Древние подземные озера под раскаленными песками

Пустыня кажется абсолютно сухой только на поверхности. Глубоко под толщей песка и твердых пород часто скрываются колоссальные запасы пресной воды, скопившиеся в пористых пластах песчаника и известняка. Эти водоносные слои называют аквиферами.

Значительная часть этих резервуаров наполнена ископаемой водой. Десятки тысяч лет назад климат на планете был иным. На месте нынешней Сахары простиралась зеленая саванна с полноводными реками, густыми рощами и крупными озерами. Дождевые потоки веками просачивались сквозь трещины в породе и собирались в глубоких подземных чашах, защищенных от испарения толстыми слоями глины.

Самый грандиозный пример таких скрытых запасов — Нубийский песчаниковый водоносный горизонт. Он залегает под территорией четырех государств: Египта, Ливии, Чада и Судана. Ученые оценивают объем заключенной в нем древней воды более чем в сто пятьдесят тысяч кубических километров. Чтобы добраться до этих пластов, инженеры бурят скважины глубиной от пятисот метров до двух километров.

Самотечные тоннели древности: кяризы и фаладжи

Тысячи лет назад у людей не было мощных дизельных буров и электрических насосов, но жители засушливых регионов Ближнего Востока и Средней Азии научились забирать воду у природы хитроумным инженерным расчетом. Около трех тысяч лет назад на территории современного Ирана изобрели технологию подземных галерей, которую называют кяризом или канатом. В Северной Африке такие сооружения известны под именем фоггара, а на Аравийском полуострове — фаладж.

Строительство кяриза начиналось у подножия гор, где грунтовые воды скапливаются от таяния редких снегов и весенних ливней. Мастера рыли глубокий материнский колодец, достигавший водоносного слоя. Затем в сторону равнинного поселка или оазиса пробивали пологий тоннель с крошечным уклоном всего в пару миллиметров на метр длины. Вода стекала по нему исключительно силой тяжести.

Через каждые двадцать или тридцать метров строители копали вертикальные шахты на поверхность. Они решали сразу три практические задачи:

  • Служили вентиляцией для землекопов, работавших в полной темноте под землей
  • Позволяли поднимать на поверхность вырытый грунт и камни в кожаных мешках
  • Обеспечивали доступ ремонтникам для регулярной расчистки русла от заиливания и обвалов

Главное преимущество кяриза перед открытыми каналами заключалось в защите от палящего зноя. Под землей живительная влага сохраняла прохладу и не испарялась на раскаленном ветру. Многие из этих систем действуют до сих пор, снабжая оазисы в Иране, Марокко и Омане.

Заводы по опреснению морской воды

На Аравийском полуострове естественных пресных рек и озер практически нет. При этом города Объединенных Арабских Эмиратов, Саудовской Аравии, Кувейта и Катара растут с колоссальной скоростью. Чтобы напоить миллионы людей и вырастить сады посреди песчаных барханов, страны Персидского залива используют морскую воду, очищая ее на крупных промышленных предприятиях.

На таких станциях применяют два базовых технологических метода:

  1. Обратный осмос, при котором соленую воду мощными насосами под давлением до семидесяти атмосфер прогоняют через тончайшие синтетические мембраны с порами в доли нанометра, задерживающими молекулы солей
  2. Термическая дистилляция, основанная на испарении морской воды при нагреве и последующей конденсации чистого пара в емкостях охлаждения

Крупнейший в мире комплекс станций Рас-эль-Хайр в Саудовской Аравии способен вырабатывать свыше одного миллиона кубических метров питьевой воды каждые сутки. Полученный дистиллят перед подачей в городские краны дополнительно насыщают минеральными солями кальция и магния, чтобы сделать его пригодным и полезным для питья.

Ловушки для тумана и сбор росы

Существуют пустыни, расположенные вдоль холодных океанических течений. Самые известные среди них — Атакама на побережье Чили и Намиб на юго-западе Африки. Дожди там могут отсутствовать десятилетиями, однако воздух регулярно наполняется густыми туманами, приходящими с океана ранним утром.

Инженеры позаимствовали идею у местной природы и создали сетчатые туманоуловители. Конструкция состоит из деревянных или металлических рам, между которыми натянута двухслойная сетка из плотного полипропилена с крошечными ячейками. Ветер прогоняет облако тумана сквозь полотно, микроскопические капли оседают на нитях, укрупняются и под действием силы тяжести скатываются в желоб у основания рамы. По пластиковым трубкам вода стекает в закрытые накопительные резервуары.

Солнечный опреснитель для экстремальных ситуаций

Если человек оказался в пустыне без запасов воды, спасти жизнь помогает простейший физический закон испарения и конденсации. Для этого сооружают полевой солнечный дистиллятор из подручных материалов.

Порядок создания простейшего конденсатора:

  1. В песчаном грунте выкапывают яму диаметром около метра и глубиной сорок-пятьдесят сантиметров
  2. В самый центр дна ямы ставят кружку, банку или котелок для сбора чистой воды
  3. Вокруг посуды укладывают сорванные ветви кустарников, верблюжьей колючки или даже увлажненный песок из нижних слоев
  4. Яму накрывают прозрачной полиэтиленовой пленкой, плотно засыпая ее края песком по периметру для герметичности
  5. В центр пленки прямо над кружкой кладут небольшой гладкий камень, создавая конус с наклоном стенок внутрь ямы

Солнце нагревает воздух внутри закрытой ямы. Влага из сырого песка и листьев начинает испаряться, превращаясь в пар. Достигая пленки, охлаждаемой внешним ветром, пар превращается в чистые капли росы. Благодаря уклону капли стекают к вершине конуса с грузом и падают точно в кружку. За светлое время суток такая яма дает от полулитра до полутора литров чистейшей воды.

Частые вопросы

Почему в оазисах вода сама выходит на поверхность?

Оазисы возникают в местах естественных понижений рельефа — в глубоких впадинах или котловинах выдувания, где уровень подземных вод подходит вплотную к земной поверхности. Иногда трещины в скальных породах создают давление, и вода бьет фонтаном в виде естественного артезианского источника.

Можно ли пить дистиллированную воду сразу после опреснителя?

Пить абсолютно чистый дистиллят регулярно вредно для здоровья. В нем нет солей и минералов, поэтому при постоянном употреблении он начинает вымывать полезные микроэлементы из клеток человека. На заводах опресненную воду обязательно фильтруют через минеральные слои, искусственно возвращая ей природный баланс солей.

Закончится ли когда-нибудь ископаемая вода в Сахаре?

Да, запасы глубоких аквиферов конечны. Поскольку дождей в пустыне выпадает крайне мало, эти подземные резервуары почти не пополняются свежей влагой. По расчетам гидрогеологов, при текущих темпах расходования запасов Нубийского горизонта Ливии и Египту хватит этой воды на несколько сотен лет.

Зачем древние караванщики накрывали колодцы тяжелыми камнями?

В открытый колодец постоянно задувает мелкий песчаный шлейф от песчаных бурь, который моментально превращает воду в густую грязь. Кроме того, закрытая крышка останавливает испарение драгоценной влаги на палящем солнце и защищает источник от диких животных.