CC BY
72
Игорь Владимирович Климовский,
кандидат географических наук, ведущий научный сотрудник Института мерзлотоведения им. П.И. Мельникова СО РАН.
АРТЕЗИАНСКИМ БАССЕЙН т
шШшкР
И. В. Климовский
Вода, вода, кругом - вода! Она -в атмосфере, на поверхности Земли и в толще горных пород, из которых вырывается порою родниками и даже гейзерами. Кажется, что пресных подземных вод если и не много, то вполне достаточно! А так ли это на самом деле? В наше время на огромных территориях планеты пресной подземной воды или мало, или не может быть по природным условиям и ряду геолого-структурных особенностей. А если она и есть, то ее бывает трудно найти. Тогда подземная вода становится дефицитным и дорогостоящим полезным ископаемым. Вот почему поиски подземных вод для использования их человеком - наиважнейшая задача ученых и специалистов-гидрогеологов, и любой положительный итог ее решения - большая удача и заслуга тех, кто оказался причастным к этим деяниям.
Интересной и в какой-то мере драматичной является история открытия подземных вод на приречных равнинах Центральной Якутии. В этом регионе, испытывающем серьезные трудности с водоснабжением, особенно в зимнее время года, подземные воды начали искать еще в первой половине XVII столетия. Попытки вскрыть подземные воды в пределах аллювиальных террас в окрестностях Якутского острога и на прилегающих землях предпринимались по «указке» воевод Головина (1640 г.), Глебова (1642 г.), Кравкова (1686 г.) и якутских казаков Семена Дежнева, Ивана Реброва, Елисея Юрбева (Бузы), Михаила Стадухина и многих других. Колодцы, вырытые предприимчивыми землепроходцами, не были глубокими - всего несколько метров.
ГО. Лукин, ссылаясь на известный труд Г. Гмелина «Путешествие по Сибири» (1701 г.), содержащий очерк «Древний колодец в Якутске», приводит следующие слова выдающегося естествоиспытателя и путешественника: «В 1685-1686 гг. незадолго до прибытия генерала и воеводы Матвея Осиповича Кравкова, к празднику
хотели вырыть колодец; на эт о был нанят казак Яков Федорович Свет о-горов. Он начал его в конце июля 1685 г. и неут омимо продолжал до сентября. За эт о время он прорыл 17 мет ров, но земля все еще была мерзлой. На следующий год он вновь начал работать, но не встретил ничего, кроме мерзлой земли ... По-видимому казаку надоело и он заявил, чт о натолкнулся на скалу, из которой идет плохой "дух". Боярский сын Пет р Авсентьев... спустился в эту яму и подтвердил, что она глубокая, вся кругом промерзлая» [1].
Неудачная попытка получить подземную воду стала основанием для воеводы М. Кравкова письменно сообщить в 1686 г. царю Алексею Михайловичу следующее: «А колодезя, Великий Государь, в Якут ске сделать никоими мерами нельзя, потому что земля летом только тает в полт ора аршина и более двух аршин земля никогда не тает, а в исподни на дне бывает земля всегда мерзла» [2, стр. 23-24].
Это обстоятельство было воспринято как факт, говорящий о том, что при наличии мерзлоты подземных вод быть не может, и поиски их в Центральной Якутии прекратились. Они возобновились лишь через полтора столетия и связаны с именем известного местного купца-предпринимателя Ф. Шергина.
История проходки самой глубокой в то время (1827-1837 гг.) горной выработки в толще мерзлых пород -колодца (шахты Шергина) - достаточно полно представлена в научной и популярной литературе. Отметим лишь, что глубина этого уникального колодца - 116 м. Гидрогеолог д.г-м.н., профессор В.В. Шепелев пишет: «.когда колодец, вырытый по инициативе жителя г. Якут ска Ф. Шер-гина с целью добычи подземных вод для водоснабжения города... не вскрыл талых пород, журналисты оповестили тогдашний цивилизованный мир о существовании в Сибири вечной мерзлоты большой мощности. Тем не менее многие ученые
Павел Иванович Мельников (1908-1994).
не поверили эт ому известию, чт о указывает, насколько оно было сенсационным и неожиданным...» [3, стр. 8]. Эта неудача почти на три столетия утвердила представление о том, что в условиях распространения мощной толщи многолетнемерзлых пород поиски подземных вод - мероприятие бесперспективное.
К пересмотру установившихся взглядов на проблему существования подмерзлотных вод ученые-мерзлотоведы, гидрогеологи и практики обратились лишь в начале 30-х годов ХХ в. [4]. 10-16 января 1933 г в Москве проходило III Совещание по изучению вечной мерзлоты. На этом совещании гидрогеолог Я.Р Сафронов сообщил о результатах поисков источников водоснабжения г. Якутска и его окрестностей. Соображения гидрогеолога были отражены в резолюции совещания: «Для проработки поставленных Я.Р. Сафроновым вопросов образовать комиссию в составе М.И. Сумгина, Н.А. Цыт овича, Н.И. Толст ихина, А.В. Львова, С.Г. Пархоменко, В.К. Яновского, В.Ф. Тумеля» [5]. Эти вопросы неоднократно включалась в повестку дня заседаний Комитета по вечной мерзлоте АН СССР вплоть до 1938 г. В январе обозначенного года М.И. Сумгин, возглавив экспедицию СОПС АН СССР, приступил к организации гидрогеологических исследований в долине Туймаада и прилегающих к ней приречных равнин, базируясь на общих представлениях И.М. Светозарова (рекогносцировочные работы 1934 г.). Известные уже в то время гидрогеологи В.М. Максимов и Н.И. Толстихин начали в 1939 г. комплексное широкомасштабное изучение поверхностных и подземных вод, подрусловых таликов, действующих круглогодично источников и других гидрогеологических природных объектов в окрестностях г. Якутска. Анализ обширного фактического материала позволил им сформулировать основные положения гипотезы о существовании подмерзлотных вод в юрских и более древних осадочных породах, залегающих глубже. Эти ученые определили перспективные площади для первоочередного бурения разведочных гидрогеологических скважин и высказали соображения о возможном использовании подземных вод в народно-хозяйственных целях.
Бурение первой поисковой скважины было поручено Якутской геолого-поисковой конторе «Якутбурвод» и началось в январе 1940 г. Опыта колонкового бурения скважин в мерзлых породах тогда еще не было. Поэтому работа шла медленно, с частыми технологическими перерывами. По воспоминаниям одного из участников этого события П.А. Соловьева, случались и серьезные аварии. Скважина, хотя и вскрыла воду на глубине 312 м, так и не была опробована по полному регламенту. Буровики приступили к проходке новой скважины вблизи первой. Летом 1941 г. она вскрыла пресные под-мерзлотные воды с достаточным дебитом в пределах двух интервалов: 312-379 и 425-453 м. Долгожданный успех дал, наконец, ответ на вопрос о существовании подземных вод под мощной толщей вечной мерзлоты в области ее сплошного распространения.
Это было таким знаменательным событием, что 25 сентября 1941 г. П.И. Мельникову и руководству Геологического треста было предложено выступить на Совете Народных Комиссаров ЯАССР с докладом о результатах изучения подмерзлотных вод в целях водоснабжения г. Якутска.
Правительство ЯАССР приветствовало открытие подземных вод и поручило Горкомхозу незамедлительно представить технико-экономическое обоснование на бурение «Якутгеологотрестом» разведочно-эксплу-атационной гидрогеологической скважины. 7 декабря 1943 г., в этот трудный для нашей страны год, - шла Великая Отечественная война - геологи приступили к бурению скважины, местоположение которой было указано, по воспоминаниям очевидцев тех событий, начальником Якутской научно-исследовательской мерзлотной станции П.И. Мельниковым. Технологический надзор за процессом бурения, режимом обсадки, извлечением керна и откачкой осуществлял научный сотрудник станции А.И. Ефимов, посильную помощь ему оказывал молодой специалист П.А. Соловьев. 22 марта 1944 г. бурение скважины было закончено, и без согласования с мерзлотоведами геологи приступили к ее опробованию, не соблюдая соответствующих рекомендаций ученых. Это привело к т ому, что заключение, выданное ими, было отрицательным - «скважина практически безводна».
Адриан Иванович Ефимов (1907-2000).
Выбор места заложения первой разведочной скважины на под-мерзлотные воды в окрестностях Якут ска. Слева направо: П.И. Мельников, В.К. Яновский, М.И. Сумгин (1939 г.)[7].
Казалось, что надежды на получение подземных вод для снабжения хотя бы одного Якутска не оправдались. По инициативе мерзлотоведов было срочно проведено научно-техническое совещание, на котором присутствовали руководящие сотрудники обкома и горкома ВКП(б), правительства автономной республики, представители горисполкома, горкомхоза и инженерных служб Госгеол-кома. Бурная дискуссия длилась несколько часов. Резкие высказывания и обвинения в адрес ученых сводились к тому, что они допустили ошибки в своей прогнозной оценке, неверно указав место бурения, и виноват в этом лично П.И. Мельников (на совещании он не присутствовал). А.С. Подольский, который отстаивал интересы мерзлотной станции, убедил собравшихся, что место выбиралось коллегиально. Итог дискуссий подвел председатель Госплана ЯАССР, выразив его в довольно резкой форме: «Мы угробили на скважину миллион рублей. Если угробим еще ст о т ысяч, от ве-чат ь будем одинаково. Если за сот ню т ысяч рублей получим воду, все скажут спасибо... Начнем новое опробование» [6, стр. 156]. Повторное опробование проходило при непосредственном участии мерз-лотоведов: П.И. Мельникова (консультации по проектированию и строительству насосной станции и прокладке водопроводных сетей), А.И. Ефимова (опытные откачки, рекомендации по режиму эксплу-атации), П.А. Соловьева (геотермические наблюдения). Наконец, в декабре 1946 г. в сильные морозы вода пошла по первым километрам труб водопровода. Так впервые в
мире началось использование человеком подмерзлотной воды для хо-зяйственных нужд.
Через два года (1948 г.) группе участников, осуществивших в трудных условиях уникальный проект, было присвоено звание «Почетный первооткрыватель». Среди награжденных были и мерзлотоведы - Н.И. Толстихин, П.И. Мельников, В.М. Максимов, А.И. Ефимов, П.А. Соловьев. Год спустя Совет Министров СССР вынес решение о выделении им премии в размере 30 000 рублей - огромная сумма по тем временам.
Открытие ученых и практиков вызвало огромный интерес всей общественности республики, так как оно решило проблему, волновавшую людей около трехсот лет. В местной печати были опубликованы интервью с участниками - учеными, геологами, производственно-буровым персоналом. В одном из номеров газеты краткое интервью дал А.И. Ефимов, которому довелось первым выпить стакан подмерз-лотной воды из пробуренной гидрогеологической скважины и омыть ею руки и лицо.
Открытие Якутского артезианского бассейна изменило представления гидрогеологов и мерзлотоведов о взаимодействии подземных вод и вмещающих их горных пород, содержащих лед и имеющих отрицательную температуру. Это послужило основанием для более тщательного анализа и уточнения существующих классификаций и терминологии. Так, д.г-м.н. В.В. Шепелев в одной из работ пишет: «Для артезианских бассейнов характерны гидрогеодинамическая, гидрогеохимическая, гидрогеотермическая и газогеохимическая вертикальные зональности. В артезианских бассейнах криоли-
Вышка и подсобные строения на месте бурения первой гидрогеологической скважины в Якут ске (местность Сергеллях, 1940 г.) [7].
Гидрогеологический профиль якутского арт езианского бассейна по линии Жиганск - Якут ск,
поА.И. Косолапову[8, стр. 110]. Водоносные комплексы: 1 - неогена; 2 - верхнего мела; 3 - нижнего мела; 4 - верхней юры; 5 - средней юры; 6 - нижней юры; 7 - среднего - верхнего триаса; 8 - нижнего триаса; 9 - перми; 10 - карбонатных отложений кембрия; 11 - кристаллических архейских образований; 12 - стратиграфические границы; 13 - предполагаемые линии нарушений в зоне Усть-Вилюйского надвига; 14 - положение нижней границы многолетнемерзлых пород; 15 - граница зон минерализации подземных вод; 16 - региональные и относит ельные водоупоры; 17- скважина: инт ервал водоносного горизонта;
цыфры в кружке - минерализация воды, внизу - глубина, м.
сз
юв
MyHC-itot гацгчр™
Лтчдеииндо эиадпмн
пйльчг Лункнчсная и-падщищ Нкукясм подмят»«?
I Ii I Ii О, О ЕИ< ИЗ ГЗ L3
т осферы Земли характер перечисленных зональнос-тей может быть существенно изменен под влиянием криогенных процессов, поэт ому их правильнее называть криоартезианскими бассейнами» [7, стр. 1926]. Думается, что новые представления о взаимодействии подземных вод и мерзлых горных пород могут быть полезными при поиске и разведке углеводородных месторождений, в том числе газовых и газоконденсат-ных.
Многолетняя напряженная в научном плане, интересная и увлекательная работа получила свое логическое завершение. Основные исполнители грандиозного проекта П.И. Мельников и А.И. Ефимов написали небольшую брошюру «Опыт эксплуатации подземных вод в области распространения вечной мерзлоты Центральной Якутии» [9]. Позднее Якутский артезианский бассейн получил «права гражданства» и на последующих гидрогеологических картах, составленных в том числеи коллективом гидрогеологов Института мерзлотоведения СО АН СССР [10, 11]. Сегодня эти издания - уже библиографическая редкость.
В заключение отметим, что исследование подземных вод Якутского артезианского бассейна, изучение возможностей их дальнейшего хозяйственного использования продолжаются и в настоящее время.
Лит ерат ура
1. Лукин Г.О. Как открыли русского Сфинкса // «Социалистическая Якутия», 1973, 11 июля.
2. Основы геокриологии (мерзлотоведения). В 2 ч. - М.: Изд-во АН СССР, 1959. - Часть I. - 459 с.
3. Шепелев В.В. Родниковые воды Якутии. -Якут ск: Якут ское книжное изд-во, 1987. -127 с.
4. Толстихин Н.И. Заключение о возможности получения подземных вод для водоснабжения г. Якут ска. -Якут ск, Фонды Ин-та мерзлотоведения СО РАН, 1937. - 30 с.
5. Резолюция III Совещания по вечной мерзлоте // Тр. КИВМ АН СССР. - Т. III. - Л.: Изд-во АН СССР, 1934. -С. 151-155.
6. Соловьев П.А. На пути в мерзлотоведение // Академическое мерзлотоведение в Якутии. - Якут ск: Институт мерзлотоведения СО РАН - ассоциированный член издательства СО РАН, 1997. - С. 152-158.
7. Анисимова Н.П., Фотиев С.М., Шепелев В.В. Открытие Якутского артезианского бассейна // Крио-сфера Земли. -1998. - № 4. - С. 19-26.
8. Гидрогеология СССР / Гл. ред. А.В. Сидоренко. -Т. ХХ. Якутская АССР. - М.: Недра, 1970. - 384 с.
9. Мельников П.И., Ефимов А.И. Опыт эксплуатации подземных вод в области распространения вечной мерзлоты Центральной Якутии. - М.: Изд-во АН СССР, 1954. - 33 с.
10. Гидрогеологическая карта Якут ской АССР. М-б 1:2 500 000 / Составители: Н.Н. Индолева, Р. С. Кононова, В.М. Пигузова, Г.Г. Степаненко, О.Н. Толстихин. -Якутск: ИМ СО АН СССР, Якутское геологическое управление МГ СССР, 1967г.
11. Карта мерзлотно-гидрогеологического районирования Восточной Сибири. М-б 1:2 500 000. / Составители: Л.Д. Иванова, Н.С. Ломовцева, Н.М. Никитина, В.М. Пигузова. -М.: ГУГК, 1983.
