Felszínalatti vízáramlás

Bolygónk legfelső tartománya, a kéreg szilárd halmazállapotú, benne mégis folyadékáramlás zajlik. Ennek oka, hogy a kőzetszemcsék nem töltik ki tökéletesen a teret, ezért a szemcseközi pórustérben a víz, vagy más fluidum (pl.: kőolaj, földgáz, szén-dioxid) áramolni képes, ha van olyan erő, mely erre készteti (1. ábra).

A porózus közegben zajló vízáramlást a Darcy-törvény írja le, mely egy empirikus, tapasztalati törvény. Henry Philibert Gaspard Dracy 1856-os kísérlete során fedezte fel, hogy egy porózus közeggel telt tartályon keresztül átfolyó vízhozam annál nagyobb, minél nagyobb a kőzet áramlásra merőleges keresztmetszete, illetve az ún. Darcy-fluxus. Ez utóbbi függ a közeg/kőzet áteresztőképességétől (permeabilitásától), a folyadék sűrűségétől és viszkozitásától, illetve a pórusnyomás változásától. Fő kérdés tehát, hogy az említett paramétereket milyen tényezők befolyásolják, más szóval mi vezérli a felszínalatti vízáramlási rendszert.

1. ábra Az egymással összeköttetésben lévő pórustérfogatban áramló víz sebessége (piros – gyors, kék – lassú) és az áramlás iránya (piros nyíl). A kőzetszemcséket fehér szín jelöli.