Na naszej planecie znajduje się wiele wód podziemnych. W podstawowym składzie wyróżnia się:
1. Wody przypowierzchniowe (zaskórne), występujące płytko pod powierzchnią ziemi, najczęściej na terenach podmokłych, pozbawione strefy aeracji, zwykle nie nadające się do spożycia z uwagi na duże zanieczyszczenie.
Strefa aeracji (strefa napowietrzenia) jest to strefa w obrębie skorupy ziemskiej, od powierzchni ziemi do zwierciadła wód podziemnych, w której pory i szczeliny skał wypełnione są powietrzem. Występująca w strefie aeracji woda jest związana siłami międzycząsteczkowymi z ziarnami skał (tzw. woda błonkowata, woda higroskopijna, woda kapilarna). W strefie tej woda obecna jest tylko okresowo, podczas przemieszczania się w głąb (tzw. woda wsiąkowa). Niekiedy zostaje ona zatrzymana przez soczewkę skał nieprzepuszczalnych i gromadzi się nad nimi, tworząc zbiorowisko wody zwaną wodą zawieszoną. W strefie aeracji zachodzą procesy wietrzenia. Jej głębokość waha się od zera (na bagnach) do kilkudziesięciu metrów. Na obszarach pustynnych może dochodzić nawet do kilkuset metrów. Strefa aeracji w złożu nosi nazwę strefy utlenienia.
2. Woda glebowa, woda znajdująca się w glebie, w strefie aeracji. Wyróżnia się:
- wodę higroskopijną - ściśle związaną z budującymi glebę ziarnami mineralnymi dzięki siłom przyciągania międzycząsteczkowego, o dużej gęstości, zamarzającą w temperaturze - 78oC
- wodę błonkowatą - tworzącą warstwę otaczającą ziarna gleby po osiągnięciu przez nie maksymalnej wilgotności higroskopijnej, o gęstości zbliżonej do zwykłej wody i temperaturze zamarzania zmiennej, ale poniżej 0oC
- wodę kapilarną - podsiąkającą i wypełniającą szczeliny w glebie
- wodę zawieszoną - rzadko spotykane soczewkowate zbiorowiska wolnej wody, tworzące się ponad niewielkimi wkładkami skał nieprzepuszczalnych, występującymi w podłożu, w warstwie aeracji.
Wody: higroskopijna, błonkowata i kapilarna w przeciwieństwie do wody wolnej, nie podlegają sile grawitacji. Tylko woda kapilarna i wolna są dostępne dla korzeni roślin, pozostałe są zbyt silnie związane z cząsteczkami gleby.
3. Wody gruntowe, występujące głębiej, w strefie saturacji, nad którą znajduje się strefa aeracji, pełniąca rolę filtra dla zasilających te wody opadów atmosferycznych, wykorzystywane głównie w rolnictwie, a także do celów komunalnych.
W strefie saturacji wszelkie przestrzenie, szczeliny i próżnie są wypełnione wolną wodą (czyli taką, która może się swobodnie przemieszczać i którą można eksploatować), powstaje wskutek przesiąkania w dół wód opadowych, które napotkawszy skałę nieprzepuszczalną zatrzymują się i zaczynają wypełniać wolne przestrzenie, podnosząc stopniowo zwierciadło wody podziemnej.
CYKL HYDROLOGICZNY
4. Wody głębne, znajdujące się w warstwie wodonośnej, nad którą zalega warstwa nieprzepuszczalna, zasilana przez opady tylko tam , gdzie te warstwy odsłaniają się na powierzchni ziemi, ich odmianą są wody artezyjskie.
5. Wody artezyjskie, są to wody gruntowe, znajdujące się między dwiema warstwami skał wodoszczelnych, podlegające działaniu ciśnienia hydrostatycznego.
Przebicie warstwy nieprzepuszczalnej prowadzi do wypełnienia studni aż do osiągnięcia poziomu zwanego piezometrycznym. Występowanie wód artezyjskich związane jest z uskokami oraz systemem szczelin skalnych.
Schemat niecki artezyjskiej:
1. Warstwa wodonośna
2. Warstwa nieprzepuszczalna
3. Obszar zasilania
4. Studnia artezyjska
5. Poziom równowagi hydrostatycznej (linia ciśnień piezometrycznych)
6. Studnia subartezyjska
7. Źródło artezyjskie
Największe baseny artezyjskie występują na obszarze Australii, USA, Afryki Północnej, a także w Basenie Paryskim, Londyńskim. W Polsce - Niecka Mazowiecka.
Najlepszym przykładem jest tutaj Wielki Basen Artezyjski na kontynencie australijskim (1554 tys..km2), obejmujący znaczne obszary środkowej i północnej Australii, pomiędzy Wielkimi Górami Wododziałowymi a Wyżyna Zachodnioaustralijską.(środkowa i północna część Nizin Wewnętrznych wraz z niziną Karpentaria.
Przemieszczaniu na wielkie odległości wód podziemnych sprzyja nieckowate ułożenie warstw skalnych, przy czym warstwę wodonośną stanowią piaskowce jurajskie, a nieprzepuszczalną pokrywę (uniemożliwiającą naturalne wypłynięcie wody na powierzchnię) kredkowe łupki ilaste.
Wody artezyjskie gromadzą się na zróżnicowanych głębokościach (do 2135 m) i są czerpane z ponad 5000 studzien. Stanowią one podstawę gospodarki Wielkiego Basenu Artezyjskiego (hodowla), szczególnie w południowej części obszaru, cechującej się silnym niedoborem wody (opad roczny poniżej 150 cm. na km2.
Życie na Saharze skupia się w oazach powstałych wokół studni artezyjskich. Część z nich to miasta, inne to niewielkie osady.
6. Wody głębinowe, znajdujące się głęboko pod powierzchnią ziemi i izolowane od niej całkowicie wieloma kompleksami utworów nieprzepuszczalnych, nie odnawiane i nie zasilane, często silnie zmineralizowane, bez większego znaczenia gospodarczego.
7. Wody szczelinowe, tworzące sieć żył wodnych w szczelinach i spękanych masywnych skał.
8. Wody krasowe, występujące w próżniach i kanałach powstałych wskutek procesów krasowych. Inne podziały wód podziemnych uwzględniają ich skład chemiczny (wody mineralne), dostępność dla roślin, temperatura, pochodzenie
9. Wody mineralne, o mineralizacji ogólnej wody powyżej 1g / dm2. Niektóre mineralne wody to wody lecznicze (o mineralizacji nie większej niż 60 g / dm3), wykorzystywane (najczęściej w uzdrowiskach) w leczeniu wielu schorzeń i w różnej formie (kąpiele, inhalacje, jako woda pitna).
10. Gejzery; rodzaj gorącego źródła (cieplicy), występujący w obszarze czynnego lub niedawno wygasłego wulkanizmu, charakteryzujący się okresowym wyrzucaniem gorącej wody i pary wodnej. Otwór gejzeru na powierzchni ziemi jest ujściem wąskiego i głębokiego przewodu w rodzaju komina skalnego, często połączonego z bocznymi korytarzami i podziemnymi pustkami (kawerny). Gromadzą się w nich wody gruntowe ogrzane od otaczającej skały, która z kolei ogrzewa się od zalegającej poniżej magmy. Słup wody zgromadzony w przewodzie gejzeru osiąga temperaturę wrzenia najpierw w najniższej części, przy czym jest ona wyższa niż na powierzchni ziemi (na głębokości 150 m osiąga temperature około 200oC). Tworzy się tam para wodna i wzrasta ciśnienie, powodując gwałtowne wyniesienie wody i pary wodnej do góry. Wraz z przybliżaniem się do powierzchni ziemi spada temperatura wrzenia wody, co dodatkowo wzmaga siłę wybuchu.
Gejzery wybuchają z różną częstotliwością (od kilkudziesięciu minut do kilkunastu dni) i siłą (woda jest wyrzucana na wysokość od kilku do 70 m). Największe skupisko gejzerów znajduje się w parku narodowym Ywllowstone w USA. Najsławniejszy jest gejzer Old Faithful, działający regularnie od ponad stu lat, kiedy został odkryty. Co godzinę przez 4 min. wyrzuca 40 tyś. litrów wody na wysokość 45 m.
