Βρέθηκε «γλυκό νερό» κάτω από τον Ατλαντικό Ωκεανό
Βαθιά στο παρελθόν της Γης, ένα παγωμένο τοπίο μετατράπηκε σε θαλάσσιο, καθώς οι πάγοι έλιωσαν και οι ωκεανοί ανέβηκαν στα ανοικτά των σημερινών βορειοανατολικών Ηνωμένων Πολιτειών. Πριν από σχεδόν 50 χρόνια, ένα πλοίο της αμερικανικής κυβέρνησης που αναζητούσε ορυκτά και υδρογονάνθρακες στην περιοχή έκανε γεώτρηση στον πυθμένα για να δει τι θα μπορούσε να βρει.
Βρήκε, από όλα τα πράγματα, σταγόνες για να πιει κάτω από τα αλμυρά βάθη – γλυκό νερό.
Φέτος το καλοκαίρι, μια παγκόσμια ερευνητική αποστολή, για πρώτη φορά στο είδος της, ακολούθησε αυτή την έκπληξη. Με γεωτρήσεις για γλυκό νερό κάτω από το αλμυρό νερό στα ανοικτά του Κέιπ Κοντ, η αποστολή 501 εξήγαγε χιλιάδες δείγματα από αυτό που τώρα θεωρείται ότι είναι ένας τεράστιος, κρυμμένος υδροφόρος ορίζοντας που εκτείνεται από το Νιου Τζέρσεϊ μέχρι το Μέιν.
Πρόκειται για μία από τις πολλές αποθήκες «μυστικού γλυκού νερού» που είναι γνωστό ότι υπάρχουν σε ρηχά αλμυρά νερά σε όλο τον κόσμο και οι οποίες μπορεί κάποια μέρα να αξιοποιηθούν για να σβήσουν την αυξανόμενη δίψα του πλανήτη, δήλωσε ο Μπράντον Ντούγκαν, συν-επικεφαλής επιστήμονας της αποστολής.
«Πρέπει να αναζητήσουμε κάθε δυνατότητα που έχουμε για να βρούμε περισσότερο νερό για την κοινωνία», δήλωσε ο Dugan, γεωφυσικός και υδρολόγος στη Σχολή Μεταλλείων του Κολοράντο, στους δημοσιογράφους του Associated Press που πέρασαν πρόσφατα 12 ώρες στην πλατφόρμα γεώτρησης. Οι ερευνητικές ομάδες έψαξαν σε «ένα από τα τελευταία μέρη που πιθανώς θα αναζητούσε κανείς γλυκό νερό στη Γη».
Το βρήκαν και θα αναλύσουν σχεδόν 50.000 λίτρα (13.209 γαλόνια) από αυτό πίσω στα εργαστήριά τους σε όλο τον κόσμο τους επόμενους μήνες. Σκοπός τους είναι να λύσουν το μυστήριο της προέλευσής του – αν το νερό προέρχεται από παγετώνες, από συνδεδεμένα συστήματα υπόγειων υδάτων στη στεριά ή από κάποιο συνδυασμό.
Οι δυνατότητες είναι τεράστιες. Το ίδιο και τα εμπόδια της εξαγωγής του νερού και του αινίγματος σχετικά με το ποιος το κατέχει, ποιος το χρησιμοποιεί και πώς να το εξάγουν χωρίς αδικαιολόγητη βλάβη στη φύση. Είναι βέβαιο ότι θα χρειαστούν χρόνια για να βγει αυτό το νερό στην ξηρά για δημόσια χρήση σε μεγάλο βαθμό, αν αυτό είναι καν εφικτό.
Ο Αρχαίος Ναύτης μας το είπε αυτό
Γιατί να προσπαθήσουμε; Σε μόλις πέντε χρόνια, σύμφωνα με τον ΟΗΕ, η παγκόσμια ζήτηση για γλυκό νερό θα ξεπεράσει τις προμήθειες κατά 40%. Η άνοδος της στάθμης της θάλασσας λόγω της αύξησης της θερμοκρασίας του κλίματος θολώνει τις παράκτιες πηγές γλυκού νερού, ενώ τα κέντρα δεδομένων που τροφοδοτούν την τεχνητή νοημοσύνη και το cloud computing καταναλώνουν νερό με ακόρεστο ρυθμό.
Ο θρήνος του Αρχαίου Ναυτικού, «Νερό, νερό, νερό, παντού, ούτε μια σταγόνα για να πιω», αποτελεί προειδοποίηση για τους στεριανούς, αλλά και για τους ναυτικούς στις αλμυρές θάλασσες.
Μόνο στη Βιρτζίνια, το ένα τέταρτο του συνόλου της ενέργειας που παράγεται στην πολιτεία πηγαίνει σε κέντρα δεδομένων, ποσοστό που αναμένεται να διπλασιαστεί σχεδόν σε πέντε χρόνια. Σύμφωνα με ορισμένες εκτιμήσεις, κάθε κέντρο δεδομένων μεσαίου μεγέθους καταναλώνει τόσο νερό όσο 1.000 νοικοκυριά. Κάθε μία από τις πολιτείες των Μεγάλων Λιμνών έχει βιώσει έλλειψη υπόγειων υδάτων.
Το Κέιπ Τάουν της Νότιας Αφρικής έφτασε επικίνδυνα κοντά στο να ξεμείνει από γλυκό νερό για τους σχεδόν 5 εκατομμύρια κατοίκους του το 2018 κατά τη διάρκεια μιας επικής, τριετούς ξηρασίας. Η Νότια Αφρική θεωρείται ότι διαθέτει επίσης έναν παράκτιο υποθαλάσσιο μποναμά γλυκού νερού και υπάρχουν τουλάχιστον ανεπίσημες ενδείξεις ότι κάθε ήπειρος μπορεί να έχει το ίδιο.
Η νήσος Prince Edward του Καναδά, η Χαβάη και η Τζακάρτα της Ινδονησίας είναι μεταξύ των τόπων όπου τα καταπονημένα αποθέματα γλυκού νερού συνυπάρχουν με μελλοντικούς υδροφόρους ορίζοντες κάτω από τον ωκεανό.
Εισάγετε την Expedition 501, μια επιστημονική συνεργασία περισσότερων από δώδεκα χωρών ύψους 25 εκατομμυρίων δολαρίων που υποστηρίζεται από το Εθνικό Ίδρυμα Επιστημών της αμερικανικής κυβέρνησης και την Ευρωπαϊκή Κοινοπραξία Ωκεάνιων Ερευνητικών Γεωτρήσεων (τα αμερικανικά χρήματα γι’ αυτήν εξασφαλίστηκαν πριν από τις περικοπές του προϋπολογισμού που επιδιώκει η κυβέρνηση Τραμπ).
Οι επιστήμονες ξεκίνησαν το έργο πιστεύοντας ότι ο υποθαλάσσιος υδροφόρος ορίζοντας που δειγματοληπτούσαν μπορεί να επαρκεί για να καλύψει τις ανάγκες μιας μητρόπολης στο μέγεθος της Νέας Υόρκης για 800 χρόνια. Βρήκαν φρέσκο ή σχεδόν φρέσκο νερό τόσο σε μεγαλύτερα όσο και σε μικρότερα βάθη κάτω από τον πυθμένα της θάλασσας από ό,τι περίμεναν, γεγονός που υποδηλώνει μεγαλύτερη προμήθεια ακόμη και από αυτή.
Γεώτρηση, μωρό μου, γεώτρηση. Για νερό
Οι εργασίες τους στη θάλασσα εκτυλίχθηκαν επί τρεις μήνες από το Liftboat Robert, ένα υπερωκεάνιο που, μόλις βρεθεί στο σημείο, κατεβάζει τρεις τεράστιες κολώνες στον πυθμένα και κάθεται πάνω από τα κύματα. Συνήθως εξυπηρετεί υπεράκτιες τοποθεσίες πετρελαίου και αιολικά πάρκα. Αυτή η αποστολή γεωτρήσεων ήταν διαφορετική.
«Είναι γνωστό ότι αυτό το φαινόμενο υπάρχει τόσο εδώ όσο και αλλού στον κόσμο», δήλωσε για το υποθαλάσσιο νερό ο υπεύθυνος του προγράμματος Expedition 501 Jez Everest, ένας επιστήμονας που ήρθε από το British Geological Survey στο Εδιμβούργο της Σκωτίας. «Αλλά είναι ένα θέμα που δεν έχει ποτέ ερευνηθεί άμεσα από κανένα ερευνητικό πρόγραμμα στο παρελθόν».
Με αυτό εννοεί ότι κανείς παγκοσμίως δεν είχε κάνει συστηματική γεώτρηση στο βυθό της θάλασσας με σκοπό να βρει γλυκό νερό. Η αποστολή 501 ήταν κυριολεκτικά πρωτοποριακή – διείσδυσε στη Γη κάτω από τη θάλασσα κατά 1.289 πόδια ή σχεδόν 400 μέτρα.
Αλλά ακολούθησε ένα ερευνητικό πρόγραμμα του 2015, το οποίο χαρτογράφησε εξ αποστάσεως τα περιγράμματα ενός υδροφόρου ορίζοντα, χρησιμοποιώντας ηλεκτρομαγνητική τεχνολογία, και εκτίμησε κατά προσέγγιση την αλατότητα του νερού από κάτω.
Εκείνη η αποστολή, από το Ωκεανογραφικό Ίδρυμα Woods Hole και το Παρατηρητήριο Γης Lamont-Doherty του Πανεπιστημίου Κολούμπια, ανέφερε στοιχεία για ένα «τεράστιο υπεράκτιο σύστημα υδροφόρων οριζόντων» στην περιοχή αυτή, το οποίο ενδεχομένως να συναγωνίζεται το μέγεθος του μεγαλύτερου υδροφόρου ορίζοντα της Αμερικής – του υδροφόρου ορίζοντα Ogallala, ο οποίος τροφοδοτεί με νερό τμήματα οκτώ πολιτειών της Μεγάλης Πεδιάδας.
Δύο εξελίξεις το 1976 είχαν κεντρίσει το ενδιαφέρον για την αναζήτηση υποθαλάσσιου γλυκού νερού.
Στη μέση του νησιού Ναντάκετ, η Αμερικανική Γεωλογική Υπηρεσία άνοιξε μια δοκιμαστική γεώτρηση για να δει πόσο βαθιά κατεβαίνει το υπόγειο νερό. Εξήγαγε γλυκό νερό από τόσο μεγάλα βάθη που έκανε τους επιστήμονες να αναρωτηθούν αν το νερό προερχόταν από τη θάλασσα και όχι από τον ουρανό.
Την ίδια χρονιά, η εν λόγω ομοσπονδιακή υπηρεσία πραγματοποίησε μια αποστολή 60 ημερών με το γεωτρύπανο Glomar Conception κατά μήκος μιας τεράστιας έκτασης της ηπειρωτικής υφαλοκρηπίδας από τη Γεωργία έως την όχθη Georges Bank στα ανοικτά της Νέας Αγγλίας. Έκανε γεωτρήσεις με πυρήνες προς αναζήτηση των πόρων του υποθαλάσσιου πυθμένα, όπως το μεθάνιο.
Βρήκε μια εντυπωσιακή ποσότητα φρέσκου ή φρέσκου νερού σε κάθε γεώτρηση.
Αυτό έθεσε τις βάσεις για τους ερευνητές νερού που θα έκαναν τη δουλειά τους μισό αιώνα αργότερα.
Η στιγμή της εύρηκα ήρθε νωρίς
Αμέσως μετά την άφιξη του Robert στην πρώτη από τις τρεις θέσεις γεώτρησης στις 19 Μαΐου, τα δείγματα που ελήφθησαν από κάτω από τον πυθμένα κατέγραψαν αλατότητα μόλις 4 μέρη ανά χίλια. Αυτό είναι πολύ χαμηλότερο από τη μέση περιεκτικότητα των ωκεανών σε αλάτι που είναι 35 μέρη ανά χίλια, αλλά εξακολουθεί να είναι πολύ αλμυρό για να ικανοποιήσει το πρότυπο των ΗΠΑ για το γλυκό νερό που είναι κάτω από 1 μέρος ανά χίλια.
«Τα τέσσερα μέρη ανά χίλια ήταν μια στιγμή ευρήκα», δήλωσε ο Dugan, επειδή το εύρημα υποδηλώνει ότι το νερό πρέπει να ήταν συνδεδεμένο με ένα χερσαίο σύστημα στο παρελθόν, ή ότι εξακολουθεί να είναι.
Καθώς οι εβδομάδες περνούσαν και ο Robert μετακινούνταν από περιοχή σε περιοχή 20 έως 30 μίλια (30 έως 50 χιλιόμετρα) από την ακτή, η διαδικασία της γεώτρησης στο γεμάτο νερό υποθαλάσσιο ίζημα έδωσε μια συλλογή δειγμάτων με περιεκτικότητα σε αλάτι έως και 1 μέρος ανά χίλια. Ορισμένα ήταν ακόμη χαμηλότερα.
Μπίνγκο. Αυτό είναι το ίδιο που βρίσκετε σε πολλά σώματα γλυκού νερού στην ξηρά. Αυτό είναι νερό που μπορείτε να πιείτε, θεωρητικά. Κανείς δεν το έκανε.
Μην πιείτε το νερό ακόμα
Σε μήνες αναλύσεων που θα ακολουθήσουν, οι επιστήμονες θα διερευνήσουν μια σειρά από ιδιότητες του νερού, συμπεριλαμβανομένων των μικροβίων που ζούσαν στα βάθη, των θρεπτικών ουσιών και των πηγών ενέργειας που χρησιμοποιούσαν και των υποπροϊόντων που θα μπορούσαν να παράγουν- με άλλα λόγια, αν το νερό είναι ασφαλές για κατανάλωση ή άλλη χρήση.
«Πρόκειται για ένα νέο περιβάλλον που δεν έχει μελετηθεί ποτέ πριν», δήλωσε η Jocelyne DiRuggiero, βιολόγος του Πανεπιστημίου Johns Hopkins στη Βαλτιμόρη, η οποία μελετά τη μικροβιακή οικολογία ακραίων περιβαλλόντων και δεν συμμετέχει στην αποστολή.
«Το νερό μπορεί να περιέχει ορυκτά επιβλαβή για την ανθρώπινη υγεία, καθώς διηθήθηκε μέσα από στρώματα ιζημάτων», δήλωσε η ίδια. «Ωστόσο, μια παρόμοια διαδικασία διαμορφώνει τους χερσαίους υδροφόρους ορίζοντες που χρησιμοποιούμε για γλυκό νερό, και αυτοί συνήθως έχουν πολύ υψηλή ποιότητα».
Με την αλληλουχία του DNA που εξάγεται από τα δείγματά τους, είπε η ίδια, οι ερευνητές μπορούν να προσδιορίσουν ποιοι μικροοργανισμοί υπάρχουν εκεί και «να μάθουν πώς ενδεχομένως ζουν».
Ο προσδιορισμός της ηλικίας του νερού είναι το κλειδί
Οι τεχνικές θα χρησιμοποιηθούν επίσης για να προσδιοριστεί αν προήλθε από το λιώσιμο των πάγων των παγετώνων πριν από χιλιάδες χρόνια ή αν εξακολουθεί να προέρχεται μέσω λαβυρινθικών γεωλογικών σχηματισμών από την ξηρά.
Οι ερευνητές θα χρονολογήσουν το νερό πίσω στο εργαστήριο, και αυτό θα είναι το κλειδί για τον προσδιορισμό του κατά πόσον πρόκειται για ανανεώσιμη πηγή που θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί υπεύθυνα. Το αρχέγονο νερό είναι παγιδευμένο και πεπερασμένο- το νεότερο νερό υποδηλώνει ότι ο υδροφόρος ορίζοντας εξακολουθεί να συνδέεται με μια χερσαία πηγή και να ανανεώνεται, έστω και αργά.
«Νεότερο σημαίνει ότι ήταν μια σταγόνα βροχής πριν από 100 χρόνια, πριν από 200 χρόνια», δήλωσε ο Dugan. «Αν είναι νεαρό, τότε επαναφορτίζεται».
Αυτά τα ερωτήματα είναι για τη βασική επιστήμη. Για την κοινωνία, όλα τα είδη των σύνθετων ερωτημάτων προκύπτουν αν η βασική επιστήμη επιβεβαιώσει τις συνθήκες που είναι απαραίτητες για την εκμετάλλευση του νερού. Ποιος θα το διαχειριστεί; Μπορεί να ληφθεί χωρίς απαράδεκτο κίνδυνο να μολυνθεί η παροχή από τον ωκεανό που βρίσκεται από πάνω; Θα είναι φθηνότερο ή φιλικότερο προς το περιβάλλον από τις σημερινές ενεργοβόρες μονάδες αφαλάτωσης;
Ο Dugan δήλωσε ότι αν οι κυβερνήσεις αποφασίσουν να πάρουν το νερό, οι τοπικές κοινότητες θα μπορούσαν να στραφούν στους υδροφόρους ορίζοντες σε περιόδους ανάγκης, όπως η ξηρασία, ή όταν ακραίες καταιγίδες πλημμυρίζουν τα παράκτια αποθέματα γλυκού νερού και τα καταστρέφουν. Η ιδέα της πραγματικής χρήσης αυτού του παλιού θαμμένου νερού είναι τόσο νέα που δεν έχει μπει στο ραντάρ πολλών φορέων χάραξης πολιτικής ή συντηρητών.
«Είναι ένα μάθημα για το πόσος χρόνος μπορεί να χρειαστεί μερικές φορές για να γίνουν αυτά τα πράγματα και για την επιμονή που απαιτείται για να φτάσουμε εκεί», δήλωσε ο γεωφυσικός Rob Evans του Woods Hole, η αποστολή του οποίου το 2015 βοήθησε να δείξει το δρόμο για το 501. «Υπάρχει μεγάλος ενθουσιασμός που επιτέλους πήραν δείγματα».
Παρόλα αυτά, βλέπει κάποιες κόκκινες σημαίες. Το ένα είναι ότι η αξιοποίηση των υποθαλάσσιων υδροφόρων οριζόντων θα μπορούσε να τραβήξει νερό από τα χερσαία αποθέματα. Ένα άλλο είναι ότι τα υποθαλάσσια υπόγεια ύδατα που διαρρέουν στον πυθμένα της θάλασσας μπορεί να παρέχουν θρεπτικά συστατικά ζωτικής σημασίας για το οικοσύστημα, και αυτό θα μπορούσε να διαταραχθεί.
«Αν βγαίναμε και αρχίζαμε να αντλούμε αυτά τα νερά, θα υπήρχαν σχεδόν σίγουρα απρόβλεπτες συνέπειες», είπε. «Υπάρχουν πολλές ισορροπίες που θα πρέπει να λάβουμε υπόψη μας πριν αρχίσουμε να καταδύουμε και να κάνουμε γεωτρήσεις και να εκμεταλλευόμαστε τέτοιου είδους πράγματα».
Είναι πολύ μακριά από το σπίτι τους
Για τους περισσότερους συμμετέχοντες στο έργο, η μετάβαση από και προς το Liftboat Robert σήμαινε ένα ταξίδι επτά ή περισσότερων ωρών από το Fall River της Μασαχουσέτης, με ένα πλοίο εφοδιασμού που πραγματοποιούσε ταξίδια μετ’ επιστροφής κάθε 10 ημέρες περίπου για την αναπλήρωση των αποθεμάτων και την εναλλαγή των ανθρώπων.
Στην πλατφόρμα, όλο το εικοσιτετράωρο, ο θόρυβος των μεταλλικών σωλήνων της γεώτρησης και των μηχανημάτων, η βρωμιά της γεώτρησης και η διάστικτη λάσπη αναμειγνύονταν με την πιο ήσυχη, πιο καθαρή εργασία των επιστημόνων σε ρυμουλκούμενα που είχαν μετατραπεί σε παρθένα εργαστήρια και θέσεις επεξεργασίας.
Εκεί, τα δείγματα επεξεργάζονταν σύμφωνα με τις διαφορετικές ανάγκες των γεωλόγων, γεωχημικών, υδρολόγων, μικροβιολόγων, ιζηματολόγων και άλλων της αποστολής.
Περνώντας μέσα από διαφανείς πλαστικούς σωλήνες, η βρωμιά τεμαχίστηκε σε δίσκους σαν μπάλες του χόκεϊ. Μηχανήματα συμπίεζαν το νερό. Ορισμένα δείγματα διατηρήθηκαν σφραγισμένα για να καταστεί δυνατή η μελέτη των αρχαίων αερίων που ήταν διαλυμένα στο νερό. Άλλα δείγματα καταψύχθηκαν, φιλτραρίστηκαν ή αφέθηκαν ως έχουν, ανάλογα με τον σκοπό.
Μετά από έξι μήνες εργαστηριακής ανάλυσης, όλες οι επιστημονικές ομάδες της Αποστολής 501 θα συναντηθούν ξανά – αυτή τη φορά στη Γερμανία για ένα μήνα συνεργατικής έρευνας που αναμένεται να δώσει τα πρώτα συμπεράσματα που θα υποδείξουν την ηλικία και την προέλευση του νερού.
Στις 31 Ιουλίου, το Liftboat Robert έβγαλε τα πόδια του από αυτό το μέρος του κρυμμένου νερού για να ολοκληρώσει μια αποστολή που προσέδωσε αξιοπιστία σε ένα ακόμη απόσπασμα από το «The Rime of the Ancient Mariner», το κλασικό ποίημα του Samuel Taylor Coleridge για τη ζωή, τον θάνατο και τα μυστήρια στη θάλασσα.
Σε ένα προοίμιο του ποιήματος, σε ορισμένες εκδόσεις, ο Κόλεριτζ έγραψε: «Πιστεύω εύκολα ότι υπάρχουν περισσότερες αόρατες παρά ορατές φύσεις στο σύμπαν».
