على متن زورق رفيع روبرت ، شمال الأطلسي (AP) – في عمق ماضي الأرض ، أصبح المناظر الطبيعية الجليدية عبارة عن ساحة البحر بينما كان الجليد يذوب وتراجع المحيطات ما هو الآن شمال شرق الولايات المتحدة. منذ ما يقرب من 50 عامًا ، تبحث سفينة حكومية أمريكية عن المعادن والهيدروكربونات في المنطقة المحفورة في قاع البحر لترى ما يمكن أن تجده.
لقد وجدت ، من كل الأشياء ، تسقط للشرب تحت العميق المتجانس – المياه العذبة.
هذا الصيف ، تابعت رحلة البحث العالمية الأولى من نوعها هذه المفاجأة. حفر المياه العذبة أسفل المياه المالحة قبالة كيب كود ، استخرجت إكسبيديشن 501 الآلاف من العينات من ما يُعتقد الآن أنه طبقة المياه الجوفية الضخمة والمخفية التي تمتد من نيو جيرسي في أقصى شمال مين.
وقال براندون دوغان ، العامل المشارك في الحملة ، إنه ليس مجرد واحد من العديد من المودعات لـ “المياه العذبة السرية” المعروفة في المياه المالحة الضحلة في جميع أنحاء العالم والتي قد يتم استغلالها في يوم من الأيام لتلقي العطش المكثف للكوكب.
وقال دوغان ، عالم الجيوفيزيائي وعالم الهيدروس في مدرسة كولورادو للمناجم ، للصحفيين في أسوشيتيد برس الذين قضوا مؤخراً 12 ساعة على منصة الحفر: “نحتاج إلى البحث عن كل احتمال لدينا لإيجاد المزيد من المياه للمجتمع”. نظرت فرق البحث في “واحدة من الأماكن الأخيرة التي ربما تبحث عنها عن المياه العذبة على الأرض.”
لقد وجدوا ذلك ، وسيقومون بتحليل ما يقرب من 50000 لتر (13،209 جالون) منه في مختبراتهم في جميع أنحاء العالم في الأشهر المقبلة. إنهم في الخارج لحل لغز أصوله – سواء كان الماء من الأنهار الجليدية ، أو أنظمة المياه الجوفية المتصلة على الأرض أو مزيجًا.
الإمكانات هائلة. كذلك هي عقبات إخراج الماء والحيرة حول من يملكه ، ومن يستخدمها وكيفية استخلاصها دون ضرر لا مبرر له بالطبيعة. لا بد أن يستغرق الأمر سنوات لجلب هذا الماء إلى الشاطئ للاستخدام العام بطريقة كبيرة ، إذا كان ذلك ممكنًا.
أخبرنا مارينر القديم بذلك
لماذا حاول؟ في غضون خمس سنوات فقط ، كما تقول الأمم المتحدة ، فإن الطلب العالمي على المياه العذبة سيتجاوز الإمدادات بنسبة 40 ٪. ارتفاع مستويات سطح البحر من مناخ الاحترار تعكر مصادر المياه العذبة الساحلية في حين أن مراكز البيانات التي تعمل على تشغيل الذكاء الاصطناعي والحوسبة السحابية تستهلك المياه بمعدل لا يشبع.
يلوح رثاء مارينر القديمة ، “الماء ، الماء ، في كل مكان ، ولا أي قطرة للشرب” ، كتحذير لأراضي الأرض وكذلك البحارة في البحار المالحة.
في فرجينيا وحدها ، يذهب ربع جميع الطاقة المنتجة في الولاية إلى مراكز البيانات ، وهي حصة من المتوقع أن تتضاعف تقريبًا في خمس سنوات. من خلال بعض التقديرات ، يستهلك كل مركز بيانات متوسط أكبر قدر من المياه. شهدت كل من دول البحيرات العظمى نقص في المياه الجوفية.
اقترب كيب تاون ، جنوب إفريقيا ، من نفاد المياه العذبة لما يقرب من 5 ملايين شخص في عام 2018 خلال الجفاف الملحمي لمدة ثلاث سنوات. يُعتقد أن جنوب إفريقيا لديها مكافأة في المياه العذبة الساحلية الساحلية أيضًا ، وهناك أدلة قصصية على الأقل على أن كل قارة قد يكون لها نفس الشيء.
تعد جزيرة الأمير إدوارد في كندا ، هاواي وجاكرتا ، إندونيسيا ، من بين الأماكن التي تتعايش فيها إمدادات المياه العذبة المتوترة مع طبقات المياه الجوفية المحتملين تحت المحيط.
أدخل Expedition 501 ، وهو تعاون علمي بقيمة 25 مليون دولار لأكثر من عشر دول مدعومة من قبل المؤسسة الوطنية للعلوم الوطنية التابعة لحكومة الولايات المتحدة والاتحاد الأوروبي لحفر أبحاث المحيطات (تم تأمين أموال الولايات المتحدة قبل تخفيضات الميزانية التي طلبتها إدارة ترامب).
ذهب العلماء إلى المشروع الذين يعتقدون أن طبقة المياه الجوفية تحت سطح البحر التي كانوا يأخذون أخذ عينات منها قد تكون كافية لتلبية احتياجات العاصمة بحجم مدينة نيويورك لمدة 800 عام. وجدوا مياه عذبة أو تقريبًا تقريبًا في أعماق أعلى وأسفل أسفل قاع البحر مما توقعوا ، مما يشير إلى وجود إمدادات أكبر من ذلك.
تمرين ، طفل ، حفر. للمياه
تكشفت أعمالهم في البحر على مدار ثلاثة أشهر من زورق الرفع روبرت ، وهي سفينة محيطية ، ذات مرة في الموقع ، تخفض ثلاثة أعمدة هائلة إلى قاع البحر والقرفصاء فوق الأمواج. عادةً ما تقوم بتكنولوجيا المعلومات في مواقع البترول في الخارج ومزارع الرياح. كانت مهمة الحفر الحفر هذه مختلفة.
“من المعروف أن هذه الظاهرة موجودة هنا وأماكن أخرى في جميع أنحاء العالم” ، قال مدير مشروع إكسبيديشن 501 جيز إفرست ، وهو عالم جاء من المسح الجيولوجي البريطاني في إدنبرة ، اسكتلندا ، عن مياه البحر. “لكنه موضوع لم يتم التحقيق فيه مباشرة من قبل أي مشروع بحثي في الماضي.”
لذلك ، يعني أنه لم يحفر أي شخص عالميًا بشكل منهجي في قاع البحر في مهمة للعثور على المياه العذبة. كانت Expedition 501 رائدة حرفيًا – فقد اخترقت الأرض تحت البحر بمقدار ما يصل إلى 1،289 قدمًا أو ما يقرب من 400 متر.
ولكن اتبعت مشروعًا بحثيًا عام 2015 الذي حدد ملامح طبقة المياه الجوفية عن بُعد ، باستخدام التكنولوجيا الكهرومغناطيسية ، وملوحة الماء تقريبًا تحتها.
أبلغت تلك المهمة ، من قبل مؤسسة وودز هول لعلوم المحيطات ومرصد لامونت دوهرتي في جامعة كولومبيا ، عن أدلة على “نظام طبقة المياه الجوفية الضخمة في هذا المجال” ، من المحتمل أن ينافس حجم أكبر أمريكا-طبقة المياه الجوفية في أوغالالا ، التي توفر المياه إلى أجزاء من ثماني دول عظمى.
أثار تطوران في عام 1976 اهتمامًا بالبحث عن المياه العذبة تحت سطح البحر.
في وسط جزيرة نانتوكيت ، حفرت المسح الجيولوجي الأمريكي اختبارًا جيدًا لترى إلى أي مدى ذهبت المياه الجوفية. استخرجت المياه العذبة من أعماق كبيرة جعل العلماء يتساءلون عما إذا كان الماء قد جاء من البحر ، وليس السماء.
في نفس العام ، قامت الوكالة الفيدرالية بتركيب رحلة استكشافية مدتها 60 يومًا على متن مفهوم سفينة الحفر على طول رف هائل من الجرف القاري من جورجيا إلى بنك جورج قبالة نيو إنجلاند. لقد حفر النوى بحثًا عن موارد Sub-Seabed ، مثل الميثان.
وجدت كمية مفتوحة العين من المياه الطازجة أو الطازجة في البئر بعد بئر.
هذا يمهد الطريق لطلاب المياه للقيام بعملهم نصف قرن في وقت لاحق.
لحظة يوريكا تأتي في وقت مبكر
بعد فترة وجيزة من وصول روبرت إلى أول ثلاثة مواقع للحفر في 19 مايو ، تم استخلاص عينات من أسفل الملوحة المسجلة في قاع البحر من 4 أجزاء فقط لكل ألف. هذا أقل بكثير من متوسط محتوى الملح في المحيطات البالغ 35 جزءًا لكل ألف ، ولكن لا يزال من الملقح للغاية لتلبية معيار المياه العذبة الأمريكية أقل من جزء واحد لكل ألف.
وقال دوغان: “كانت أربعة أجزاء لكل ألف لحظة يوريكا” ، لأن النتيجة تشير إلى أن الماء يجب أن يكون مرتبطًا بنظام أرضي في الماضي ، أو لا يزال كذلك.
مع ارتفاع الأسابيع وانتقل روبرت من موقع إلى آخر من 20 إلى 30 ميلًا (من 30 إلى 50 كيلومترًا) من الساحل ، أسفرت عملية الحفر إلى الرواسب تحت سطح البحر المائية مجموعة من العينات إلى جزء واحد لكل ألف محتوى ملح. كان البعض أقل.
بنغو. هذا ما تجده في العديد من المسطحات من المياه العذبة على الأرض. هذا ماء يمكنك شربه ، من الناحية النظرية. لم يفعل أحد.
لا تشرب الماء بعد
في أشهر من التحليل المقبلين ، سوف يبحث العلماء في مجموعة من خصائص الماء ، بما في ذلك ما كانت الميكروبات التي كانت تعيش في الأعماق ، وما استخدموه للمواد المغذية ومصادر الطاقة وما هي المنتجات الثانوية التي قد تولدها ؛ بمعنى آخر ، ما إذا كان الماء آمنًا للاستهلاك أو استخدامه بطريقة أخرى.
وقال جوسلين ديروجيرو ، عالم الأحياء بجامعة جونز هوبكنز في بالتيمور الذي يدرس البيئة الميكروبية للبيئات القصوى ولا يشارك في الحملة: “هذه بيئة جديدة لم تتم دراستها من قبل”.
وقالت: “قد تحتوي المياه على معادن ضارة بصحة الإنسان لأنها تفلت من خلال طبقات من الرواسب”. “ومع ذلك ، فإن عملية مماثلة تشكل طبقات المياه الجوفية الأرضية التي نستخدمها للمياه العذبة ، وعادة ما تكون لها جودة عالية للغاية.”
من خلال تسلسل الحمض النووي المستخرج من عيناتهم ، قالت ، يمكن للباحثين تحديد الكائنات الحية الدقيقة الموجودة و “تعلم كيف يحتمل أن تكسب العيش”.
تحديد عمر الماء هو المفتاح
سيتم أيضًا استخدام التقنيات لتحديد ما إذا كان يأتي من جليد الجليد ذوبان منذ آلاف السنين أو لا يزال قادمًا عبر التكوينات الجيولوجية المتاخمة من الأرض.
سيقوم الباحثون بتاريخ مرة أخرى في المختبر ، وسيكون ذلك مفتاحًا في تحديد ما إذا كان مورد متجدد يمكن استخدامه بمسؤولية. المياه البدائية محاصرة ومحدودة. تشير المياه الأحدث إلى أن طبقة المياه الجوفية لا تزال متصلة بمصدر أرضي ويتم تحديثها ، ولكن ببطء.
وقال دوغان: “إن الأصغر سناً تعني أنها كانت قطرات المطر قبل 100 عام ، منذ 200 عام”. “إذا كان شابًا ، فهو إعادة شحن”.
هذه الأسئلة هي للعلوم الأساسية. بالنسبة للمجتمع ، تنشأ جميع أنواع الأسئلة المعقدة إذا أكد العلم الأساسي الظروف اللازمة لاستغلال المياه. من سيديره؟ هل يمكن أن تؤخذ دون خطر غير مقبول من تلوث العرض من المحيط أعلاه؟ هل ستكون أرخص أو ودية من الناحية البيئية من مصانع تحلية المياه المتعطشة للطاقة اليوم؟
وقال دوغان إذا قررت الحكومات الحصول على المياه ، يمكن أن تتحول المجتمعات المحلية إلى طبقات المياه الجوفية في وقت الحاجة ، مثل الجفاف ، أو عندما تغمر العواصف الشديدة احتياطيات المياه العذبة الساحلية وتدمرها. فكرة استخدام هذه المياه المدفونة القديمة في الواقع هي جديدة لدرجة أنها لم تكن على رادار العديد من صانعي السياسة أو محافظة الحفظ.
وقال عالم الجيوفيزياء روب إيفانز لعام 2015 ، “إنه درس في المدة التي قد يستغرقها في بعض الأحيان لتحقيق هذه الأشياء ، والمثابرة اللازمة للوصول إلى هناك. هناك الكثير من الإثارة التي حصلوا عليها أخيرًا”.
ومع ذلك ، يرى بعض الأعلام الحمراء. أحدهما هو أن النقر على طبقات المياه الجوفية تحت البحر يمكن أن يجذب المياه بعيدًا عن الاحتياطيات البرية. والآخر هو أن المياه الجوفية تحت سطح البحر التي تتسرب إلى قاع البحر قد توفر العناصر الغذائية الحيوية للنظام الإيكولوجي ، وقد يكون ذلك منزعجًا.
وقال “إذا كنا نخرج وبدء ضخ هذه المياه ، فمن المؤكد أن تكون هناك عواقب غير متوقعة”. “هناك الكثير من التوازن الذي نحتاج إلى مراعاته قبل أن نبدأ في الغوص والحفر واستغلال هذه الأنواع من الأشياء.”
إنهم بعيدون عن المنزل
بالنسبة لمعظمهم في المشروع ، فإن الوصول إلى زورق المصعد روبرت يعني رحلة من سبع ساعات أو أكثر من فال ريفر ، ماساتشوستس ، على متن قارب توريد قام برحلات مستديرة كل 10 أيام أو نحو ذلك لتجديد المخزونات وتدوير الناس.
على المنصة ، على مدار الساعة على مدار الساعة ، اختلطت مضرب أنابيب التجويف والآلات المعدنية ، وأغذية الحفر والطين المرقط مع العمل الأكثر هدوءًا وأنظفًا للعلماء في المقطورات التي تم تحويلها إلى مختبرات بدائية ومشاركات معالجة.
هناك ، عولجت العينات وفقًا للاحتياجات المتغيرة لعلماء الجيولوجيين ، الجيولوجيين ، علماء الهيدرولوجيا ، علماء الأحياء الدقيقة ، علماء الرواسب والمزيد.
مروراً عبر أنابيب بلاستيكية شفافة ، تم تقطيع Muck إلى أقراص مثل كرات الهوكي. الآلات ضغط الماء. تم إغلاق بعض العينات لتمكين دراسة الغازات القديمة المذابة في الماء. تم تجميد العينات الأخرى أو ترشيحها أو تركها كما هي ، اعتمادًا على هذا الغرض.
بعد ستة أشهر من تحليل المختبر ، ستجتمع جميع فرق العلوم في Expedition 501 مرة أخرى – هذه المرة في ألمانيا لمدة شهر من الأبحاث التعاونية التي من المتوقع أن تنتج نتائج أولية تشير إلى عصر وأصل المياه.
في 31 يوليو ، قام فريق Liftboat Robert بتركيب ساقيه من هذا المكان من المياه الخفية لإنهاء مهمة قدمت مصداقية إلى ممر آخر من “The Rime of the Alsient Mariner” ، قصيدة صموئيل تايلور كولريدج الكلاسيكية عن الحياة والموت والألغاز في البحر.
في مقدمة للقصيدة ، في بعض الإصدارات ، كتب كوليريدج: “أعتقد بسهولة أن هناك أكثر غير مرئية من الطبيعة المرئية في الكون.”
___
ذكرت وودوارد من Seekonk ، ماساتشوستس.
___
تتلقى وكالة أسوشيتيد برس الدعم من مؤسسة عائلة والتون لتغطية السياسة المائية والبيئية. AP هي المسؤولة الوحيدة عن جميع المحتوى. لجميع التغطية البيئية لـ AP ، تفضل بزيارة https://apnews.com/hub/climate-and-environment