Forskere kortlægger en enorm undersøisk ferskvands-akvifer ud for det nordøstlige USA

I en ny undersøgelse af underhavets bund ud for den amerikanske nordøstkyst, forskere har gjort en overraskende opdagelse:en gigantisk grundvandsmagasin af relativt ferskvand fanget i porøse sedimenter, der ligger under det salte hav. Det ser ud til at være den største sådanne formation, der endnu er fundet i verden. Akviferen strækker sig fra kysten i det mindste fra Massachusetts til New Jersey, strækker sig mere eller mindre kontinuerligt ud omkring 50 miles til kanten af ​​kontinentalsoklen. Hvis det findes på overfladen, det ville skabe en sø, der dækker omkring 15, 000 kvadrat miles. Undersøgelsen tyder på, at sådanne grundvandsmagasiner sandsynligvis ligger ud for mange andre kyster verden over, og kunne skaffe et desperat tiltrængt vand til tørre områder, der nu er i fare for at løbe tør.

Forskerne brugte innovative målinger af elektromagnetiske bølger til at kortlægge vandet, som forblev usynlige for andre teknologier. "Vi vidste, at der var frisk vand dernede på isolerede steder, men vi kendte ikke omfanget eller geometrien, " sagde hovedforfatter Chloe Gustafson, en ph.d. kandidat ved Columbia Universitys Lamont-Doherty Earth Observatory. "Det kan vise sig at være en vigtig ressource i andre dele af verden." Undersøgelsen vises i denne uge i tidsskriftet Videnskabelige rapporter .

De første antydninger af grundvandsmagasinet kom i 1970'erne, da virksomheder borede ud for kysten efter olie, men nogle gange i stedet ramte ferskvand. Borehuller er kun nålestik i havbunden, og videnskabsmænd diskuterede, om vandaflejringerne bare var isolerede lommer eller noget større. Startede for omkring 20 år siden, studiemedforfatter Kerry Key, nu Lamont-Doherty geofysiker, hjalp olieselskaber med at udvikle teknikker til at bruge elektromagnetisk billeddannelse af undersøbunden til at lede efter olie. For nylig, Key besluttede at se, om en eller anden form for teknologien også kunne bruges til at finde ferskvandsaflejringer. I 2015 han og Rob L. Evans fra Woods Hole Oceanographic Institution tilbragte 10 dage på Lamont-Doherty-forskningsfartøjet Marcus G. Langseth for at foretage målinger ud for det sydlige New Jersey og Massachusetts-øen Martha's Vineyard, hvor spredte borehuller havde ramt ferskvandsrige sedimenter.

De tabte modtagere til havbunden for at måle elektromagnetiske felter nedenfor, og i hvilken grad naturlige forstyrrelser såsom solvinde og lynnedslag gav genlyd gennem dem. Et apparat, der blev bugseret bag skibet, udsendte også kunstige elektromagnetiske impulser og registrerede den samme type reaktioner fra undersøiske bunden. Begge metoder fungerer på en enkel måde:saltvand er en bedre leder af elektromagnetiske bølger end ferskvand, så ferskvandet skilte sig ud som et bånd med lav ledningsevne. Analyser viste, at aflejringerne ikke er spredte; de er mere eller mindre sammenhængende, starter ved kystlinjen og strækker sig langt ude inden for den lavvandede kontinentalsokkel - i nogle tilfælde, så langt som 75 miles. For det meste, de begynder omkring 600 fod under havbunden, og bund ud ved cirka 1, 200 fod.

Konsistensen af ​​dataene fra begge undersøgelsesområder gjorde det muligt for forskerne at udlede med en høj grad af sikkerhed, at ferskvandssedimenter kontinuerligt spænder over ikke kun New Jersey og store dele af Massachusetts, men Rhode Islands mellemliggende kyster, Connecticut og New York. De anslår, at regionen rummer mindst 670 kubikmil ferskvand. Hvis fremtidig forskning viser, at grundvandsmagasinet strækker sig længere mod nord og syd, det ville konkurrere med den store Ogallala Akvifer, som leverer livsvigtigt grundvand til otte Great Plains-stater, fra South Dakota til Texas.

Vandet er sandsynligvis kommet under havbunden på en af ​​to forskellige måder, siger forskerne. Nogle 15, 000 til 20, 000 år siden, mod slutningen af ​​den sidste istid, meget af verdens vand var indespærret i miledyb is; i Nordamerika, det strakte sig gennem det, der nu er det nordlige New Jersey, Long Island og New England-kysten. Havniveauet var meget lavere, afsløre meget af det, der nu er den amerikanske undersøiske kontinentalsokkel. Da isen smeltede, sedimenter dannede enorme floddeltaer på toppen af ​​hylden, og ferskvand blev fanget der i spredte lommer. Senere, havniveauet steg. Indtil nu, indfangningen af ​​sådant "fossilt" vand har været den almindelige forklaring på ethvert ferskvand fundet under havet.

Men forskerne siger, at de nye resultater indikerer, at grundvandsmagasinet også bliver fodret af moderne underjordisk afstrømning fra landet. Når vand fra nedbør og vandområder siver gennem sedimenter på land, det er sandsynligvis pumpet mod havet af det stigende og faldende tryk fra tidevandet, sagde Key. Han sammenlignede dette med en person, der trykker op og ned på en svamp for at suge vand ind fra svampens sider. Også, grundvandsmagasinet er generelt friskest nær kysten, og mere salt jo længere ud du kommer, tyder på, at det gradvist blandes med havvand over tid. Terrestrisk ferskvand indeholder normalt mindre end 1 promille salt, og det drejer sig om værdien fundet under havet nær land. Når grundvandsmagasinet når sine ydre kanter, det stiger til 15 promille. (Typisk havvand er 35 dele promille.)

Hvis vand fra de ydre dele af grundvandsmagasinet skulle trækkes tilbage, det skulle afsaltes til de fleste formål, men omkostningerne ville være meget mindre end at behandle havvand, sagde Key. "Det behøver vi nok ikke gøre i denne region, men hvis vi kan vise, at der er store grundvandsmagasiner i andre regioner, der potentielt kan repræsentere en ressource" på steder som det sydlige Californien, Australien, Mellemøsten eller Afrika i Sahara, han sagde. Hans gruppe håber at udvide sine undersøgelser.