Článek
Nezávislá skupina vědkyň a vědců z českých i zahraničních výzkumných institucí odpovídá na vaše dotazy. Některé odpovědi pak sdílí i na sociálních sítích Facebook, Twitter, Instagram, Threads a zde na Seznam Médium.
Dotaz
Jak je možné, že jsou téměř všechny prameny tak chladné? Na povrchu je teplo, pár desítek metrů pod povrchem také, tak kde se bere ten chlad?
Minutová odpověď
- Teplota pramenů závisí na teplotě horninového prostředí, kterým voda v hloubce proniká.
- Prameny s velmi mělkým oběhem vody jsou ovlivněné teplotou na povrchu.
- Teplota pramenů vytékajících z desítek metrů hloubky pod povrchem odpovídá průměrné roční teplotě daného území.
- Teplé (termální) prameny se na povrch dostávají z hloubek v řádu stovek až tisíců metrů.
Odpověď
Začnu trochu oklikou. S narůstající hloubkou pod povrch Země teplota roste. Jak moc, to udává tzv. geotermický stupeň. Jedná se o hloubku v metrech, při které se teplota hornin zvýší o 1 °C. Průměrná hodnota geotermického stupně činí zhruba 30 m, tedy každých 30 m do hloubky vzroste teplota hornin o 1 °C. V hloubkách okolo 1000 m mají horniny přes 40 °C [1].
Při povrchu je to komplikovanější
Avšak při povrchu je to s teplotou půdy a horninového podloží komplikovanější. Teplota půdy a podloží je zde ovlivněna počasím a z dlouhodobého hlediska i podnebím. Přesněji tím, kolik energie povrch v rámci dne a roku pohltí a naopak vyzáří. Největší rozpětí (amplituda) teplot je na povrchu a spolu s hloubkou klesá. Zhruba v 1,5 m je změna teploty v průběhu dne neznatelná [2]. V hloubkách 10–30 m je roční amplituda nulová, tedy teplota je během roku stálá a odpovídá průměrné roční teplotě vzduchu [2]. V těchto hloubkách už není patrný vliv sezóny a teplota je dána dlouhodobým stavem podnebí.
Jak to souvisí s teplotou pramenů? Voda je samozřejmě ovlivněna podložím, kterým proniká. U velice mělkých pramenů, kdy voda protéká například jen sutí v hloubce několika metrů, je teplota během roku značně rozkolísaná. Důvodem pro to je rozkolísanost teploty podloží, kterým tyto prameny protékají.
Studené prameny
Prameny s o něco hlubším oběhem, kdy voda proniká na povrch z hloubek v řádu prvních desítek metrů, mají teplotu v průběhu roku ustálenou. Ta odpovídá zhruba průměrné roční teplotě v daném území [3]. To je příklad pramenů, které vyhledáváme na horách pro osvěžení. Z hlediska klasifikace pramenů podle teploty je označujeme jako prameny studené [3]. V horských oblastech se jejich teplota může v našich podmínkách pohybovat okolo 5–6 °C, v nížinách i přes 12 °C.
Teplé prameny
Teplé prameny by měly mít teplotu nad 20 °C; ty pak můžeme dále rozdělit na prameny vlažné (hypotermální, do 37 °C), teplé či teplice (termální, do 50 °C) a vřídla (termy, přes 50 °C) [3]. Voda teplých pramenů se dostává na povrch z mnohem větších hloubek (řádově stovky až tisíce metrů), mají tzv. hluboký oběh. Pokud známe průměrný geotermický gradient, tak můžeme odhadnout orientačně hloubku zdroje pramene. Např. proslulé karlovarské Vřídlo o teplotě zhruba 72 °C vyvěrá z hloubky minimálně 2000 m [4].
Většina pramenů, které v ČR nalezneme, má svůj zdroj vody nejspíše v mělkých zvodních (souvislých tělesech podzemní vody). Mělké zvodně jsou vázané na sedimentární či zvětralinové pokryvy a nejrozpukanější části skalního podloží [5]. Z hlediska typologie pramenů se bude jednat pravděpodobně o sestupné prameny – hladina podzemní vody v místě pramene protíná zemský povrch a voda volně vytéká na povrch. Dalším typem jsou výstupné prameny – voda se pod tlakem dostává z větších hloubek, typicky podél geologických zlomů. Výstup vod může být poháněn i plyny.
Artéské prameny
Specifickým druhem výstupných pramenů jsou tzv. artéské prameny [3]. Jedná se o podzemní vody, které jsou mezi dvěma nepropustnými vrstvami a jejichž výtlačná výška je nad úrovní povrchu [6]. Artéská voda se nachází i v ČR, jímáme ji pomocí vrtů. Např. v obci Káraný se nachází jeden ze zdrojů pitné vody pro Prahu, který kromě mělčích studní využívá i artéskou vodu [7]. Největší zásoby artéské vody se nacházejí ve Velké artéské pánvi v Austrálii, kde je i velké množství přirozených vývěrů. Artéské vody jsou významným zdrojem vody v suchých oblastech, kde kolem pramenů vznikají oázy [8].
Pro Zeptej se vědce odpovídal Michal
Mgr. Michal Břežný, Ph.D., Katedra fyzické geografie a geoekologie, Přírodovědecká fakulta Ostravské univerzity
Odbornou recenzi poskytla Mgr. Eliška Mikysková, Ph.D., Ústav fyzikální chemie J. Heyrovského AV ČR
Odpověď editovali Luděk Vašta a Ing. Kristýna Kantnerová, Dr. sc. ETH Zürich, University of Colorado Boulder, Geological Sciences & Institute of Arctic and Alpine Research
Zdroje
[2] https://pubs.er.usgs.gov/publication/b1172
[3] NETOPIL, Rostislav, Rudolf BRÁZDIL, Jaromír DEMEK a Pavel PROŠEK. Fyzická geografie. 1. vyd. Praha: Státní pedagogické nakladatelství, 1984. 272 s.
[4] https://doi.org/10.1016/0375-6505(70)90415-3
[5] KRÁSNÝ, Jiří. Podzemní vody České republiky: regionální hydrogeologie prostých a minerálních vod. Praha: Česká geologická služba, 2012. ISBN 978-80-7075-797-0.
[8] https://doi.org/10.1007/978-94-009-4820-4_25
Anketa
Zeptej se vědce
Projekt Zeptej se vědce se snaží zprostředkovat kontakt mezi vědeckou a nevědeckou veřejností. Máte-li na vědce nějaký dotaz, zeptejte se nás na Facebooku, Twitteru nebo Instagramu.
