Ископаемая вода или палеовода - это древний водоем, который тысячелетиями находился в каком-то нетронутом пространстве, обычно это грунтовые воды в водоносном горизонте . Другие типы ископаемой воды могут включать подледниковые озера , такие как озеро Восток в Антарктиде , и даже древнюю воду на других планетах.
ЮНЕСКО определяет ископаемые подземные воды как [1]
вода, которая просачивалась тысячелетия назад и часто при климатических условиях, отличных от нынешних, и с тех пор хранилась под землей.
- Д-р Карин Кемпер, Невозобновляемые ресурсы подземных вод: руководство по социально-устойчивому управлению для лиц, определяющих политику в области водных ресурсов, ЮНЕСКО, 2006 г.
Определение времени, прошедшего с момента проникновения воды, обычно включает анализ изотопных сигнатур . Определение «ископаемого» статуса - независимо от того, занимала ли эта конкретная вода это конкретное пространство с далекого прошлого - включает моделирование потока, подпитки и потерь водоносных горизонтов, что может включать значительную неопределенность. Некоторые водоносные горизонты имеют глубину в сотни метров и лежат под обширными участками суши. Методы исследований в этой области быстро развиваются, а база научных знаний растет. Что касается многих водоносных горизонтов, исследования относительно возраста воды и поведения воды внутри водоносного горизонта отсутствуют или оспариваются.
Возможность возобновления [ править ]
Крупные плодородные водоносные горизонты (в частности, система водоносных горизонтов Нубийских песчаников и водоносный горизонт Огаллала ), содержащие ископаемые воды, имеют важное социально-экономическое значение. Ископаемые воды извлекаются из этих водоносных горизонтов для многих целей человека, в частности, для сельского хозяйства , промышленности и потребления. В засушливых регионах некоторые водоносные горизонты, содержащие доступную и пригодную для использования воду, практически не получают значительной подпитки, что фактически делает подземные воды в этих водоносных горизонтах невозобновляемым ресурсом . Скорость добычи, превышающая скорость пополнения, приводит к снижению уровня грунтовых вод и может привести к истощению грунтовых вод.. Добыча невозобновляемых ресурсов подземных вод называется «добычей» подземных вод из-за их ограниченного характера. [2]
Общая геология [ править ]
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 ископаемые воды находятся 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 смогут просочиться и привести к сколь-нибудь значительному пополнению водоносного горизонта .
По оценкам, большая часть ископаемых подземных вод первоначально просочилась в течение голоцена и плейстоцена (10 000–40 000 лет назад). Некоторые ископаемые подземные воды связаны с таянием льда со времени последнего ледникового максимума . Датирование подземных вод основывается на измерении концентраций определенных стабильных изотопов, в том числе3
H ( тритий ) и18
O ( «тяжелый» кислород ) и сравнение значений с известными концентрациями геологического прошлого . [1]
Ископаемая вода потенциально может растворять и поглощать ряд ионов из вмещающей породы. Соленость грунтовых вод может быть выше, чем морской. [3] В некоторых случаях требуется определенная форма обработки, чтобы сделать эти воды пригодными для использования человеком. Соляные ископаемые водоносные горизонты также могут хранить значительные количества нефти и [4] природного газа . [5]
Известные тела ископаемой воды [ править ]
Водоносный горизонт Огаллала [ править ]
Водоносный горизонт Огаллала или Высокие равнины находится на площади 450 000 км 2 в 8 штатах Соединенных Штатов Америки. Это одно из крупнейших месторождений пресной воды в мире. Водоносный горизонт состоит из рыхлых аллювиальных отложений. Подземные воды в этом водоносном горизонте были отложены во влажное время после последнего ледникового максимума. [6] На большей части площади водоносного горизонта непроницаемый слой известкового камня предотвращает проникновение осадков. В других регионах водоносного горизонта были измерены относительно небольшие скорости подпитки. [7]
Водоносный горизонт снабжает водой множество людей, которые живут над ним, и широко используются в сельском хозяйстве. Во многих областях уровень грунтовых вод резко упал из-за интенсивной добычи. Темпы истощения не стабилизируются; фактически, они увеличивались в последние десятилетия. [8]
Система водоносных горизонтов Нубийского песчаника [ править ]
Система водоносных горизонтов Нубийского песчаника расположена в северо-восточной части Африки, на территории Судана, Ливии, Египта и Чада, на площади около 2 000 000 км 2 . Он в основном состоит из множества гидравлически связанных между собой водоносных горизонтов песчаника . Некоторые части системы считаются замкнутыми, если они несколько негерметичны, из-за непроницаемых слоев, таких как морские сланцы. Вода образовалась от 4 000 до 20 000 лет назад, в зависимости от местности. [9]
Вода в системе водоносных горизонтов Нубийского песчаника имеет большое значение для людей, живущих над ней, и так было на протяжении тысячелетий. В наше время, по мере роста спроса, предотвращение быстрого истощения запасов и международных конфликтов будет зависеть от тщательного трансграничного мониторинга и планирования. Ливия и Египет в настоящее время планируют проекты развития, чтобы использовать значительные объемы ископаемой воды из водоносного горизонта.
Другие ископаемые водоносные горизонты также были обнаружены по всей Северной Африке.
Водоносные горизонты пустыни Калахари [ править ]
Калахари находится в центральной части Южной Африки (Ботсване, Намибии и Южной Африке). Геология района включает значительные карстовые образования. Большая часть осадков в регионе испаряется, прежде чем они смогут внести свой вклад в значительную подпитку нижележащих водоносных горизонтов. Получат ли водоносные горизонты региона значительную подпитку, уже давно является предметом дискуссий и исследований. [10] В северном регионе Калахари, глубокий водоносный горизонт в песчанике пещеры, как было обнаружено, имел изотопные сигнатуры, которые предполагали, что он был ограничен практически без утечек в течение длительных периодов времени. [11]
См. Также [ править ]
- Артезианский водоносный горизонт
- Нехватка воды
- Загрязнение воды
- Загрязнение грунтовых вод
- Овердрафтинг
Ссылки [ править ]
- ^ a b «Невозобновляемые ресурсы подземных вод: руководство по социально-устойчивому управлению для лиц, определяющих водную политику; 2006» . unesco.org . Проверено 16 декабря 2015 .
- ^ «Глоссарий гидрологических терминов» . nws.noaa.gov . Проверено 16 декабря 2015 .
- ^ "Информационный бюллетень о грунтовых водах: соленость". Государственное управление водных ресурсов ЦА. http://www.waterboards.ca.gov/gama/docs/coc_salinity.pdf
- ^ Wilmoth, Адам (2015-11-29). «Читающий рок» . Оклахоман . Проверено 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 .
- ^ МакКинни, Майкл Л .; Шох, Роберт; Йонавяк, Логан (01.07.2012). Наука об окружающей среде . Издательство "Джонс и Бартлетт". ISBN 9781449628338.
- ^ «Истощение подземных вод в Соединенных Штатах (1900–2008)» . pubs.er.usgs.gov . Проверено 16 декабря 2015 .
- ^ "USGS High Plains Aquifer WLMS: Общая геология и гидрогеология" . ne.water.usgs.gov . Проверено 16 декабря 2015 .
- ^ Thorweihe, Ульф (1998). «Ресурсы подземных вод системы водоносных горизонтов Нубии». Сахара и обсерватория Сахеля .
- ^ де Фрис, JJ; Selaolo, ET; Бикман, HE (2000-11-30). «Пополнение запасов подземных вод в Калахари с учетом палеогидрологических условий». Журнал гидрологии . 238 (1–2): 110–123. DOI : 10.1016 / S0022-1694 (00) 00325-5 .
- ^ Mazor, E .; Verhagen, B.Th .; Sellschop, JPF; Джонс, штат Монтана; Робинс, штат Невада; Hutton, L .; Дженнингс, CMH (1977). «Подземные воды Северного Калахари: гидрологические, изотопные и химические исследования в Орапе, Ботсвана». Журнал гидрологии . 34 (3–4): 203–234. DOI : 10.1016 / 0022-1694 (77) 90132-9 .
