Смысл термина и его ограничения
Термин возник до становления теории тектоники плит. Предполагалось, что вода, поступающая из мантии, сохранилась в недрах со времени формирования Земли и впервые выходит к поверхности. Позднее выяснилось, что при субдукции — погружении одной литосферной плиты под другую — вода с поверхности переносится в глубины Земли и может вновь выделяться при вулканизме. Поэтому глубинное происхождение само по себе ещё не означает, что вода никогда не участвовала в поверхностном круговороте.[1]
В современных исследованиях важно различать три характеристики. Магматическая вода связана с магматическим расплавом и его дегазацией; мантийная вода — с веществом мантии; ювенильная вода в строгом историческом смысле — с отсутствием предшествующего участия в поверхностном круговороте. Эти понятия связаны, но не полностью взаимозаменяемы.[1]
Почему вода горячего источника не обязательно ювенильная
В гидротермальных системах вода может поступать из атмосферных осадков, моря и поровых пространств горных пород. При циркуляции она нагревается, взаимодействует с породами и смешивается с глубинными флюидами — газами и жидкостями. Высокая температура, большая глубина залегания и обилие растворённых солей по отдельности не позволяют установить её первоначальный источник.
Показателен пример вулкана Килауэа: исследование конденсата из фумаролы с температурой около 300 °C выявило преимущественно метеорное происхождение воды, то есть её связь с атмосферными осадками. Возможный магматический компонент оказался небольшим. Даже горячий вулканический пар может состоять главным образом из воды, ранее проникшей в породы с поверхности.[2]
Как исследуют происхождение
Сопоставляют изотопный состав водорода и кислорода, состав растворённых веществ и газов, температуру и строение геологической системы. При интерпретации учитывают смешение, кипение, испарение и обмен с породами: эти процессы способны менять первоначальные характеристики воды.[2]
Изотопы гелия помогают обнаружить мантийный газовый компонент, однако его наличие не доказывает, что вся сопровождающая газ вода пришла из мантии. В исследованных гидротермальных системах центральной части Алеутской дуги изотопы воды указывали на метеорное происхождение, тогда как газовые пробы содержали признаки глубинного магматического компонента.[3]
Результат такого исследования — обоснованная модель источников воды и, если данных достаточно, оценка их вклада с указанием неопределённости. Это не восстановление истории каждой отдельной молекулы. При сложном смешении однозначно определить доли компонентов удаётся не всегда.
Значение для геологии и водных ресурсов
Понятие связано с изучением обмена водой между поверхностью и недрами, вулканизма и образования гидротермальных систем. Для оценки конкретного водоносного горизонта необходимо отдельно исследовать его питание, запасы и скорость возобновления. Название «ювенильная» само по себе не характеризует доступность воды, её качество или пригодность для питья.