运送人员的船只(右)靠近位于北大西洋的「罗伯特起重船」平台(左后)。(美联社)今年夏天,科学家在鳕鱼角(Cape Cod)外海的海底发现含水层(aquifer),未来可能作为供应人类淡水的新来源。
美联社报导,在地球遥远的过去,原本冰封的环境随着冰层消融、海水上升后,逐渐成为今日美国东北部的海洋。将近50年前,美国一艘政府勘探船为了寻找矿产与碳氢化合物展开海底钻探,意外在海底发现可饮用的淡水。今年夏天,「501远征队」(Expedition 501)展开后续探索,结果在鳕鱼角外海,钻探海底并提取数千份样本后,证实这里存在一个可能从新泽西州延伸至缅因州的巨大隐藏含水层,而且这还只是全球浅海咸水下,众多「祕密淡水库」之一,或许有朝一日能用来缓解日益严峻的缺水危机。
「我们必须寻找一切可能的淡水来源,」科罗拉多矿业学院(Colorado School of Mines)科学家杜根(Brandon Dugan)说。他指出,这片海域是「你最不可能想到会有淡水的地方」,如今却成功找到。
科学家将在未来数月内,把近5万公升样本送往全球各实验室并分析其来源,厘清这些淡水究竟是来自冰川融水、或是陆地地下水系统、抑或是两者的结合。但探索含水层潜力巨大也存在挑战,若要大规模引入民用,仍需多年准备。
工作人员在「罗伯特起重船」平台准备钻探机设备。(美联社)联合国估计,短短五年内,全球淡水需求将超过供应40%。海平面上升已造成沿海淡水资源受污染,而人工智慧(AI)与云端运算资料中心的庞大耗水需求,更加剧问题。2018年,南非开普敦历经三年大旱后,近500万人差点断水。科学界推测,南非沿海同样蕴藏丰富海底淡水,而全球各大洲可能都有类似资源,例如加拿大爱德华王子岛(Prince Edward Island)、夏威夷与印尼雅加达,都是淡水资源吃紧却与潜在海底含水层共存的地区。
「501远征队」是一项耗资2500万元、十多国合作的科学计画,由美国国家科学基金会(NSF)与欧洲海洋钻探研究联盟(European Consortium for Ocean Research Drilling)共同支持,是全球第一个类似研究计画。科学家原本预估,若北大西洋的海底含水层储量充足,足以供应一座「纽约市规模」的大都市用水长达800年。但结果显示,在海床上下不同深度均发现淡水或近乎淡水,蕴藏量甚至比预期更大。
「501远征队」研究员张新绪(译音)在「罗伯特起重船」平台工作,他来自中国深圳大学。(美联社)「我们知道这类现象存在于北大西洋,也存在于全球其他地方,」英国地质调查所科学家艾佛瑞斯特(Jez Everest)说,「但过去从未有科研计画真正系统性地钻探海床寻找淡水。」远征队的钻孔最深达1289英尺。
研究团队在远洋轮船「罗伯特起重船」(Liftboat Robert)工作,该船抵达预定地点后,放下三根巨大柱子直达海床,使船固定在海面上成为平台。
这项任务其实是延续自2015年一项遥测研究,当时伍兹霍尔海洋研究所(Woods Hole Oceanographic Institution)与哥伦比亚大学拉蒙特-多尔蒂地球观测站(Lamont-Doherty Earth Observatory)曾利用电磁技术描绘含水层轮廓并估算水体盐度,结果显示该地区可能存在一个规模庞大的「近海含水系统」,可媲美大平原八州共享的奥加拉拉蓄水层(Ogallala aquifer)。
早在1976年有两项发现曾引起外界关注。首先是美国地质调查局在南塔克特岛(Nantucket island)中央钻井后,从深层抽出淡水,让科学家怀疑其来源或许并非天空降雨,而是来自海底。同年,联邦机构再度派出钻探船「格洛玛构想号」(Glomar Conception),在从乔治亚州到新英格兰的广阔大陆棚上进行60天探勘,希望寻找甲烷等资源,结果却在多个钻孔中发现大量淡水或淡化水,这些成果为半世纪后的研究奠定了基础。
研究员收集采获的水样本。(美联社)今年5月19日,科学家抵达三处钻探地点中的第一处后不久,从海床下取出的样本显示盐度仅为千分之四,远低于海洋平均盐度千分之35,但仍然过咸,未达到美国淡水标准,也就是盐度需低于千分之一。接下来数月,科学家将分析这些水的多项特征,包括深层微生物的种类、营养来源与代谢副产品,以判断其是否可安全饮用或利用。
预计六个月后,所有参与「501 远征队」的科研团队将再度齐聚德国,进行为期一个月的合作研究,届时将公布初步成果,对外说明这片「海底淡水」的年代与成因。
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