Существовал и существует ряд теорий о происхождении лечебных вод. Самая древняя теория объясняла происхождение подземных, в том числе и минеральных, вод проникновением в почву на большую глубину атмосферных осадков, накоплением их на водоупорных пластах и последующим выходом на поверхность земли.
Сейчас установлено, что: 1) воды минеральных источников получаются из атмосферных осадков или выходят из неисследованных недр земли; 2) свою минерализацию они или приобретают в результате растворения и разложения пород, под которыми они проходят, или приносят ее из недр земли; 3) газы минеральных вод образуются при химических процессах в почве, а также появляются в результате подземной вулканической деятельности часть их выделяется из атмосферы при образовании осадков. Воды, образовавшиеся в недрах земли и впервые выступившие на ее поверхности, называются «ювенильными», в отличие от остальных минеральных вод, называемых «водозными», т. е. поверхностными. Большинство глубинных вод, т. е. идущих из глубоких недр земли, — смешанного типа и состоят из ювенильной к водозной воды.
Дебит и температура минеральных источников
Количество воды в минеральных источниках зависит от их происхождения: в одних источниках оно постоянное, в других меняется в зависимости от сезона, количества выпадающих атмосферных осадков или от вулканической деятельности в недрах земли. Количество подаваемой источником воды исчисляется литрах в секунду или в гектолитрах в сутки. Например, Баталинский источник, близ Пятигорска, дает 720 гектолитров в сутки. Нарзан в Кисловодске — 1 980 000 д.
Температура минеральных источников зависит главным образом от тепловых условий, которые наблюдаются в земной коре, и от средней годовой температуры данной местности. Есть источники, температура которых немного превышает температуру замерзания (например, Дарасун в Забайкалье), в некоторых же источниках температура доходит до точки кипения (Горячеводск). В большинстве же случаев температура лечебных вод приближается к температуре ключевой воды. Те источники, температура воды которых выше 37°, принято называть термами, т. е. теплыми. По международной бальнеологической классификации, минеральные воды в зависимости от температуры делятся на следующие- группы: 1) холодные (ниже 20°); 2) умеренные, или субтермальные (от 20 до 36°); 3) теплые, или термальные (от 37 до 42°); 4) горячие, или гипертермальные (выше 42°). Воды, у которых при небольшой минерализации и малом содержании газов высокая температура, называются акротермами.
Физические и химические свойства минеральных вод
Минеральные воды отличаются от пресных по химическому составу, температуре, вкусу, запаху и по терапевтическому действию на организм. Вода считается минеральной, если в 1 л содержится не менее 1 г растворенных твердых составных частей, т. е: сухой остаток, получаемый при выпаривании минеральной воды, должен давать не менее 1 г солей на 1 л.
Какие же элементы заключаются в минеральных водах? Существует предположение, что все известные до настоящего времени элементы, начиная от наиболее легкого — водорода — и кончая наиболее тяжелым — ураном, находятся в минеральных водах. Еще в середине XIX в. на основании химических анализов было известно наличие в минеральных водах свыше 24 элементов. В настоящее время их насчитывается значительно больше.
Часть веществ, растворенных, в минеральной воде, извлекается из горных пород во время движения по ним водной струи. Этому выщелачиванию способствуют в большинстве случаев высокая температура воды, большое давление, под которым она находится, содержащаяся в ней углекислота, а также и сам характер движения воды под земной поверхностью. Породы осадочного происхождения создают более благоприятные условия для обогащения различными солями, чем породы массивно-кристаллические.
Многочисленные соленые минеральные воды, находящиеся в восточной и северо-восточной частях Русской равнины, указывают на зависимость химического состава воды от содержания тех или. иных солей в породах, через которые она проходит до выхода на земную поверхность. К этой категории минеральных вод относятся и соленые воды в Старой Руссе, Кемери. Такими же по происхождению являются и многие гипсовые воды. В качестве примера выщелачивания солей из осадочных отложений можно привести железистые источники, весьма распространенные в нашем Союзе.