خبر های ویژه
3 مهر 1404
آب‌های زیرزمینی باستانی: چرا آبی که می‌نوشید ممکن است هزاران سال قدمت داشته باشد
با ادامه روند خشک‌شدن رودخانه‌ها و ذوب یخچال‌های طبیعی کوهستان‌ها به دلیل افزایش دما و خشکسالی، مردم بیش از گذشته به آب‌های زیر پای خود وابسته می‌شوند. منابع آب زیرزمینی در حال حاضر آب آشامیدنی را برای تقریباً نیمی از جمعیت جهان و حدود ۴۰٪ از آب مورد استفاده برای آبیاری در سطح جهانی تأمین می‌کنند. اما چیزی که بسیاری از مردم نمی‌دانند این است که بخش عمده‌ای از این آب چقدر قدیمی - و چقدر آسیب‌پذیر - است. بیشتر آبی که در زیر زمین ذخیره شده، دهه‌هاست که آنجا بوده و بخش زیادی از آن برای صدها، هزاران یا حتی میلیون‌ها سال در اعماق زمین ساکن مانده است. آب‌های زیرزمینی قدیمی‌تر معمولاً در اعماق بیشتر یافت می‌شوند، جایی که کمتر تحت تأثیر شرایط سطحی مانند خشکسالی و آلودگی قرار می‌گیرند. با خشک‌شدن چاه‌های کم‌عمق‌تر تحت فشار توسعه شهری، رشد جمعیت و تغییرات آب‌وهوایی، آب‌های زیرزمینی قدیمی به طور فزاینده‌ای اهمیت پیدا می‌کنند.
تبریز امروز:
مقیاس‌های زمانی جریان آب‌های زیرزمینی از طریق لایه‌های مختلف.
-
ماریسا گرونس (همکار محیط زیست، دانشگاه هاروارد)
-
الن سلتزر (دانشمند ارشد در شیمی و ژئوشیمی دریایی، مؤسسه اقیانوس‌شناسی وودز هول)
-
کوین ام. بفوس (استادیار هیدروژئولوژی، دانشگاه آرکانزاس)
جوامعی که به رودخانه کلرادو وابسته هستند، با بحران آب مواجه شده‌اند. دریاچه مید، بزرگ‌ترین مخزن این رودخانه، به پایین‌ترین سطحی که از زمان ساخت سد هوور در حدود یک قرن پیش دیده شده، رسیده است. ایالات آریزونا و نوادا با اولین محدودیت‌های اجباری آب در تاریخ خود روبرو هستند.
اگر حتی رودخانه پرآب کلرادو و مخازن آن در برابر گرمایش و خشکسالی ناشی از تغییرات آب‌وهوایی مصون نیستند، پس غرب آمریکا آب مورد نیاز خود را از کجا تأمین خواهد کرد؟
یک پاسخ پنهان وجود دارد: از زیر زمین.
با ادامه روند خشک‌شدن رودخانه‌ها و ذوب یخچال‌های طبیعی کوهستان‌ها به دلیل افزایش دما و خشکسالی، مردم بیش از گذشته به آب‌های زیر پای خود وابسته می‌شوند. منابع آب زیرزمینی در حال حاضر آب آشامیدنی را برای تقریباً نیمی از جمعیت جهان و حدود ۴۰٪ از آب مورد استفاده برای آبیاری در سطح جهانی تأمین می‌کنند.
اما چیزی که بسیاری از مردم نمی‌دانند این است که بخش عمده‌ای از این آب چقدر قدیمی - و چقدر آسیب‌پذیر - است.
بیشتر آبی که در زیر زمین ذخیره شده، دهه‌هاست که آنجا بوده و بخش زیادی از آن برای صدها، هزاران یا حتی میلیون‌ها سال در اعماق زمین ساکن مانده است. آب‌های زیرزمینی قدیمی‌تر معمولاً در اعماق بیشتر یافت می‌شوند، جایی که کمتر تحت تأثیر شرایط سطحی مانند خشکسالی و آلودگی قرار می‌گیرند.
با خشک‌شدن چاه‌های کم‌عمق‌تر تحت فشار توسعه شهری، رشد جمعیت و تغییرات آب‌وهوایی، آب‌های زیرزمینی قدیمی به طور فزاینده‌ای اهمیت پیدا می‌کنند.
نوشیدن آب باستانی
اگر یک تکه نان هزار ساله را گاز بزنید، احتمالاً متوجه تفاوت آن می‌شوید.
میانگین زمان گردش آب‌های زیرزمینی در ایالات متحده، آلن سلتزر، بر اساس داده‌های Befus و همکاران، ۲۰۱۷، CC BY-ND
آبی که هزار سال در زیر زمین مانده باشد نیز می‌تواند طعم متفاوتی داشته باشد. این آب، مواد شیمیایی طبیعی را از سنگ‌های اطراف خود شسته و محتوای معدنی آن را تغییر می‌دهد. برخی از آلاینده‌های طبیعی مرتبط با قدمت آب زیرزمینی - مانند لیتیوم - می‌توانند اثرات مثبتی داشته باشند. آلاینده‌های دیگر، مانند آهن و منگنز، می‌توانند مشکل‌ساز باشند.
علاوه بر این، آب‌های قدیمی‌تر گاهی اوقات برای نوشیدن بدون انجام فرآیندهای پرهزینه نمک‌زدایی، شور هستند. این مشکل در نزدیکی سواحل می‌تواند بدتر باشد: پمپاژ بیش از حد، فضایی ایجاد می‌کند که می‌تواند آب دریا را به داخل سفره‌های آب‌های زیرزمینی (آکویفرها) بکشد و منابع آب آشامیدنی را آلوده کند.
تجدیدپذیر کردن آب‌های زیرزمینی باستانی به طور طبیعی هزاران سال طول می‌کشند. و همانطور که کالیفرنیا در خشکسالی سالهای ۲۰۱۱-۲۰۱۷ خود مشاهده کرد، فضای ذخیره‌سازی طبیعی زیرزمینی با خالی شدن فشرده می‌شوند، بنابراین نمی‌توانند به ظرفیت قبلی خود بازگردند. این فشرده‌شدن به نوبه خود باعث ترک خوردن، فرورفتن و نشست زمین در بالای آن می‌گردد.
با این وجود، مردم در غرب آمریکا امروزه چاه‌های عمیق‌تری حفر می‌کنند، زیرا خشکسالی آب‌های سطحی را کاهش داده و کشاورزی بیش از پیش به آب‌های زیرزمینی متکی شده است.
منظور از "قدیمی" بودن آب چیست؟
بیایید یک طوفان بارانی را در حدود ۱۵۰۰۰ سال پیش بر فراز کالیفرنیای مرکزی تصور کنیم. وقتی طوفان به آنچه اکنون سانفرانسیسکو نامیده می‌شود می‌رسد، بیشتر باران به اقیانوس آرام می‌ریزد. اما بخشی از باران نیز به رودخانه‌ها، دریاچه‌ها و روی زمین خشک می‌بارد. وقتی این آب به لایه‌های خاک نفوذ می‌کند، وارد مسیرهای جریانی کندآبی می‌شود که به اعماق زمین راه دارند.
پمپاژ، جریان آب زیرزمینی به سمت چاه را تسریع می‌کند و مواد شیمیایی محلول را به آن می‌رساند. USGS
برخی از این مسیرها به اعماق بیشتر می‌روند، جایی که آب در شکاف‌های داخل سنگ‌بستر در صدها متری زیر زمین جمع می‌شود. آبی که در این مخازن زیرزمینی جمع شده، به نوعی از چرخه فعال آب قطع شده است - حداقل در مقیاس‌های زمانی مربوط به زندگی انسان.
در دره مرکزی خشک کالیفرنیا، بخش زیادی از آب باستانی قابل دسترسی از زمین پمپاژ شده است. در جایی که باززمان طبیعی تجدیدپذیری در مقیاس هزاران سال است، نفوذ آب کشاورزی برخی از سفره‌ها را با آب جدیدتر - که اغلب آلوده است - partially پر کرده است. در واقع، مکان‌هایی مانند فرسنو اکنون به طور فعال سفره‌های آب زیرزمینی را با آب تمیز (مانند آب‌های بازیافتی یا آب باران) دوباره پر می‌کنند که به آن "تغذیه مصنوعی سفره‌های آب‌های زیرزمینی" می‌گویند.
در سال ۲۰۱۴، کالیفرنیا که در میانه بدترین خشکسالی حافظه مدرن خود بود، به آخرین ایالت غربی تبدیل شد که قانونی برای الزام به برنامه‌ریزی پایدار برای آب‌های زیرزمینی تصویب کرد. آب‌های زیرزمینی ممکن است در برابر امواج گرمایی و تغییرات آب‌وهوایی مقاوم باشند، اما اگر از آنها به طور کامل استفاده کنید، دچار مشکل خواهید شد.
خواندن تاریخچه اقلیم در آب‌های زیرزمینی باستانی
دلایل دیگری نیز برای اهمیت دادن به آب‌های زیرزمینی باستانی وجود دارد. مانند فسیل‌های واقعی، آب‌های زیرزمینی فوق‌العاده قدیمی می‌توانند درباره گذشته به ما آموزش دهند.
مواد شیمیایی که در آن آب‌های باستانی حل شده‌اند، امروزه قابل تشخیص هستند و پنجره‌ای به دنیای گذشته می‌گشایند. برخی مواد شیمیایی حل‌شده مانند ساعت عمل می‌کنند و سن آب زیرزمینی را به دانشمندان می‌گویند. به عنوان مثال، ما می‌دانیم که کربن-۱۴ و کریپتون-۱۸ با چه سرعتی تجزیه می‌شوند، بنابراین با اندازه‌گیری آنها می‌توانیم زمان آخرین برهمکنش آب با هوا را محاسبه کنیم.
سایر مواد شیمیایی حل‌شده مانند دماسنج‌های کوچک عمل می‌کنند. گازهای نجیبی مانند آرگون و زنون، به‌طور دقیق و بر اساس یک منحنی دمایی مشخص، در آب سرد بیشتر از آب گرم حل می‌شوند. هنگامی که آب زیرزمینی از هوا جدا می‌شود، گازهای نجیب حل‌شده تغییر چندانی نمی‌کنند. در نتیجه، آنها اطلاعات مربوط به شرایط محیطی در زمانی که آب برای اولین بار به زیر سطح نفوذ کرد را حفظ می‌کنند.
غلظت گازهای نجیب در آب‌های زیرزمینی فسیلی، برخی از قابل اعتمادترین برآوردهای دما روی خشکی در خلال آخرین عصر یخبندان را در اختیار ما گذاشته است. چنین یافته‌هایی بینشی در مورد اقلیم‌های مدرن ارائه می‌دهند، از جمله اینکه میانگین دمای زمین چقدر به دی‌اکسید کربن موجود در جو حساس است.
گذشته و آینده آب‌های زیرزمینی
مردم در برخی مناطق، مانند نیواینگلند، سال‌هاست که از آب‌های زیرزمینی باستانی می‌نوشند بدون خطری برای اتمام منابع قابل استفاده. بارندگی منظم و منابع متنوع آب - از جمله آب سطحی در دریاچه‌ها، رودخانه‌ها و برف - جایگزین‌هایی برای آب زیرزمینی ارائه می‌دهند و همچنین سفره‌ها را با آب جدید دوباره پر می‌کنند. اگر سفره‌های آب زیرزمینی بتوانند با تقاضا همگام بمانند، می‌توان از آب به صورت پایدار استفاده کرد.
چگونگی تناسب مصرف و تغذیه آب با چرخه هیدرولوژیکی. ایالت کالیفرنیا
اما در غرب آمریکا، بیش از یک قرن استفاده مدیریت نشده و کلان از آب به این معنی است که برخی از مناطقی که بیشترین وابستگی را به آب‌های زیرزمینی دارند - مناطق خشک مستعد خشکسالی - منابع آب باستانی را که زمانی در زیر زمین وجود داشت، به هدر داده‌اند.
یک نمونه معروف برای این مشکل، در دشت‌های بزرگ (Great Plains) آمریکا وجود دارد. در آنجا، آب باستانی "سفره آب‌های زیرزمینی اوگالالا" آب آشامیدنی و آبیاری را برای میلیون‌ها نفر و مزارع از داکوتای جنوبی تا تگزاس تأمین می‌کند. اگر مردم این سفره آب زیرزمینی را کاملاً خشک کنند، هزاران سال طول می‌کشد تا به طور طبیعی دوباره پر شود. این منبع، یک سپر حیاتی در برابر خشکسالی است، اما آبیاری و کشاورزی پرمصرف، سطح آب آن را با نرخی ناپایدار کاهش می‌دهند.
با گرم شدن سیاره زمین، آب‌های زیرزمینی باستانی به طور فزاینده‌ای اهمیت پیدا می‌کنند - خواه از شیر آشپزخانه شما جاری شود، محصولات غذایی را آبیاری کند، یا هشدارهایی درباره گذشته زمین ارائه دهد که می‌تواند به ما در آماده‌سازی برای آینده‌ای نامطمئن کمک کند.
منبع: https://theconversation.com/ancient-groundwater-why-the-water-youre-drinking-may-be-thousands-of-years-old-167982
ارتباط با تبریز امروز
اخبار ، گزارشات ، عکسها و فیلم های خود را برای ما ارسال دارید . برای ارسال میتوانید از طریق آدرس تلگرامی یا ایمیل استفاده کنید.
اشتراک در خبرنامه
برای اطلاع از آخرین خبرهای تبریز امروز در کانال تلگرام ما عضو شوید.
فرم تماس با تبریز امروز
کلیه حقوق این سایت متعلق به پایگاه خبری تبریز امروز بوده و استفاده از مطالب آن با ذکر منبع بلامانع
است.
طراحی وتولید
توسططراح وب سایت