В-третьих, развитие подземной гидросферы циклично. Цикличность процессов выражается в водообмене с наземной гидросферой, замещении магматогенных и седиментогенных вод инфильтрогенными, переходе воды из одной фазы или состояния в другое и обратно. Каждый следующий цикл или круговорот отрицает предыдущий, хотя и сохраняет известную преемственность. Это качественно новая и более высокая ступень развития, отвечающая закону отрицания отрицания. Цикличный и поступательный характер гидрогеологических процессов отражает историческую преемственность в развитии подземной гидросферы.
Достигнутый уровень теоретических исследований позволил осуществить серьезный скачок в состоянии гидрогеологии как науки. Он выразился в том, что период господства описательного элемента, то есть описания явлений и сбора фактов, сменился стадией, когда в науке наряду с накоплением информации начинает преобладать стремление вскрыть причины процессов и познать их закономерности. Без теоретического осмысления достигнутого нельзя представить движения вперед и обеспечить выполнение усложняющихся задач практики.
В будущем значение теории в гидрогеологии, с одной стороны, возрастет, с другой — качественно изменится, что, без сомнения, приведет к принципиально новым научным обобщениям. Такой вывод основан на следующем.
1. Изучение подземных вод и других внутриземных разновидностей воды распространяется вширь (с охватом в конечном итоге всего земного шара — как континентов, так и океанов) и вглубь (в отдельных случаях уже достигнуты глубины 8–10 километров). Естественно, получаемый при этом уникальный материал (скажем, о подземных водах океанических рифтов или сверхглубоких скважин) позволит сформулировать новые гидрогеологические закономерности и выдвинуть новые идеи в области гидрогеологии.
2. Совершенствование методики гидрогеологических исследований, использование методов точных наук и приемов смежных дисциплин ведет к тому, что оценка роли воды в геологических процессах и водообмена в земных недрах все больше и больше опирается на количественные параметры. Последние, однако, вряд ли охарактеризуют в полной мере геологические процессы, но судить о масштабах и направленности их по таким показателям будет возможно. Следовательно, появятся и количественные критерии для суждения о геологической деятельности воды. Начало этому уже положено: примером может служить применение в гидрогеологии термодинамического анализа и изотопных определений. Конечно, эти методы не дают однозначного цифрового ответа на все поставленные перед ними вопросы. Однако отдельные гидрогеологические задачи, которые нельзя изучать традиционными методами, с их помощью успешно решают, получая ответ в цифрах.
Количественная оценка геологической роли воды дает возможность с иных, чем раньше, позиций познать гидрогеологические закономерности, охарактеризовать процессы числом и мерой.
3. Как бы совершенны ни были количественные оценки, характеризующие те или иные геологические процессы, последние нельзя вложить в «прокрустово ложе» цифр и формул. Объект гидрогеологии — «продукт» сложной геологической истории, испытывающий влияние множества факторов, процессов и обстановок, которые невозможно учесть ни сейчас, ни, пожалуй, в будущем. Поэтому его познание должно базироваться на историко-генетическом подходе. Плодотворность исторического направления, получившего название палеогидрогеологического метода, доказана. Если же историческое направление объединить с генетическим, которое уже начинает себя проявлять в виде учения о происхождении и эволюции воды земных недр, то есть генетической гидрогеологий, привлечь новую уникальную информацию и количественную оценку геологической роли воды, то значение такого подхода для гидрогеологической теории трудно переоценить. Именно он позволит изучить роль воды в геологических процессах на базе современных геологических концепций, геохимических и геофизических данных, иными словами, с совершенно новых позиций охарактеризовать ее деятельность на различных термодинамических уровнях. В сущности, тут следует ожидать крупные открытия и важные закономерности, касающиеся фундаментальных начал гидрогеологии.
Перечисленными задачами и проблемами, естественно, далеко не исчерпываются пути развития гидрогеологии. Потенциальные возможности ее значительно шире и разностороннее, при этом они стали вырисовываться только сейчас, в последней трети XX века, когда гидрогеология из учения о явлениях стала превращаться в науку о процессах и закономерностях. Современный период ознаменовался более углубленным и широким взглядом на предмет ее исследований.
Только имея предметом исследований обособленную материальную систему — подземную гидросферу, гидрогеология стала самостоятельной научной дисциплиной. Тем не менее подземные воды как составная часть подземной гидросферы, естественно, остаются основным объектом ее изучения. Человечеству нужна вода — питьевая, лечебная, для орошения и т. д. Однако гравитационные воды земных недр должны изучаться не сами по себе, а в тесной связи с другими внутриземными разновидностями Н2О. Тогда гидрогеология станет в подлинном смысле учением о геологии воды.
Гидрогеология — наука, интерес к которой неуклонно возрастает. Как уже говорилось, колоссальные и все увеличивающиеся потребности в воде, с одной стороны, и жизненно важная задача охраны ресурсов подземной гидросферы, вызванная усиливающейся на нее техногенной нагрузкой, с другой — вот что тому причина. Да и объектом ее является важнейший элемент природной среды. Перед гидрогеологами стоят ответственные задачи, весьма актуальные как в практическом, так и в научном отношениях. Назовем важнейшие из них.
1. Количественно-качественная оценка ресурсов подземной гидросферы — эта проблема, вероятно, должна быть названа первой, поскольку всякое исследование начинается с оценки того, что считается предметом изучения. К тому же подземную гидросферу мы знаем еще плохо, наши оценки ресурсов и состава подземных вод весьма приблизительны. Водные растворы земных недр — динамичная система, которая содержит Н2О в различных фазах и состояниях и характеризуется постоянно изменяющимся составом раствора. Да и находятся они в непрерывном круговороте, будучи связаны с мантией и космосом. В этом одна из основных трудностей количественно-качественной оценки ресурсов подземной гидросферы. Важны не столько глобальные, сколько территориальные и локальные оценки в первую очередь ресурсов и состава подземных вод, пригодных для нужд водоснабжения и мелиорации или использования в лечебных, промышленных и термоэнергетических целях. Количественно-качественное изучение подземных вод позволит более целенаправленно бороться с их отрицательным влиянием.
Итогом количественно-качественной оценки ресурсов подземной гидросферы должны быть закономерности распространения воды в недрах Земли. Применительно к подземным водам они находят выражение в гидрогеологическом районировании, различных видах зональности и т. д. Задача состоит в том, чтобы глубже изучить закономерности распространения других компонентов подземной гидросферы и познать их взаимоотношение с подземными водами.
2. Изучение происхождения и эволюции подземной гидросферы представляет следующую проблему, которая может считаться историческим базисом гидрогеологии и которой мы только что касались. Пути странствования воды в Земле, энергетика системы «вода — порода — газ — живое вещество», водообмен и массоперенос в подземной гидросфере — такова в кратком виде сущность подобного направления исследований, хотя чаще гидрогеологи ее сужают еще больше — до формирования подземных вод (их ресурсов и состава). Над этой интересной проблемой гидрогеологам предстоит упорно работать.