"Мы считаем, что их секрет кроется во взаимодействии термальных вод с горной породой. Значения pH непрерывно растут из-за отсутствия нейтрализующих кислот, а щелочная обстановка и высокие температуры ускоряют процессы вторичного минералообразования. Следовательно, элементы не накапливаются в растворе, а тут же связываются новыми минералами", – рассказывает Елена Заппа из Томского политехнического университета.

На Земле известно бесчисленное множество гейзеров и других горячих источников в окрестностях вулканов или разломов коры. Проходя через разогретые слои пород, вода обогащается минералами, перечень и концентрация которых сильно разнятся для разных уголков планеты.

К примеру, в китайской провинции Цзянси насчитывается более ста источников минеральных вод, богатых азотом и углекислым газом. Они уже давно привлекают внимание не только местных жителей, использующих воду для питья и горячих ванн, но и ученых, которых интересует необычный химический состав воды.

Дело в том, что в воде из горячих ручьев Цзянси почти нет минеральных соединений, притом что она отличается высоким уровнем щелочности. Тогда как минералке из других щелочных источников это совершенно не свойственно – чем выше уровень pH, тем больше в ней солей.

Чтобы выяснить, с чем связана эта аномалия, российские ученые и их китайские коллеги три года назад отправились в экспедицию к источникам, расположенным неподалеку от Наньчана, столицы провинции Цзянси.

Там они собрали пробы воды, проанализировали их на месте и в лаборатории и смогли найти ответ на эту загадку. При этом ученые опирались на концепцию, разработанную профессором Степаном Шварцевым — одним из крупнейших советских и российских гидрохимиков и геологов.

В соответствии с его идеями вода, движущаяся через горные породы, не только растворяет их и накапливает определенные молекулы и ионы, но и непрерывно формирует новые минералы, часть из которых остается в породе. Соответственно, баланс между появлением новых веществ и растворением старых определяет состав воды, достигшей поверхности Земли.

К примеру, наблюдения Заппы и ее коллег за источниками азотных вод показали, что их состав связан с тем, как вода взаимодействует с различными алюмосиликатами (минералами, содержащими алюминий, кремний и кислород), а также с соединениями железа и серы.

Углекислые воды образуются иначе: более кислая среда мешает взаимодействию с алюмосиликатами и появлению новых минералов, в том числе кальцита и других карбонатов. Поэтому углекислые воды лучше, чем азотные, накапливают минеральные вещества.

Соответственно, зная, где залегают породы, необходимые для подобных реакций, геологи могут находить источники щелочных вод, полезных для спортсменов, диабетиков и носителей многих других тяжелых болезней.