科學家證實,在美國新英格蘭地區(qū)海岸線的海床之下,蘊藏著大量的地下淡水。
這一發(fā)現(xiàn)表明,即便海洋已經(jīng)覆蓋于其上,來自陸地的雨水依然可以被深埋并保存于近海地下長達數(shù)千年之久。
在海床之下,厚厚的被掩埋的沉積層中,封存著巨大的地下淡水水體。
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布蘭頓·杜根教授及其同事通過從海床深處提取的巖芯,直接記錄到了被困在數(shù)百英尺深的地下沉積物中的淡化地下水。
證據(jù)顯示,這些水體并非孤立或薄薄的一層,而是跨越了多個沉積層。這指向了一個穩(wěn)定且分布廣泛的近海地下水系統(tǒng)。
這一規(guī)模引發(fā)了新的疑問:這些水是如何到達那里的?它們?yōu)楹文芤恢北环獯嬖诖耍窟@為進一步仔細檢查儲存這些水體的沉積物奠定了基礎。
在海床之下,沙層為水體提供了擴散的空間,而黏土層則將其擠壓固定在適當?shù)奈恢谩?/p>
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在地質(zhì)學中,這種含水的沙體被稱為“含水層”,它是一種能夠儲存和輸送水的多孔層。
這項工作是在被稱為“第501號科考遠征”的研究期間展開的。在此期間,團隊對海床下方的沙層和更致密的黏土層中的水進行了取樣。
黏土層充當了“弱透水層”的角色,這是一種能減緩水流的致密層,因此淡化狀態(tài)得以維持漫長的歲月。
被困在近海的水體很少能保持完全的淡水狀態(tài),研究團隊觀察到鹽度水平隨深度的變化而起伏。
科學家將這種地下供應稱為“淡化地下水”,意指最初作為陸地降雨落下,隨后在地下與海水發(fā)生輕微混合的水體。
由于淡化水在外觀上可能與稀釋的海水相似,研究團隊還追蹤了鹽分在巖芯中的移動速度。
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這種鹽分的運移情況,有助于區(qū)分古老的被困水體與沿著微小路徑向內(nèi)滲透的現(xiàn)代海水。
過去的海岸線曾位于更遠的地方,陸源地下水得以滲入如今已被淹沒的沉積物中。
“第501號科考遠征”的計劃書中概述了當海平面下降時,降雨和冰河時代的融水是如何補給沙層的。
隨著海洋再次上漲,海水向內(nèi)擠壓,而古老的淡水則被那些減緩混合的黏土層封鎖在后方。
科學家仍需確定這些水體的確切年代,因為今天來自陸地的緩慢滲漏也可能形成同樣的模式。
來自大陸架的巖芯中含有松散的沉積物,而非堅硬的巖石。這一發(fā)現(xiàn)讓原本預期會看到更深層膠結(jié)巖層的研究人員感到驚訝。
松散的顆粒在重力作用下會壓實,但它們依然能留下相互連通的空間,使水得以在層與層之間流動。
“看到淡化水存在于多種類型的沉積物中——既有海洋沉積物也有陸地沉積物,我們感到非常興奮,”杜根教授表示。
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這種混合暗示了將淡化水輸送到近海的途徑不止一條,這一發(fā)現(xiàn)將重塑未來的地質(zhì)年代測定工作。
流經(jīng)陸架沉積物的水體也攜帶溶解的化學物質(zhì),這些化合物可能決定了海底生命的生存法則。
研究團隊計劃追蹤氮元素,因為微生物會利用氮獲取能量,而這一過程會改變水中殘留的物質(zhì)成分。
在淡化水與海水交匯的地方,混合作用會帶動氧氣和營養(yǎng)物質(zhì)的流動,這可能有利于不同的微生物群落生長。
任何未來開發(fā)近海淡水資源的計劃都需要理解這種化學機制,因為污染物可能會隨著同樣的水流進行傳播。
沿海城鎮(zhèn)已經(jīng)在為水井和水庫資源展開爭奪,其中許多城鎮(zhèn)依賴地下水作為日常飲用水源。
在美國,地下水供應了近一半人口的飲用水,而不斷上升的海平面可能會將鹽分推入沿海的水井中。
近海的淡化帶或許能為某些地區(qū)提供緩沖,但抽水作業(yè)也可能導致海水更快地倒灌,從而破壞水質(zhì)。
研究人員并未將這一發(fā)現(xiàn)直接定義為新的供水來源,因為相關的法律和生態(tài)問題仍懸而未決。
在岸上會議結(jié)束后,策展人將把這些巖芯入庫保存,以便其他科學家日后查閱。
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一年的等待期讓科考團隊擁有對樣本的優(yōu)先研究權,隨后該檔案將向所有人開放。
該項目還將把測量數(shù)據(jù)發(fā)布在“泛古陸數(shù)據(jù)發(fā)布系統(tǒng)”上,這是一個面向地球科學數(shù)據(jù)的開放式資料庫。
開放巖芯和數(shù)據(jù)讓外部人士得以驗證新想法,但只有謹慎的處理才能保持水化學數(shù)據(jù)的可信度。
當科學家追蹤電力和聲波在海床層中的傳播方式時,在許多海岸都發(fā)現(xiàn)了近海地下水存在的跡象。
一項研究在不進行鉆探的情況下,通過讀取在潮濕沉積物中傳播的信號,追蹤到了沿著大西洋邊緣延伸至遠海的含水層。
來自“第501號科考遠征”的直接采樣現(xiàn)在可以驗證那些舊地圖,并可能揭示其他海岸附近的類似系統(tǒng)。
對被困水體和沉積層進行年代測定,將揭示究竟是冰河時代、緩慢滲漏,還是兩者共同作用填滿了這個近海儲水層。
未來沿著其他大陸架的鉆探可能會顯示淡化地下水持續(xù)存在的區(qū)域,但外界普遍認為,這并不意味著可以替代謹慎的水資源管理。
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數(shù)萬年前,當厚重的冰川還在陸地上緩慢推移時,這些雨水便已悄然滲入地底。它們穿過沙礫的縫隙,被黏土層溫柔地包裹,隨后海平面上升,將這片藏在時間褶皺里的秘密封存在了幽暗的海床之下。如今,鉆探船的探針打破了萬年的寂靜,將這份來自遠古的饋贈呈現(xiàn)在世人面前。但這并非一個單純關于“資源發(fā)現(xiàn)”的狂歡故事,而是一道關于時間與責任的嚴肅命題。
這片沉默水域的存在,與其說是一個待開發(fā)的寶藏,不如說是一面審視人類欲望的鏡子。在氣候變化加劇、淡水資源日益緊缺的當下,人們習慣于向自然索取更多,試圖用技術的觸角去填補匱乏的缺口。當鉆頭觸及那層古老的含水層時,釋放出的不僅僅是淡水,還有復雜的生態(tài)倫理與未知的地質(zhì)后果。
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