نیم‌قرن پیش، کشتی حفاری دولتی که در حال بررسی بستر دریا در سواحل شمال‌شرقی ایالات متحده بود، به کشفی غیرمنتظره دست یافت: آب شیرین در زیر آب شور اقیانوس اطلس.
این یافته که در ابتدا در جریان یک بررسی مواد معدنی و هیدروکربن‌ها کشف شد، اکنون به موضوع یک ماموریت بین‌المللی بی‌سابقه تبدیل شده است.
چرا این کشف اهمیت دارد؟
- خطر خشکسالی در حال افزایش است.
- شوری آب در سواحل رو به افزایش است.
- پیش‌بینی‌ها نشان می‌دهد تقاضای جهانی برای آب شیرین در چند سال آینده حدود ۴۰٪ از منابع موجود فراتر خواهد رفت.
به همین دلیل دانشمندان در حال جستجوی راهکارهای جدید هستند؛ از جمله حفاری در اعماق اقیانوس برای یافتن منابع آب شیرین.
عملیات حفاری اقیانوس برای آب شیرین
در تابستان گذشته، کمپین Expedition 501 با استفاده از یک کشتی سه‌پایه حفاری به نام Robert آغاز شد. این کشتی که معمولاً برای سرویس‌دهی به سکوهای نفتی و مزارع بادی استفاده می‌شود، این بار به یک آزمایشگاه شناور زمین‌شناسی تبدیل شد.
در طول سه ماه، تیم پژوهشی در سواحل کیپ کاد تا عمق حدود ۴۰۰ متر زیر بستر دریا حفاری کردند و هزاران نمونه آب و رسوب (در مجموع حدود ۵۰ هزار لیتر) برداشتند تا نقشه دقیقی از این منبع زیرزمینی تهیه کنند.
تاریخچه کشف
- ۱۹۷۶: سازمان زمین‌شناسی آمریکا (USGS) در جزیره نانتاکت چاه آزمایشی عمیقی حفر کرد و از اعماق غیرمنتظره آب شیرین به‌دست آورد.
- همان سال، کشتی تحقیقاتی Glomar Conception در حین جستجوی متان از جورجیا تا جورج بانک نمونه‌برداری کرد و بارها با آب “شیرین یا نیمه‌شیرین” مواجه شد.
- ۲۰۱۵: دانشمندان موسسات Woods Hole و Columbia با استفاده از تصویربرداری الکترومغناطیسی، نقشه‌ای از یک آبخوان وسیع زیر سواحل اقیانوس اطلس ترسیم کردند که اندازه آن با آبخوان اوگالالا در ایالات متحده مقایسه شد.
نتایج جدید Expedition 501
پژوهشگران در این ماموریت موفق شدند وجود آب شیرین و تقریباً شیرین را در لایه‌هایی هم کم‌عمق‌تر و هم عمیق‌تر از پیش‌بینی‌ها شناسایی کنند. این نشان می‌دهد که این سیستم آبی بزرگ‌تر و پیچیده‌تر از مدل‌های قبلی است.
در برخی عملیات‌ها، آب تحت فشار به‌طور طبیعی از لوله حفاری بیرون زد که گواهی بر وجود یک سیستم آبی متصل و تحت فشار در زیر قفسه قاره‌ای است.
منشأ آب شیرین؛ راز بزرگ بعدی
دانشمندان اکنون نمونه‌ها را برای آزمایش‌های دقیق‌تر به آزمایشگاه‌های سراسر جهان ارسال کرده‌اند تا سن و منشأ آب را تعیین کنند.
دو فرضیه اصلی مطرح است:
- ذوب یخ‌های باستانی: زمانی که قاره آمریکا زیر لایه‌های عظیم یخ قرار داشت، سطح دریا پایین‌تر بود و آب شیرین می‌توانست در ماسه‌های آن زمان نفوذ کند.
- ارتباط فعال با آبخوان‌های ساحلی: آب‌های زیرزمینی مدرن ممکن است به‌آرامی به سمت دریا مهاجرت کرده باشند.
پاسخ به این پرسش اهمیت زیادی دارد؛ اگر این منبع بیشتر از آب‌های فسیلی تشکیل شده باشد، یک منبع محدود و غیرقابل تجدید محسوب می‌شود. اما اگر با آب‌های خشکی تغذیه شود، برداشت از آن ممکن است تعادل هیدرولوژیک مناطق ساحلی را تغییر دهد.
پیامدهای جهانی
- تجربه بحران آب کیپ‌تاون در سال ۲۰۱۸ نشان داد که شهرهای مدرن می‌توانند به سرعت با کمبود آب مواجه شوند.
- حتی ایالت‌های اطراف دریاچه‌های بزرگ آمریکا نیز از فشار بر منابع آب زیرزمینی گزارش داده‌اند.
- مراکز داده در مناطق تکنولوژی‌محور به مصرف‌کنندگان بزرگ آب تبدیل شده‌اند؛ به عنوان مثال در ویرجینیا، مصرف آب آن‌ها معادل هزاران خانوار است.
چالش‌های مهندسی و حقوقی
حتی اگر این منبع عظیم و قابل استفاده باشد، بهره‌برداری از آن کار ساده‌ای نیست.
- طراحی چاه‌های ایمن در زیر بستر دریا
- انتقال آب به ساحل
- جلوگیری از نفوذ آب شور یا فروریختن رسوبات
- ارزیابی اثرات زیست‌محیطی بر زیستگاه‌های کف دریا و چشمه‌های ساحلی
- تدوین قوانین و تعیین مالکیت منابع آب در آب‌های فدرال و ایالتی
آینده آب شیرین زیر دریا
این پروژه اولین تلاش هماهنگ و سیستماتیک برای نقشه‌برداری و نمونه‌برداری از چنین منبعی در زیر دریا است. دانشمندان در حال حاضر تمرکز خود را بر اندازه‌گیری‌های دقیق شوری، سن ایزوتوپی، داده‌های نفوذپذیری و ساختار رسوبات گذاشته‌اند تا اطلاعات علمی قطعی در اختیار سیاست‌گذاران قرار دهند.
این تصمیم‌گیری با توجه به نتایج نهایی می‌تواند شامل موارد زیر باشد:
- استفاده در مواقع اضطراری
- تکمیل منابع آب سطحی
- حفاظت از این منبع به عنوان ذخیره‌ای حساس و استراتژیک
جمع‌بندی
کشف آب شیرین در اعماق اقیانوس، پنجره‌ای جدید برای امنیت آبی جهانی باز کرده است. این منبع می‌تواند آینده‌ای متفاوت برای شهرهای ساحلی رقم بزند، یا به‌عنوان یک ذخیره محافظت‌شده برای نسل‌های بعد باقی بماند.
