Самые глубокие источники воды на Земле могут быть не такими старыми, как мы когда-то предполагали. Судя по образцам, взятым глубоко под плато Колорадо, соленые остатки древних морей, которые составляют основу многих систем подземных вод, возможно, не так идеально изолированы от мира наверху.
Когда исследователи попытались датировать региональный бассейн Парадокс между Колорадо и Ютой, они обнаружили, что «молодая» вода просочилась на глубину до трех километров.
Свежий приток мог быть обеспечен дождями, таянием снега или естественными водоносными горизонтами еще между 400 000 и 1,1 миллиона лет назад.
И хотя это может показаться совершенно древним по человеческим меркам, оно невероятно свежо, учитывая, что морская вода в основании бассейна Парадокс, вероятно, находилась там в ловушке в течение нескольких сотен миллионов лет.
Так как же куча свежей, молодой воды просочилась так глубоко и так быстро? Судя по всему, много промывки, смешивания и растворения.
«Вещи там более динамичны, чем мы думали», — говорит геолог Грант Фергюсон из Университета Саскачевана.
Неожиданные результаты основаны на особой форме изотопного датирования, которая может исследовать обширные временные рамки, намного большие, чем у радиоуглеродного датирования.
Рассматриваемый изотоп — радиоактивный криптон 81, и для его распада требуется больше времени, чем для углерода. Его период полураспада можно использовать для оценки возраста воды величиной 1,2 миллиона лет.
Применив этот метод к пробам газа из скважин глубиной от 500 метров до 2,7 километров, исследователи обнаружили глубокую циркуляцию воды с поверхности.
В частности, самые глубокие воды содержали относительно молодые компоненты воды, которые, по-видимому, частично разбавили более старую, более соленую воду.
Это может быть не так в других системах подземных вод, но в бассейне Парадокс топография такова, что вода может легко проникать вниз.
Авторы объясняют, что около 10 миллионов лет назад плато Колорадо подверглось периоду широкомасштабной эрозии под своим руслом.
«По сути, разрез создавал стоки, которые позволяли воде с поверхности проникать и смывать древние сильносоленые воды в водоносных горизонтах как выше, так и ниже солевых отложений в центре системы глубоких подземных вод», — объясняет Фергюсон.
Результаты показывают, что Соединенным Штатам нужно быть гораздо более осторожными в отношении того, как они относятся к своим системам подземных вод. Если бассейн Парадокс так легко взбалтывается, это означает, что любые загрязняющие вещества из септических резервуаров, свалок или сельского хозяйства могут проникнуть на более глубокие уровни быстрее, чем предполагалось.
В настоящее время подземные воды обеспечивают питьевой водой более трети территории США и практически все сельское население. Доступ к источнику требует рытья колодцев, но более старая и более глубокая вода естественным образом питает реки и озера.
Если слишком большая часть системы исчерпана, для пополнения требуется очень, очень много времени. То же самое можно сказать и о разбавлении загрязняющих веществ, которые уже представляют собой проблему.
Исследование, проведенное в 2015 году, показало, что каждая пятая проба подземных вод в США содержит загрязняющее вещество, либо техногенное, либо геологическое.
«[Мы] думаем о различных способах использования недр, будь то хранение жидкостей из нефти и газа или связывание углерода, у нас будет это наследие в будущем», — говорит Фергюсон.
«Я не думаю, что мы действительно исследовали эти системы так, как могли бы или должны были».
Исследование было опубликовано в Geophysical Research Letters.
Источник: University of Saskatchewan.
