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發(fā)現(xiàn)源頭與意外驚喜
新疆塔里木盆地那片沙漠,看起來(lái)干巴巴的,其實(shí)下面藏著大秘密。早幾年,科學(xué)家本來(lái)在查二氧化碳怎么在空氣里消失,結(jié)果順藤摸瓜挖出個(gè)地下大水庫(kù)。
這事得從2015年說(shuō)起,中國(guó)科學(xué)院新疆生態(tài)與地理研究所的團(tuán)隊(duì),在李彥教授帶隊(duì)下,原本研究沙漠地區(qū)的碳匯,就是大氣里的溫室氣體被吸走的過(guò)程。他們從盆地周邊山脈融雪水入手,比對(duì)著地下水樣本的二氧化碳含量,發(fā)現(xiàn)大量氣體被鎖在地下咸水里。
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沒想到,這水體規(guī)模超大,初步算下來(lái)儲(chǔ)量有八萬(wàn)億立方米左右,相當(dāng)于北美五大湖總水量的十倍。塔里木盆地面積廣,東西長(zhǎng)一千五百公里,南北寬六百公里,海拔八百到一千三百米之間,西高東低,中間是塔克拉瑪干沙漠。
科學(xué)家采集了近兩百個(gè)地點(diǎn)的地下水樣,測(cè)試后確認(rèn)這是個(gè)巨型咸水層,不是淡水,但鹽度高,成分像海水。盆地周圍高山擋著海洋濕氣,年降雨量少得可憐,西邊烏什才八十五毫米,南邊若羌只有十七毫米,水資源本來(lái)就緊缺,這個(gè)發(fā)現(xiàn)等于多出個(gè)隱形儲(chǔ)備。
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早期勘探石油時(shí),就有線索,但那時(shí)技術(shù)不行,沒深挖。盆地地下水補(bǔ)給主要靠河床滲漏和田間水,動(dòng)儲(chǔ)量一百一十到一百四十八億立方米,提高管理還能多出七十億。靜儲(chǔ)量更大,尤其在新生代沉積厚的區(qū)域,像庫(kù)車拗陷和喀什一葉爾羌拗陷。
科學(xué)家用地球化學(xué)方法追蹤來(lái)源,推測(cè)這水是遠(yuǎn)古時(shí)期海洋退去后留下的,經(jīng)過(guò)地質(zhì)變遷埋深。盆地是內(nèi)陸最大,準(zhǔn)噶爾盆地北邊隔著天山,南邊阿爾金山,東邊羅布泊是最低點(diǎn),海拔七百八十米。
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發(fā)現(xiàn)過(guò)程沒啥戲劇性,就是數(shù)據(jù)一步步積累,團(tuán)隊(duì)對(duì)比融雪水和地下樣本,算出水流量,驚訝于規(guī)模。國(guó)際上類似地下水體有,但塔里木這個(gè)特別大,鹽水雖不能直接用,卻有其他價(jià)值。
規(guī)模宏大與全球影響
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這個(gè)地下水體真不是小打小鬧,長(zhǎng)度上千公里,寬度五百公里,覆蓋盆地大半。科學(xué)家估算,總水量八萬(wàn)億立方米,咸度高,含鈉氯鎂鈣等元素,比地表海水還濃。盆地地質(zhì)復(fù)雜,碳酸鹽巖和砂巖層交錯(cuò),地下水藏在裂隙和孔隙里。
有些地方像構(gòu)造裂隙孔隙鹵水,類似柴達(dá)木盆地的,但塔里木更偏向咸水層。研究顯示,它作為碳匯,每年吸走大量二氧化碳,相當(dāng)于自然幫人類減排。溫室氣體溶解在水里,像可樂里的氣泡,如果不小心打開,會(huì)釋放,但現(xiàn)在鎖得穩(wěn)。
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盆地油氣勘探中,早發(fā)現(xiàn)地下水跡象,比如塔河油田奧陶系油田水,伴生資源分布廣。科學(xué)家分析水化學(xué)組成,來(lái)源主要是原始沉積埋藏水,部分淡化區(qū)可能是大氣水滲入或泥巖壓實(shí)水混入。
東部低壓區(qū)多,因?yàn)樘烊粴饴┦В芰繘]補(bǔ)上,但北部大氣水下滲補(bǔ)了點(diǎn)。水體影響油氣成藏,杭錦旗探區(qū)上古生界地層水多樣,氣水關(guān)系復(fù)雜。塔里木類似,順北地區(qū)超深層碳酸鹽巖含油氣儲(chǔ)層,也受地下水影響。
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全球看,這種巨型地下咸水不常見,美國(guó)莫哈韋沙漠有碳坑,但規(guī)模小。塔里木這個(gè),讓國(guó)際環(huán)保組織眼睛亮,因?yàn)樘挤獯鏉摿Υ蟆V袊?guó)含油氣盆地地溫地壓系統(tǒng)差異大,塔里木深部溫壓耦合控制油氣運(yùn)移,這里地下水加了層復(fù)雜。
海洋封存選址指標(biāo)中,深部咸水層是重點(diǎn),塔里木符合區(qū)域級(jí)盆地級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)包括地質(zhì)工程生態(tài)社會(huì)經(jīng)濟(jì)四類,中國(guó)研究強(qiáng)調(diào)可持續(xù)。規(guī)模大到能比八條長(zhǎng)江水量,現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)曝光后,全球媒體傻眼。
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潛力開發(fā)與可持續(xù)利用
現(xiàn)在,焦點(diǎn)轉(zhuǎn)到怎么用這個(gè)水體。咸水高鹽,淡化技術(shù)是關(guān)鍵,研發(fā)新型脫鹽設(shè)備,成本低點(diǎn),就能轉(zhuǎn)成可用水,緩解西北水短缺。地?zé)豳Y源豐富,因?yàn)樗w存在,熱能開發(fā)潛力大,初步估算夠西北地區(qū)用。2017年后,項(xiàng)目啟動(dòng),海水淡化地?zé)衢_發(fā)環(huán)保監(jiān)測(cè)齊上。
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國(guó)際合作多,國(guó)家科研機(jī)構(gòu)和技術(shù)公司參與,共享數(shù)據(jù)。開發(fā)方案強(qiáng)調(diào)生態(tài)保護(hù),不能短期利益毀了地下系統(tǒng),千萬(wàn)年形成,一破壞就回不來(lái)。盆地石油天然氣儲(chǔ)備也受益,地下水幫封存油氣。
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未來(lái),深鉆項(xiàng)目繼續(xù),了解結(jié)構(gòu)特性。碳封存選址,塔里木是好地方,油氣藏煤層深部咸水層都行。機(jī)器學(xué)習(xí)可能建智能評(píng)價(jià)體系,優(yōu)化指標(biāo)。中國(guó)立場(chǎng)是科學(xué)利用,造福人類。
潛力不止環(huán)保能源,還可能礦物提取,水樣中微量元素稀少,開發(fā)前景廣。勘探時(shí),優(yōu)先烴源巖砂體好區(qū)。總之,這個(gè)發(fā)現(xiàn)從震驚到機(jī)遇,中國(guó)科技實(shí)力體現(xiàn)。
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