Ископаемая вода - Fossil water

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

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 огромными 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.

Возобновляемость

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.

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 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 числе 3
H
( тритий ) и 18
O
( «тяжелый» кислород ) и сравнение значений с известными концентрациями геологического прошлого .

Ископаемая вода потенциально может растворять и поглощать ряд ионов из вмещающей породы. Соленость грунтовых вод может быть выше, чем морской. 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 природного газа .

Известные тела ископаемой воды

Водоносный горизонт Огаллала

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. На большей части площади водоносного горизонта непроницаемый слой известкового камня предотвращает проникновение осадков. В других регионах водоносного горизонта были измерены относительно небольшие скорости подпитки.

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.

Транспорт сегментов труб для реки Великой Голодомору в Ливии : сеть труб , которая поставляет воду из водоносной системы Нубийских песчаников .

Система водоносных горизонтов Нубийского песчаника

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 ограниченными, если они несколько негерметичны, из-за непроницаемых слоев, таких как морские сланцы. Вода образовалась между 4000 и 20000 лет назад, в зависимости от местности.

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

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 подземных водоносных горизонтов. Получат ли водоносные горизонты региона значительную подпитку, уже давно является предметом дискуссий и исследований. В северном регионе Калахари было обнаружено, что глубокий водоносный горизонт в песчанике пещеры имеет изотопные сигнатуры, которые предполагают, что он был ограничен практически без утечек в течение длительных периодов времени.

Смотрите также

Рекомендации