Когда мы говорим о развитии земной коры, то формально гидросфера или водная оболочка Земли не входит в ее состав и не должна рассматриваться нами. Вместе с тем, формирование земной коры просто невозможно представить без влияния
поверхностных и подземных вод. Именно гидросфера сформировала «Каменная летопись Земли», или наслоения разных по возрасту и составу осадочных слоев и толщ, которые к тому же часто содержат органические остатки - отпечатки прошлой жизни. Подземные воды не только обусловливают «окаменения», или литификацию, осадочных горных пород, их термальные разновидности создают красивые кристаллы. Заголовок образования и эволюции гидросферы очень широкая, поэтому остановимся лишь на нескольких отдельных ее вопросах.
Изучение водной оболочки входит в компетенцию большого научного направления, получившего название гидрологии. Ее составляющими являются океанология и океанография, гляциология, или учение о ледниках, лимнологов, которую также называют Озероведение, болотоведение и гидрогеология. А вот последняя ее составляющая, изучает подземной воды, является разделом именно геологии. Ее историко-геологический направление называют палеогидрогеологиею. Уточним: всю современную гидросферу можно разделять на две существенно разные части - ту, которую мы можем наблюдать на поверхности (океаны, моря, реки, озера, водохранилища и т.п.), и так называемую подземную гидросферу. О последней мы хотя и знаем гораздо меньше, но она не менее интересна и важна. Если поверхностные воды покрывают лишь три четверти земной поверхности, то подземные воды образуют сплошной слой, развитый как на материках, так и под океанами.
А можем ли мы говорить что-либо о деятельности и жизни гидросферы в прошлом? В отличие от земной коры она не образует «каменной летописи». Отчасти это так. Но когда мы говорим о оледенения прошлого - это работа древних поверхностных вод. И мы уже рассматривали ее. В некоторых осадочных толщах сохранились остатки морских вод прошлых геологических эпох, они даже получили название седиментогенних. Детальное изучение, например, подземных вод на Харьковщине, известных как «Роганская» или «840», показывают, что они сформировались еще во время последнего оледенения, или более 10 тыс. лет назад. А это тоже история.
Какие основные вопросы решает гидрология и палеогидрогеоло-гия? Это прежде всего время и условия образования гидросферы, эволюция ее состав, роль в формировании биосферы и земной коры. Выше мы уже говорили, что осадконакопления, или процесс образования осадочных пород и осадочной оболочки земной коры, практически невозможно без участия гидросферы. Отдельными ее вопросами можно считать формирование некоторых полезных ископаемых, образованных подземными водами, различные формы круговорота воды в природе.
Время появления воды на поверхности Земли является одним из самых сложных вопросов, пока не выясненным до конца. Предполагается или считается доказанным, что в период от 3,8 до 3,3-3,2 млрд лет на ней периодически возникали большие, но мелководные бассейны горячих вод, образованных в результате магматических процессов; эти воды получили название ювенильных. Интервал времени от первого появления поверхностных вод к существованию постоянных водных бассейнов выделяют иногда в самостоятельную стадию развития Земли, которую называют катархейською. Одним из наиболее обоснованных показателей такого явления можно считать начало формирования толщ осадочных пород. С вековым уровнем 3500000000 лет связывают появление жизни на нашей планете.
Изучение истории Земли показывает, что объем ее гидросферы непрерывно растет. Отсюда естественный вопрос: откуда поступает к нам вода? Одно из ее источников вроде не вызывает сомнений - магматические процессы. В частности, Е. К. Мархинин приводит расчеты, согласно которым имеющиеся ее объемы может обусловить вулканизм. Имеет ли место космическое ее поступления - решить сложно. Предполагается ее наличие в составе комет, но является ли она в этом случае пришельцем из космоса, а выбросами нашей гидросферы - ответить трудно. Когда мы говорим о роли биосферы в образовании и увеличении гидросферы, то имеем в виду биохимический способ образования воды из компонентов литосферы и атмосферы.
Своеобразной проблемой, к изучению которой геология и гидрогеология подключились лишь недавно, является представление о различный состав растворенных солей в океанах, различные типы океанической воды в различные этапы геологической истории. Об этом могут рассказать накопленные в те или иные периоды соленосные отложения, а также подземные воды, сохранились в глубоких водоносных горизонтах. Интересно, что в докембрийских осадочных толщах соленосные отложения не известны. Возможно, это не следует рассматривать как отсутствие солей в гидросфере того времени. Они, вероятно, были открыты или размыты. Доказано, что наиболее радикальные изменения состава океанической воды произошли в конце раннего протерозоя и были связаны с преобразованием состава земной атмосферы с восстановительной на окислительную. Для Фанерозойский истории солевого состава вод Мирового океана наибольшее значение имела изменение хлоркальциевого химического ее типа на сульфатный, это произошло уже в пермо-триасе, на рубеже палеозоя и мезо-кайнозоя. Главную причину таких изменений химизма видят в деятельности самого океана, на дне которого в последнее время выявлено большое количество глубинных поступлений вод является результатом своеобразных гидротермальных процессов, а также связывают с характером выветривания на суше в зависимости от климатических условий тех или иных интервалов прошедшего времени .
В решении проблемы оледенений в истории Земли геология всегда принимала активное участие. Информация об этом уже рассматривалась нами выше. Об изучении истории развития материков и океанов прошлого наступления моря на континенты и их отступления тоже говорилось достаточно. Этот вопрос палеогидрология, решением которых занимаются историческая геология и палеогеография.
Подземные воды являются причиной таких широко распространенных процессов, как формирование оползней, пещер, подтоплений и других хорошо известных явлений. Они обусловливают так называемое химическое выветривание, следствием чего является образование таких важных полезных ископаемых, как каолины и бокситы (руды алюминия). И хотя современную геологию больше интересуют запасы этого сырья, чем время ее образования, это важный процесс прошлого в истории земной коры. Кроме этого, деятельность горячих подземных вод, которую называют гидротермальным процессом, создает значительное разнообразие красивых минералов, которые мы можем видеть в музеях. Кстати, многие из них также являются важными полезными ископаемыми.
Что можно сказать в заключение об условиях образования и развития гидросферы? В последнее время этот вопрос начинает интересовать астрономов, пытающихся отыскать следы воды на других планетах и космических телах, например кометах. Безусловно, оно будет интересным и полезным для исторической геологии, гидрологии, палеонтологии и палеоэкологии. Именно водная оболочка Земли обусловила главный признак ее уникальности. В воде родился жизни, но оно не было пассивным элементом гидросферы, которое использовало ее, а своей деятельностью активно способствовало сохранению и наращиванию своего объема. По желанию беседы, аналогичные истории развития земной коры, можно было бы провести и о гидросфере. Но это уже выходит за пределы нашей компетенции и поставленной здесь задачи.