Исследователи из Университета штата Огайо создали карты с высоким разрешением точек по всему земному шару, где грунтовые воды встречаются с океанами. и моря.
В исследовании, опубликованном 3 июня в журнале Geophysical Research Letters, команда показала, что почти половина пресных подводных подземных вод течет в океан вблизи тропиков. Они также обнаружили, что регионы вблизи активных линий разломов - например, район вокруг разлома Сан-Андреас в Калифорнии - выбрасывают в океан большие объемы грунтовых вод, чем регионы, которые тектонически стабильны. И они обнаружили, что в засушливых, засушливых регионах очень мало стока подземных вод, открывая ограниченные запасы подземных вод в этих частях мира для вторжения соленой воды.
Команда штата Огайо работала с исследователями из Лаборатории реактивного движения НАСА и Университета Саскачевана, чтобы объединить топографические данные со спутников и климатические модели, чтобы показать движение подземных вод у берегов мира.
Выводы могут помочь прибрежным сообществам лучше защищать свою питьевую воду и управлять ею.
«Сброс пресноводных и подземных вод является естественной линией защиты от вторжения соленой воды», - сказала Одри Сойер, доцент кафедры наук о Земле в штате Огайо и соавтор исследования. «И вторжение соленой воды вызывает беспокойство в таких местах, как Майами, Джорджия, Кейп-Код - вверх и вниз по побережью. Проблема в том, что в засушливых регионах так мало стока грунтовых вод, потому что это также места, где люди будут стремиться искать подземные воды для удовлетворения своих потребностей в пресной воде».
Их работа, первая почти глобальная и пространственно распределенная карта с высоким разрешением притока пресных подземных вод к побережью, может дать ученым более подсказки о том, где контролировать сброс подземных вод. Такой мониторинг более сложен, чем мониторинг качества воды в реке или ручье, потому что подземные воды по своей природе попадают в океаны и озера под водой - люди не могут увидеть их с суши.
Когда исследователи думают о качестве прибрежных вод и о том, как вода влияет на биохимический состав мировых озер и океанов, они обычно думают о реках и ручьях - и не зря. Большая часть воды, поступающей в озера и океаны, поступает из поверхностных источников. Но подземные воды также играют важную роль, перенося минералы и, в некоторых случаях, загрязняющие вещества в поверхностные водоемы.
«Если вы когда-нибудь плавали в озере или океане летом и проходили через холодную полосу, это, вероятно, место, где выходят грунтовые воды», - сказал Сойер. «И это только один из способов воздействия подземных вод на поверхностные воды - в данном случае они влияют на температуру, но они также влияют и на химический состав воды. Эти эффекты трудно измерить в больших масштабах».
Вот почему команда Сойера начала создавать эти изображения: Исследовательская группа сосредоточилась на грунтовых водах и поняла, что имеется ограниченная информация, показывающая - в деталях - где грунтовые воды, скорее всего, попадут в океаны.
Исследование показало, что в некоторых частях мира подземные воды могут загрязнять океаны и озера питательными веществами и другими химическими веществами.
Грунтовые воды, например, могут нести более высокие концентрации нитратов - ключевого фактора цветения вредных водорослей, которые вызывают проблемы как для рыб, так и для питьевой воды в озере Эри, Чесапикском заливе и Мексиканском заливе - а также высокие концентрации ртути. Понимание того, как и где грунтовые воды попадают в поверхностные воды, может помочь политикам разработать более эффективные планы по улучшению состояния этих водоемов.
Исследование также показало, что климат сильно влияет на сток подземных вод и что города в засушливых районах особенно уязвимы к загрязнению водоносных горизонтов соленой водой.
"Это исследование привлекает внимание к идее о том, что поверхностные и подземные воды взаимосвязаны, и если вы начнете добывать подземные воды, вы нарушите эту связь с нашими поверхностными водоемами, и это может повлиять на качество поверхностных вод, тоже, - сказал Сойер. «Существует конкуренция между внешним толчком грунтовых вод к побережью и соленой водой, которая хочет войти, и если у нас не будет такого сильного внешнего толчка, потому что мы забираем эти пресные грунтовые воды из-под земли вместо того, чтобы позволить течет к побережью, это ставит нас в более уязвимое положение. Дело не в том, что мы не можем использовать подземные воды, но мы должны следить за своим воздействием и помнить, что подземные воды не являются неиссякаемым ресурсом."