Как пояснила старший научный сотрудник Института водных проблем Севера КарНЦ РАН гидрогеолог Галина Бородулина, железистые воды встречаются во многих местах, в том числе с концентрацией железа гораздо большей, нежели в Марциальных водах. Но в подавляющем большинстве случаев высокожелезистые воды являются также и высокоминерализованными и очень кислыми. Пить такие нельзя.
– Марциальные воды отличаются тем, что концентрация железа в них очень высокая для пресных вод – до 100 мг в литре! При этом величина кислотно-щелочного показателя здесь благоприятная – рН 6–6,5. При назначении врача лечиться ею можно без водоподготовки. Такого удачного сочетания – высокой концентрации железа, невысокой общей минерализации и благоприятного рН – больше нет ни в одном месторождении в нашей стране, – подчеркнула Галина Бородулина.
Галина Бородулина, старший научный сотрудник Института водных проблем Севера КарНЦ РАН
Благодаря своим лечебным свойствам марциальные воды входят в классификации минеральных вод и ГОСТ «Воды минеральные природные питьевые» под собственным названием гидрохимического типа – «марциальный».
Марциальные воды в Карелии изучаются с конца XVIII века. На современном уровне – с середины прошлого века, когда началось основание санатория. Самые подробные наблюдения ведут сотрудники лаборатории гидрохимии и гидрогеологии Института водных проблем Севера КарНЦ РАН с 2018 года: специалисты запустили мониторинг, включающий регулярные детальные химико-аналитические исследования воды. Уже в течение восьми лет пробы воды из скважин берутся не реже одного раза в месяц. Анализы проводятся в лабораториях Карельского научного центра РАН, Научного парка СПбГУ и Федерального исследовательского центра комплексного изучения Арктики Уральского отделения РАН.
Ученые регулярно берут пробы для детальных химико-аналитических исследований воды
Полученные ряды данных позволяют делать вывод о том, как образуются марциальные воды. Это важно для понимания текущей ситуации и прогнозирования дальнейшей судьбы источника. Результаты исследования опубликованы в 2025 г. в научном журнале «Вестник Санкт-Петербургского государственного университета».
– Распространено мнение, что подземная вода поступает откуда-то из глубин. Это не всегда так. Марциальные воды формируются в рыхлых озерно-ледниковых осадках и древней коре выветривания пиритизированных шунгитовых сланцев на небольшой глубине – 5-10 м в районе скважин. Область питания водоносного горизонта находится на водоразделе рек Шуя и Суна близ озера Верхнее Лампи – на возвышенности примерно в двух километрах от водозаборных скважин в долине Габозера. Питание происходит за счет атмосферных осадков, которые просачиваются через шунгитовые породы, – рассказала Галина Бородулина.
Старший научный сотрудник лаборатории гидрохимии и гидрогеологии ИВПС КарНЦ РАН Галина Бородулина и главный гидрогеолог лаборатории Галина Чесалина
Шунгитовые породы содержат сульфиды – в основном пирит – FeS2. Вступая в контакт с насыщенными кислородом атмосферными осадками, он активно окисляется с образованием двухвалентного железа и серной кислоты, нейтрализация которой при взаимодействии с породами приводит к осаждению сульфатов и гидрооксидов железа и повышению рН.
Сохранению в растворенном состоянии двухвалентного железа – главного бальнеологического компонента минеральных вод – способствует бескислородная обстановка, которая образуется под слоем глины при движении подземной воды от области питания в сторону долины.
При самоизливе воды из скважин происходит контакт с кислородом, железо начинает быстро окисляться и выпадать в осадок охристого цвета. Вот почему марциальную воду невозможно набрать про запас.
При контакте с кислородом железо в воде быстро окисляется и выпадает в осадок охристого цвета
Как отмечают ученые, самое удачное время для окисления сульфидов было сразу после схода с этой территории ледника, порядка 13 тысяч лет назад, в холодную климатическую эпоху. Жидкая вода присутствовала в небольших количествах, в основном в виде пленки. Именно в этих условиях начали появляться и скапливаться водорастворимые сульфаты. В отсутствие осадков они не вымывались, а накапливались. Когда пошли дожди и образовался водоносный горизонт, атмосферные осадки начали вымывать запасенные сульфаты, и вплоть до нашего времени работает машина по производству марциальных вод. Предположение о таком механизме было выдвинуто еще в 1930-х годах, сегодня ученые подтвердили его с помощью современных методов.
– Чтобы образовались Марциальные воды, крайне удачно сложился целый комплекс факторов: это и состав пород, и ландшафт, и геологическая история. Можно смело утверждать, что это месторождение – уникально, – отмечает Галина Бородулина.
Однако исследования показали, что запасы реликтовых вод практически исчерпаны: если в конце 1980-х годов здесь отмечался изотопный состав, характерный именно для талых ледниковых вод, то к настоящему времени он изменился и стал близок к современным атмосферным осадкам. При этом химический состав воды в целом сохраняется.
Среднесуточная температура воздуха, количество осадков, статический уровень воды в скважинах №1–4 на месторождении "Марциальные воды"
Атмосферное питание с подъемом уровня в водоносном горизонте, особенно в весеннее половодье, приводит к увеличению расходов воды в скважинах и росту минерализации. Но при этом наблюдается многолетний тренд: в целом уровень минерализации снижается, то есть количество растворенных химических элементов в воде становится меньше. В чем причина – в природно-климатических изменениях, или антропогенном воздействии – ученым еще предстоит выяснить, однако очевидно одно: уникальное месторождение требует особого обращения.
Вокруг месторождения организована трехуровневая охранная зона со строгими ограничениями деятельности человека
– Вскрыть водоносный горизонт легко, а ликвидировать последствия очень сложно. Вокруг месторождения организована трехуровневая охранная зона со строгими ограничениями деятельности человека: ведения земляных работ, организацией водоводов и т.д. Недопустимы свалки и любое загрязнение территории, ведь все, что просачивается сквозь землю, поступает в источник. Но в условиях, когда в водоохранных зонах расположены санаторий, поселок и проходит автодорога, выполнить требования очень сложно. Не зря еще в начале 1930-х годов при планировании санатория известный бальнеолог Адольф Бикель советовал разместить его на восточном борту долины Габозера для сохранения в естественном состоянии месторождения, – подчеркивает Галина Бородулина.
Наконец, наблюдение за месторождением и его сохранение должно вестись с научным подходом, предусматривающим проведение постоянного мониторинга.
