Die Entdeckung von unterseeischem Süßwasser vor der Küste Hawai’i weckt weltweit Hoffnungen für Inseln.

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Laut einer Studie der Universität von Hawai’i, die wichtige Auswirkungen auf vulkanische Inseln auf der ganzen Welt hat, wird vor der Insel Hawai’i doppelt so viel Süßwasser gespeichert wie bisher angenommen. Ein ausgedehntes Süßwasserreservoir innerhalb der unterseeischen Südflanke des Hualālai Aquifers wurde von Forschern der UH mit dem Hawai’i EPSCoR ‘Ike Wai-Projekt’ kartiert. Die bahnbrechenden Ergebnisse, die in Science Advances veröffentlicht wurden, zeigen einen neuartigen Weg auf, auf dem beträchtliche Mengen an Süßwasser von Onshore- zu Offshore-U-Boot-Aquiferen entlang der Küste der Insel Hawai’i transportiert werden.

Dieser Mechanismus könnte den vulkanischen Inseln weltweit alternative erneuerbare Süßwasserressourcen zur Verfügung stellen. “Ihr Nachweis für getrennte, übereinander gestapelte Süsswasserlinsen nahe der Kona-Küste von Hawai’i verbessert die Aussichten für eine nachhaltige Entwicklung auf vulkanischen Inseln erheblich”, sagte Dean Brian Taylor von der UH Mānoa School of Ocean and Earth Science and Technology (SOEST).

Paradigmenwechsel

Durch den Einsatz von elektromagnetischer Bildgebung aus kontrollierten Meeresquellen zeigte die Studie die Onshore-zu-Offshore-Bewegung von Süßwasser durch eine mehrschichtige Formation von Basalten, die zwischen Asche- und Bodenschichten eingebettet sind und sich von früheren Grundwassermodellen für dieses Gebiet unterscheiden. Die im Rahmen des von der National Science Foundation unterstützten ‘Ike Wai-Projekts’ durchgeführte Studie wurde von Eric Attias, einem Forschungspartner der Fakultät, geleitet, der die Kampagne zur Meeresgeophysik leitete.

“Unsere Ergebnisse stellen einen Paradigmenwechsel gegenüber den herkömmlichen hydrologischen Konzeptmodellen dar, die in den letzten 30 Jahren von zahlreichen Studien und Wasserorganisationen auf Hawai’i und anderen vulkanischen Inseln zur Berechnung nachhaltiger Erträge und der Speicherung im Grundwasserleiter verwendet wurden”, sagte Attias. “Wir hoffen, dass unsere Entdeckung die zukünftigen hydrologischen Modelle und folglich die Verfügbarkeit von sauberem Süßwasser auf vulkanischen Inseln verbessern wird”.

Co-Autor Steven Constable, ein Professor für Geophysik an der Scripps Institution of Oceanography, der das im Projekt verwendete elektromagnetische System mit kontrollierter Quelle entwickelt hat, sagte: “Ich habe meine gesamte Karriere damit verbracht, elektromagnetische Meeresmethoden wie die hier verwendete zu entwickeln. Es ist wirklich erfreulich zu sehen, dass die Geräte für eine so wirkungsvolle und wichtige Anwendung eingesetzt werden. Elektrische Methoden werden schon seit langem zur Untersuchung des Grundwassers an Land eingesetzt, und daher ist es sinnvoll, die Anwendung auf See auszuweiten.

Kerry Key, eine außerordentliche Professorin an der Columbia University, die elektromagnetische Methoden zur Abbildung verschiedener ozeanischer Erdstrukturen einsetzt und an dieser Studie nicht beteiligt war, sagte: “Diese neue elektromagnetische Technik ist ein spielerisch veränderndes Werkzeug für kostengünstige Erkundungsuntersuchungen zur Identifizierung von Regionen, die Süßwasser-Aquifere enthalten, bevor teurere Bohrungen zur direkten Beprobung der Porenwässer durchgeführt werden. Sie kann auch dazu verwendet werden, die laterale Ausdehnung von bereits in isolierten Bohrlöchern identifizierten Grundwasserleitern zu kartieren.

Zweimal mehr Wasser

Donald Thomas, ein Geochemiker des Hawai’i Institute of Geophysics and Planetology in SOEST, der ebenfalls an der Studie mitgearbeitet hat, sagte, die Ergebnisse bestätigten zweimal das Vorhandensein viel größerer Mengen an gespeichertem Grundwasser als bisher angenommen.

“Das Verständnis dieses neuen Mechanismus für das Grundwasser… ist wichtig, um die Grundwasserressourcen in Hawai’i besser verwalten zu können”, sagte Thomas, der das Humu?ula-Grundwasserforschungsprojekt leitet, das vor einigen Jahren auf der Insel Hawai’i einen weiteren grossen Süsswasservorrat fand.

Offshore-Süßwassersysteme, die denen ähnlich sind, die den Hualālai Aquifer flankieren, werden für die Insel O’ahu vorgeschlagen, auf der die Technik der elektromagnetischen Bildgebung noch nicht angewandt wurde, die aber, wenn sie nachgewiesen wird, ein neues Gesamtkonzept für die Verwaltung der Süßwasserressourcen liefern könnte.

Die Studie schlägt vor, dass dieser neu entdeckte Transportmechanismus auf anderen vulkanischen Inseln der bestimmende Mechanismus sein könnte. Da Offshore-Reservoirs als widerstandsfähiger gegen vom Klimawandel verursachte Dürreperioden angesehen werden, können vulkanische Inseln weltweit diese Ressourcen potenziell bei ihren Wassermanagementstrategien berücksichtigen.

Referenz: 25. November 2020, Science Advances.
DOI: 10.1126/sciadv.abd4866

Dieses Projekt wird durch den EPSCoR-Programmpreis OIA #1557349 der National Science Foundation unterstützt.

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