大西洋海底發現巨大淡水含水層

「

一項新研究發現，在美國東北部海岸附近充滿鹹水的大西洋底，隱藏著一個巨大的淡水含水層。

」

黃色陰影區域為大西洋底含水層的分布範圍。

圖片來源：Gustafson et al., 2019

來源 Live Science

撰文 Laura Geggel

翻譯 頁一

審校吳娜

編輯 沛米

儘管該含水層的確切範圍仍是個謎，但它的長度至少從馬薩諸塞州延伸至新澤西州南部區域，達到將近 350 千米，很可能是同類含水層中最大的。該區域包括紐約、康涅狄格和羅德島的海岸線。這個含水層可能含有約 2800 立方千米的淡鹹水（我們稍後會解釋它的鹹度）。

這個含水層形成的年代並不是很近。研究人員表示，他們懷疑含水層的大部分形成於最後一個冰期。

20 世紀 7 0年代，科學家首次發現海底含水層存在的跡象，起因是石油公司當時在近海開採到的有時並不是石油，而是淡水。但那時人們並不清楚這些淡水儲存區是孤立的「水袋」，還是連成一片的水域。

大約 20 年前，該研究項目的成員之一、現任紐約哥倫比亞大學拉蒙特–多爾蒂地球天文台的地球物理學家 Kerry Key，開始利用海底電磁成像技術幫助石油公司確定石油聚集區。就像 X 射線可以掃描成像人體骨骼一樣，電磁成像技術使用電磁波（從靜態到微波以及其它高頻）來探測隱藏在視野之外的物體。

最近，在努力搜尋淡水沉積物的過程中，Kerry Key 決定調整這項技術，看是否能幫他找到含水層，也就是地下淡水池。因此，2015 年他和 Rob Evans 在海上待了 10 天，Rob Evans 是這個項目的另一名成員，也是一名來自馬薩諸塞州伍茲霍爾海洋研究所的地質學和地球物理學方面的資深科學家。他們在新澤西州南部和馬薩諸塞州瑪莎葡萄園島的海岸邊進行測量。之所以選擇這些地點，是因為石油公司曾報告在此地發現淡水。

「我們知道在洋底不同的地點分布有淡水，但是我們不知道淡水分布的範圍和覆蓋區域。」論文的第一作者 Chloe Gustafson 在聲明中說道。他是拉蒙特–多爾蒂地球觀測站海洋地質學和地球物理學的一名博士研究生。

為了研究這些區域，研究人員將儀器沉到海底來測量那裡的電磁場。此外，他們還使用船後拖曳的儀器發射人造電磁脈衝來測量海底的反射。研究人員稱，這兩種方法都基於相似的科學原理：鹽水的電磁波導電性比淡水強，因此任何淡水池都會以低電導帶的形式突顯出來。

通過分析研究人員發現，這些淡水並非分散在各處，而是彼此相連的，這個範圍從海岸線一直向外延伸到大陸架。在一些地方，含水層延伸到離岸 120 千米的位置。

而且這個含水層也有相當的深度：從海底以下約 182 米的位置開始，一直延伸到海底以下約 365 米的位置。如果後期的研究能夠證明這個含水層的體積比目前探測到的更大，那它可能與奧加拉拉地下蓄水層（Ogallala aquifer）相媲美。後者是一個巨大的淡水池，位於美國大平原之下，為 8 個州（從南達科他州到德克薩斯州）提供地下水。

那麼淡水是如何進入海底的呢?

研究人員說，這個含水層可能是在上一個冰期末形成的。大約在 2 萬到 1.5 萬年前，世界上大部分的水都被禁錮在冰川里，導致海平面比現在低。隨著氣溫升高，覆蓋美國東北部的冰層融化，水沖走了大量的沉積物，這些沉積物在仍然暴露的大陸架上形成了河流三角洲。於是大量來自冰川融化的淡水就被困在這些沉積物的凹陷中。後來，海平面上升，沉積物和淡水就都被困在了海底。

現在看來，這個含水層並不是一潭死水。相反，研究人員認為，它很可能由地下徑流供水。這些水隨後可能被漲落的潮汐壓力泵向大海，Key 說。

他補充道，靠近海岸的含水層最淡，越往外含鹽量越高，這表明隨著時間的推移，含水層會慢慢與海水混合。他說，陸地附近的淡水含鹽量約為千分之一，很接近其它陸地淡水。相比之下，在含水層的外緣，這一數值約為千分之十五，仍低於典型的海水含鹽量（千分之三十五）。

也就是說，在使用這些水之前必須對其進行脫鹽處理，不過處理這些水還是要比處理普通的鹹海水便宜，Key 說。

「在這個地區我們可能不需要使用這些淡水資源，但如果我們能證明在其它地區也有大型含水層，這可能代表著一種資源」，例如在南加州、澳大利亞、中東或非洲撒哈拉等乾旱地區。他在聲明中說道。

該研究於 6 月 18 日在Scientific Reports雜誌上在線發表。

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