Реалистические представления о происхождении подземных вод в средние века

Наряду с описанными фан­тастическими идеями в средние века развивались, однако, и идеи реалистические. Так, например, Георг Бауер, известный в литературе под именем Агрикола, опубликовал в 1545 г. труд под названием «О происхождении и причинах подземных явлений». Будучи по профессии человеком, близким к агрономии, о чем свидетельствует его литера­турное имя (агрикола — земледелец), он имел возможность многократно наблюдать различного вида подземные воды, среди которых он различал дневную воду, которая обра­зуется за счет инфильтрации атмосферных осадков, и грун­товую воду, которая, по его мнению, образуется за счет конденсации водяных паров, поднимающихся из глубин в земную кору, так сказать, восходящих к поверхности земли. В 1650 г. была опубликована работа Бернара Палисси «Удивительные суждения о происхождении подземных вод и источников». Палисси был художником по керамике и владельцем крупного предприятия по разработке глин и переработке их в фарфор, фаянс и др. Так как основное месторождение глины, которым он владел, было на грани выработки, он занялся поисками какого-либо нового место­рождения, которые дали ему возможность шире озна­комиться с условиями разработки месторождений не только глин, но и руд. Эти исследования привели его к заклю­чению, что подземные воды несомненно имеют тесную связь с атмосферными осадками. Подобных взглядов придерживался и известный философ Галлей.

В 1656 г. Фоссиус в своей работе точно так же указывал на несомненную связь между подземными водами и атмо­сферными осадками. Он описал много родников в горах, которые несомненно связаны с атмосферными осадками.

В 1701 г. Бертолин опубликовал работу «О происхо­ждении источников и рек за счет дождей». В этой работе мы также видим очень полное изложение представлений о происхождении подземных вод за счет вод атмосферных. В 1717 г. было издано полное собрание сочинений изве­стного физика Мариотта. В этом собрании сочинений имеется и статья, опубликованная впервые в 1686 г., но не обратившая тогда на себя особого внимания. В ней Мариотт изложил результаты своих эмпирических иссле­дований над атмосферными, поверхностными и подземными водами. Он провел ряд тщательных измерений количества выпадающих атмосферных осадков, стока рек по сезонам года, расхода родников и пришел к заключению, что можно математически подсчитать баланс подземных вод, если принять во внимание количество выпадающих осадков, величины речного стока и испарения воды с поверхности земли. Эти исследования он провел в различных местах Франции и таким образом впервые в научной литературе дал пример математического подхода к выявлению взаимо­отношений атмосферных и подземных вод.

В первой половине XVIII в. вопросами естествознания занимался М. В. Ломоносов (1711 —1765). Обобщая обшир­ные материалы по поискам и добыче различного рода полезных ископаемых, он также пришел к заключению, что «подземельные» воды находятся в тесной связи с атмо­сферными. Он отметил важную роль подземных вод, кото­рые являются растворителями минералов и при движении своем уносят растворенные вещества в новые места, где откладывают то, что ими было вынесено, и, таким образом, ведут к разрушению минеральных веществ в одних местах и к накоплению их в других. Так, к концу XVIII столетия конкретные представления о происхождении подземных вод путем инфильтрации и конденсации уже получили очень хорошее выражение, хотя, как указано выше, в нача­ле XIX в. Кефферштейн попытался восстановить фанта­стические идеи о существовании гидрофиляции в недрах земли. В русской литературе ученики и последователи М. В. Ломоносова, совершавшие многочисленные путе­шествия по территории России до Камчатки на востоке и до Черного моря на юге, всегда указывали на тесную связь между подземными водами и атмосферными осадками.

В конце XVIII в. был проведен ряд важных наблюдений над происхождением подземных вод учеными различных стран и особенно французами. Среди этих работ привле­кают внимание исследования французского ученого Де-ла-Метри, опубликовавшего результаты своих работ в 1797 г. в книге «Теория земли». Автор отмечает большое значение атмосферных осадков для питания грунтовых вод и обращает внимание на то, что не все горные породы одинаково водопроводящи. Так он указывает, что изве­стняк поглощает очень мало воды, песок много, но не удер­живает ее и таким образом представляет горную породу водопроводящую; глина не обладает водопроницаемостью. Атмосферные осадки, выпадая на различные горные поро­ды, то стекают по поверхности пород, то поглощаются ими. Наличие в слоях земных глинистых водоупоров, по мнению Де-ла-Метри, вызывает образование артезиан­ских вод. Он указывает также, что в образовании под­земных вод играют существенную роль туманы. Проникая в вулканических областях в глубокие, нагретые подземным теплом пласты, атмосферные воды питают горячие источ­ники.

Возможность образования подземных вод за счет атмо­сферной влаги доказывается также и тем, что известны случаи возникновения родников в результате конденсации влаги туманов на поверхности некоторых искусственных сооружений, например у основания крепостных валов и берегов дамб.