社区依赖于科罗拉多河正面临着水危机。米德湖,河最大的水库,已降至水平未见的,因为它是由胡佛水坝建设的大约一个世纪以前。亚利桑那州和内华达州面临削减首次规定水,而水是释放其他水库水电站科罗拉多河的运行。

如果连强大的科罗拉多及其储层不受高温和干旱加剧气候变化,将西方的水在哪里?

有一个隐藏的答案:地下。

随着温度升高和干旱枯竭的河流和高山冰川融化,人们越来越依赖于水在他们的脚下。目前地下水资源供应饮用水近一半的世界人口和全球大约40%的水用于灌溉。

许多人没有意识到的是多大,多么脆弱的水。

大多数水地下储存已经存在了数十年,大部分已经坐了数百,数千甚至数百万年。老地下水往往存在地下深处,不太容易受到表面条件如干旱和污染。

浅井干出城市发展的压力下,人口增长和气候变化,旧的地下水正变得越来越重要。

喝古地下水
如果你咬成一块面包,1000岁的时候,你可能会注意到。

水一直在地下一千年可以品味不同,。从围岩二垩英就会自然的化学物质,改变其矿物含量。一些自然污染物与地下水年龄——如提神的锂——能有积极的效果。其他污染物,如铁和锰,可以麻烦。

年长的地下水有时也太咸喝没有昂贵的治疗。这个问题可以更靠近海岸:过量取水创造空间,可以吸引海水进入含水层,污染饮用水供应。

古老的地下水可以把几千年的自然补充。,加州看到在其2011 - 2017年干旱,自然地下存储空间压缩空,所以他们不能补充以前的能力。这反过来压实导致上述土地裂缝,扣和水槽。

然而今天的人们钻更深的井在西部干旱耗尽地表水和农场更加依赖地下水。

这是什么意思对水是“老”?
让我们想象一个暴雨在加州中部15000年前。风暴卷在旧金山现在大部分的雨水落入太平洋,它最终会蒸发到大气中。然而,一些雨也落入河流和湖泊和陆地。雨水渗入层土壤,进入缓慢地流入地下水的“flowpaths”。

这些路径导致越来越深,水收集在裂缝内基岩地下数百米。水聚集在这些地下储备是在某种意义上切断了与活跃的水循环,至少在时间尺度与人类生活有关。

在加州的干旱的中央山谷,访问的古地球的水被抽出,主要用于农业。自然补给的时间尺度的几千年,农业渗流部分填充一些含水层更新——经常被污染的水。事实上,像弗雷斯诺的地方现在积极补充含水层与干净的水(如废水处理或雨水),这一过程称为“管理含水层补给。”

2014年,中途他们现代的记忆中最严重的干旱,加州成为过去西方国家通过一项法律,要求当地地下水可持续发展计划。地下水可能有弹性的热浪和气候变化,但是如果你使用它,你就有麻烦了。

一个应对水需求?钻更深。然而,答案不是可持续的。

首先,它很贵:大型农业企业和锂矿业公司的投资者可以钻到足够深的地方,而小农村社区不能。

第二,一旦泵古地下水蓄水层需要时间来补充。Flowpaths可能中断,扼杀自然供水泉水,湿地和河流。与此同时,地下压力的变化可以破坏地球,导致土地下沉,甚至导致地震。

三是污染:虽然深,矿产丰富的古地下水往往比更年轻,更清洁和更安全的饮用浅地下水,过度灌溉可以改变这种情况。在缺水地区更依赖深层地下水,过度灌溉降低地下水位和减少污染的现代水可以与旧的混合水。这种基因混合导致水质恶化,导致需求更深的井。

阅读古代气候史地下水
还有其他理由关心古老的地下水。像实际的化石,极其古老的“化石地下水”可以教我们关于过去的。

设想我们史前又暴雨:15000年前,气候非常不同于今天。化学物质溶解在古地下水检测到今天,打开窗户进入过去的世界。某些化学物质作为时钟,告诉科学家地下水的年龄。例如,我们知道如何快速溶解碳14和krypton-18腐烂,所以我们可以测量他们计算当水与空气相互作用。

年轻地下水地下消失后,1950年代有一个独特的人造化学签名:高水平的氚原子弹爆炸试验。

其它化学物质像微小的温度计。惰性气体氩、氙等为例,在冷水中溶解比在温暖的水,沿着精确已知的温度曲线。一旦地下水隔绝空气、惰性气体溶解不做太多。因此,他们保护环境的信息水首先渗入地下。

惰性气体的浓度在化石地下水提供了我们的一些最可靠的估计温度对土地在最后一个冰河时代。这些发现提供了洞察现代气候,包括地球平均温度的敏感程度是大气中二氧化碳。这些方法支持最近的一项研究发现3.4摄氏度的气候变暖与每个翻倍的二氧化碳。

地下水的过去和未来
人们在一些地区,喜欢新英格兰,多年来一直喝古地下水几乎耗尽的危险可用的供应。常规降雨和不同的水源——包括地表水在湖泊、河流和积雪,提供替代地下水蓄水层新添水。如果含水层可以跟上需求,水可以持续使用。

西部,一个多世纪的非托管过度的用水,意味着一些的地方最依赖地下水——干旱地区脆弱的干旱,水资源浪费了古代,一旦存在地下。

一个著名的这个问题在大平原的先例。那里,古老的奥加拉拉蓄水层的水为数百万人提供饮用水和灌溉和农场从南达科他州到德克萨斯州。如果人们泵这个含水层干燥,需要数千年自然补充。这是一个重要的缓冲干旱,但灌溉和水密集型农业降低其水在不可持续的利率水平。

随着全球变暖,古地下水正变得越来越重要,无论是从你的厨房水龙头,灌溉粮食作物,或提供警告地球的过去可以帮助我们准备一个不确定的未来。

玛丽莎Grunes、环境研究员、哈佛大学;艾伦•萨尔茨助理科学家在海洋化学和地球化学,伍兹霍尔海洋研究所,和凯文·m·Befus阿肯色大学的助理教授水文地质

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