современные методы и аппаратурную базу. Например, наш коллектив проведет исследование изотопного состава урана, растворенного в воде. Ранее наша научная группа показала, что изотопный состав урана является не менее ярким индикатором климатических вариаций, чем изотопный состав воды, – пояснил Евгений Яковлев.
Азово-Кубанский артезианский бассейн питает огромную территорию. Однако в разных его частях вода отличаются по показателю солености. Население Краснодарского края растет, появляются новые сельскохозяйственные и промышленные предприятия. Все это неуклонно ведет к увеличению водопотребления, истощению водных ресурсов и дополнительному загрязнению. Соответственно, необходимо обосновать требования к водопользователям таким образом, чтобы не ущемлять экономическую деятельность и одновременно сохранять запасы воды, которые не являются безграничными.
Благодаря проводимому исследованию изотопных соотношений подземных вод в этом регионе ученые смогут уточнить, к каким водоносным горизонтам относятся добываемые из скважин воды и спрогнозировать возможные изменения. Воды, имеющие «легкие» изотопные характеристики и залегающие в точках с медленно протекающими процессами водообмена, являются наиболее защищенными, но, к сожалению, и наиболее подверженными истощению.
Исследование проводится в рамках реализации проекта Российского научного фонда «Диагностика деградации мерзлоты на базе изотопных трассеров (234U/238U, δ18O+δ2H, δ13C+14C)» .
