Капля воды - крупица золота

Некоторое время назад o в Ашхабад, в Институт пустынь из далекого северного города приехал журналист, чтобы на месте собрать материал для статьи об освоений пустынь Средней Азии. Мы составили для нашего гостя программу, и одним из ее пунктов была поездка в пустынный заповедник, расположенный в Восточных Каракумах - в районе железнодорожной станции Репетек.

Капля воды - крупица золота

Здесь, в 70 километрах юго-западнее Чарджоу, находится известная во всем мире Репетекская песчано-пустынная станция. Она основана в 1912 году Русским географическим обществом, а в 1928 году на базе станции был организован заповедник, ныне занимающий территорию в 35 тысяч гектаров. Во всех среднеазиатских пустынях ведутся работы по улучшению ландшафтов, созданию поливных плантаций, разработке полезных ископаемых, но в районе Репетека все усилия направлены на то, чтобы сохранить пустыню в ее первозданном виде. Сохранить растения и животных, приспособившихся к тем или иным разновидностям пустынных территорий. Отличительная черта. Рёпетекского заповедника состоит в том, что в нем имеются самые, разнообразные ландшафты - и сыпучие пески, и такыры, и высокие песчаные барханы, и рощи черного и белого саксаула. Первым директором Репетекской станции был Владимир Андреевич Дубянский - впоследствии известный исследователь песков нашей страны, профессор Московского oгосударственного университета. В Репетеке работали известные ученые, его посещали А. Семенов-Тян-Шанский, В. Обручев, В. Докучаев, Н. Вавилов, А. Ферсман, а также видные иностранные исследователи, проводились международные научные симпозиумы, семинары. Многие исследователи пустыни стремятся пожить и поработать в Репетеке, хотя станция - учреждение сравнительно небольшое. Почти все оно размещается в одноэтажном здании, рядом с которым несколько жилых помещений. Ну а сам поселок Рёпетек - это два-три десятка домов, со всех сторон окруженных песками.

По возвращении журналиста из этой поездки мы спросили его о наиболее интересных впечатлениях и услышали вот что.

"Неудачно выбрав поезд, я приехал на станцию Репетек около пяти часов утра, когда было совсем темно. Я был единственным пассажиром, который сошел на этой станции. Вышел из вагона и сразу почувствовал сильный холод. А из Ашхабада выезжал днем, когда было очень тепло, даже жарко - вот что значит континентальный климат. Железнодорожная станция хоть и маленькая, но есть зал ожидания. Там я и решил пересидеть пару часов, чтобы не будить работников заповедника, к которым мне нужно было явиться. Сижу жду. Тишина фантастическая. Через какое-то время запели петухи, собаки залаяли - поселок начал просыпаться. Слышу, из какого-то домика, покашливая, вышел человек, зашумел пустым ведрохм - видно, по воду пошел на речку или к колодцу. Я тоже вышел на перрон и просто глазам своим не поверил - человек с ведром подошел к стоявшей прямо на станции обычной цистерне, открыл кран и именно из нее, из этой цистерны, стал набирать воду в свое ведро. Я и раньше слышал, что в некоторые пустынные местности воду привозят по железной дороге, но скажу честно, просто был потрясен, когда сам увидел, как из железнодорожной цистерны воду нацеживают. Ту самую, которой у нас в городах сколько хочешь, только открой кран в кухне или в ванной.

А потом, уже на самой Репетекской песчаной станции, я еще раз почувствовал, что такое вода в пустыне. Мы собрались проехаться по заповеднику на "уазике". Шофер перед самым выездом сбегал в гараж, принес полную канистру и положил ее на заднее сиденье. Я сначала подумал - это резервный бензин, но оказалось, что в канистре питьевая вода. Спрашиваю потом шофера, зачем он с собой воду брал, ведь мы ехали недалеко, всего на 5-6 километров от станции. Шофер ничего не ответил, только улыбнулся. И эту улыбку, так же как и цистерну с водой на железнодорожной станции Репетек, я запомню навсегда. Улыбку человека, знающего, видимо, нечто такое, что не позволяет доверяться пустыне".

Прежде чем начинать повествование под условным заголовком "Человек, пустыня, вода", нужно, видимо, коротко рассказать, какую вообще роль играет вода в жизни человека.

Так сложилось, что изобилие воды во многих районах земного шара сформировало отношение к ней не скажу пренебрежительное, но часто все же без должного уважения. Вспомните, например, как, желая отметить бессодержательность какого-либо выступления, говорят, что оно сплошная вода, ничего в нем нет и никому оно не нужно. И мерой ненужности здесь служит вода - "матрица жизни", как назвал ее знаменитый французский биохимик Сен-Дьерди. Жизнь зародилась и развивалась в Мировом океане, в воде. Вода стала основной средой, где протекает жизнь и в современных организмах, растительных и животных. Наш организм примерно на 65 процентов, то есть на две трети, состоит из воды. Кроме крови, "матрица жизни" входит в так называемую интерстициальную, то есть тканевую, жидкость, на ее долю приходится в три раза больше воды, чем на всю кровь. Наконец, основная часть воды, почти половина, находится внутри самих клеток. Она играет не только роль океана, в котором плавают корабли-молекулы, чтобы соединиться друг с другом, обменяться энергией или информацией. Вода и сама участвует в химических превращениях вещества, участвует в процессах, которые и есть основа жизни. Причем ход всех разнообразных биохимических и биофизических процессов очень сильно зависит от концентрации тех или иных веществ в воде. Даже сравнительно небольшая нехватка воды в организме человека, скажем всего 0,5 литра, при общей массе воды 40-50 килограммов вызывает заметные нарушения. А при нехватке 3-5 литров наступает так называемое дегидрационное отравление, оно проявляется, как пишут физиологи, в ряде расстройств со стороны центральной нервной системы. Основная их причина - глубокое нарушение кровообращения, связанное со сгущением крови. Когда же у взрослого человека нехватка воды приближается к 15 процентам от веса его тела, то есть не хватает 9-12 литров, наступает смерть.

Физиологи установили, что голодать человек может несколько недель, максимальная продолжительность полного голодания оценивается в 50 дней. И в процессе голодания организм сильно теряет в весе - необходимые для жизнедеятельности вещества в основном берутся из запасов жира и белка, а когда они исчерпаны, из самих тканей организма. Во время экспериментального голодания кошка за две недели потеряла почти третью часть своего веса - из трех килограммов осталось два. При этом жировая ткань животногр утратила 97 процентов начального веса, печень более 50, мышцы - 30 процентов.

Ничего похожего не может быть, когда дело касается потери воды. Мы только что называли цифру - организм человека просто погибает, потеряв 15 процентов имеющейся в его тканях влаги. А ведь вода непрерывно расходуется - даже в спокойных условиях через кожу испаряется примерно 0,5 литра влаги в сутки, с мочой уходит 1,5 литра, с парами, которые выдыхаются легкими, 0,3 литра. И оказывается, что без пополнения запасов воды в организме человек может прожить лишь несколько дней.

Особо опасным становится водное голодание в жаркую погоду, когда система автоматического регулирования температуры вынуждена интенсивно испарять воду через кожу, чтобы понизить ее температуру, - всякое испарение сопровождается отбором тепла. Установлено, что в жарком и сухом климате потоотделение может достигнуть 12 литров в сутки, а в самое знойное время дня каждый час с поверхности кожи может испаряться чуть ли не литр влаги. И если нет возможности пополнять ее, если негде взять воду для питья, человек в подобных условиях может, не протянуть и дня.

В средней полосе, в районах благоприятного климата, где то речка попадается, то ручей, то, на худой конец, лужа, где часто выпадает дождь или снег, а если совсем плохо, можно извлечь влагу из листьев растений, в таких местах человек редко сталкивается с катастрофической нехваткой воды. Совсем иное дело пустыня. Если не имеешь с собой воды, редко где ее найдешь, и запас воды - это вопрос жизни и смерти.

Известно немало трагических случаев, когда люди погибли в пустыне по неосмотрительности или но стечению обстоятельств из-за отсутствия воды, из-за обезвоживания организма. Кто-то блуждал по пескам, хаотически меняя свое направление, надеясь быстрее выйти к населенному пункту, И так и, оставался в песках навсегда, не сумев выбраться из заколдованного круга. Кто-то, руководствуясь неписаным законом песков, шел строго по прямой, но тоже не успевал выйти к воде. Потерявшегося человека всегда ищут, снаряжают поисковые группы на верблюдах, на вездеходах, на самолетах и вертолетах. Но не так-то просто найти человека в песках, а время идет, желтое солнце пустыни и вязкий песок быстро делают свое черное дело.

Не буду вспоминать подробности о подобных трагических случаях, приведу лучше отрывки из рассказа человека, познавшего, что такое оказаться в пустыне без воды, и, к счастью, благополучно завершившего свои скитания. Рассказ приводит в своих "Каракумских записках" известный советский исследователь пустынь и путешественник член-корреспондент Академии наук ТССР и СССР Владимир Николаевич Кунин. Причем ведет рассказ от первого лица сам герой событий, точнее, героиня, в то время студентка Ташкентского университета, а впоследствии профессор кафедры анатомии растений Ленинградского государственного университета имени А. А. Жданова Вероника Казимировна Василевская.

Весной 1930 года она приехала на Репетекскую научно-исследовательскую песчано-пустынную станцию, чтобы участвовать в практических работах по изучению растительности пустынь. После первых выходов в пустыню совместно с опытными работниками станции студентка однажды ранним утром сама отправилась в пески для сбора гербария. Лавируя между барханами, она отошла от станции на сравнительно небольшое расстояние. Но потом, неправильно ориентируясь по ветру и допустив еще несколько серьезных ошибок в определении на местности, стала удаляться от станции и в итоге Совсем заблудилась.

"Около 10 часов начало основательно припекать... Песок стал горячий, и, когда мне приходилось перелезать через барханы, он больно обжигал ноги выше щиколоток".

Но это было только начало.

"Около часу дня я вышла из пределов песчаной гряды и присела под одним из кустов, который не давал никакой тени... Высыпала собранный гербарий и устроила себе плащ из картонной папки, она хорошо защищала от солнца руки и вырез платья на спине. Я чувствовала сильную усталость, и меня все сильней мучил голод. Да, да! Первый день я больше всего чувствовала голод; появились боли в желудке, которые постепенно усиливались... Буквально физически я ощущала, что непременно и непрерывно должна идти и именно в этом залог моего спасения. Из долины в пески проникали отдельные кусты саксаула и черкеза. Некоторые из них были с большой кроной, и это было лучшее место отдыха. Я заметила, что если разгрести песок, то под ним лежит влажный, прохладный песок. Влага вчерашнего дождя еще не испарилась полностью и не опустилась глубже. Я ложилась на влажный песок и могла несколько минут отдохнуть".

Во второй половине дня помимо голода студентка начала чувствовать еще и жажду. Опустилась ночь. Улегшись в песок, она заснула и во сне увидела свой ташкентский дом, большой полноводный арык Салар, пересекающий город, слышала шум воды, черпала ее полными ведрами. Но сон длился всего какой-то час, студентка проснулась от холода - таковы контрасты пустынного климата. Потом она шла всю ночь, ориентируясь по звездам, падая порой в изнеможении на холодный песок и ненадолго засыпая.

Вместе с тем на станции уже к полудню забили тревогу, на поиск отправились группы добровольцев, машинисты, проезжая мимо Репетека, подавали звуковые сигналы, на которые заблудившийся путник мог бы сориентироваться и найти направление на станцию. К вечеру железнодорожные рабочие, затащив на барханную гряду бочку с мазутом и старые шпалы, разожгли костер. Пришел местный пастух туркмен Петэк со своей лохматой овчаркой и прежде всего поинтересовался, тяжелая девушка или легкая. Узнав, что она худенькая, заметил, что искать ее труднее, она будет оставлять на песке не очень глубокие следы, но зато тощий человек легче справляется с жаждой, Где-то в полночь Петэк обнаружил след девушки, по этому прерывающемуся следу он прошел почти девять километров ее маршрута, но студентку не нашел. Когда пастуха в разгар поисков прямо спросили, пропадет девушка за сутки или нет, он ответил, что раз она с юга, из Ташкента, то, значит, к солнцу привыкла и за один-два дня не должна погибнуть. Жаль только, сказал пастух, что утром в столовой она пролила свою чашку с молоком и на дорогу мало пила...

А студентка между тем встречала рассвет. Еще ночью, услышав паровозные гудки, она двинулась в сторону наиболее громкого звука.

"Скорость моя была, как оказалось потом, смехотворно мала. Песчаную гряду шириной в 3-4 километра я пересекала всю ночь. "Коэффициент извилистости" был чудовищно высоким. А главное - я теряла силы. Давно ощущала неудобство на своей коже - она вся сморщилась, образовав сплошную массу мелких морщин и складок. Чувство голода притупилось, но жажда становилась все более мучительной. Постепенно я приходила к такому состоянию, когда человек может думать только о воде. Я шла теперь только от куста к кусту, из каждого часа не более 10-15 минут и, если ближайший куст оказывался далеко, садилась на песок и голова падала на колени. Около полудня мне стало страшно, я больше не могла подняться. Я сделала усилие, но это только увеличивало боль внутри. В глазах потемнело, по голубому небу поплыли зеленые и красные круги... Неужели конец? Начали болеть глаза, казалось, векам трудно моргать из-за того, что глаза сохнут. Но, видно, возраст - великое дело. И потом я знала, что меня ищут. Поднялась и двинулась дальше. Вспомнила слова Тихонова: "Мертвые, прежде чем упасть, делают шаг вперед".

Тяжкие испытания выпали на долю молодой студентки - почти двое суток провела она в пустыне без воды. Стремясь утолить жажду, сломала стекло на наручных часах и осколком пыталась процарапать ветку саксаула, найти в ней влагу. Каким-то чудом поймала небольшую ящерицу и, разорвав ее, пыталась высосать хоть каплю жидкости. На вторую ночь у путницы начался сильный озноб, но с невероятными трудностями она все же перемещалась вперед, вдохновляемая только гудками паровозов. И почти совсем теряла сознание... А вот итог - хотя на станции поиски велись все более активно, к ним уже привлекли и авиаторов, девушка к рассвету третьего дня, заметив костер, сама добралась до Песчаной станции.

"Я подошла к женщине. Не помню, что я ей сказала. Она вскрикнула и поставила ведро на песок. Я встала на колени и обмыла водой лицо... И вдруг осознаю, что вокруг меня тесным кольцом стоят люди, у всех радостные лица, я слышу разные голоса: "Не пей, не пей, понемножку, глотай чуток..." Я и сама знала, что пить сейчас нельзя. Пополоскала рот, у меня хватило сил не проглотить эту воду, я поднялась от ведра, и у меня закружилась голова... Голод я утолила быстро. Но еще на третий день, попив, я почти сразу же снова хотела пить. Жажда утолялась, правда, одним-двумя глотками, но очень быстро она появлялась вновь. Ну а потом все вошло в норму. И одновременно складки и морщины на коже стали исчезать, а через неделю мне снова можно было дать мои 17 лет... Многие потом удивлялись, как я выжила, оставаясь столько времени без воды".

К этому рассказу нечего добавить. Разве только то, что все живое, обитающее в пустыне, подчиняется строжайшим правилам, помогающим как-то переносить страшную жару при остром дефиците влаги. Скажем, собака в сильную жару не идет за караваном. И как бы далеко он ни ушел, собака прячется в какой-то относительной тени и догоняет караван только в вечерние, более прохладные часы. А пустынного зайца днем можно взять просто голыми руками - он ни за что не убежит из-под куста, где спасается от зноя. Даже растения как-то приспосабливаются к существованию в этих суровых условиях, а не просто, так сказать, терпят жару. Во многих растениях в знойные периоды резко снижается интенсивность процессов жизнедеятельности, они как бы замирают подобно тому, как медведь зимой впадает в спячку. Но стоит только появиться влаге, как растение быстро оживает и в нем начинаются активные биологические процессы. В пустыне растение действительно, как говорится, живет моментом - моментом выпадения дождя или таяния снегов. Есть такие травки, которые в жару кажутся мертвыми, они просто сливаются с почвой, выглядят выжженной желтовато-коричневатой корочкой на желтом песке. Но стоит капнуть на травку всего несколько капель воды, как она тут же, на ваших глазах, в буквальном смысле слова за несколько минут, зазеленеет, оживет.

Тот, кому посчастливилось побывать в пустыне ранней весной, когда растения получ-ают единовременное водное пособие - порцию влаги от растаявшего снега или весеннего дождя, - тот, конечно, навсегда запомнил удивительную картину цветущей пустыни. Сочная, хоть и не очень густая зелень, чистые краски полевых цветов, то тут, то там вспыхивающие яркие зеленые костры кустарников - поразительный радостный праздник жизни! И все это как бы взывает к нам: "Пустыня не мертва, здесь могут расти травы, пастись стада, созревать прекрасные плоды... Дайте только пустыне воду!"

Дать пустыне воду... А где ее взять? Пустыня только потому и пустыня, что она не получает от природы достаточного количества воды...

Но оказывается, что положение не столь уж безнадежно, как кажется с первого взгляда. Даже не дожидаясь тех далеких, видимо, времен, когда человек освоит гигантские энергетические мощности, научится управлять климатом и напоит, наконец, эту многострадальную землю, можно и сейчас многое сделать, чтобы дать пустыне воду. Ну а само противодействие судьбе, попытки увеличить голодный водный паек, выделенный пустынным землям, предпринимаются уже давно - много тысячелетий назад.

Существует четыре основных источника воды, которые можно использовать для растений, для животных, для людей, поселившихся в пустыне. Во-первых, то, что пустыня и так получает с неба - дожди и снега, - и то, что она просто не умеет, не может удержать в почве из-за сильных испарений. Второй источник - пресная вода, которая есть в пустынных территориях, но находится сравнительно глубоко под землей. Третий источник тоже подземный, но воды в нем не пресные, а солоноватые или даже соленые, их надо не только извлечь на поверхность, но еще и опреснить; сюда же можно отнести и поверхностные источники соленой воды, например, соленые озера и даже океаны и моря, которые, как известно, соседствуют с некоторыми пустынями. И наконец, четвертый источник - реки, от них можно сделать искусственные ответвления, каналы и по ним направить воду в пустынные земли.

Давайте посмотрим, что умеют люди брать от каждого из этих источников.

Несложное кажется дело - собрать дождевую воду с большой площади, припрятать ее, например, в закрытый бассейн, а потом раздать страждущим, напоить стада или даже небольшие участки орошаемой земли, Для этого самой природой созданы такыры, огромные глиняные блюдца, с которыми мы уже познакомились, Есть и другой, незнакомый нам пока природный накопитель влаги - лог, лощина. Это та же река, только не постоянно действующая, а временная - пройдет сильный дождь, и по природному руслу, по логу, бежит бурный поток. А потом приток воды прекратится, и лог опять пуст. Ну и, наконец, там, где нет природного водосборника, нет лога или такыра, можно в принципе сделать большую искусственную воронку, скажем бетонную, и в нее собирать воду. Идея одна - собрать воду со сравнительно большей площади, уберечь ее от испарения и использовать на меньшей площади, как бы увеличивая тем самым количество осадков, которое достается этому избранному участку.

Как ни проста идея и как ни примитивны на первый взгляд сами средства ее реализации, дело это, оказывается, имеет много тонкостей и требует серьезного отношения.

Только на территории Туркменистана общая площадь такыров - около 20 тысяч квадратных километров плюс другие такыроподобные водосборы примерно такой же площади. Площадь самих такыров невелика, площадь такыроподобных водосборов достигает 100, а то и 200 квадратных километров. Представляете себе глиняное блюдо диаметром километров 10-15? Правда, работают эти большие блюда хуже, чем маленькие. Так, если на типичном такыре выпадет за один раз меньше чем 3-5 миллиметров воды, то никакого заметного ее количества от такыра не получишь. Потому что сначала идет увлажнение верхнего слоя почвы, на который уйдет почти все это небольшое количество воды, Для большого водосбора нужно еще больше влаги, чтобы он начал работать.

С хороших такыров, а они расположены в основном в южной части Туркменистана, с учетом всех потерь, за год собираются в среднем слой воды толщиной в 20-25 миллиметров, а с такыров похуже - 10-15 миллиметров. С не очень хорошего такыра площадью, например, три квадратных километра можно собрать за год 40 тысяч тонн, или примерно тысячу железнодорожных цистерн воды, полученной прямо на месте, ею можно в течение всего года поить отару до 15 тысяч овец.

Теперь несколько слов о логах. В них собирается вода с довольно крупных площадей, и сами логи бывают большими. Только на юге Туркменистана есть около 15 логов длиной более 10 километров, вода в них после хорошего дождя или энергичного таяния снега течет руслом шириной в несколько метров и глубиной до двух метров. Ну чем не река! В порядке эксперимента была построена плотина на одном из логов, у которого, как и у многих других, есть собственное имя - он называется лог Зирик. Так вот после дождей образованное этой плотиной водохранилище задерживало до 200 тысяч тонн воды. А ведь Зирик далеко не самый крупный лог. В предгорьях Копетдага есть такие гиганты, как лог Гяурли, его длина 103 километра, ширина русла достигает 50 метров, а глубина - 10 метров. В течение года Гяурли собирает в среднем два миллиона кубометров воды - вполне приличная речка, но только работающая в импульсном режиме. В Южном Туркменистане несколько логов, которые собирают в год по нескольку сотен тысяч кубометров воды. Гидрологи подсчитали, что если бы с помощью логов и такыров удалось собрать хотя бы 10 процентов воды, выпадающей на территорию Туркменистана даже в засушливый год, то этого количества хватило бы на стадо в четыре миллиона голов.

Но собрать водоток - полдела, нужно как-то сохранить воду и в нужный момент выдать ее потребителю. У гидрологов, работающих над проблемой использования временного водостока, есть такой термин - "магазинирование", происходит он от того же корня, что и "магазин", и обобщает все связанное со сбережением воды.

Конечно, собранную воду хорошо бы хранить в специально изготовленных баках, скажем, алюминиевых, керамических или пластмассовых. Но емкость таких баков даже для одного такыра нужна огромная, мы уже подсчитывали - примерно тысяча железнодорожных цистерн. А если подсчитать объем посуды, необходимой для всего такырного хозяйства, цифра получится просто астрономическая. Нет, делать на всю пустыню баки для хранения годовых запасов воды нам, видно, пока не под силу. Нужно пользоваться подручными средствами. А таких средств два, они знакомы жителям пустыни многие сотни лет. Первый - это закрытые хранилища, нечто вроде бассейнов.

С закрытыми хранилищами просто - когда-то их рыли землекопы, теперь бульдозеры, раньше такие бассейны облицовывали глиной, стенки укрепляли камышом и ветками, а сверху воздвигалась глинобитная крыша. Сейчас не столь уж сложно изготовить железобетонные емкости. Их, правда, по традиции называют, как и в старину, сардобами. Чтобы построить хорошую сардобу, нужно затратить некоторые средства. Но все равно собранная в ней вода оказывается во много раз дешевле, чем если-бы ее привозили на пастбища в автоцистернах, что, кстати, в некоторых районах практикуется и сейчас.

Прежде чем рассказывать о втором способе хранения собранной воды - о подземных хранилищах и колодцах, - нам придется совершить еще одно небольшое путешествие. Мы мысленно опустимся под землю и осмотрим существующие там водоемы.

Подземный океан нашей планеты огромен, хотя для нас, для тех, кто ходит по твердой корочке, именуемой поверхностью земли, он почти не виден. Мы лишь иногда получаем повод задуматься о том, что не только на земле, но и под землей есть вода. Мы замечаем это, заглянув в колодец, набирая воду из родника или наблюдая огромные фонтаны гейзеров. По подсчетам академика Владимира Ивановича Вернадского, объем воды, которая находится в земной коре, возможно, составляет 1,3 миллиарда кубических километров. Много это или мало? Очень много. Объем Мирового океана, то есть всех поверхностных вод планеты, составляет 1,5 миллиарда кубических километров. Оценки эти, правда, приближенные, но и по другим оценкам воды в земной коре много.

Подземный океан - это не сплошная масса воды. В земной коре часто встречаются пустоты, заполненные водой, а чаще вода пропитывает мощные песчаные или другие пористые пласты и так и проживает под землей, укрывшись в этих гигантских губках.

Многие подземные хранилища воды сообщаются, многие изолированы такими водонепроницаемыми породами, как глина. Есть подземные водоемы очень маленькие, размером с футбольную площадку, а есть очень большие, просто гигантские, и их справедливо называют подземными озерами или морями. Так под Украиной на огромной территории к востоку от Днепра находится Днепровско-Донецкий подводный бассейн, глубина которого достигает 6-7 километров. А Западно-Сибирский бассейн занимает территорию, на которой разместилось бы несколько европейских государств. В то же время подземный океан - название условное, символическое. В обиходе чаще пользуются выражением "грунтовые воды", эти слова хорошо знакомы и строителям, и мелиораторам, и агрономам.

Есть подземные водоемы, которые можно было бы назвать подземными реками, - вода в них непрерывно движется. Гидролог Н. Кастере в одной из горных впадин Испании сбросил в воду 60 бочошадв флюоресцирующей зеленой краски. А через 27 часов окрашенная в зеленый цвет вода появилась во Франции, она пробралась туда подземными ходами. И конечно, есть огромные подземные ледники. В зоне вечной мерзлоты, а зимой и в умеренных широтах подземная вода может находиться в твердом состоянии, в виде льда. В районе Северного полярного круга, то есть где-то на широте Игарки, даже в летние месяцы лед обнаруживается уже на глубине 1-2 метров. Глубина залегания подземных льдов просто поражает воображение - в районе бухты Тикси подземный лед доходит до глубины 600-700 метров, а в районе одного из притоков реки Вилюй лед был обнаружен на глубине почти полутора километров.

Но вернемся, однако, с севера в сторону южную.

И в пустынных районах имеются водоемы, хорошо укрытые от палящего солнца толщей земли. Залегают они на разной глубине - от нескольких метров до сотен метров и даже до нескольких километров. Нередко такие скопления воды находятся между двумя водоупорными, скажем глинистыми, слоями, они по форме своей напоминают большую плоскую линзу и так и называются линзами.

Подземные воды, как и поверхностные, бывают пресными и солеными. Под землей довольно часто встречается слоеный, точнее, двухслойный пирог - водоемы, где внизу соленая вода, а над ней пресная. Пресная вода как бы всплывает, ибо она заметно легче соленой. Очень часто пресная вода сама выходит на поверхность в виде чистого ключа или даже фонтана. Такие источники пресной воды в пустыне издавна становились центром поселения людей, оазисами. И когда вы прочтете в записках путешественника, как, пробираясь с караваном через раскаленные пески, он вдруг попал на зеленый остров, в тень финиковых пальм, к журчащему ручью, то можете не сомневаться - источником всего этого была вода, вышедшая на поверхность из подземных кладовых.

Там, где вода сама не выходит на поверхность, ее, как правило, можно извлечь. Скажем, вырыв колодец или пробурив скважину. Густую сеть колодцев можно встретить почти во всех наших пустынях, В Каракумах их существует несколько тысяч. С давних времен одной из самых почетных в пустыне считается профессия колодезного мастера. Это человек, в котором сочетаются физическая сила, знания ученого и удачливость кладоискателя. Он умеет предсказать, где залегают пресные воды, а где соленые, знает, как строить в сыпучих песках колодец, чтобы стенки его не осыпались, как, используя верблюдов, организовать подъем воды на поверхность. Правда, сейчас колодезный мастер - это специалист-гидрогеолог, при выборе места для колодца он пользуется гидрогеологическими картами, составленными уже практически для всех территорий пустыни. Да и сами колодцы роют установленным на автомашине колодцекопателем, стенки облицовывают не глино-камышом, а железобетоном, а еще чаще собирают из типовых железобетонных колец. И подъем воды производят, как положено в век моторов, с помощью насосов, которые приводятся в действие электричеством.

Во многих колодцах имеется своя подземная вода, в другие же воду собирают с такыров, ну и, наконец, есть колодцы, так сказать, комбинированные - здесь к собственным подземным водам добавляют то, что удалось собрать от дождей и снегов.

Как видите, от знакомства с первым, как мы его назвали, источником воды в пустыне, с такыром, мы перешли к подземным водоемам. Рассказывая о способах извлечения подземной воды, нужно сразу же назвать самотечные артезианские скважины и скважины с насосами - в первых вода поступает на поверхность сама под сильным давлением пластов, а во вторых ее просто выкачивают или поднимают на поверхность.

Добывание подземных вод с помощью скважин совсем не монополия пустыни, а один из распространенных способов водоснабжения даже в районах, богатых поверхностной пресной водой. Не говоря уже о тех местах, где есть реки и озера, но возможности их использования для водоснабжения ограничены. Дело в том, что подземные воды имеют одно серьезное преимущество перед речными или озерными - их не нужно так тщательно очищать. Чтобы вы почувствовали масштабы использования подземных вод, отметим, что уже несколько лет назад в нашей стране они обеспечивали более 60 процентов всего централизованного водоснабжения. Есть страны, где подземные воды в основном из-за загрязнения рек используются в еще большей мере. В Бельгии, например, они покрывают 90 процентов всех потребностей в воде, в Голландии и ФРГ - 75, а в Дании почти 100 процентов. В Соединенных Штатах Америки несколько лет назад почти третья часть всех расходов воды на орошение покрывалась за счет подъемных источников, причем удельный вес использования подземных вод непрерывно растет.

Природными артезианскими скважинами, или, коротко, артскважинами, из которых вода идет самотеком, человек пользуется давно. А вот бурить скважины для добывания воды, особенно глубокие, научились сравнительно недавно. Первую относительно глубокую скважину пробурили в пригороде Парижа Гренеле в 1840 году, глубина ее в итоге была доведена до 550 метров. Бурение продолжалось семь лет, когда дошли до глубины 506 метров, из-под земли ударил водяной фонтан высотой 33 метра. Проект этой скважины разработал известный французский физик Доминик Араго, открывший поляризацию света, намагничивающее действие электрического тока и много других важных явлений. Он состоял, кстати, членом Петербургской академии наук. Руководивший бурением инженер Мюло за эту работу был награжден орденом Почетного легиона. Сейчас полукилометровая скважина - рядовое явление, сплошь и рядом пресную воду добывают с километровой глубины, а то и с полутора километров. Если понадобилось бы, то легко пробурили и более глубокие скважины, но на больших глубинах, как правило, лежат соленые и сильно нагретые воды. До них добирается энергетика как до бесплатного источника тепла.

Если где-нибудь что-нибудь берешь и хочешь брать долго, нужно думать о том, как восполняется твое потребление. Запасы подземной воды в какой-то степени пополняются за счет атмосферной влаги, которая просачивается, или, как говорят гидрологи, фильтруется в землю. Но нередко пополнение никак не компенсирует того, что человек выкачивает из какого-нибудь подземного озера, из-за чего уровень грунтовых вод в данном районе падает. В литературе по этому поводу приводится немало поучительных примеров. Артезианские скважины в некоторых северных штатах США, дававшие еще несколько десятилетий назад фонтаны высотой до ICO метров и даже затопившие однажды небольшой городок Бел Плейн, постепенно перестали фонтанировать, и сейчас воду из них приходится извлекать насосами. В другом, центральном районе США стал заметно иссякать мощный источник подземных вод, позволивший в свое время оросить безводные степи и превратить их в цветущий сельскохозяйственный район. Уровень воды в подземном хранилище упал более чем на 200 метров и продолжает катастрофически падать - каждый год примерно на метр. Понижается уровень грунтовых вод и в районе городов, где широко пользуются артезианскими скважинами. Так, за несколько десятков лет уровень пресной подземной воды уменьшился в районе Москвы более чем на 40 метров, в Ленинграде - на 50, в Киеве - на 65, в Лондоне более чем на 100, в Париже - на 120, а Токио - на 150 метров. Когда вода берется из сравнительно рыхлых пластов, то наблюдается даже некоторое оседание грунта. В столице Мексики, городе Мехико, оседание местами превышает семь метров, и там не только запрещено бурить артезианские скважины, но приходится закачивать в подземные полости воду под большим давлением, чтобы предотвратить оседание и повреждение зданий.

Конечно, для пустыни подобные проблемы не так уж значительны, но все же, пользуясь таким перспективным источником влаги, как подземная вода, приходится продумывать и тщательно изучать очень многое.

Третий названный нами источник - скопления солоноватых вод - часто располагается в подземном резервуаре, дном которого служит более тяжелая, более плотная соленая вода. Об этом хорошо знали древние обитатели пустыни. Они экспериментально установили, что когда в некоторых колодцах заканчивается пресная вода, то из них поднимают сначала воду солоноватую, а потом соленую. То, что именно так и должно быть, нетрудно догадаться - между пресной и соленой водой не может быть совершенно резкой границы: всегда происходит некоторое перемешивание разной по плотности воды, в частности, за счет диффузии и тепловой конвекции. Пользуясь водой из колодца с соленым дном, наши пастухи давно установили, что нет также резкой границы между пригодностью и непригодностью воды. Овцы, а особенно верблюды, пьют и солоноватую воду. Если в воде растворено не очень много соли, то ею можно даже поливать землю.

В наше время принято точно оценивать пригодность воды с растворенными солями, или, как ее называют, минерализованной воды. Не вдаваясь в подробности набора растворенных солей, прежде всего оценивают их общее количество в граммах на литр чистой воды. И можно уверенно сказать, что вода, которая содержит соли менее 6-7 граммов на литр, может использоваться в животноводстве - овцы пьют ее и ничего лучшего не просят, а верблюды зимой согласны даже на воду соленость которой составляет до 15 граммов на литр. Более соленая вода уже сама по себе непригодна для скота, ее нужно опреснять. Более соленая, значит, почти морская в Черном море соленость воды составляет 18 граммов на литр (соленость морской воды обычно оценивают в промиллях, это тысячная часть чего-либо, так же, как процент - сотая; число промиллей как раз и есть число граммов на литр, так как масса литра дистиллированной воды - 1000 граммов, соленость воды Каспийского моря - 12-14 граммов на литр), в Мировом океане 35 граммов на литр, а в экзотическом Мертвом море - 270, в некоторые годы более 300 граммов на литр. Не нужно удивляться такой широкой гамме солености - многое зависит от поступления пресной воды из рек. Поэтому в районах дельты морская вода менее соленая, чем в среднем по всему водоему, У озера Балхаш западная часть совсем пресная, а восточная довольно соленая. Подземные воды тоже имеют разную соленость, но в основном это сильно минерализованные воды, в них обычно содержится 30 и даже более граммов минеральных солей на литр. Причем запасы таких соленых вод, особенно если учесть моря и озера, огромны.

Нужно прямо сказать, что сегодня опреснение соленых вод для пустынь - это проблема больше научная, чем техническая. Здесь еще немало нерешенных задач, не до конца исследованных методов опреснения. Но в то же время кое-где опреснение соленой воды проводится в промышленных масштабах, многие предприятия и жители в таких городах, как Красноводск или Шевченко, полностью обеспечиваются пресной водой из мощных опреснительных установок. Конструкторы создали различные опытные образцы сравнительно малых опреснителей производительностью от 20 до 500 кубических метров воды в сутки, то есть, грубо говоря, от 1 до 30 ведер в минуту. Предполагается, что несколько тысяч таких опреснителей, установленных в пустыне, смогут дать жизнь огромным территориям, позволят использовать их для сельского хозяйства, прежде всего для животноводства. Обсуждается возможность постройки в Каракумах достаточно мощных базовых опреснителей, каждый из которых обеспечит водой пастбища площадью 100-150 тысяч гектаров.

При разработке опреснителей учитывается многолетний опыт эксплуатации семи больших установок, работающих в городе Шевченко и получающих тепловую энергию от теплоэлектроцентрали и атомной электростанции. Эти установки, как и многие проектируемые опреснитеди для пустынных местностей, используют старый добрый метод получения прфсной воды путем выпаривания - морская вода нагревается до кипения, и полученные пары, которые уже не содержат соли, конденсируются, превращаются в пресную воду. Происходит дистилляция воды, и сам этот метод опреснения называют дистилляционным.

Один из первых опреснителей дает 160 кубических метров воды в час, то есть может за час наполнить водой четыре железнодорожные цистерны. Последующие промышленные опреснители дают каждый час 500-600 кубических метров воды, это уже 12-15 цистерн. Морскую воду выпаривают не до конца, довольствуются превращением в обессоленный пар лишь 50-60 процентов морской воды. При этом в наиболее экономичной установке на каждый кубометр пресной воды затрачивается примерно столько тепла, сколько можно получить при сжигании 7-10 килограммов нефти. Значит, вместо того, чтобы привозить в пустыню тонну воды, достаточно будет привезти туда 10 килограммов жидкого топлива, что сделать в 100 раз легче. Но нужно учесть, что опреснитель нуждается в уходе, в периодическом удалении накипи, в некотором количестве электроэнергии - примерно 3-4 киловатт-часа на каждый кубометр воды. Так что опреснение воды, как видите, дело выгодное, но пока еще непростое. Вот почему такой большой интерес вызывают научные работы, в которых пресную воду из соленой предполагается получать не выпариванием, а принципиально иными методами.

Но об этом несколько позлее. А сейчас нам остается вспомнить про четвертый по нашему счету и первый по результативности способ снабжения пустыни водой. Про строительство оросительных каналов.