在一篇新论文中,水文学家认为,地球未来水资源问题的部分答案可能埋藏在海底之下。
过去几十年里,在全球各地的海岸线附近发现了海底之下的大型含水层,其中蕴含的水从淡水到盐度比海水低约三分之二不等。
在最近在线发表于《自然》杂志上的一篇文章中,研究人员对全球可用的近海地下水总量给出了新的估计:50 万立方千米——该研究指出,这个数量是自 1900 年以来从陆地含水层抽取的水量的 100 倍。
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外部专家警告说,并非所有这些水都易于廉价获取并转化为饮用水,而且抽取这些水可能会对陆地产生影响。
但由于地球上超过 40% 的人口居住在距离海岸线约 60 英里的范围内,作者写道,利用近海地下水可能有助于缓解海平面上升和干旱加剧带来的迫在眉睫的水资源短缺问题。
该论文的共同作者、英国牛津大学地理与环境学院教授迈克尔·埃德蒙兹表示:“这种水的规模和位置都有些出乎意料,而且在很多方面都是好消息,尤其因为它对世界上许多不断发展的沿海城市来说是可获取的。”
在论文中,作者承认近海地下水“并非解决全球水危机的答案,但它具有战略价值,应予以承认,以便在长期战略中与其他方案进行权衡。”
埃德蒙兹补充说:“这是一种有点奇怪的资源。它并非直截了当,但它确实存在,并且必须与淡化海水和在陆地上修建新水坝的成本进行比较。”
与陆地系统的联系
水文学家认为,这些海底地下水储量形成于数万年前,在末次盛冰期等时期,当时地球上的大部分水都以冰的形式存在,海平面特别低。在此期间,降水和融水渗入暴露的陆架区域并充满地下水位,随着海平面再次上升,这些水位被海洋覆盖。
如今,科学家们在全球范围内都发现了新鲜的近海含水层,从新泽西州附近的陆架到日本海沟。
早在 2010 年就曾报告过对新鲜近海地下水量的早期估计,为 30 万立方千米。但本文考虑了从格陵兰、印度尼西亚的雅加达湾和澳大利亚东南海岸的吉普斯兰盆地记录的新观测数据,从而得出更大的估计值。
然而,由于东南亚巽他陆架等大面积地区缺乏观测数据,这个数字仍然不确定。该论文指出,“在这些地区的新发现可能会显著改变全球体积浓度。”
但外部专家表示,无论近海地下水的供应多么庞大,分布多么广泛,都不可能单枪匹马地满足全球日益增长的用水需求。
美国地质调查局地下水办公室代理主任比尔·坎宁安表示,许多近海含水层都与陆地系统相连。他说,在近海抽水可能会影响陆地上的地下水供应。
坎宁安说:“这篇评论文章中描述了一种特殊情况:海底之下的一袋淡水。在理论上,这是一种你可以往那里打井并抽出水来使用,而不会影响地下水系统的情况。”
然而,他补充说,“我们真的不确定这些水袋的性质和范围,”坎宁安说。“在我看来,这将是一种非常独特的情况。”
比海水更纯净
此外,这些含水层中的大部分水并不能立即使用。
美国地质调查局的水文学家沃德·桑福德审阅了这篇论文,他说:“我们正在谈论的水几乎没有一种是可以直接从海底饮用的——必须进行处理。这实际上归结为一个经济问题。”
作者认为,使用近海含水层中更纯净的水而不是海水有可能降低海水淡化成本——利用反渗透技术,海水淡化的成本在每立方米 53 美分到 1.50 美元之间,而处理近海含水层中的微咸水的成本在 10 美分到 1 美元之间。
但桑福德说,还必须考虑将水抽到岸上,最终抽到水龙头上的额外成本。这些成本迄今为止阻碍了对近海地下水使用的探索。
坎宁安说:“即使现在,沿海地区缺水,在近海钻探也很昂贵。当你为石油钻探时,这有经济驱动因素——到目前为止,对于水来说,还没有。”
还有环境因素需要考虑。
桑福德说:“对于任何海水淡化,你的副产品要么是盐,要么是非常咸的水。海水淡化的问题始终在于如何处理剩余的盐。”
埃德蒙兹提出了另一个潜在的环境影响:如果城市开始利用近海地下水,供应可能会在某个时候耗尽。
埃德蒙兹说:“需要注意的是,根据定义,这些水是不可再生的。这是一种非常脆弱的资源。”
但澳大利亚阿德莱德弗林德斯大学国家地下水研究培训中心和环境学院的首席作者文森特·波斯特在一份声明中表示,面对即将到来的水资源挑战,决不能忽视这种巨大水存储的潜在用途。
波斯特说:“我们星球上的淡水正日益面临压力,因此在近海发现大量新储水令人非常兴奋。可以考虑更多选择来帮助减少干旱和大陆缺水的影响。”
经环境与能源出版有限责任公司许可,转载自气候导报。www.eenews.net, 202-628-6500