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湧水とは、地下水が帯水層から湧き出し、地表を流れて地表水となる自然の出口のことです。湧水は水圏の構成要素であり、水循環の一部でもあります。湧水は、特に年間降水量が比較的少ない乾燥地帯において、淡水源として古くから人類にとって重要な存在でした。
泉は、重力や静水圧などのさまざまな自然の力によって地表に湧き出します。地熱で温められた地下水が湧き出ることで生じる泉は、温泉として知られています。泉水の湧出量は、体積流量がほぼゼロから、最大の泉では毎秒 14,000 リットル (490立方フィート/秒)を超えるものまで、大きく異なります。[ 1 ]
湧水は、地下水が地表に流れ出たときに形成されます。これは通常、地下水位が地表より上に達したとき、または地形が急激に沈下したときに起こります。湧水は、カルスト地形、帯水層、または火山活動の結果として形成されることもあります。湧水は海底でも観察されており、より温かく塩分の低い水が直接海に噴出しています。[ 2 ]
カルスト地形の結果として形成される泉はカルスト泉と呼ばれ、地下水が粒間空間から大きな洞窟まで様々な大きさの亀裂や割れ目のネットワークを通って流れ、後に泉として湧き出る。
湧水が地表に押し上げられるのは、地下水涵養域が湧出口よりも高い位置にある被圧帯水層が原因である場合がある。高い位置にある水源によって地表に押し上げられた湧水は、自噴井と呼ばれる。これは、湧出口が深さ300フィート（91メートル）の洞窟の形であっても起こり得る。この場合、洞窟は、高い位置にある地下水涵養域から低い位置にある開口部へ水を排出するためのホースのように利用される。
非自噴泉は、単に標高の高い場所から低い場所へと地中を流れ、地面を排水管のように利用して泉として湧き出る場合がある。また、火山活動やマグマ活動といった地下水源からの圧力によって生じる泉もある。その結果、高温高圧の水、すなわち温泉や間欠泉が湧き出る。
地下水の作用により、石灰岩やドロマイトなどの透水性の岩盤が絶えず溶解し、広大な洞窟系が形成される。[ 3 ]
湧水量、または湧出量は、湧水の涵養盆地によって決まります。涵養量に影響を与える要因には、地下水が捕捉される領域の大きさ、降水量、捕捉ポイントの大きさ、および湧水出口の大きさなどがあります。水は、透水性の土壌、シンクホール、および減水河川など、多くの発生源から地下システムに漏れ込む可能性があります。場合によっては、水が河床を通って地面に沈むにつれて、小川全体が消えてしまうように見えることがあります。ミズーリ州のグランドガルフ州立公園は、小川全体が地下水系に消えていく例です。水は9マイル（14 km）離れた場所で湧き出し、アーカンソー州のマンモススプリングの湧水の一部を形成します。人間の活動も湧水の湧出量に影響を与える可能性があります。地下水の取水は帯水層の水圧を低下させ、流量を減少させます。[ 13 ]
泉は大きく3つの種類に分類されます。常流泉（一年中絶えず流れている泉）、間欠泉（降雨後や特定の季節の変化時に活動する一時的な泉）、周期泉（間欠泉のように、規則的または不規則な間隔で噴出する泉）です。[ 5 ]
泉は、湧出する水の量によって分類されることが多い。最も大きな泉は「一級泉」と呼ばれ、毎秒少なくとも 2800 リットルまたは100 立方フィート (2.8 m 3 )の水を湧出する泉と定義される。フロリダ州のように、一級泉が多数存在する場所もある。フロリダ州には少なくとも 27 の泉が知られている。ミズーリ州とアーカンソー州のオザーク山地には 10 の泉[ 14 ] [ 13 ]が知られており、アイダホ州のスネーク川沿いのサウザンド スプリングス地域にはさらに11 の泉[ 15 ]がある。泉の流量の尺度は次のとおりである。
水が地下の岩盤を通過する際に、ミネラルが水に溶け込みます。このミネラル含有量は、総溶解固形物（TDS）として測定されます。水が通過する地質の性質によっては、水に風味や二酸化炭素の泡が生じることもあります。そのため、湧き水はしばしばボトル詰めされてミネラルウォーターとして販売されますが、この用語はしばしば欺瞞的な広告の対象となっています。ミネラルウォーターには、250ppm以上のTDSが含まれています。ミネラルを多く含む湧き水は、「鉱泉」と呼ばれることがあります。（一方、そのようなミネラルを含まない湧き水は、「甘泉」と区別されることがあります。）溶解したナトリウム塩、主に炭酸ナトリウムを多く含む湧き水は、「ソーダ泉」と呼ばれます。多くのリゾート地が鉱泉の周りに発展し、スパタウンとして知られています。鉱泉には治癒効果があるとされています。鉱泉に浸かることで、水からミネラルが吸収されると言われています。一部の湧水には、世界保健機関（WHO）の飲料水基準である10 ppbを超えるヒ素濃度が含まれています。[ 16 ]このような湧水が川に流れ込む場合、川のヒ素濃度もWHOの基準値を超える可能性があります。[ 16 ]
湧き水は通常透明です。しかし、水に溶け込んでいるミネラルによって色がつく湧き水もあります。例えば、鉄分やタンニンを多く含む水はオレンジ色になります。[ 3 ]
アメリカ合衆国の一部地域では、湧水が近くの主要河川に流れ込む小川を、湧水支流、湧水小川、または流れと呼ぶことがあります。地下水は帯水層の比較的長期的な平均温度を維持する傾向があるため、湧水からの流量は夏の日には他の水源よりも冷たくなることがありますが、冬には凍結しません。湧水とその支流の冷たい水には、温暖な地域の気候には適さない特定のマスなどの種が生息している場合があります。
泉は、飲料水、生活用水、灌漑、製粉、航行、発電など、さまざまな人間のニーズに利用されてきました。現代では、釣り、水泳、水遊びなどのレクリエーション活動、治療、家畜用水、養魚場、ボトル入りミネラルウォーターやボトル入り湧水の供給源としても利用されています。泉は、ある種の神話的な性質を帯びており、泉は常に健康的な飲料水源であると誤って信じている人もいます。しかし、そうとは限りません。ミネラルバスや飲料水として泉を適切に利用するには、包括的な水質検査を行う必要があります。スパとして管理されている泉は、すでにそのような検査を実施しています。
湧水はボトル入り飲料水の供給源としてよく利用されます。[ 22 ]湧水と表示されたボトル入り飲料水を購入する場合、販売会社のウェブサイトでその湧水の検査結果を見つけることができる場合が多いです。
湧水は、重力による作物の灌漑用水源として利用されてきた。[ 23 ]アメリカ南西部の先住民は、湧水を利用したアセキアを建設し、水路を通して畑に水を供給した。スペインの宣教師たちは後にこの方法を利用した。[ 24 ] [ 25 ]
聖なる泉、または聖なる井戸とは、地下から湧き出る小さな水域で、キリスト教や異教、その他いずれかの宗教的文脈で崇拝されているものです。[ 26 ] [ 27 ]古代ギリシャの伝承や神話には、コリキアの泉、ピエリアの泉、カスタリアの泉など、聖なる泉や伝説に満ちた泉が数多く登場します。中世ヨーロッパでは、異教の聖地が聖なる井戸としてキリスト教化されることがよくありました。「聖なる井戸」という用語は、一般的に、限られた大きさの水源（湖や川ではなく、池や自然の泉や湧水を含む）を指すのに用いられ、地元の民間伝承において何らかの意味を持っています。これは、特定の名前、関連する伝説、守護霊やキリスト教の聖人の神聖な存在による水の治癒力の帰属、または井戸の場所を中心とした儀式や祭礼の形をとることがあります。キリスト教の伝説では、聖人の行いによって泉の水が湧き出たという話がよく語られる。これは特にケルトの聖人伝においてよく見られるテーマである。
温泉から湧き出る地熱で温められた地下水は、人間の体温よりも高く、通常は45～50 ℃（113～122 °F）の範囲ですが、それ以上に高温になることもあります。[ 6 ]体温よりは低いが気温よりは高い水を持つ温泉は、温泉と呼ばれることもあります。[ 28 ]
温泉や地熱泉は、何千年もの間、温泉療法、入浴、リラクゼーションに利用されてきました。温泉にまつわる民間伝承や、温泉の持つとされる薬効のため、観光地やリハビリテーションセンターの所在地となっているところもあります。[ 29 ] [ 30 ]
温泉は何千年もの間、熱源として利用されてきました。20世紀には、家庭や建物の暖房のための再生可能な地熱エネルギー源となりました。[ 29 ]日本の別府市には、市に温水を供給する2,217の温泉源があります。[ 31 ]温泉は、温室栽培や作物や花の栽培のための持続可能なエネルギー源としても利用されてきました。[ 32 ]
泉は、歴史を通じて芸術、神話、民話など文化の中で表現されてきました。若返りの泉は、そこから水を飲んだ人は誰でも若返ると言われていた伝説の泉です。[ 34 ]この泉はフロリダ州セントオーガスティンにあり、 1513年にフアン・ポンセ・デ・レオンによって発見されたとされています。しかし、若返りの力は実証されておらず、ほとんどの歴史家はポンセ・デ・レオンの発見の真偽に異議を唱えています。[ 35 ] [ 36 ]
デルフォイの神託としても知られるピュティアは、アポロ神殿の最高女司祭でした。彼女は「岩の裂け目から立ち昇る蒸気によって引き起こされる」神憑りの狂乱状態で予言を告げました。その蒸気はデルフォイのケルナの泉から放出されたと考えられています。[ 37 ] [ 38 ]
ギリシャ神話のナルキッソスの物語は、泉の静かな水面に映る自分の姿に恋をした若い男を描いている。ナルキッソスは「濁りのない泉、きらめく水で銀色に輝く泉、羊飼いも山で草を食む雌ヤギも他の家畜も触れていない泉、鳥も獣も木から落ちた枝も乱していない泉」をじっと見つめた。（オウィディウス）[ 39 ]
20世紀初頭のアメリカ人写真家、ジェームズ・ルーエル・スミスは、ニューヨーク市の水道システムの出現後に市によって覆われる前の、ニューヨーク市の歴史的な泉を記録した包括的な写真シリーズを作成した。[ 40 ]スミスは後にヨーロッパの泉を撮影し、その成果として著書『ギリシャ・ローマ文学における泉と井戸、その伝説と場所』（1922年）を出版した。[ 41 ]
19世紀の日本の芸術家、歌川広重と歌川豊国三世は、1854年に木版画「二人の芸術家が七泉を巡る」を制作した。[ 42 ]
中国の都市済南は、72もの泉の名所と市街中心部に点在する無数の小さな泉があることから、「泉の都」（中国語：泉城）として知られています。[ 43 ] [ 44 ]
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