海洋的鸟瞰图

在对美国东北沿海海底的一项新调查中，科学家们发现了一个惊人的发现：一个巨大的含水层，相对淡水被困在咸海下面的多孔沉积物中。它似乎是目前世界上发现的最大的此类构造。含水层至少从马萨诸塞州延伸到新泽西州，一直延伸到大陆架边缘约50英里。如果在地表发现，它将形成一个面积约15000平方英里的湖泊。研究表明，这些含水层可能位于世界上许多其他海岸之外，并可能为目前面临枯竭危险的干旱地区提供急需的水。

研究人员采用创新的电磁波测量技术来绘制水图，这些水仍然是其他技术所不可见的。 “我们知道在隔离的地方有淡水，但我们不知道其范围或几何形状，”主要作者Chloe Gustafson博士表示， “它可能会成为世界其他地区的重要资源。”这项研究发表在本周的《科学报告》期刊上。

含水层的最初迹象出现在20世纪70年代，当时很多公司在海岸线外钻探石油，但有时会开采出淡水。钻孔只是海底的一个小针孔，科学家们争论着这些水沉积物是孤立的口袋还是更大的东西。从大约20年前开始，研究合著者Kerry Key，地球物理学家，帮助石油公司开发技术，利用海底的电磁成像来寻找石油。最近，Key决定看看是否也可以使用某种形式的技术来寻找淡水沉积物。2015年，他和海洋研究所的Rob L. Evans在研究船进行了10天的测量，他们在新泽西州南部和马萨诸塞州玛莎葡萄园岛进行了测量，那里分散的钻孔已经爆裂，富含水的沉积物。

他们把接收器扔到海底测量下面的电磁场，以及太阳风和雷击等自然干扰在多大程度上产生共振。被拖到船后的一个装置也发出人工电磁脉冲，并记录了来自海底的相同类型的反应。这两种方法的工作原理都很简单：盐水比淡水更好地传导电磁波，因此淡水表现为一个低电导带。分析表明，这些沉积物并不分散；它们或多或少是连续的，从海岸线开始，一直延伸到较浅的大陆架内——在某些情况下，长达75英里。在大多数情况下，它们从海底600英尺以下开始，到海底1200英尺左右。

来自两个研究区域的数据的一致性使研究人员能够高度自信地推断淡水沉积物不仅跨越新泽西州和马萨诸塞州的大部分地区，而且还包括罗德岛、康涅狄格州和纽约的中间海岸。他们估计该地区至少拥有670立方英里的淡水。如果未来的研究显示含水层向南和向南延伸，它将与伟大的奥加拉拉含水层相媲美，该含水层为从南达科他州到德克萨斯州的八大平原州提供重要的地下水。

研究人员表示，水可能以两种不同的方式进入海底。大约在15000到20000年前，在最后一个冰川时代结束时，世界上大部分的水被锁在一英里深的冰层中；在北美，它延伸到现在的新泽西州北部，长岛和新英格兰海岸。海平面要低得多，暴露出现在美国大陆架水下的大部分地区。当冰融化时，沉积物在架子顶部形成巨大的河流三角洲，淡水被困在那里散落的口袋里。海平面上升。到目前为止，捕获这种“化石”水一直是海洋下发现的淡水的常见解释。

但研究人员表示，新发现表明该含水层也是由来自陆地的现代地下径流补给的。Key说，由于来自降雨和水体的水渗透到陆上沉积物中，它很可能被潮汐的上升和下降压力向海洋泵送。他把这个比作一个人在海绵上上下按压从海绵两侧吸水。此外，含水层通常在海岸附近最新鲜，并且越往外越咸，表明它随着时间的推移逐渐与海水混合。陆地淡水的含盐量通常不到千分之一，这大约是在陆地附近的海底发现的价值。当含水层到达其外缘时，它上升到每千分之十五。（典型的海水为每千分之35。）

如果从蓄水层的外部抽取水，大部分用途都必须进行脱盐处理，但成本将远远低于海水处理。在这个地区，我们可能不需要这样做，但如果我们能证明在其他地区有大量的含水层，这可能代表一种资源”在南加州、澳大利亚、中东或撒哈拉非洲等地。研究团队希望扩大调查范围。