Je geeft het misschien niet meer dan een voorbijgaande gedachte, maar grondwater is een vitale zoetwaterbron. Alleen al in Australië is het reserves van grondwater helpen de natie een vaste A $ 34 miljard per jaar te verdienen van mijnbouw, voedselproductie en productie.

Maar het is ook een kwetsbare bron. Wereldwijd, ongeveer 1.7 miljard mensen leven in regio's waar grondwater onder druk staat, 60% van hen in India en China.

Amerikaanse en Canadese onderzoekers onlangs berekend de totale hoeveelheid grondwater werelds en schat dat het gelijk is aan een meer 180m diep over de gehele aarde. Dit maakt het grondwater de grootste actieve zoetwater bron op de planeet.

Grondwater wordt vaak aangeduid als een hidden resource, Omdat het niet vaak gezien en is moeilijk te visualiseren. Water wordt opgeslagen tussen poriën in de rots, of breuken, zogenaamde aquifers. De hoeveelheid grondwater op een bepaalde plaats is dus afhankelijk van de lokale geologie. Geologische geschiedenis bepaalt de mate waarin een poreus gesteente en gebroken, en dus of het grondwater opgeslagen.

We weten nog steeds heel weinig over deze waardevolle hulpbron, met name over hoe het kan worden beïnvloed door toenemende druk en een opwarmende wereld. Maar wetenschappers beginnen de antwoorden te achterhalen.

Hoe kom je te weten hoe oud het water is?

Hetzelfde onderzoeksteam dat de hoeveelheid grondwater berekend onderzocht ook zijn leeftijd. Hoe hebben ze dit doen?

Mensen introduceerde een geschikte tijd handtekening op de aarde toen we begonnen met het testen van atoomwapens. Dit laat een tijdstempel die kan worden gevonden in het water, rotsen en levende organismen.

Door het zien als er radioactiviteit uit atoombom testen in het grondwater aanwezig, konden de onderzoekers schatten dat 6% van het grondwater is jonger dan 50 jaar oud.

Als dit water gelijkmatig is verdeeld over de continenten, dan is er slechts 3m diepte van "moderne" grondwater gelijkmatig verdeeld over de continenten.

Men zou kunnen stellen dat als we alleen dit "moderne" grondwater gebruiken, dit duurzaam is, omdat we weten dat het in de afgelopen 50-jaren is vervangen (of opgeladen) door natuurlijke processen. Maar hoe snel het grondwater wordt opgeladen, verandert in de loop van de tijd.

Water moet de poriën en breuken in rotsen bereiken, nu of in het verleden. Dit betekent dat de hoeveelheid neerslag meer moet zijn dan de hoeveelheid water die verdampt van het landoppervlak, en meer dan de hoeveelheid water die door alle vegetatie wordt gebruikt. Wanneer dit gebeurt, kan zoet water het grondwater opladen van water dat "lekt" uit de bedding van rivieren of van regenwater dat door de grond stroomt.

In veel delen van de wereld weten we dat het herladen van het grondwater varieert als gevolg van natuurlijke variaties in het klimaat El Nino. En grondwater zal ook veranderen met opwarming van de aarde.

Het opladen van water: je kunt niet gewoon aansluiten

Overige recent onderzoek heeft gemeten hoe de hoeveelheid water die op het land is opgeslagen, is veranderd. De onderzoekers deden dit door veranderingen in het zwaartekrachtveld van de aarde te meten, met behulp van GRACE satellietgegevens van NASA verzameld tussen 2002 en 2014.

Het zwaartekrachtveld wordt beïnvloed door de hoeveelheid grondwater, evenals water in meren en rivieren, waarbij grondwater veruit de grootste van de drie is. Veranderingen in de hoeveelheid van dit water veroorzaakt kleine maar meetbare veranderingen in het zwaartekrachtveld van de aarde. Uit de gegevens blijkt dat water dat op het land is opgeslagen, is toegenomen van 2002 tot 2014.

De toename van opgeslagen water op het land is voldoende om de wereldwijde zeespiegel te beïnvloeden. Dus hoewel de wereldwijde zeespiegel stijgt als gevolg van de opwarming van de aarde, wordt de laatste jaren een daling van de zeespiegelstijging verklaard door het feit dat er meer water op het land wordt opgeslagen als grondwater.

Gravity data kan ons laten zien waar het grondwater opslag is toegenomen in de tijd: bijvoorbeeld, als gevolg van grote overstromingen in het bovenste Missouri in de Verenigde Staten, en de Zambezi en Niger bekkens in Afrika. De aanvulling van het grondwater door de rivieren is belangrijk en het is een van de belangrijkste manieren waarop zoet grondwater wordt aangevuld - de andere is direct opladen van de regenval.

De zwaartekracht gegevens bleek ook waar het land water winkel werd afneemt. Dit komt goed overeen met de regio's van verdroging, zoals Californië en het Midden-Oosten.

Het belangrijkste is dat deze gegevens aangeven waar grondwater wordt beïnvloed door natuurlijke klimaatvariabiliteit, door overmatig gebruik door mensen (of overmatige onttrekking) en door veranderingen in de aanvulling van het grondwater als gevolg van het broeikaseffect.

Grondwater en klimaat

Onze onderzoeksgroep aan de Universiteit van New South Wales heeft onderzocht wat de gevolgen zouden kunnen zijn voor de koolstofcyclus als grondwater wordt onttrokken. In onze recente paper in Scientific Reports laten we zien dat hoe harder je grondwater oppompt, hoe meer organische koolstof naar de oppervlakte wordt gebracht.

Organisch materiaal dat gewoonlijk wordt gevonden in films op het oppervlak van rock breuken wordt gemobiliseerd door het oppompen van grondwater. Oppompen van grondwater kan dus bewegen organische koolstof uit een ondergrondse winkel om een ​​oppervlakte koolstofbron geworden. Dit kan mogelijk ook worden vrijgegeven in de atmosfeer en dragen bij aan het broeikaseffect.

We weten het niet, maar met grondwater dat te veel wordt gebruikt in regio's die ongeveer 1.7 miljard mensen treffen, vinden we het de moeite waard serieus te onderzoeken.

Ons werk is het eerste in zijn soort en het heeft slechts één experimentele onderzoekslocatie in een gebroken watervoerende watervoerende laag overwogen. In de komende drie jaar zullen we dit onderzoek uitbreiden met een series van de boring velden gefinancierd door de Australian National Collaborative Research Infrastructure Strategy (NCRIS) Om beter inzicht in het grondwater organische koolstof op te slaan.