Laut einer neuen Studie versteckt sich ein gigantischer Süßwassergrundwasserleiter unter dem salzigen Atlantik vor der Nordostküste der Vereinigten Staaten.
Während die genaue Größe des Grundwasserleiters immer noch ein Rätsel ist, ist er möglicherweise der größte seiner Art und nimmt eine Region ein, die sich von mindestens Massachusetts bis nach Süd-New Jersey erstreckt, oder fast 350 Kilometer. Das Gebiet umfasst die Küsten von New York, Connecticut und Rhode Island. Dieser Grundwasserleiter kann etwa 2.800 Kubikkilometer leicht salziges Wasser enthalten (wir werden seine leichte Salzigkeit später erklären).
Dieses Wasser ist auch nicht jung. Die Forscher vermuten, dass ein Großteil davon aus der letzten Eiszeit stammt.
Wissenschaftler erhielten die ersten Hinweise darauf, dass in den 1970er Jahren ein Grundwasserleiter unter dem Meer herumhing, als Unternehmen, die vor der Küste nach Öl bohrten, manchmal stattdessen auf Süßwasser trafen. Es war jedoch nicht klar, ob es sich bei diesen Süßwasserablagerungen um isolierte Taschen handelte oder ob sie eine größere Fläche bedeckten.
Vor etwa 20 Jahren begann der Co-Forscher Kerry Key, heute Geophysiker am Lamont-Doherty Earth Observatory der Columbia University in New York, Ölunternehmen dabei zu helfen, Öl-Hotspots mithilfe elektromagnetischer Bildgebung auf dem Untergrund zu lokalisieren. Ähnlich wie eine Röntgenaufnahme die Knochen einer Person abbilden kann, verwendet die elektromagnetische Bildgebung elektromagnetische Wellen (von statisch über Mikrowellen bis hin zu anderen hohen Frequenzen), um Objekte zu erkennen, die nicht sichtbar sind.
In jüngerer Zeit entschied Key, um Süßwasservorkommen zu finden, ob eine Optimierung dieser Technologie ihm helfen könnte, Grundwasserleiter zu finden, bei denen es sich um unterirdische Süßwasserpools handelt. 2015 verbrachten er und sein Studienkollege Rob Evans, ein leitender Wissenschaftler für Geologie und Geophysik an der Woods Hole Oceanographic Institution in Massachusetts, 10 Tage auf See und nahmen Messungen vor der Küste von Süd-New Jersey und Martha's Vineyard in Massachusetts vor. Die Forscher wählten diese Stellen, weil Ölfirmen berichtet hatten, dort frisches Wasser gefunden zu haben.
"Wir wussten, dass es dort unten an isolierten Orten frisches Wasser gibt, aber wir kannten weder Ausmaß noch Geometrie", sagte die Hauptautorin Chloe Gustafson, Doktorandin für Meeresgeologie und Geophysik am Lamont-Doherty Earth Observatory, in einer Erklärung.
Um diese Bereiche zu untersuchen, ließen die Forscher Instrumente auf den Meeresboden fallen, um die darunter liegenden elektromagnetischen Felder zu messen. Zusätzlich strahlte ein hinter dem Schiff gezogenes Werkzeug künstliche elektromagnetische Impulse aus und maß die Reaktionen vom Untergrund aus. Die beiden Methoden beruhen auf einer ähnlichen Wissenschaft: Salzwasser leitet elektromagnetische Wellen besser als Süßwasser, so dass Süßwasserpools als Bänder mit geringer Leitfähigkeit hervorstechen würden, sagten die Forscher.
Eine Analyse ergab, dass das Süßwasser nicht hier und da verstreut war, sondern kontinuierlich war, beginnend an der Küste und auf dem Festlandsockel. An einigen Stellen erstreckte sich der Grundwasserleiter bis zu 120 km vor der Küste.
Das Merkmal war auch tiefgreifend und begann etwa 182 Meter unter dem Meeresboden und endete 365 Meter unter dem Meeresboden. Wenn spätere Untersuchungen zeigen, dass der Grundwasserleiter größer ist, könnte er mit dem Ogallala-Grundwasserleiter konkurrieren, einem riesigen Süßwasserpool, der acht Great Plains-Staaten von South Dakota bis Texas mit Grundwasser versorgt.
Wie kam das Wasser unter den Ozean?
Der Grundwasserleiter sei wahrscheinlich am Ende der letzten Eiszeit entstanden, sagten die Forscher. Vor etwa 20.000 bis 15.000 Jahren war ein Großteil des Wassers der Welt in Gletschern eingeschlossen, wodurch der Meeresspiegel niedriger war als heute. Als die Temperaturen stiegen und das Eis im Nordosten der USA schmolz, wusch das Wasser riesige Mengen an Sedimenten weg, die auf dem noch exponierten Festlandsockel Flussdeltas bildeten. In diesen Sedimentfallen steckten dann große Frischwassertaschen aus den geschmolzenen Gletschern fest. Später stieg der Meeresspiegel und hielt das Sediment und das Süßwasser unter dem Ozean fest.
Heutzutage scheint der Grundwasserleiter nicht zu stagnieren. Vielmehr wird es wahrscheinlich durch unterirdische Abflüsse aus dem Land gespeist, sagten die Forscher. Dieses Wasser wird dann wahrscheinlich durch den steigenden und fallenden Druck der Gezeiten seewärts gepumpt, sagte Key.
Er fügte hinzu, dass der Grundwasserleiter in Küstennähe am frischesten ist und weiter draußen salziger wird, was darauf hinweist, dass er sich mit der Zeit langsam mit Meerwasser vermischt. Das Süßwasser in der Nähe von Land ist ungefähr 1 Teil pro Tausend Salz, ähnlich wie anderes terrestrisches Süßwasser, sagte er. Im Gegensatz dazu sind es an den Außenkanten des Grundwasserleiters etwa 15 Promille, was immer noch unter dem typischen Meerwasserspiegel von 35 Promille liegt.
Mit anderen Worten, dieses Wasser müsste entsalzt werden, bevor die Menschen es verwenden könnten, aber es wäre immer noch billiger zu verarbeiten als normales Salzwasser, sagte Key.
"Wir müssen das in dieser Region wahrscheinlich nicht tun, aber wenn wir zeigen können, dass es in anderen Regionen große Grundwasserleiter gibt, die möglicherweise eine Ressource darstellen", an trockenen Orten wie Südkalifornien, Australien, dem Nahen Osten oder der Sahara. sagte er in der Erklärung.
