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夏威夷發現巨型地下淡水河 助解釋多年「失蹤」地下水存量

2020/11/26 — 16:51

夏威夷
Photo by Braden Jarvis via Unsplash

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夏威夷島的地下含水層水量,比降雨帶來的水份少,這些「失蹤」的水份去向一直成謎。不過,最新刊於《科學進展》的研究發現,大量降下的淡水會由島上華利來火山 (Hualālai) 的側面,運至附近海底下新發現的淡水庫,有助了解全球各地其他火山島底下是否有類似水庫,或可協助應對這些島嶼的氣候問題。

領導研究的夏威夷大學地球物理學家 Eric Attias 表示,發現為傳統的水文概念模型,提供了思考模式上的轉變,傳統模型已被夏威夷和其他火山島的多個研究團隊廣泛應用,用作計算可持續產量和含水層存儲量,希望今次新發現可完善相關模型,以更準確估算火山島上的潔淨淡水供應。

夏威夷大部分淡水都來自地下含水層。降雨時,雨水會滲入表層土壤和下面的火山岩,最終到達這些深層含水層。

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近期有研究表明,夏威夷島這些含水層中的淡水量遠遠少於應有的;更有研究發現,大量含豐富營養的地下水正滲入海洋,同位素分析也表明,流入含水層的水量與保留在其中的水量之間有巨大差異。

為了消除這種差異, Attias 的團隊利用電磁成像技術進行分析,淡水相比海水根本不太導電,但溶解在海水中的鹽會提供大量的正離子和負離子,從而較有效地傳輸電流,所以一旦找到淡水層,其導電量會比海水低得多。

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團隊用船在海岸拖拉一 40 公里長、 4 公里闊可製造電磁場的電磁系統,並在連續 200 公里的航行中不斷產生電磁數據,找出海岸線的電導率較高和較低的區域,以繪製島上淡水流入海洋量以及隱藏的淡水庫地圖。

團隊發現,在鹽水飽和的火山玄武岩層之間存在地下淡水河,這些河流長約 35 公里,在海岸線以西至少 4 公里處延伸。團隊估計這些淡水河包含 3.5 立方公里的淡水,含水量相當於 140 個奧運標準泳池,水量是過去估計的兩倍。

發現可能會改變火山島上的社區如何應對氣候變化,尤其越來越頻繁的乾旱,可能會減少補充地下含水層的水量。同時,人類活動改變火山島地貌也可能影響這些地下含水層,例如伐去雨林樹木會增加水土流失,降雨只在地表流過、進入海洋,進一步令地下含水層枯竭。

相反,如果能謹慎管理這些地下含水層,將可幫助減低損害當地生態系統,亦為火山島提供更多自然資源的選擇。

來源:
Science Alert, Huge Underground Reservoir of Freshwater Discovered Off The Coast of Hawai'i, 26 November 2020

報告:
Attias, E., Thomas, D., Sherman, D. & et al. (2020). Marine electrical imaging reveals novel freshwater transport mechanism in Hawai‘i. Science Advances 25 Nov 2020: Vol. 6, no. 48, eabd4866. DOI: 10.1126/sciadv.abd4866

文/Alan Chiu

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