科学家在俄勒冈州发现一个巨大的地下含水层

研究人员在俄勒冈州的喀斯喀特山脉发现了一个地下含水层，其面积比以前想象的要大得多，是米德湖的三倍。这一巨大的水储备具有资源管理和火山活动洞察的潜力，水主要由积雪补充，而积雪很容易受到气候变化的影响。

俄勒冈州的喀斯喀特山脉（Cascade Range）山中可能没有黄金，但却蕴藏着丰富的另一种珍贵资源：水。

来自俄勒冈大学的研究人员及其合作者绘制了俄勒冈州喀斯喀特山脉中部峰顶火山岩下的巨大地下水储量图。 他们发现的含水层比以前想象的要大得多，至少有 81 立方公里（21 万亿加仑）的储水量。

从这个角度来看，这个地下蓄水层的储水量几乎是米德湖最大容量的三倍，米德湖是科罗拉多河上的一个枯竭水库，为加利福尼亚州、亚利桑那州和内华达州供水。 它的容积也是太浩湖的一半以上。

这一发现对该地区的水资源管理和政策具有重要影响，气候变化的影响--积雪减少、长期干旱和供水压力增大--使得可持续的资源规划比以往任何时候都更加重要。

这也影响了我们对该地区火山灾害的理解。 岩浆与大量水的相互作用通常会导致爆炸性喷发，将火山灰和气体喷向空中，而不是喷发出流动较慢的熔岩流。

俄勒冈州立大学地球科学家莱夫-卡尔斯特伦（Leif Karlstrom）说："这是一个储存在山顶岩石中的大陆大小的湖泊，就像一个大水塔。哥伦比亚峡谷以北和沙斯塔山附近也有类似的大型火山含水层，这很可能使喀斯喀特山脉成为世界上最大的含水层。"

研究小组在今天（1月13日）发表在《美国国家科学院院刊》上的一篇论文中报告了这一发现。

大多数俄勒冈人都依赖源自喀斯喀特山脉的水源。 例如，供应尤金大部分饮用水的麦肯齐河就发源于高山上的清泉湖。 但这一地下含水层规模的发现却令人大吃一惊。

研究报告的合著者、森林管理局的地质学家戈登-格兰特（Gordon Grant）说："我们最初的目的是更好地了解卡斯卡特地貌随着时间的推移是如何演变的，以及水是如何在其中流动的。但在进行这项基础研究的过程中，我们发现了人们关心的重要问题：卡斯凯奇山脉中活跃的储水量令人难以置信，以及水的流动和火山带来的危害是如何联系在一起的。"

西卡斯卡特山脉的特点是陡峭的山坡和河流凿出的深谷。 而高处的卡斯卡特山脉则较为平坦，湖泊和熔岩流等火山地形点缀其间。 卡斯卡特山脉是经过数百万年的火山活动形成的，因此高处卡斯卡特山脉裸露的岩石要比西部卡斯卡特山脉的岩石年轻得多。

因此，圣蒂亚姆山口附近的西喀斯喀特山脉和高喀斯喀特山脉之间的过渡地带是了解火山如何塑造俄勒冈州地貌的天然实验室。

"我们工作的动力不仅在于这些地貌在地形上的不同。 而是水流通过它们的方式确实不同，"Karlstrom 说。

为了更好地了解不同火山带的水流情况，研究小组利用了 20 世纪 80 年代和 90 年代开始的项目。 过去，科学家们曾深入地下钻探，测量不同深度的温度，以此寻找与卡斯卡特山脉众多温泉有关的地热能源。

通常情况下，岩石越深入地下温度越高。 但向下渗透的水会破坏温度梯度，使一千米深的岩石与地表岩石的温度相同。

通过分析这些深钻孔中温度开始回升的位置，卡尔斯特伦和他的同事们可以推断出地下水通过火山岩裂缝渗透的深度。 这样，他们就能绘制出含水层的体积图。

以前对喀斯喀特山脉可用水量的估算都是通过测量河流和溪流的排水量来估算泉水流量的。 卡尔斯特罗姆和他的同事们则深入研究--从字面上理解。 但是，由于这些钻孔最初并不是为了绘制地下水图而钻的，它们并没有覆盖人们可能希望收集此类数据的每一个区域。 因此，新估算的含水层面积只是一个下限，实际水量可能更大。

虽然含水层比以前认为的要大得多，这是一个令人鼓舞的消息，但卡尔斯特伦提醒说，它仍然是一种有限的资源，必须小心管理，并需要进一步研究。

他说："那里现在是一个巨大而活跃的地下水库，但它的寿命和对变化的适应能力取决于是否有补给水。"

含水层主要靠积雪补充，而卡斯卡特山脉高地的积雪量预计在未来几十年内将迅速减少。 预计更多的降水将以降雨的形式出现，这可能会影响向高卡斯卡特含水层补给的水量。 虽然地下蓄水层对每年的小幅波动有一定的适应能力，但如果连续多年降雨量偏低或没有积雪，情况可能就不一样了。

格兰特说："这个地区得到了一份地质礼物，但我们才刚刚开始了解它。 如果我们没有下雪，或者如果我们连续几个糟糕的冬天都没有降雨，那将意味着什么？ 这些都是我们现在必须关注的关键问题。"

编译自/scitechdaily