Ученые изучают возраст подземных вод в египетских водоносных горизонтах
Большая часть воды, используемой людьми в Египте, поступает из реки Нил, которая образуется из осадков в горных районах Эфиопского нагорья. Однако в районах, удаленных от долины реки Нил, где воды не хватает, а население растет, подземные воды являются единственным доступным пресноводным ресурсом.
Знание того, сколько воды имеется в подземных водоносных горизонтах и как быстро она пополняется, жизненно важно для обеспечения населения водой для питья и орошения. Определение возраста источников воды помогает в этих расчетах.
Новое исследование, проведенное в Университете штата Делавэр, рассматривало изотопы хлора как химические индикаторы для определения возраста и происхождения подземных вод из Восточной пустыни Египта. Исследованием руководили кандидаты в доктора Махмуд Шериф и Нил Стурчио из УД и Мохамед Султан из Университета Западного Мичигана. Результатом работы стала статья, недавно опубликованная в журнале Earth and Planetary Science Letters .
В то время как подземные воды обеспечивают только семь процентов потребности в воде в Египте, египетские власти по водоснабжению недавно вновь обратили внимание на увеличение их эксплуатации, особенно в восточной части Египта, для смягчения растущего дефицита воды и для реализации сельскохозяйственных проектов.
Для измерения возраста и происхождения подземных вод было отобрано 29 проб из разных скважин во время нескольких полевых экспедиций в Египте. Исследователи использовали долгоживущий радиоактивный изотоп хлор-36 для оценки возраста подземных вод; этот изотоп образуется в атмосфере и перемещается на землю и имеет период полураспада 300 000 лет.
Стурчио, профессор и заведующий кафедрой геологических наук в Колледже Земли, океана и окружающей среды УД, сказал, что Восточная пустыня интересна тем, что, хотя она все еще сухая и засушливая, в ней выпадает больше дождей, чем в Западной пустыне Египта.
Из-за этого дождя исследователям было любопытно посмотреть, могут ли подземные воды в Восточной пустыне вообще быть моложе, чем вода, обнаруженная в Западной пустыне, но были удивлены их результатами.
«В неглубоких водоносных горизонтах можно ожидать молодую воду, возможно, 50–100 лет, потому что она идет в виде дождя и стекает в долину Нила», — сказал Стурчио. «Но в некоторых из этих водоносных горизонтов Махмуд нашел воду, которой, очевидно, 200 000 лет».
Стурчио сказал, что, хотя на самом деле этой воде, вероятно, нет 200 000 лет, сам факт ее появления показывает, что более старая вода из Нубийского водоносного горизонта поднимается по разломам в скалах и смешивается с мелкой водой ,перенося часть старого хлора.
Вода, поступающая из более глубокого водоносного горизонта, вероятно, закончилась там, когда климат был намного более влажным — еще миллион лет назад — с обильными дождями, из-за которых много воды просачивалось в землю и собиралось в очень густой, пористой песчаник.
Шериф сказал, что обнаружение этого естественного выброса из глубоких водоносных горизонтов через эти разломы в более мелкие водоносные горизонты имеет важное значение для плана развития района.
«Когда мы определяем количество воды в неглубоком водоносном горизонте, мы должны учитывать, что вода поступает из более глубокого водоносного горизонта», — сказал Шериф. «Это дополнительный источник, и вместо бурения очень глубоких скважин, что очень дорого, [египетское правительство] не будет вынуждено. Они могут снизить стоимость».
По словам Стурчио, в то время как Египту повезло, что у него много воды из Нила, в соответствии с международным соглашением из реки можно вывести только столько воды. Вот почему в таких районах, как Восточная пустыня, очень важно выявлять и использовать эти ресурсы подземных вод.
«В некоторых местах молодые подземные воды, которые образуются в виде дождей, и для истечения которых требуется около 50–100 лет, используются для орошения. Но часть воды, которую они откачивают, поступает из гораздо более старых подземных вод в водоносном горизонте под ними, «сказал Стурчио. «Вы действительно хотите знать, сколько из этой воды вы можете откачать, прежде чем чрезмерно накачать ее и использовать ее слишком быстро. Вы не хотите откачивать ее быстрее, чем она может пополниться, в идеале. возраст подземных вод является частью основы для разработки хорошей стратегии его использования ».
