Jak wynika z nowych badań, gigantyczna warstwa wodonośna słodkowodna ukrywa się pod słonym Oceanem Atlantyckim, tuż przy północno-wschodnim wybrzeżu Stanów Zjednoczonych.
Chociaż dokładna wielkość warstwy wodonośnej jest wciąż tajemnicą, może być największa w swoim rodzaju, zajmując region rozciągający się od co najmniej Massachusetts do południowej części New Jersey lub prawie 220 mil (350 kilometrów). Obszar obejmuje wybrzeża Nowego Jorku, Connecticut i Rhode Island. Ta warstwa wodonośna może zawierać około 670 mil sześciennych (2800 kilometrów sześciennych) lekko słonej wody (wyjaśnimy jej lekką słoność).
Ta woda też nie jest młoda. Naukowcy powiedzieli, że podejrzewają, że znaczna ich część pochodzi z ostatniej epoki lodowcowej.
Naukowcy otrzymali pierwsze wskazówki, że warstwa wodonośna spotyka się pod oceanem w latach 70. XX wieku, kiedy firmy wydobywające ropę naftową czasami uderzały w słodką wodę. Ale nie było jasne, czy te złoża słodkiej wody były izolowanymi kieszeniami, czy też zajmowały większą powierzchnię.
Około 20 lat temu badacz Kerry Key, obecnie geofizyk w Lamont-Doherty Earth Observatory na Columbia University w Nowym Jorku, zaczął pomagać firmom naftowym w zlokalizowaniu punktów zapalnych oleju za pomocą obrazowania elektromagnetycznego na podłożu. Podobnie jak promieniowanie rentgenowskie może obrazować kości człowieka, obrazowanie elektromagnetyczne wykorzystuje fale elektromagnetyczne (od statycznych do mikrofal i innych wysokich częstotliwości) do wykrywania obiektów ukrytych przed wzrokiem.
Ostatnio, starając się znaleźć złoża słodkiej wody, Key postanowił sprawdzić, czy udoskonalenie tej technologii może pomóc mu znaleźć warstwy wodonośne, które są podziemnymi basenami słodkiej wody. Tak więc w 2015 roku wraz z badaczem Robem Evansem, starszym naukowcem zajmującym się geologią i geofizyką w Woods Hole Oceanographic Institution w Massachusetts, spędził 10 dni na morzu, dokonując pomiarów u wybrzeży południowej części New Jersey i Martha's Vineyard w Massachusetts. Naukowcy wybrali te miejsca, ponieważ firmy naftowe zgłosiły znalezienie tam świeżej wody.
„Wiedzieliśmy, że w odizolowanych miejscach jest świeża woda, ale nie znaliśmy zasięgu ani geometrii” - powiedział główny autor Chloe Gustafson, doktorant z geologii morskiej i geofizyki w Obserwatorium Ziemi Lamont-Doherty.
Aby zbadać te obszary, naukowcy upuścili instrumenty na dno morskie, aby zmierzyć pola elektromagnetyczne poniżej. Ponadto narzędzie holowane za statkiem emitowało sztuczne impulsy elektromagnetyczne i mierzyło reakcje od podłoża. Te dwie metody opierają się na podobnej nauce: słona woda przewodzi fale elektromagnetyczne lepiej niż świeża woda, więc każda kałuża świeżej wody wyróżniałaby się jako pasma o niskiej przewodności, twierdzą naukowcy.
Analiza wykazała, że słodka woda nie była rozproszona tu i tam, ale była ciągła, zaczynając od linii brzegowej i rozciągając się na szelfie kontynentalnym. W niektórych miejscach warstwa wodonośna rozciągała się aż do 75 mil (120 km) od brzegu.
Ta funkcja również biegła głęboko, zaczynając od około 600 stóp (182 metrów) poniżej dna oceanu, a kończąc na około 1200 stóp (365 m) poniżej dna morskiego. Jeśli późniejsze badania wykażą, że warstwa wodonośna jest większa, mogłaby rywalizować z Ogallala Aquifer, ogromnym zbiornikiem słodkowodnym, który dostarcza wody gruntowe do ośmiu stanów Great Plains, od Południowej Dakoty po Teksas.
Jak woda dostała się pod ocean?
Naukowcy twierdzą, że warstwa wodonośna prawdopodobnie powstała pod koniec ostatniej epoki lodowcowej. Około 20 000 do 15 000 lat temu znaczna część wody na świecie była zamknięta w lodowcach, dzięki czemu poziomy mórz są niższe niż obecnie. Gdy temperatury wzrosły, a lód pokrywający północno-wschodni USA stopił się, woda zmyła ogromne ilości osadów, które utworzyły delty rzek na wciąż odsłoniętym szelfie kontynentalnym. Duże kieszenie świeżej wody ze stopionych lodowców utknęły następnie w pułapkach osadowych. Później poziom mórz podniósł się, zatrzymując osad i słodką wodę pod oceanem.
Obecnie wydaje się, że warstwa wodonośna nie jest w stagnacji. Naukowcy twierdzą, że jest raczej zasilany przez podziemne spływy z ziemi. Key powiedział, że woda ta jest prawdopodobnie pompowana od strony morza przez wzrost i opad ciśnienia.
Dodał, że warstwa wodonośna jest najświeższa blisko brzegu i robi się bardziej zasolona dalej, co wskazuje, że z czasem powoli miesza się z wodą morską. Powiedział, że słodka woda w pobliżu lądu stanowi około 1-części na tysiąc soli, podobnie jak inne ziemskie wody słodkie. Natomiast przy zewnętrznych krawędziach warstwy wodonośnej jest to około 15 części na tysiąc, co jest wciąż niższe niż typowy poziom wody morskiej wynoszący 35 części na tysiąc.
Innymi słowy, woda ta musiałaby zostać odsalona, zanim ludzie mogliby z niej skorzystać, ale nadal byłoby tańsze w przetwarzaniu niż zwykła słona woda, powiedział Key.
„Prawdopodobnie nie musimy tego robić w tym regionie, ale jeśli możemy wykazać, że w innych regionach istnieją duże warstwy wodonośne, które mogą potencjalnie stanowić zasoby” w suchych miejscach, takich jak Południowa Kalifornia, Australia, Bliski Wschód lub Afryka Sahary, powiedział w oświadczeniu.
