آیا افسردگی در چمنزارهای کانادا کلید شارژ آبهای زیرزمینی است؟


خبر – 29 سپتامبر 2021 – چرخه آب یک تعادل ظریف است. در محیط های طبیعی ، آب حاصل از باران یا ذوب برف می تواند به زمین نفوذ کرده یا به نهرها جاری شود. مقداری از آب در مخازن طبیعی زیرزمینی – به اصطلاح آب زیرزمینی – ذخیره می شود. گیاهان آب خود را برای رشد مصرف می کنند و سپس بارندگی های جدید آب های زیرزمینی را پر می کند – فرایندی که به عنوان تغذیه آب های زیرزمینی شناخته می شود.

در آب و هوای خشک ، گیاهان بیشتر آبی را که وارد خاک می شود ، مصرف می کنند. آبهای زیرزمینی چگونه پر می شوند؟ برای دشت های کانادایی ، پاسخ در افسردگی در چشم انداز نهفته است. رواناب زمین های اطراف در این فرورفتگی ها جمع شده و به آب های زیرزمینی ختم می شود.

زمانی که آخرین لایه یخی از دشت های بزرگ در حدود 10 تا 12000 سال پیش خارج شد ، یخچال ها افسردگی چشم انداز را به جا گذاشتند. آنها مانند باغ بارانی ، از مناطق اطراف خود رواناب می گیرند ، اما معمولاً بزرگتر هستند. قطر آنها 50 تا 100 متر و عمق آنها 1 تا 2 متر است.

با این حال ، دانشمندان می ترسند که تغییرات آب و هوایی می تواند بر این فرایند شارژ آبهای زیرزمینی ظریف تأثیر بگذارد.

در حال حاضر ، بیشتر آب در فرورفتگی ها به عنوان رواناب از ذوب برف به عنوان جریان بر روی زمین یخ زده و به فرورفتگی ها می آید. محققان در کانادا در مورد چگونگی اختلال در این فرآیند در اثر تغییرات آب و هوایی در آینده تحقیق کردند.

ماساکی هایاشی و تیم دانشگاه کلگری اخیراً این کار را انجام داده اند. منتشر شد مجله Vadose Zone، نشریه ای از انجمن علوم خاک آمریکا.

هایاشی می گوید: “انگیزه این تحقیق از نیاز به ارزیابی تغذیه برای مدیریت پایدار آب های زیرزمینی در دشت های کانادایی ناشی شد.” اگر نمی دانیم هر سال چه میزان تجدید می شود ، نمی توانیم منابع تجدیدپذیر را مدیریت کنیم. مانند این است که بخواهید هزینه ها را از حساب بانکی بدون اطلاع از میزان درآمد مدیریت کنید. “

کارشناسان پیش بینی می کنند که آب و هوای آینده این دشت ها گرمتر و مرطوب تر خواهد بود. اگرچه به نظر می رسد این امر منجر به افزایش مجدد آب های زیرزمینی می شود ، اما دانشمندان می خواستند دریابند که آیا در این فرورفتگی ها این مورد وجود دارد یا خیر.

این مناطق کم حجم رواناب ناشی از ذوب برف را جمع آوری می کنند و حتی می توانند در بهار به حوضچه تبدیل شوند. برخی از فرورفتگی های بزرگتر حتی آب دارند که در طول تابستان می ماند. این تالابها تالابهای چمنزار یا تالابهای چمنزار نامیده می شوند و محل زندگی بسیاری از گیاهان و جانوران آبزی در این منطقه است.

دانشمندان برای تعیین چگونگی تأثیر آب و هوای گرمتر و مرطوب تر بر تغذیه آبهای زیرزمینی ، از مدلی برای شبیه سازی محیط استفاده کردند. با قرار دادن ابزارها به طور مستقیم در سینک ظرفشویی (تصویر را ببینید) ، آنها اطلاعاتی در مورد خواص خاک ، آب و هوا و اندازه سینک ظرفشویی و ناحیه اطراف آن جمع آوری کردند. کار آنها ، نوعی مدل تعادل آب خاک ، از داده های جمع آوری شده برای شبیه سازی نحوه حرکت آب از سطح به لایه های عمیق خاک در آینده استفاده کرد.

آنها دریافتند که تجمع برف و همچنین میزان و مدت زمان زمین یخ زده در زمستان کاهش می یابد. این بدان معناست که رواناب کمتری به سینک ها وارد می شود و آبهای زیرزمینی کمتر شارژ می شوند.

هایاشی توضیح می دهد: “آب و هوای مرطوب به طور کلی منجر به شارژ بیشتر می شود ، اما به نظر نمی رسد در شمال دشت های بزرگ ، جایی که تغذیه در افسردگی متمرکز است ، اینطور باشد.” “حتی اگر کل بارش ها افزایش یابد ، باران بیشتر و برف کمتری خواهیم داشت. این بدان معنی است که تجمع برف در زمستان کاهش می یابد. ما همچنین مدت زمان زمین یخ زده کوتاه تر و نفوذ یخ سطحی کمتری خواهیم داشت. “

او می افزاید که این مسئله مشکلی ایجاد می کند زیرا ذوب شدن کند برف که بر روی زمین یخ زده جریان می یابد و نمی تواند آن را به سرعت جذب کند ، کلیدی است که به رواناب اجازه می دهد تا وارد فرورفتگی ها شود.

به گفته محققان ، کاهش شارژ می تواند اثرات زیست محیطی زیادی داشته باشد. به عنوان مثال ، بسیاری از چشمه های کوچک از آبهای زیرزمینی تغذیه می شوند و ممکن است تحت تأثیر منفی قرار گیرند.

هایاشی می گوید: “این می تواند جریان پایین نهرهای کوچکی را که از آبهای زیرزمینی تغذیه می شوند ، کاهش دهد.” برخی از جریانهای دائمی می توانند فصلی باشند. این می تواند تأثیر زیادی بر اکوسیستم نهر داشته باشد. به طور کلی ، این فرورفتگی های کوچک در مقایسه با فرورفتگی های بزرگتر با تالابهای چمنزار اهمیت کمتری به نظر می رسد. با این حال ، بسیاری از سینک های کوچک دیگر وجود دارند که در مجموع برای تغذیه آب های زیرزمینی مهم هستند. “

بودجه این تحقیق توسط Alberta Innovates ، Alberta Environment and Parks ، Alberta Energy Regulator / Alberto Geological Survey ، Global Water Futures (Prairie Water) و شورای تحقیقات علوم طبیعی و مهندسی تأمین شده است.