обновлено: 14:43, 23 января 2024
Общество
Горячие пляжи подземного «Западно-Сибирского моря»
Эта история началась, когда на месте Западно-Сибирской равнины плескалось ласковое море, а на его берегах паслись динозавры. Мироздание отпустило им «всего-навсего» 140 миллионов лет — почти вечность, которая, впрочем, давным-давно истекла… Гигантский разлом, образовавшийся в процессе формирования нового материка, принял в свои недра и морские воды, и останки диковинных рептилий, и тропические леса с горами. Целый мир оказался погребен под прахом тысячелетий, будто и не было его никогда. А потом пришли геологи…
Время для чтения ~ 18 минут
– В геологическом разрезе Западная Сибирь представляет собой своеобразную чашу, заполненную почти горизонтально залегающими осадочными породами мощностью до пяти километров по центру и до полутора тысяч метров на юге Тюменской области, — рассказывает кандидат геолого-минералогических наук Ольга Павленко. — На современной географической карте это древнее море начиналось бы у границ Тюменской области с Казахстаном и уходило в Карское море. Его естественный западный берег — Уральский хребет.
Экскурсия в прошлое начинается!
Ольга Леонидовна — ведущий инженер лаборатории гидрогеологии и геотермии Западно-Сибирского института проблем геологии нефти и газа. А ещё она автор диссертации «Подземные минеральные лечебные воды юга Тюменской области: условия формирования и практическое использование», поэтому лучшего гида по пляжам древнего моря не найти.
– Природа старается всё сделать ровным и гладким, — продолжает учёный. — Горы срезать, а пониженные участки засыпать. За миллионы лет впадина нашего моря заполнилась твёрдым осадочным материалом. И где бы мы сегодня ни пробурили скважину, везде на глубине около одного километра получим горячую минерализованную воду. Залегающий на этой глубине пласт осадочных пород, поры которого заполнены водой, — это и есть «Западно-Сибирское море».
По словам собеседницы, верхние осадочные породы налегают на нижние, и огромное давление многокилометровой толщи грунта заставляет воды фонтаном извергаться на поверхность через специальную гидрогеологическую скважину. Иногда высота таких фонтанов достигает шестидесяти метров!
Принято считать, что открыто подземное море было в пятидесятые годы прошлого века практически случайно — искали нефть, а нашли минеральные воды. Впрочем, в геологии не бывает ничего случайного: пробурив Тюменскую опорную скважину и ожидаемо получив из неё приток минерализованной воды, геологи убедились (учитывая целый ряд других поисковых признаков), что нефть в этом регионе точно есть!
– Уровень минерализации воды во всех скважинах разный, — отмечает Ольга Павленко. — Например, к юго-западу от Тюмени на территории санатория «Тараскуль» (рядом расположен Ямальский детский реабилитационный центр) в литре воды растворено 5 грамм различных компонентов, а к северо-востоку, в селе Дубровном, уже 15 грамм. А вот состав растворённых веществ практически везде одинаков — на 90-95 процентов он представлен хлоридом натрия (обыкновенная пищевая соль), остальное приходится на калий, магний, кальций, гидрокарбонат-ионы. В качестве примесей содержатся йод, бром, бор и совсем уж в микроскопических количествах — все остальные элементы из таблицы Менделеева, в том числе литий, который сейчас у всех на слуху в связи с необходимостью расширения ресурсной базы для извлечения этого компонента.
Штиль под высоким давлением
Тюменская минеральная вода — бывшая морская, состав которой изменился под воздействием осадочных пород, давления и высокой температуры. В таких экстремальных условиях происходят изменения во всей системе «вода — порода — органическое вещество». Да-да, в воде растворена и многочисленная органика — ведь это же было море с миллиардами живых существ!
– В период с 1950-х по 2000-е годы в Тюмени и окрестностях пробурили около семидесяти скважин, часть из которых сегодня законсервирована либо заброшена, — поясняет Ольга Леонидовна — Вода из скважин поступает самоизливом под избыточным давлением. Но со временем давление упадёт и для извлечения воды на поверхность потребуются насосы.
С хозяйственной точки зрения от этой воды пользы немного: она не годится для регулярного питья и приготовления пищи, использовать ее для технических нужд тоже проблематично. Неплохим оказался эксперимент по обогреву теплиц и оранжерей, но широкого распространения не получил.
А вот на севере нашего региона эта вода используется в системах поддержания пластового давления при разработке месторождений нефти и газа. Дело в том, что те же водоносные пласты, из которых на юге области добывают минеральную воду, на севере содержат залежи углеводородов. Вода извлекается вместе с нефтью и после сепарации закачивается обратно в пласт. Но и это ещё не всё: новые технологии и материалы уже позволяют использовать геотермальные воды для получения энергии. Осталось купировать их основной недостаток, препятствующий использованию в инженерных системах, — высокую агрессивность.
Живая и мёртвая водица
А вот в медицине минеральные воды используются давно и весьма успешно. Большинство нынешних санаториев и домов отдыха на горячих источниках родом из 1980-х годов. В Тюмени даже была своя бальнеологическая служба, руководил ею Алексей Малахов.
– На пике развития бальнеологии на юге области использовалось около двадцати скважин, девять из которых принадлежали департаменту здравоохранения, — вспоминает Алексей Аркадьевич. — Ещё были ведомственные «Автоводник», «Хвойный», «Красная гвоздика», газпромовский «Сосновый бор»… Каждый крупный трест имел там свой санаторий с горячим источником. Скважины работали, люди лечились и просто укрепляли здоровье.
Местная минеральная вода имеет довольно широкий спектр лечебного и профилактического действия. Она оказывает благотворное влияние на нервную, эндокринную и опорно-двигательную системы, кишечный тракт, поджелудочную железу и печень. Её можно пить, в ней можно плескаться и намазывать в виде грязи — главное, всё делать в меру. Ещё лучше — под присмотром медперсонала. За две недели оздоровительного курса проходят суставные и мышечные боли.
– Всё дело в составе воды: магний, йод, бром, — поясняет бальнеолог Малахов. — Мы даже экспериментировали с производством сухой минералки, которую можно было бы просто вновь разбавить водой и употреблять. Представляете: 4 грамма сухой минеральной воды на литр. Причем в поллитровке этой восстановленной минералки содержится суточная норма йода для взрослого человека! Кроме того, применялись сапропелевые грязи и прогулки по сосновому бору: всё, что нужно для восстановления нервной системы. Наполняемость санаториев была стопроцентная, вплоть до закрытия проекта в 1995 году.
Забьют ли горячие источники на северах?
– Одна скважина дает от 700 до 2500 кубометров минеральной воды в сутки с температурой на выходе от 30 до 54 градусов тепла, — продолжает бальнеолог Малахов. — В Югре была уникальная скважина с температурой воды на выходе свыше 90 градусов — почти кипяток! А главное: эта минеральная вода есть практически везде.
Наш собеседник считает, что небольшие комплексы с использованием минеральной горячей воды можно создать во многих северных населенных пунктах — в виде бассейнов, мини-аквапарков или просто бань-саун, куда можно прийти после работы или в выходной день.
Сегодня появились новые методики и процедуры, пользующиеся большим спросом не только у страдающих недугами, но и просто следящих за своим здоровьем. Хоть спа-салон, хоть массажный на источнике строй — и отдохнул, и оздоровился! Или на Севере перестали страдать ревматизмами с артритами?
А вот экологи насторожились…
На заре становления бальнеологической службы было много вопросов по поводу наносимого экологии ущерба. Но эксперименты и замеры, проведенные сотрудниками отдела Малахова, показали: даже без фильтрации, сброшенная в реку минеральная вода уже через пятьсот метров по течению полностью смешивается с пресной.
Кстати, помогая человеку, минеральная вода полезна и для животных. Например, из-за почти круглогодичного стойлового содержания в суровых сибирских условиях у коров развиваются различные воспалительные процессы. Эксперименты показали, что ежесуточные десять литров тюменской природной минеральной воды значительно снижают вероятность патологии родов, задержания последа, осложнения послеродового периода. Оказывается, минералка вызывает мышечное напряжение, благотворно влияющее на предродовой и послеродовой период крупного рогатого скота. Нетрудно предположить, что она оказывает и иное полезное воздействие на организм.
Тем не менее проблема сброса использованной минералки универсального решения не имеет. Например, под Заводоуковском от многолетнего слива воды в свое время образовалось безжизненное болото, грязью которого мазались неприхотливые туристы-самолеченцы. Вероятно, воздействие на экологию зависит от объёма сливаемой воды и условий окружающей среды.
Кипяток как среда обитания
Удивительно, но и магний с бромом — не всё богатство подземного моря. Есть в нём ещё один уникальный ресурс. Невероятно, но на большой глубине, во тьме и кипятке, живут и размножаются различные микроорганизмы. Сколько их и на что способны эти малыши-выживальщики, учёные пока не знают…
– Мы занимаемся микробиотой вечной мерзлоты, но недавно заинтересовались и горячими источниками, — поясняет руководитель отдела биоресурсов криосферы Тюменского филиала РАН, доктор медицинских наук, профессор Сергей Петров. — Здесь есть параллели: в обоих случаях мы имеем дело с палеобактериями в разных микромирах.
Палеобактерии интересны науке именно своей средой обитания. Мерзлота, конечно, пожёстче будет. Подземное море — всё же вода, без которой, как известно, жизни не бывает. Здесь присутствует богатейшая питательная среда. Но засоленность, кромешная тьма вкупе с жаром и давлением — тоже сверхэкстремально! Для выживания в подземном море нужны совсем иные адаптационные свойства. Ближайший схожий ареал, где проводились подобные исследования, — Долина гейзеров на Камчатке.
– Исходя из разной среды обитания, у этих бактерий совсем иные свойства, — объясняет свой интерес профессор Петров. — Например, адаптация к повышенной солёности. А у нас в регионе большая доля засолённых земель, непригодных для возделывания. Хотя мы из мерзлоты уже выделили палеобактерии, повышающие урожайность на засоленных землях, но подземные могут быть более эффективными.
Целители и убийцы
Суть исследований и ожидания учёных понятны — палеобактерии могут передавать другим организмам выработанные геологическими эпохами уникальные адаптационные свойства. Жизнь во мраке предполагает особую систему ориентации; высокая температура — тепло- и хладопереносимость, лечение ожогов и обморожений; запредельное давление — лечение гипертонии и прочих подобных недугов и так далее. Ведь бактерии даже в космос научились летать без скафандров (выживают!), пора и людей приучить. Это, конечно, упрощённо, но…
– Пока нами выделено по четыре новых штамма бактерий из каждой исследуемой скважины, — рассказывает Сергей Анатольевич, — их биотестирование ещё не проводилось. Для этого необходимо сначала создать достаточную коллекцию штаммов, с которой можно было бы полноценно работать. А вот бактерии из солёных озер пилотное биотестирование уже прошли, и оно дало обнадёживающие результаты. Так, у обработанных экстремофилами растений лучше всхожесть и рост.
Экстремофилы — живые существа (в том числе бактерии и микроорганизмы), способные жить и размножаться в экстремальных условиях окружающей среды.
Казалось бы, причем здесь бактерии и урожайность? Всё дело в том, что микроорганизмы, оказываясь во враждебной среде, вырабатывают самые разнообразные адаптационные свойства, применение которых в более благоприятных условиях даёт самые неожиданные результаты.
Например, для жизни нужна вода, причём жидкая, и учёные гадали над вопросом, как бактерии выживают в условиях мерзлоты — то есть воды в её твердом состоянии. Оказалось, что эти маленькие существа научились вырабатывать незамерзающую жидкость и заполнять ею «прорытые» во льду ходы-тоннели для циркуляции. Вот так и выживают. Оказавшись в обычном растении при проведении научного эксперимента, эти микроорганизмы «по привычке» прорубают в тканях такие же тоннели, через которые улучшается поступление воды и питательных веществ из корневой системы вверх. Как итог — улучшение урожайности. А казалось бы, где пахотные поля и где мёрзлая тундра!
– Такие микроорганизмы обладают совершенно уникальными свойствами и могут принести как пользу, так и вред, о чём тоже необходимо думать заранее, — поясняет Сергей Анатольевич. — Дело в том, что выживающие в мерзлоте бактерии в большинстве своём — бациллусы, имеющие ген патогенности и относящиеся к условно патогенным. То есть при определенных обстоятельствах этот ген может пробудиться, и мы получим убийцу.
В Антарктиде бактерии найдены на глубине около трёх километров подо льдом. Какими адаптационными свойствами они должны обладать для того, чтобы миллионами лет жить в ледяной толще, и какие болезни существовали в те времена? Сколько пользы они принесут медицине? Или вреда? Ведь в многовековом льду выживают не только добрые малютки — в 2016 году в ямальской тундре из-за аномальной жары оттаяли споры сибирской язвы, почти столетие сохранявшиеся в мерзлоте…
– Конечно, можно искусственно создавать бактериям жесткие условия для выработки нужных адаптационных условий, — продолжает профессор Петров. — Но это потребует много времени, а результат будет непредсказуем.
Учёные довольно потирают руки…
Результат… Зачем наши учёные снова лезут в непознанное? С ковидом-то до конца ещё не разобрались! Где гарантия, что завтра из какой-нибудь неизвестной лаборатории не вырвется на волю микроорганизм, который положит конец всем исследованиям?
– Идет изменение климата, мерзлота деградирует, — объясняет Сергей Анатольевич. — Велика вероятность, что, в конце концов, оттает что-то вредное, те же болезнетворные микробы. Нам необходимо быть к этому готовыми, а значит, заранее их изучить, выработать и сохранить нужные патогены, способные бороться с вредными микроорганизмами. Тем более сама природа подталкивает нас к этому шагу — из недр вырывается горячая вода с палеобактериями, которые оказались там двести миллионов лет назад и благополучно живут в экстремальных условиях. Даже представить трудно, какой эволюционный путь они проделали, ведь бактерия в течение одних-единственных суток способна кардинально изменить свои свойства.
Патогены — микроорганизмы (или белки), способные вызывать патологическое состояние (убивать) другой живой организм, например, бактерии. По сути, та же прививка — это введение в организм вещества, которое распознается иммунной системой как возбудитель инфекционного заболевания, в результате чего вырабатываются антитела (патогены), нейтрализующие возбудитель при его повторном попадании в организм.
Учёные в предвкушении больших открытий. Даже первые исследования дают основание довольно потирать руки. А минерализованная вода всё бьёт ключом…
Нам природа подарила уникальный ресурс — безбрежное море теплой минеральной целебной воды, которая уже более полувека изливается из скважин на земную поверхность. А мы не пользуемся...
Текст: Иван Бычков
Журнал «Северяне», № 1, 2024 г.
Авторы
Красный Север
Журналист
обновлено: 14:43, 23 января 2024