Maailman suurin makean veden lähde on jalkojesi alla

Et ehkä anna sitä enemmän kuin kulkeva ajatus, mutta pohjavedet ovat elintärkeä makean veden resurssi. Ainoastaan ​​Australiassa pohjavesivarannot auttavat ansaitsemaan kansan tasaisesti $ 34 miljardia vuodessa kaivostoiminnasta, elintarviketuotannosta ja valmistuksesta.

Mutta se on myös haavoittuva resurssi. Maailmanlaajuisesti noin 1.7 miljardia ihmistä asuu alueilla, joilla pohjavedet ovat stressiä, 60% niistä Intiassa ja Kiinassa.

Yhdysvaltojen ja Kanadan tutkijat laskivat äskettäin maailman pohjaveden kokonaismäärä ja arvioi, että se vastaa 180m-järveä, joka kattaa koko maan. Tämä tekee pohjavedestä suurimman aktiivisen makean veden resurssin planeetalla.

Pohjavettä kutsutaan usein nimellä a piilotettu resurssi, koska sitä ei ole usein nähty ja sitä on vaikea visualisoida. Vesi varastoidaan kivien huokosten väliin tai murtumiin, jotka tunnetaan pohjavesikerroksina. Siksi pohjaveden määrä tietyssä paikassa riippuu paikallisesta geologiasta. Geologinen historia määrittelee, missä määrin kallio on huokoinen ja murtunut, ja näin ollen se voi säilyttää pohjaveden.

Tiedämme edelleen hyvin vähän tästä arvokkaasta resurssista, erityisesti siitä, miten kasvava paine ja lämpenevä maailma voivat vaikuttaa siihen. Mutta tiedemiehet alkavat selvittää vastauksia.


sisäinen tilausgrafiikka


Miten saat selville veden iän?

Sama tutkimusryhmä, joka laski pohjaveden määrän, tutki myös sen ikää. Miten he tekivät tämän?

Ihmiset esittivät kätevän ajan allekirjoituksen maapallolla, kun aloimme testata atomi-aseita. Tämä jättää aikaleiman, joka löytyy vedestä, kivistä ja elävistä organismeista.

Näkemällä, olisiko pohjavesissä ollut atomipommitestauksen radioaktiivisuutta, tutkijat voisivat arvioida, että 6% tästä pohjavedestä on nuorempi kuin 50 vuotta vanha.

Jos tämä vesi levisi tasaisesti koko mantereelle, niin "nykyaikaisen" pohjaveden syvyys on vain 3m levinnyt tasaisesti maanosiin.

Voidaan väittää, että jos käytämme vain tätä "modernia" pohjavedettä, niin tämä on kestävää, koska tiedämme, että se on korvattu (tai ladattu) luonnollisilla prosesseilla viimeisten 50-vuosien aikana. Mutta kuinka nopeasti pohjaveden lataus muuttuu ajan mittaan.

Veden on saavutettava huokoset ja murtumat kallioissa joko nyt tai aikaisemmin. Tämä tarkoittaa, että sademäärän on oltava enemmän kuin maapinnalta haihtuvan veden määrä ja enemmän kuin koko kasvillisuuden käyttämä vesi. Kun näin tapahtuu, makea vesi voi ladata pohjaveden vedestä "vuotaa" jokien vuoteista tai maaperän läpi kulkevasta sadevedestä.

Monissa osissa maailmaa tiedämme, että pohjaveden lataus vaihtelee luonnollisen ilmaston vaihtelun vuoksi, kuten El Niño. Myös pohjaveden lataus muuttuu lämpenemisen.

Veden lataaminen: et voi liittää sitä

Muut tuoreet tutkimukset ovat mitanneet, miten maalla varastoidun veden määrä on muuttunut. Tutkijat tekivät tämän mittaamalla maan painovoimakentän muutoksia käyttämällä GRACEn satelliittitiedot NASA: lta 2002 ja 2014 välillä.

Painovoimakenttä vaikuttaa pohjaveden määrään sekä järvien ja jokien veteen, ja pohjavedet ovat ylivoimaisesti suurin kolmesta. Tämän veden määrän muutokset aiheuttavat pieniä mutta mitattavissa olevia muutoksia maapallon painovoimakentässä. Tiedot osoittavat, että maalla varastoitu vesi on kasvanut 2002ista 2014iin.

Varastoidun veden lisääntyminen maalla riittää vaikuttamaan maailman merenpinnan tasoon. Joten vaikka maailmanlaajuiset merenpinnat nousevat ilmaston lämpenemisen vuoksi, merenpinnan nousun hidastuminen on viime vuosien aikana johtunut siitä, että maalla säilytetään enemmän vettä pohjavedena.

Painovoiman tiedot osoittavat meille, missä pohjaveden varastointi on lisääntynyt ajan myötä: esimerkiksi Yhdysvaltojen ylemmän Missourin tulvien ja Afrikan Zambezi- ja Niger-altaiden vuoksi. Pohjaveden lataaminen jokien kautta on tärkeää, ja se on yksi tärkeimmistä tavoista, joilla tuoretta pohjavettä täydennetään - toinen on suora lataus sademäärästä.

Painovoiman tiedot osoittivat myös, missä maa-vesivarasto laski. Nämä vastasivat hyvin pohjaveden tyhjentymisen alueita, kuten Kalifornia Lähi-idässä.

Tärkeintä on, että nämä tiedot osoittavat, missä luonnollinen ilmaston vaihtelu, ihmisen liikakäyttö (tai liian suuri abstraktio) ja pohjaveden talteenoton muutokset aiheuttavat pohjaveden vaikutuksia ilmaston lämpenemisen vuoksi.

Pohjavesi ja ilmasto

Meidän tutkimusryhmä New South Walesin yliopistossa on otettu huomioon, mitä vaikutuksia voisi olla hiilidioksidipäästöihin, kun pohjavedet poistetaan. Meidän viime paperi Tieteellisissä raporteissa osoitamme, että mitä vaikeampaa pumpat pohjavettä, sitä enemmän orgaanista hiiltä tuodaan pintaan.

Orgaanista ainetta, joka tavallisesti esiintyy kalliomurtumien pinnalla olevissa kalvoissa, mobilisoidaan pumpattamalla pohjavesiä. Pohjaveden pumppaaminen voi siten siirtää orgaanista hiiltä maanalaisen myymälän pinnasta hiilen lähteeksi. Tämä voisi mahdollisesti vapautua ilmakehään ja edistää ilmaston lämpenemistä.

Emme tiedä, mutta pohjavesien ollessa liikaa käytössä alueilla, jotka vaikuttavat noin 1.7 miljardiin ihmiseen, meidän mielestämme on syytä tutkia vakavasti.

Työmme on ensimmäinen laatuaan, ja se on tarkastellut vain yhtä kokeellista tutkimuspaikkaa murtuneessa kalliossa. Seuraavien kolmen vuoden aikana laajennamme tätä tutkimusta a sarja porauskenttiä Australian kansallisen tutkimusinfrastruktuurin strategia (NCRIS) ymmärtää paremmin pohjaveden orgaanisen hiilen varasto.

Author

leipuri andyAndy Baker, professori, Connected Waters Initiative -tutkimuskeskus, UNSW, UNSW Australia. Hän on entinen johtaja Connected Waters Initiative -tutkimuskeskuksessa, UNSW: n pohjavesitutkimuskeskuksessa ja entinen tutkimusohjelman johtaja Australian kansallisessa pohjavesitutkimuskeskuksessa - kansallisessa pohjavesitutkimuskeskuksessa.

Tämä artikkeli ilmestyi alun perin keskustelussa

Aiheeseen liittyvä kirja:

at