«Яркий золотой диск солнца стоял в зените, разогревая хрустящий под ногами песок бескрайней пустыни. На небе не было ни единого облачка, которое могло бы прикрыть землю от беспощадных лучей. Животных не было видно, все закопались в норы. Группа людей шагала по равнине, хотя нет, не шагала, а еле волочила ноги. Лица их были покрыты измученными гримасами, каждый нёс по рюкзаку, а на поясе было подвешено по нескольку походных фляжек с водой».
Если продолжить чтение повести Камила Вахитова «Безводная пустошь», станет известно, что фляжки обессиленных путников давно пусты. Характеры героев, представленные автором в самом начале, позволяют читателю надеяться, что мужчины выдержат трудный путь и обязательно найдут воду.
Но есть ли она, вода, среди раскаленных песков? И как ее найти и достать?
Признаки природных водных источников в пустыне
Очевидно, что поиск воды в пустыне — дело трудное, но вовсе не безнадежное. Даже если кажется, что вокруг нет признаков воды, она может быть где-то совсем рядом. Например, в низине старого высохшего русла или у подножия бархана в ложбинке с подветренной стороны. Если попробовать выкопать здесь яму, то на глубине 1-2 метров появится сначала темный сырой песок, а через некоторое время на этом месте наберется некоторое количество грунтовых вод.
Не случайно у казахов есть поговорка: «Кум бар су бар!», что означает «Где песок, там вода!». Жители пустынных территорий знают, что чем выше барханные цепи и чем глубже впадины между ними, тем выше вероятность отыскать здесь воду.
В горно-пустынной местности воду можно найти у подножия возвышенностей, на обрывистых склонах. Здесь вода может скрываться под тонким слоем грунта. Часто признаком наличия воды является активное роение мошек на закате солнца.
Безусловно, самый очевидный признак близости воды – наличие островков зеленой травы или иной растительности. Например, в африканских пустынях указателем подземного водоисточника является финиковая пальма.
В азиатских пустынях наличие воды определяют по тополю разнолистному. Это небольшое деревце способно, словно мощный насос, доставать влагу из водоносного горизонта. Накапливает воду тополь в мясистых листьях, которые на ощупь кажутся прохладными. Но это не обман осязания, лист тополя разнолистного действительно прохладнее окружающей среды за счет сверхинтенсивного испарения влаги.
Хорошим гидроиндикатором служит дикий арбуз. Плоды этого растения представляют собой небольшие зеленые шары, напоминающие настоящий арбуз. Лежат они среди высохших плетей, долго сохраняя свой «бодрый» внешний вид. Вряд ли кто-то решиться отведать их очень горькую мякоть, однако своим присутствием они подтверждают, что водоносный горизонт находится рядом, причем на небольшой глубине.
Иногда в пустынях можно встретить небольшие впадины-озерца, заполненные соленой водой с мыльным привкусом. Такая вода для питья не пригодна. Правда, в зимнее время (в пустынях тоже бывает зима!) такую воду можно опреснять замораживанием.
Для этого нужно наполнить водой флягу, дать воде замерзнуть примерно на 2/3. Оставшуюся воду, так называемый рассол, нужно вылить. Для большего эффекта следует повторить замораживание. В результате вода, конечно, будет иметь некоторый специфический привкус, однако станет вполне пригодной для питья.
Всем известно, что иногда в пустыне можно встретить оазис. В этом месте грунтовые воды подходят настолько близко к поверхности, что их хватает для произрастания разнообразной и достаточно пышной растительности. Встретить на пути оазис – большая удача, так как путники находят здесь не только питьевую воду, но и пищу для себя и корм для своих животных.
Несмотря на бескрайние, преимущественно пустые, территории в пустынях тоже существует своеобразная логистика и каналы сообщения. Как раз оазисы выступают в качестве коммуникативных пунктов. Зачастую они являются постоянно обитаемыми, а, следовательно, здесь можно всегда получить помощь, например, медицинскую.
Несмотря на то, что природные источники в пустынях встречаются редко, они все же есть. Чтобы повысить вероятность их обнаружения, следует быть более наблюдательными. Нужно следить за птицами и насекомыми, особенно комарами, обращать внимание на тропинки, ответвляющиеся от основных дорог, на структуру и цвет песка.
Искусственные источники
Несмотря на большое количество природных признаков подземных источников воды в пустыне, встречаются они не так уж часто. Поэтому в пустынях созданы искусственные колодцы. Благодаря этим рукотворным водным источникам в суровых условиях пустынного климата стали возможны многодневные переходы людей и животных с одной территории на другую.
Колодец располагается как правило рядом с караванным путем. Однако неискушенный путник может его не заметить. Дело в том, что такие сооружения очень тщательно укрываются во избежание пересыхания. Чтобы не пропустить колодец, следует обращать внимание на отходящие от основной дороги тропинки, протоптанные людьми и животными. Сегодня колодцы нередко отмечены на картах специальными значками.
Сооружение колодца – дело нелегкое в любой местности. В пустыне вероятность «угадать» правильное место очень низка. Но даже верно определив нужную точку, можно столкнуться с тем, что вода залегает настолько глубоко, что добыть ее не представляется возможным.
При наличии современных технических средств эта проблема стоит уже не так остро, а вот несколько десятилетий назад к решению строить колодец среди песков подходили очень осторожно. Столкнувшись с отсутствием воды во время многодневных переходов, люди понимали, что шансом на спасение может стать колодец. Но стоила ли игра свеч?
Тяжелая физическая работа в жару сопровождается обильным потоотделением, а значит обезвоживание и полное истощение сил могло наступить раньше, чем колодец будет вырыт. К работе приступали в том случае, если людей было достаточно, чтобы меняться, и копали преимущественно рано утром или в предвечерних сумерках, чтобы сберечь силы.
Несмотря на явно скудные водные запасы пустынь, в них встречаются даже целебные источники. Достаточно много таких в Центральной Азии, где на обочине караванного пути можно встретить высокую груду камней, увенчанную сухими ветками с привязанными к ним тряпками и бараньими костями. Это местный священный знак обо. Часто рядом с ним расположен целебный источник.
Особые «пустынные» способы добычи воды
Учитывая суровые условия пустынь, на длительных переходах может не встретиться ни природных источников, ни колодцев. В этом случае спасти положение может роса, которая обильно выпадает в предутреннее время. Для этого путники с вечера складывают горкой щебень или гальку, к утру на поверхности камней осядет влага. Конечно, ее будет немного, этот метод используется в качестве «скорой помощи» в критической ситуации.
Получить воду в пустыне можно даже из песка. Для этого придется воспользоваться так называемыми солнечными конденсаторами. На самом деле песок никогда не бывает абсолютно сухим. Некоторое количество влаги прочно удерживается его капиллярной сетью и, как это не парадоксально, не испаряется в раскаленный пустынный воздух.
Основой этой нехитрой конструкции может послужить тонкая пленка из прозрачного водоотталкивающего пластика. Ямку глубиной 50-60 см и диаметром около метра накрывают этим материалом и для большей герметичности края присыпают песком или грунтом.
Солнечные лучи проникают сквозь прозрачную мембрану, абсорбируют из грунта влагу, которая испаряется и собирается на внутренней поверхности пленки в виде конденсата.
Чтобы образовавшиеся капельки стекали в специальный водосборник, пленке нужно придать форму конуса, положив в центр ее небольшой грузик.
За сутки подобное устройство способно собрать до полутора литров воды. Это немного, но все же достаточно, чтобы избежать обезвоживания организма, поддержать свои силы и продолжить путь по знойной пустыне.
Откуда вода в пустыне?
Итак, воду в пустыне найти хоть и сложно, но можно. Откуда же она берется, если известно, что осадков там очень мало, а в некоторых пустынях они почти совсем не выпадают, и инфильтрация невозможна?
Более 100 лет назад известный ученый О. Фольгер высказал поразившую всех гипотезу о том, что вода образуется под землей в результате конденсации водных паров. Он считал, что эти пары образуются из проникающего с поверхности почвы воздуха. В порах пород пар накапливается, сгущается и переходит в капельножидкое состояние.
Сторонники другой теории утверждали, что образование воды в пустынном грунте происходит все-таки в результате инфильтрации. И для этого вовсе не нужны дожди. Известно, что в пустынях постоянно отмечаются резкие перепады дневных и ночных температур, а это идеальные условия для образования водного конденсата, выпадения его на поверхность почвы и инфильтрации в более глубокие слои.
На первый взгляд количество образованной таким образом воды не очень велико, но, если учесть возраст пустынь и ежедневное конденсирование влаги, объемы покажутся более чем внушительными.
На протяжении нескольких десятилетий шли споры между сторонниками инфильтрационной теории и теории конденсирования воды под землей. В конечном счете второй вариант был признан неправдоподобным.
Однако позднее советским ученым А.Ф. Лебедевым были проведены уникальные эксперименты, подтверждающие, что конденсация воды под землей все же возможна. Только проникает в поры пород не воздух, как предполагал О. Фольгнер, а непосредственно водяной пар, образованный на поверхности земли. Таким образом теория образования подземных вод в результате конденсации под землей получила научное обоснование.
И тем не менее основным путем накопления подземных вод в пустыне гидрогеологи считают инфильтрационный. Только незначительная часть воды образовывается непосредственно под землей. Однако этими двумя вариантами пути образования подземных пустынных вод не ограничиваются.
В ХХ веке австрийский ученый Э. Зюсс высказал предположение, что значительная часть подземных вод образуется из паров и газов, поднимающихся из очень глубоких земных недр. Так как воды на этих глубинах никогда не достигали земной поверхности, Зюсс назвал их ювенильными.
Сегодня уже известно, что в залегающей под земной корой мантии содержится очень много воды, которая, испаряясь, образует огромное количество пара. Исследователи предполагают, что именно из этих паровых масс и образовались водные толщи океанов.
Выделение водяного пара из очень глубоких земных слоев не вызывает сомнения. Конечно, этот процесс не отличается стремительностью, и за год притекающее в земную кору количество влаги не очень велико. Но за счет постоянства, повсеместности и продолжительности этого процесса на протяжении миллионов лет, он стал важным источником пополнения подземных вод, в том числе пустынных.
Следует отметить и еще один источник образования подземных вод. Его называют «захватом» океанических, морских и озерных вод в накапливаемых на дне рыхлых илистых массах и других видах донных образований. Этот способ
пополнения запасов подземных вод относится к второстепенным, однако играет определенную роль в мировом водном балансе.
Почему в пустыне инфильтрация идет очень интенсивно?
Если мы понаблюдаем за упавшими, например, на суглинок дождевыми струйками, то заметим, что только незначительная часть воды просочиться в грунт сразу. Большая часть будет проникать в течение длительного времени, а некоторое количество воды и вовсе не проникнет вглубь, а испарится.
Процесс инфильтрации в глине происходит медленно. Чуть быстрее он будет идти в том случае, если в глине содержатся примеси солей, растворенных в воде, или если отдельные части породы нагреются.
Другую картину мы будем наблюдать, если капли воды попадают на песок. Влага очень быстро просачивается вглубь по крупным порам и, увлекаемая силой тяжести, опускается все ниже и ниже.
Неизвестно, где закончился бы путь дождевой капли, если бы мы не знали точно, что на определенном уровне под песками залегают слои плотных глин. Здесь капелька остановится и будет ждать своих сородичей, также стремительно приникающих с поверхности. Через некоторое время они и составят подземной водоносный слой, который будет перемещаться под горячими песками, чтобы выйти близко к поверхности и дать жизнь оазису.