Ископаемая вода

Ископаемая вода , ископаемая подземная вода или палеовода — это древний водоем, который на протяжении тысячелетий содержался в каком-то ненарушенном пространстве, обычно в грунтовых водах в водоносном горизонте . Другие типы ископаемой воды могут включать подледниковые озера , такие как Антарктиде в озеро Восток . ЮНЕСКО определяет ископаемые подземные воды как «воду, которая просачивалась обычно тысячелетия назад и часто в климатических условиях, отличных от нынешних, и которая с тех пор хранится под землей». ^[1]

Определение времени с момента проникновения воды обычно включает анализ изотопных сигнатур . Определение статуса «ископаемого» — независимо от того, занимала ли эта конкретная вода это конкретное пространство с далекого прошлого — включает моделирование потока, пополнения и потерь водоносных горизонтов, что может включать значительную неопределенность. Некоторые водоносные горизонты имеют глубину в сотни метров и залегают под обширными территориями суши. Методики исследований в этой области быстро развиваются, а база научных знаний растет. В случае многих водоносных горизонтов исследования относительно возраста воды и поведения воды внутри водоносного горизонта отсутствуют или являются спорными. ^[2]^[3]

Возобновляемость

Крупные, богатые водоносные горизонты (в частности, система водоносных горизонтов Нубийского песчаника и водоносный горизонт Огаллала ), содержащие ископаемую воду, имеют значительную социально-экономическую ценность. Ископаемая вода добывается из этих водоносных горизонтов для многих человеческих целей, в частности, для сельского хозяйства , промышленности и потребления. В засушливых регионах некоторые водоносные горизонты, содержащие доступную и пригодную для использования воду, практически не получают существенного пополнения, что фактически превращает грунтовые воды в этих водоносных горизонтах в невозобновляемый ресурс . Скорость добычи, превышающая скорость пополнения запасов, приводит к понижению уровня грунтовых вод и может привести к истощению грунтовых вод . Добыча невозобновляемых ресурсов подземных вод называется «добычей» подземных вод из-за их ограниченного характера. ^[4]

Общая геология

Водоносные горизонты обычно состоят из полупористой породы или рыхлого материала, поровое пространство которого заполнено водой. В относительно редких случаях замкнутых водоносных горизонтов непроницаемый геологический слой (например, глина или известняк ) окружает водоносный горизонт, изолируя воду внутри, иногда на тысячелетия. Чаще всего ископаемая вода встречается в засушливых или полузасушливых регионах, где в недавней геологической истории климат был значительно более влажным. В некоторых полузасушливых регионах большая часть осадков испаряется, прежде чем они успевают проникнуть и привести к значительному пополнению водоносного горизонта .

По оценкам, большая часть ископаемых подземных вод первоначально проникла в голоцен и плейстоцен (10 000–40 000 лет назад). Некоторые ископаемые подземные воды связаны с таянием льда во времени, прошедшем после последнего ледникового максимума . Датирование подземных вод основано на измерении концентраций некоторых стабильных изотопов, в том числе ³
H ( тритий ) и ¹⁸
O ( «тяжелый» кислород ) и сравнение значений с известными концентрациями в геологическом прошлом . ^[1]

Ископаемая вода потенциально может растворять и поглощать ряд ионов из вмещающей породы. Соленость грунтовых вод может быть выше, чем морской воды. ^[5] В некоторых случаях требуется определенная форма очистки, чтобы сделать эти воды пригодными для использования человеком. Соленые ископаемые водоносные горизонты также могут хранить значительные количества нефти и ^[6] природный газ . ^[7]

Известные водоемы ископаемой воды

Водоносный горизонт Огаллала

Водоносный горизонт Огаллала или Высокие равнины расположен на глубине менее 450 000 км. ² из 8 штатов Соединённых Штатов Америки. Это одно из крупнейших месторождений пресной воды в мире. Водоносный горизонт сложен рыхлыми аллювиальными отложениями. Было датировано, что грунтовые воды в этом водоносном горизонте отложились во влажное время после последнего ледникового максимума. ^[8] На большей части площади водоносного горизонта непроницаемый слой калькрета предотвращает проникновение осадков. В других регионах водоносного горизонта были измерены относительно небольшие скорости пополнения. ^[9]

Водоносный горизонт снабжает водой множество людей, живущих над ним, а также широко используется в сельском хозяйстве. Во многих районах уровень грунтовых вод резко упал из-за интенсивной добычи полезных ископаемых. Темпы истощения не стабилизируются; на самом деле, в последние десятилетия они увеличились. ^[10]

Транспортировка сегментов труб для Великой рукотворной реки в Ливии : сеть труб, поставляющих воду из системы водоносных горизонтов Нубийского песчаника .

Система водоносных горизонтов Нубийского песчаника

Система водоносных горизонтов Нубийского песчаника расположена на северо-востоке Африки, под территориями Судана, Ливии, Египта и Чада, и охватывает около 2 000 000 км2. ². Он в основном состоит из множества гидравлически связанных между собой водоносных горизонтов песчаника . Некоторые части системы считаются замкнутыми, хотя и несколько негерметичными, из-за непроницаемых слоев, таких как морские сланцы. Вода отложилась между 4000 и 20 000 лет назад, в зависимости от конкретной местности. ^[11]

Вода в системе водоносных горизонтов Нубийского песчаника имеет большое значение для людей, живущих над ней, и так было на протяжении тысячелетий. В наше время, когда спрос растет, предотвращение быстрого истощения запасов и международных конфликтов будет зависеть от тщательного трансграничного мониторинга и планирования. Ливия и Египет в настоящее время планируют проекты развития по забору значительных объемов ископаемой воды из водоносного горизонта для использования.

Другие ископаемые водоносные горизонты были обнаружены по всей Северной Африке.

Водоносные горизонты пустыни Калахари

Пустыня Калахари находится в центральной части южной Африки (Ботсвана, Намибия и Южная Африка). Геология района включает значительные карстовые образования. Большая часть осадков в регионе испаряется, прежде чем они смогут способствовать значительному пополнению водоносных горизонтов ниже. Получают ли водоносные горизонты региона какое-либо существенное питание или нет, уже давно является предметом споров и исследований. ^[12] В северном регионе Калахари было обнаружено, что глубокий водоносный горизонт в песчанике Пещеры имеет изотопные признаки, которые позволяют предположить, что он был ограничен практически без утечек в течение длительных периодов времени. ^[13]

См. также

Ссылки

^ Jump up to: ^а ^б «Невозобновляемые ресурсы подземных вод: руководство по социально-устойчивому управлению для лиц, занимающихся водной политикой; 2006» . сайт ЮНЕСКО.org . Проверено 16 декабря 2015 г.
^ «Глубокая вода: исследователи находят под водой больше, чем предполагалось ранее» . Новости . Проверено 9 мая 2023 г.
^ Макинтош, Дженнифер С.; Фергюсон, Грант (16 марта 2021 г.). «Глубинная циркуляция метеорных вод в земной коре» . Письма о геофизических исследованиях . 48 (5). Бибкод : 2021GeoRL..4890461M . дои : 10.1029/2020GL090461 . ISSN 0094-8276 .
^ «Словарь гидрологических терминов» . nws.noaa.gov . Проверено 16 декабря 2015 г.
^ «Информационный листок о подземных водах: соленость» . Совет штата Калифорния по контролю за водными ресурсами. http://www.waterboards.ca.gov/gama/docs/coc_salinity.pdf
^ Уилмот, Адам (29 ноября 2015 г.). «Читая камень» . Оклахоман . Получено 21 декабря 2015 г. - через m.newsok.com/article/5463442.
^ «Основы подземного хранения природного газа – Управление энергетической информации США» . eia.gov . Проверено 16 декабря 2015 г.
^ МакКинни, Майкл Л.; Шох, Роберт; Йонавьяк, Логан (1 июля 2012 г.). Экологическая наука . Издательство Джонс и Бартлетт. ISBN 9781449628338 .
^ «Истощение подземных вод в США (1900–2008 гг.)» . pubs.er.usgs.gov . дои : 10.3133/sir20135079 . Проверено 16 декабря 2015 г.
^ «Водоносный горизонт WLMS High Plains Геологической службы США: Обобщенная геология и гидрогеология» . ne.water.usgs.gov . Проверено 16 декабря 2015 г.
^ Торвейхе, Ульф (1998). «Ресурсы подземных вод Нубийской водоносной системы». Обсерватория Сахары и Сахеля .
^ де Врис, Джей-Джей; Селаоло, ET; Бикман, HE (30 ноября 2000 г.). «Пополнение подземных вод в Калахари с учетом палеогидрологических условий». Журнал гидрологии . 238 (1–2): 110–123. Бибкод : 2000JHyd..238..110D . дои : 10.1016/S0022-1694(00)00325-5 .
^ Мазор, Э.; Верхаген, Б.Т.; Селлшоп, JPF; Джонс, Монтана; Робинс, штат Невада; Хаттон, Л.; Дженнингс, CMH (1977). «Подземные воды северной Калахари: гидрологические, изотопные и химические исследования в Орапе, Ботсвана». Журнал гидрологии . 34 (3–4): 203–234. Бибкод : 1977JHyd...34..203M . дои : 10.1016/0022-1694(77)90132-9 .

[:0-1] Jump up to: ^а ^б «Невозобновляемые ресурсы подземных вод: руководство по социально-устойчивому управлению для лиц, занимающихся водной политикой; 2006» . сайт ЮНЕСКО.org . Проверено 16 декабря 2015 г.

[2] «Глубокая вода: исследователи находят под водой больше, чем предполагалось ранее» . Новости . Проверено 9 мая 2023 г.

[3] Макинтош, Дженнифер С.; Фергюсон, Грант (16 марта 2021 г.). «Глубинная циркуляция метеорных вод в земной коре» . Письма о геофизических исследованиях . 48 (5). Бибкод : 2021GeoRL..4890461M . дои : 10.1029/2020GL090461 . ISSN 0094-8276 .

[4] «Словарь гидрологических терминов» . nws.noaa.gov . Проверено 16 декабря 2015 г.

[5] «Информационный листок о подземных водах: соленость» . Совет штата Калифорния по контролю за водными ресурсами. http://www.waterboards.ca.gov/gama/docs/coc_salinity.pdf

[6] Уилмот, Адам (29 ноября 2015 г.). «Читая камень» . Оклахоман . Получено 21 декабря 2015 г. - через m.newsok.com/article/5463442.

[7] «Основы подземного хранения природного газа – Управление энергетической информации США» . eia.gov . Проверено 16 декабря 2015 г.

[8] МакКинни, Майкл Л.; Шох, Роберт; Йонавьяк, Логан (1 июля 2012 г.). Экологическая наука . Издательство Джонс и Бартлетт. ISBN 9781449628338 .

[9] «Истощение подземных вод в США (1900–2008 гг.)» . pubs.er.usgs.gov . дои : 10.3133/sir20135079 . Проверено 16 декабря 2015 г.

[10] «Водоносный горизонт WLMS High Plains Геологической службы США: Обобщенная геология и гидрогеология» . ne.water.usgs.gov . Проверено 16 декабря 2015 г.

[11] Торвейхе, Ульф (1998). «Ресурсы подземных вод Нубийской водоносной системы». Обсерватория Сахары и Сахеля .

[12] де Врис, Джей-Джей; Селаоло, ET; Бикман, HE (30 ноября 2000 г.). «Пополнение подземных вод в Калахари с учетом палеогидрологических условий». Журнал гидрологии . 238 (1–2): 110–123. Бибкод : 2000JHyd..238..110D . дои : 10.1016/S0022-1694(00)00325-5 .

[13] Мазор, Э.; Верхаген, Б.Т.; Селлшоп, JPF; Джонс, Монтана; Робинс, штат Невада; Хаттон, Л.; Дженнингс, CMH (1977). «Подземные воды северной Калахари: гидрологические, изотопные и химические исследования в Орапе, Ботсвана». Журнал гидрологии . 34 (3–4): 203–234. Бибкод : 1977JHyd...34..203M . дои : 10.1016/0022-1694(77)90132-9 .

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]