Терма́льные во́ды – подземные воды с температурой 20°С и более. Температура 20°С условно принята за границу между холодными и термальными водами. Термальные воды составляют большую часть вод подземной гидросферы.

Температура подземных вод на нижней границе земной коры может достигать 500–600°С, а в зонах магматических очагов, где преобладают пары воды, – 1000–1200°С. В артезианских бассейнах молодых геологических плит на глубине 2000–3000 м скважинами вскрываются воды с температурой 70–100°С и более, а в районах древних кристаллических щитов температура на глубинах 5–6 км не превышает 60–70°С. Наиболее ярко термальные воды проявляются в районах современной или недавно закончившейся вулканической деятельности, в тектонически активных горно-складчатых областях и в краевых прогибах и межгорных впадинах. В областях неотектонических нарушений (Альпы, Кавказ, Тянь-Шань, Памир, Гималаи и др.) и в рифтовых зонах глубокие термальные воды выходят на поверхность в виде горячих источников с температурой до 90–100°С, а в районах современного вулканизма – в виде гейзеров и паровых струй. Скважины глубиной 1000–1500 м, пройденные в зоне разгрузки паровых струй, вскрывают пароводяные смеси и пары с температурой до 200–300°С (Паужетское и Мутновское месторождения на Камчатке, Большие гейзеры в США, Уайракей в Новой Зеландии, Лардерелло в Италии и др.).

Глубина залегания термальных подземных вод зависит от климатической зональности и составляет в районах развития многолетнемёрзлых пород 1500–2000 м, в субтропиках – до 100 м; в зоне тропиков эти воды часто выходят на поверхность. В пределах каждой зоны наблюдается рост температуры с глубиной. В среднем для верхней части земной коры температура на 1 км глубины увеличивается на 32,9°С. Однако геотермические градиенты (значение увеличения температуры с глубиной, обычно на 1 км или 100 м глубины) существенно различаются в зависимости от возрастных, тектонических, литологических и гидродинамических особенностей разных регионов. Наименьший – 6°С/км зарегистрирован в области древнего кристаллического щита в Витватерсранде (Южная Африка), максимальные отмечаются в районах современной вулканической деятельности и в рифтовых поясах – до 100–150°С/км. На территориях внутриплатформенных впадин и предгорных прогибов они либо близки к среднепланетарному, либо превышают его, достигая 40–50°С/км.

Выделяют четыре типа теплового режима термальных вод: низкий (термический градиент до 1°С/100 м, плотность теплового потока 30–40 мВт/м2), умеренный (1–2°С/100 м, 40–50 мВт/м2), повышенный (2–3°С/100 м, 50–60 мВт/м2), высокий (более 3°С/100м, свыше 60 мВт/м2).

Химический, газовый состав и минерализация термальных вод разнообразны: от пресных до солёных и рассольных хлоридных натриевых, кальциево-натриевых, азотно-метановых и метановых, местами сероводородных вод. В зоне повышенных и высоких температур и давлений происходит перекристаллизация породообразующих минералов и протекают активные реакции обмена между нагретыми водными растворами и породой, что в значительной мере определяет химический состав термальных вод. Повышение температуры с глубиной приводит к освобождению физически связанной воды, увеличению фильтрационной способности горных пород. С термальными водами связаны процессы минералообразования, формирования гидротермальных месторождений полезных ископаемых.

Термальные воды служат объектом добычи и переработки в целях дальнейшего использования для выработки электроэнергии, отопления и горячего водоснабжения; извлечения химических элементов (промышленные воды), бальнеологии (термоминеральные воды).

Для выработки электроэнергии в настоящее время геотермальные месторождения используются преимущественно в районах активного вулканизма, где вскрываются перегретые термальные воды с температурой более 120–150°С. Эффективность развития геотермальной энергетики заключается в практической неисчерпаемости природного теплоносителя. Геотермические электростанции работают в Италии, США, Японии, Исландии, Мексике, Новой Зеландии. В России первая геотермальная электростанция на Паужетском месторождении (Камчатка) дала электрический ток в 1967 г., в 1999 г. запущена Верхне-Мутновская ГеоЭС, в 2002 г. – Мутновская ГеоЭС-1.

Для отопления и горячего водоснабжения жилых и производственных зданий (в т.ч. теплиц и оранжерей) используют горячие и весьма горячие термальные воды с температурой 50–100°С. Для отопления тепличных хозяйств используется теплоноситель с еще меньшей температурой – 20–60°С. Кроме того, термальные воды используются для других технических нужд (ферментация чая, сушка, пропарка древесины, мойка шерсти), в плавательных бассейнах, для рыборазведения и др. Такие горячие воды в Российской Федерации широко распространены в Западной и Восточной Сибири, на Камчатке, Чукотке, на Северном Кавказе, в Прикаспии, в Крыму. Низко- и среднетемпературные термальные воды для целей отопления широко применяются в Исландии, Венгрии, а также во Франции, в основном в пределах Парижского и Аквитанского артезианских бассейнов в районе Эльзаса.

На современном этапе геотермальная энергетика развивается в направлении использования низкопотенциальных (30–70°С) термальных вод в качестве аккумуляторов энергии.

Высокие содержания в термальных водах множества растворённых микроэлементов позволяют осуществлять их промышленную добычу. Как правило, термальные воды представляют интерес с точки зрения извлечения йода, брома, бора, лития, цезия, рубидия и др. – в этом случае они рассматриваются как промышленные воды.

Лечебный эффект термоминеральных вод обусловливается их газовым и химическим составом. К бальнеологическим соединениям и элементам относятся углекислый газ, радон, сероводород; немалую бальнеологическую роль могут играть растворённые бром, йод, бор, фтор, мышьяк, кремний и их соединения. На базе месторождений термальных вод функционируют многие крупные курорты, имеющие мировое значение. К ним относятся Кавказские Минеральные Воды (Железноводск, Ессентуки, Пятигорск), Цхалтубо, Сочи-Мацеста, Боржоми (Грузия), Виши (Франция), Висбаден и Наухайм (ФРГ), Карлови-Вари (Чехия) и др.

Классификации термальных вод по температуре зависит от направления их практического применения.

По универсальной 9-балльной шкале температур подземных вод выделяются термальные тёплые воды (20–37°С) – 4 балла, горячие (37–50°С) – 5 баллов и весьма горячие (50–100°С) – 6 баллов, умеренно перегретые (100–200°С) – 7 баллов и весьма перегретые (200–375°С) – 8 баллов. Выше температуры 375°С (9 баллов) исключительно перегретые подземные воды рассматриваются как флюиды с существенно отличными от обычных жидкостей свойствами.

Для теплоэнергетического использования выделяются низкопотенциальные воды с температурой до 70°С, среднепотенциальные – от 70 до 100°С и высокопотенциальные – свыше 100°С (в т.ч. слабоперегретые – 100–150°С, значительно перегретые – 150–250°С и весьма перегретые – 250–375°С).

В бальнеологии термальные воды подразделяются на тёплые (субтермальные) – 20–35°С, термальные (горячие) – 35–42°С и очень горячие (гипертермальные) – свыше 42°С.

Г.Е. Ершов