運送人員的船隻(右)靠近位於北大西洋的「羅伯特起重船」平台(左後)。(美聯社)今年夏天,科學家在鱈魚角(Cape Cod)外海的海底發現含水層(aquifer),未來可能作為供應人類淡水的新來源。
美聯社報導,在地球遙遠的過去,原本冰封的環境隨著冰層消融、海水上升後,逐漸成為今日美國東北部的海洋。將近50年前,美國一艘政府勘探船為了尋找礦產與碳氫化合物展開海底鑽探,意外在海底發現可飲用的淡水。今年夏天,「501遠征隊」(Expedition 501)展開後續探索,結果在鱈魚角外海,鑽探海底並提取數千份樣本後,證實這裡存在一個可能從新澤西州延伸至緬因州的巨大隱藏含水層,而且這還只是全球淺海鹹水下,眾多「祕密淡水庫」之一,或許有朝一日能用來緩解日益嚴峻的缺水危機。
「我們必須尋找一切可能的淡水來源,」科羅拉多礦業學院(Colorado School of Mines)科學家杜根(Brandon Dugan)說。他指出,這片海域是「你最不可能想到會有淡水的地方」,如今卻成功找到。
科學家將在未來數月內,把近5萬公升樣本送往全球各實驗室並分析其來源,釐清這些淡水究竟是來自冰川融水、或是陸地地下水系統、抑或是兩者的結合。但探索含水層潛力巨大也存在挑戰,若要大規模引入民用,仍需多年準備。
工作人員在「羅伯特起重船」平台準備鑽探機設備。(美聯社)聯合國估計,短短五年內,全球淡水需求將超過供應40%。海平面上升已造成沿海淡水資源受污染,而人工智慧(AI)與雲端運算資料中心的龐大耗水需求,更加劇問題。2018年,南非開普敦歷經三年大旱後,近500萬人差點斷水。科學界推測,南非沿海同樣蘊藏豐富海底淡水,而全球各大洲可能都有類似資源,例如加拿大愛德華王子島(Prince Edward Island)、夏威夷與印尼雅加達,都是淡水資源吃緊卻與潛在海底含水層共存的地區。
「501遠征隊」是一項耗資2500萬元、十多國合作的科學計畫,由美國國家科學基金會(NSF)與歐洲海洋鑽探研究聯盟(European Consortium for Ocean Research Drilling)共同支持,是全球第一個類似研究計畫。科學家原本預估,若北大西洋的海底含水層儲量充足,足以供應一座「紐約市規模」的大都市用水長達800年。但結果顯示,在海床上下不同深度均發現淡水或近乎淡水,蘊藏量甚至比預期更大。
「501遠征隊」研究員張新緒(譯音)在「羅伯特起重船」平台工作,他來自中國深圳大學。(美聯社)「我們知道這類現象存在於北大西洋,也存在於全球其他地方,」英國地質調查所科學家艾佛瑞斯特(Jez Everest)說,「但過去從未有科研計畫真正系統性地鑽探海床尋找淡水。」遠征隊的鑽孔最深達1289英尺。
研究團隊在遠洋輪船「羅伯特起重船」(Liftboat Robert)工作,該船抵達預定地點後,放下三根巨大柱子直達海床,使船固定在海面上成為平台。
這項任務其實是延續自2015年一項遙測研究,當時伍茲霍爾海洋研究所(Woods Hole Oceanographic Institution)與哥倫比亞大學拉蒙特-多爾蒂地球觀測站(Lamont-Doherty Earth Observatory)曾利用電磁技術描繪含水層輪廓並估算水體鹽度,結果顯示該地區可能存在一個規模龐大的「近海含水系統」,可媲美大平原八州共享的奧加拉拉蓄水層(Ogallala aquifer)。
早在1976年有兩項發現曾引起外界關注。首先是美國地質調查局在南塔克特島(Nantucket island)中央鑽井後,從深層抽出淡水,讓科學家懷疑其來源或許並非天空降雨,而是來自海底。同年,聯邦機構再度派出鑽探船「格洛瑪構想號」(Glomar Conception),在從喬治亞州到新英格蘭的廣闊大陸棚上進行60天探勘,希望尋找甲烷等資源,結果卻在多個鑽孔中發現大量淡水或淡化水,這些成果為半世紀後的研究奠定了基礎。
研究員收集採獲的水樣本。(美聯社)今年5月19日,科學家抵達三處鑽探地點中的第一處後不久,從海床下取出的樣本顯示鹽度僅為千分之四,遠低於海洋平均鹽度千分之35,但仍然過鹹,未達到美國淡水標準,也就是鹽度需低於千分之一。接下來數月,科學家將分析這些水的多項特徵,包括深層微生物的種類、營養來源與代謝副產品,以判斷其是否可安全飲用或利用。
預計六個月後,所有參與「501 遠征隊」的科研團隊將再度齊聚德國,進行為期一個月的合作研究,屆時將公布初步成果,對外說明這片「海底淡水」的年代與成因。
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