Phát hiện hồ chứa nước ngọt khổng lồ ngoài khơi bờ biển Hawaii

Từ lâu, đảo Hawaii vẫn là nơi ẩn chứa nhiều điều bí ẩn. Bằng cách nào đó, lượng nước ngọt trong các tầng chứa nước ngầm dường như nhỏ hơn nhiều so với lượng nước mưa.

Các nhà khoa học vừa tìm ra lý do tại sao. Nằm sâu dưới lòng đất, chạy bên dưới bờ biển của hòn đảo, một lượng lớn nước ngọt được vận chuyển từ sườn của núi lửa Huallai xuống các hồ chứa mới được phát hiện chạy sâu dưới đáy đại dương.

Đây là một khám phá có ý nghĩa đối với các đảo núi lửa trên khắp thế giới, một nguồn tài nguyên tái tạo tiềm năng chưa được khai thác có thể chứng minh là vô giá khi khí hậu toàn cầu thay đổi nhanh chóng.

“Phát hiện của chúng tôi cung cấp một sự thay đổi mô hình từ các mô hình khái niệm thủy văn thông thường đã được sử dụng rộng rãi bởi nhiều nghiên cứu, các tổ chức ở Hawaii và các đảo núi lửa khác để tính toán sản lượng bền vững lưu trữ tầng chứa nước trong 30 năm qua. Chúng tôi hy vọng rằng khám phá mới sẽ nâng cao các mô hình thủy văn trong tương lai”, nhà địa vật lý Eric Attias của Đại học Hawaii cho biết.

Phần lớn nước ngọt của Hawaii được lấy từ các tầng nước ngầm, các lớp đá hoặc trầm tích thấm nước. Khi mưa rơi xuống, nó thấm qua lớp đất mặt và đá núi lửa bên dưới, cuối cùng đến các hồ chứa nước sâu.

Nghiên cứu mới đã gợi ý rằng lượng nước trong các tầng chứa nước này ít hơn nhiều so với lượng nước cần có. Các nghiên cứu đã phát hiện ra rằng một lượng lớn nước ngầm giàu chất dinh dưỡng đang rò rỉ ra đại dương. Các phân tích đồng vị cho thấy rằng có sự khác biệt rất lớn giữa lượng nước đi vào các tầng chứa nước và lượng nước được giữ lại trong đó.

Để đi đến tận cùng của sự khác biệt này, Attias và nhóm của ông đã chuyển sang chụp ảnh điện từ khai thác các đặc tính dẫn điện của muối và nước ngọt. Các muối được hòa tan một lượng lớn trong nước biển cung cấp nhiều ion âm và dương để vận chuyển các dòng điện hiệu quả hơn nhiều.

Nhóm nghiên cứu mất một chiếc thuyền chạy dọc theo bờ biển, kéo một hệ thống điện từ đằng sau với 40 km dài và 4 km rộng, tạo ra một dấu vết của dữ liệu điện chạy liên tục khoảng 200 km dọc theo bờ biển.

Dữ liệu này tiết lộ các vùng có độ dẫn điện cao hơn và thấp hơn dọc theo đường bờ biển Kona, cho phép nhóm nghiên cứu lập bản đồ các dòng chảy nước ngọt và các hồ chứa liên quan của chúng.

Nhà địa vật lý Steven Constable thuộc Viện Hải dương học Scripps, người đã phát triển hệ thống cho biết: “Tôi đã dành toàn bộ sự nghiệp của mình để phát triển các phương pháp điện từ như phương pháp được sử dụng ở đây. Thật sự rất vui khi thấy thiết bị được sử dụng cho một ứng dụng có tác động và quan trọng như vậy. Các phương pháp điện từ lâu đã được sử dụng để nghiên cứu nước ngầm trên đất liền, vì vậy việc mở rộng ứng dụng ra ngoài khơi là rất hợp lý”.

Nhóm nghiên cứu phát hiện ra rằng có những con sông nước ngọt ngầm nằm trong các lớp giữa các đá bazan núi lửa bão hòa nước mặn. Những con sông này dài khoảng 35 km kéo dài ít nhất 4 km về phía tây của bờ biển.

Các nhà nghiên cứu ước tính các hồ chứa này chứa khoảng 3,5 km khối nước ngọt gấp đôi so với ước tính trước đây.

Điều này có thể thay đổi cách các cộng đồng trên các đảo núi lửa như Hawaii đối phó với khí hậu thay đổi. Tần suất hạn hán ngày càng tăng có khả năng làm giảm lượng mưa bổ sung cho các tầng chứa nước dưới đất.

Thay đổi cảnh quan quá nhiều cũng có thể có tác động tiêu cực như rừng nhiệt đới giúp hứng nước, dẫn nước dọc theo cây trồng đến một lớp đất giữ nước và lọc xuống đất. Nếu rừng suy thoái, lớp đất này sẽ bị xói mòn và nước chảy ra khắp bề mặt, làm cạn kiệt các tầng chứa nước.

Các tầng chứa nước dưới lòng đất có khả năng đàn hồi cao hơn, có thể với sự quản lý cẩn thận để tránh gây hại cho các hệ sinh thái địa phương cung cấp nguồn tài nguyên cho các cộng đồng sống trên các đảo núi lửa, ở các vùng như Galapagos, Comoros, Cape Verde và Reunion.

Tất cả các khu vực này đều có các lớp địa chất thủy văn tương tự như những gì nhóm của Attias đã phát hiện ở Hawaii. Có thể chúng cũng có cơ chế vận chuyển nước ngọt tương tự.