Diep in het verleden van de aarde werd een ijzig landschap een zeegezicht toen het ijs smolt en de oceanen stegen van wat nu de noordoostelijke Verenigde Staten is. Bijna 50 jaar geleden, een Amerikaans overheidsschip dat op zoek is naar mineralen en koolwaterstoffen in het gebied dat in de zeebodem werd geboord om te zien wat het kon vinden.
Het vond van alle dingen druppels om te drinken onder de zilte diepe – zoet water.
Aanbevolen video’s
Deze zomer volgde een eerste-in-in-natte wereldwijde onderzoeksuitbreiding op die verrassing. Boren voor zoet water onder het zoutwater van Cape Cod, expeditie 501 haalde duizenden monsters uit wat nu wordt beschouwd als een enorme, verborgen aquifer die zich uitstrekt uit New Jersey, noordwaarts als Maine.
Het is slechts een van de vele depositories van “geheim zoet water” waarvan bekend is dat ze bestaan in ondiepe zoutwateren over de hele wereld die op een dag kan worden afgetapt om de intensivering van de planeet te snijden, zei Brandon Dugan, de co-hoofdwetenschapper van de expeditie.
Ze vonden het en zullen de komende maanden bijna 50.000 liter (13,209 gallons) ervan in hun laboratoria over de hele wereld analyseren. Ze zijn erop uit om het mysterie van zijn oorsprong op te lossen – of het water afkomstig is van gletsjers, verbonden grondwatersystemen op land of een combinatie.
Het potentieel is enorm. Dat geldt ook voor de hindernissen om het water eruit te halen en te raadzaam over wie het bezit, wie het gebruikt en hoe het te extraheren zonder onnodige schade aan de natuur. Het zal zeker jaren duren om dat water aan wal te brengen voor openbaar gebruik op een grote manier, als het zelfs haalbaar is.
De oude zeeman vertelde ons dat
Waarom proberen? In slechts vijf jaar, zegt de VN, zal de wereldwijde vraag naar zoet water de voorraden met 40%overschrijden. Stijgende zeespiegels uit het opwarmingsklimaat zijn verzuren van zoetwaterbronnen aan de kust, terwijl datacenters die AI en Cloud Computing van stroom in een onverzadigbare snelheid verbruiken.
De klaagzang van de legendarische Mariner, “Water, water, overal waar, noch enige druppel om te drinken”, doemt op als een waarschuwing voor stellopers en voor zeilers op zoute zeeën.
Alleen al in Virginia gaat een kwart van alle in de staat geproduceerde macht naar datacenters, een aandeel dat naar verwachting bijna in vijf jaar bijna zal verdubbelen. Volgens sommige schattingen verbruikt elk middelgrote datacenter zoveel water als 1.000 huishoudens. Elk van de Great Lakes -staten heeft grondwatertekorten ervaren.
Kaapstad, Zuid-Afrika, kwam gevaarlijk dicht bij het razen van zoet water voor zijn bijna 5 miljoen mensen in 2018 tijdens een epische, driejarige droogte. Men denkt dat Zuid -Afrika ook een kustbonanza van de kust onderzeese heeft, en er is op zijn minst anekdotisch bewijs dat elk continent hetzelfde kan hebben.
De Canadese Prins Edward Island, Hawaii en Jakarta, Indonesië, behoren tot plaatsen waar gestresste zoetwaterbenodigdheden naast potentiële aquifers onder de oceaan bestaan.
Voer Expedition 501 in, een wetenschappelijke samenwerking van $ 25 miljoen van meer dan een dozijn landen ondersteund door de National Science Foundation van de Amerikaanse regering en het Europees Consortium voor Ocean Research Boring (US Money For werd beveiligd voordat de bezuinigingen op de begroting werden gezocht).
Wetenschappers gingen het project in en geloofden dat de onderzeese aquifer die ze bemonstering voldoende waren om te voldoen aan de behoeften van een metropool ter grootte van New York City gedurende 800 jaar. Ze vonden vers of bijna zoet water op zowel hogere als lagere diepten onder de zeebodem dan ze hadden verwacht, wat een grotere voorraad suggereert, zelfs dan dat.
Drill, baby, boor. Voor water
Hun werk op zee ontvouwde zich gedurende drie maanden van Liftboat Robert, een oceaanbeweging dat, eenmaal ter plaatse, drie enorme pilaren verlaagt naar de zeebodem en squats boven de golven. Normaal dient IT offshore petroleumsites en windparken. Deze boorbaby-boormissie was anders.
“Het is bekend dat dit fenomenen zowel hier als elders over de hele wereld bestaat,” zei expeditie 501 projectmanager Jez Everest, een wetenschapper die uit de British Geological Survey in Edinburgh, Schotland, kwam over onderzeese water. “Maar het is een onderwerp dat in het verleden nooit direct door een onderzoeksproject is onderzocht.”
Daarmee bedoelt hij dat niemand wereldwijd systematisch in de zeebodem was geboord op een missie om zoet water te vinden. Expeditie 501 was letterlijk baanbrekend – het drong door de aarde onder de zee met maar liefst 1.289 voet of bijna 400 meter.
Maar het volgde een onderzoeksproject uit 2015 dat op afstand contouren van een watervoerende laag in kaart bracht, met behulp van elektromagnetische technologie en ongeveer geschatte zoutgehalte van het water eronder.
Die missie, door het Woods Hole Oceanographic Institution en Lamont-Doherty Earth Observatory aan de Columbia University, rapporteerde bewijs van een “massief offshore aquifer-systeem” in dit gebied, mogelijk wedijvert met de grootte van Amerika’s grootste-de Ogallala-aquifer, die water levert aan delen van acht Great Plains-staten.
Twee ontwikkelingen in 1976 hadden interesse gewekt in het zoeken naar onderzeese zoetwater.
In het midden van Nantucket Island heeft de US Geological Survey een test goed geboord om te zien hoe ver het grondwater ging. Het haalde zoet water uit zulke grote diepten dat het ervoor zorgde dat wetenschappers zich afvroegen of het water uit de zee kwam, niet de hemel.
In hetzelfde jaar bracht dat federale agentschap een 60-daagse expeditie aan boord van het boorvaartuig Glomar-conceptie langs een enorm stuk van het continentale plank van Georgia naar Georges Bank voor New England. Het boorde kernen op zoek naar de middelen van het sub-seabed, zoals methaan.
Het vond een eye-opening hoeveelheid vers of opgedaan water in boorgat na boorgat.
Dat vormde het toneel voor de waterkrachten om hun werk een halve eeuw later te doen.
Een Eureka -moment komt vroeg
Kort nadat Robert arriveerde op de eerste van drie boorlocaties 19 mei, werden monsters getrokken van onder het zeebodem geregistreerde zoutgehalte van slechts 4 delen per duizend. Dat is ver onder het gemiddelde zoutgehalte van de oceanen van 35 delen per duizend, maar nog steeds te streng om te voldoen aan de Amerikaanse zoetwaterstandaard van minder dan 1 deel per duizend.
“Vier delen per duizend waren een Eureka -moment,” zei Dugan, omdat de bevinding suggereerde dat het water in het verleden verbonden moet zijn met een terrestrisch systeem, of dat nog steeds is.
Naarmate de weken vorderden en Robert van site naar site naar site 20 naar 30 mijl (30 tot 50 kilometer) van de kust verhuisde, leverde het proces van boren in het waterovergebogen onderzeese sediment een verzameling monsters op tot 1 deel per duizend zoutgehalte. Sommigen waren zelfs lager.
Bingo. Dat is wat je in veel lichamen van zoet water op het land vindt. Dat is water dat je in theorie kunt drinken. Niemand deed het.
Drink het water nog niet
In maanden van analyse vooruit zullen de wetenschappers een reeks eigenschappen van het water onderzoeken, waaronder wat microben in de diepten leefden, wat ze gebruikten voor voedingsstoffen en energiebronnen en welke bijproducten ze zouden kunnen genereren; Met andere woorden, of het water veilig is om te consumeren of anderszins te gebruiken.
“Dit is een nieuwe omgeving die nog nooit eerder is bestudeerd”, zegt Jocelyne Diruggiero, een bioloog van Johns Hopkins University in Baltimore die de microbiële ecologie van extreme omgevingen bestudeert en niet betrokken is bij de expeditie.
“Het water kan mineralen bevatten die schadelijk zijn voor de menselijke gezondheid, omdat het door lagen sedimenten wordt geëxoleerd,” zei ze. “Een soortgelijk proces vormt echter de terrestrische aquifers die we gebruiken voor zoetwater, en die hebben meestal zeer hoge kwaliteit.”
Door DNA te sequencen uit hun monsters, zei ze, kunnen de onderzoekers bepalen welke micro -organismen er zijn en “leren hoe ze mogelijk de kost verdienen”.
Het bepalen van de leeftijd van het water is
sleutel
Technieken zullen ook worden gebruikt om te bepalen of het duizenden jaren geleden voortkwam uit het ijs van ijs of nog steeds komt via labyrintische geologische formaties uit land.
Onderzoekers gaan het water terug in het lab, en dat zal de sleutel zijn om te bepalen of het een hernieuwbare bron is die op verantwoorde wijze kan worden gebruikt. Primordiaal water is gevangen en eindig; Nieuwer water suggereert dat de watervoerende laag nog steeds is verbonden met een terrestrische bron en wordt vernieuwd, hoe langzaam ook.
“Jonger betekent dat het 100 jaar geleden een regendruppel was, 200 jaar geleden,” zei Dugan. “Als het jong is, wordt het opgeladen.”
Die vragen zijn voor basiswetenschap. Voor de samenleving rijzen er allerlei complexe vragen als de basiswetenschap de voorwaarden bevestigt die nodig zijn om het water te exploiteren. Wie zal het beheren? Kan het worden genomen zonder een onaanvaardbaar risico op het verontreinigen van het aanbod van de oceaan hierboven? Zal het goedkoper of milieuvriendelijker zijn dan de huidige energie-hongerige ontziltingsinstallaties?
Dugan zei dat als regeringen besluiten om het water te krijgen, lokale gemeenschappen zich kunnen wenden tot de aquifers in tijd van nood, zoals droogte, of wanneer extreme stormen de kust van zoetwater reserves overstromen en ze verpesten. Het idee om dit oude begraven water te gebruiken is zo nieuw dat het niet op de radar van veel beleidsmakers of natuurbeschermers is geweest.
“Het is een les in hoe lang het soms kan duren om deze dingen te laten gebeuren en het doorzettingsvermogen dat nodig is om daar te komen,” zei Woods Hole -geofysicus Rob Evans, wiens expeditie uit 2015 de weg hielp voor 501. “Er is een heleboel opwinding dat ze eindelijk monsters hebben.”
Toch ziet hij wat rode vlaggen. Een daarvan is dat het tikken van onderzeese aquifers water weg kan trekken van onshore -reserves. Een andere is dat onderzeese grondwater dat naar de zeebodem sijpelt, voedingsstoffen van vitaal belang kan leveren voor het ecosysteem, en dat kan van streek zijn.
“Als we naar buiten zouden gaan en deze wateren zouden pompen, zouden er vrijwel zeker onvoorziene gevolgen zijn,” zei hij. “Er is veel balans waar we rekening mee zouden moeten maken voordat we begonnen met duiken en dit soort dingen boren en exploiteren.”
Ze zijn ver van huis
Voor de meesten in het project betekende het bereiken van en van liftboot Robert een reis van zeven uur of meer van Fall River, Massachusetts, op een voedingsboot die om de 10 dagen rondreizen maakte om aandelen aan te vullen en mensen te roteren.
Op het platform, rond de klok, het racket van metalen boorpijpen en machines, het borende vuil en de gespikkelde modder vermengd met het stillere, schonere werk van wetenschappers in trailers omgezet in ongerepte laboratoria en verwerkingsposten.
Daar werden monsters behandeld volgens de verschillende behoeften van de geologen, geochemisten, hydrologen, microbiologen, sedimentologen en meer van de expeditie.
Gaan door doorzichtige plastic buizen, werd Muck in schijven gesneden zoals hockeypucks. Machines drukten water uit. Sommige monsters werden afgesloten gehouden om de studie van oude gassen opgelost in het water mogelijk te maken. Andere monsters werden ingevroren, gefilterd of achtergelaten zoals het is, afhankelijk van het doel.
Na zes maanden labanalyse zullen alle wetenschapsteams van expeditie 501 elkaar weer ontmoeten – dit keer in Duitsland voor een maand van samenwerkingsonderzoek dat naar verwachting initiële bevindingen zal produceren die wijzen op de leeftijd en oorsprong van het water.
Op 31 juli schakelde Liftboat Robert zijn benen op van deze plaats van verborgen water om een missie te beëindigen die geloofwaardigheid verleende aan een andere doorgang van “The Rime of the Ancient Mariner”, het klassieke gedicht van Samuel Taylor Coleridge over leven, dood en mysteries op zee.
In een opmaat naar het gedicht schreef Coleridge in sommige edities: “Ik geloof meteen dat er meer onzichtbaar is dan zichtbare aard in het universum.”
Woodward meldde uit Seekonk, Massachusetts.