Большая часть воды, используемой людьми в Египте, поступает из реки Нил, которая образуется в результате осадков над горными районами Эфиопского нагорья. Однако в районах, удаленных от долины реки Нил, где воды мало, а население растет, подземные воды являются единственным доступным источником пресной воды.
Знание того, сколько воды имеется в подземных водоносных горизонтах и как быстро она пополняется, жизненно важно для обеспечения населения водой для питья и орошения. В этих расчетах помогает определение возраста источников воды.
Новое исследование Университета Делавэра рассматривало изотопы хлора как химические индикаторы для определения возраста и происхождения подземных вод Восточной пустыни Египта. Исследование возглавляли докторант Махмуд Шериф и Нил Стурчио из Университета штата Нью-Йорк, а также Мохамед Султан из Университета Западного Мичигана. Результатом работы стала статья, недавно опубликованная в журнале Earth and Planetary Science Letters.
В то время как подземные воды обеспечивают только семь процентов потребности Египта в воде, египетские водные власти недавно вновь обратили внимание на увеличение их эксплуатации, особенно в восточном Египте, для смягчения растущего водного стресса и реализации сельскохозяйственных проектов.
Для определения возраста и происхождения подземных вод в ходе нескольких полевых экспедиций в Египте было отобрано 29 проб из разных колодцев. Исследователи использовали долгоживущий радиоактивный изотоп хлор-36 для оценки возраста подземных вод; этот изотоп образуется в атмосфере и попадает на землю, а его период полураспада составляет 300 000 лет.
Стурчио, профессор и заведующий кафедрой геологических наук в Колледже Земли, океана и окружающей среды Университета штата Нью-Йорк, сказал, что Восточная пустыня интересна тем, что, хотя она все еще сухая и засушливая, в ней выпадает больше осадков, чем в Западной пустыне. Египта.
Из-за этого дождя исследователям было любопытно узнать, могут ли грунтовые воды в Восточной пустыне в целом быть моложе, чем вода в Западной пустыне, но они были удивлены своими выводами.
«В неглубоких водоносных горизонтах можно ожидать молодую воду, возможно, возрастом 50-100 лет, потому что она идет в виде дождя и стекает в долину Нила», - сказал Стурчио. «Но в некоторых из этих водоносных горизонтов Махмуд нашел воду, которой, по-видимому, 200 000 лет».
Стурчио сказал, что, хотя воде, вероятно, на самом деле не 200 000 лет, тот факт, что она выглядит так, показывает, что более старая вода из нубийского водоносного горизонта поднимается по разломам в скалах и смешивается с мелководьем., унося с собой часть старого хлора.
Вода, поступающая из более глубокого водоносного горизонта, вероятно, оказалась там, когда климат был намного более влажным - еще миллион лет назад - с обильными дождями, из-за которых много воды просачивалось в землю и собиралось в очень толстый пористый песчаник.
Шериф сказал, что обнаружение этого естественного стока из глубоких водоносных горизонтов через эти разломы в более мелкие водоносные горизонты важно для плана развития района.
«Когда мы определяем количество воды в неглубоком водоносном горизонте, мы должны учитывать воду, поступающую из более глубокого водоносного горизонта», - сказал Шериф. «Это дополнительный источник, и вместо того, чтобы бурить очень глубокие скважины, что очень дорого, [египетскому правительству] не придется этого делать. Они могут снизить стоимость».
Стурчио сказал, что, хотя Египту повезло, что у него много воды из Нила, количество воды, которое можно взять из реки, ограничено в соответствии с международным соглашением. Вот почему в таких районах, как Восточная пустыня, крайне важно выявлять и использовать эти ресурсы подземных вод.
Молодые подземные воды, которые выпадают в виде дождя и доходят до Нила через 50-100 лет, в некоторых местах используются для орошения. Но часть воды, которую они выкачивают, поступает из гораздо более старых грунтовые воды в водоносном горизонте под ним», - сказал Стурчио. «Вы действительно хотите знать, сколько этой воды вы можете откачать, прежде чем вы перекачаете ее и израсходуете слишком быстро. В идеале вы не хотите откачивать ее быстрее, чем она сможет восполнить себя. Возраст подземных вод является частью основы для разработки хорошей стратегии их использования».