När du återvänder från ett dopp i havet, ibland verkar det som om din handduk har flyttat. Självklart, det är bara det att vattenledningen har skiftat.

Havets naturliga uppgång och fall på stranden är en utmärkt demonstration av gravitationskrafter som solen och månen utövar. Även om tidvattenkraften är liten, det är tillräckligt starkt för att dra regelbundet på havet, att få en enorm mängd vatten att stiga och falla.

Vad du kanske inte vet är att tidvattenkrafter från solen och månen också påverkar luften vi andas och den fasta mark vi står på. Dessa effekter kallas atmosfäriska och tidvatten från jorden.

Även om vi inte tenderar att märka jorden och tidvattnet i atmosfären, de påverkar både marken och världens största sötvattenresurs som ligger under våra fötter:grundvatten. Detta upptar porerna som finns i geologiska material som sand eller jord, ungefär som vatten i en kökssvamp.

Vi har utvecklat en metod som innehåller tidvattenpåverkan för att övervaka våra värdefulla grundvattenresurser utan behov av pumpning, borrning eller kärna.

Vatten under våra fötter

Det har uppskattats att grundvattnet utgör 99% av det användbara sötvattnet på jorden. Om allt jordens grundvatten extraherades och samlades över världens markyta, det skulle räcka med att skapa en sjö 180 meter djup.

Även om det här låter som mycket vatten, det är viktigt att komma ihåg att inte allt grundvatten är tillgängligt för användning. Faktiskt, grundvatten bryts för närvarande i global skala, särskilt i torrare delar av världen, där grundvatten ligger till grund för mänsklig verksamhet under torka.

Grundvattenuttag kan leda till en nedåtgående förskjutning av markytan (kallad "nedsänkning"), särskilt om grundvatten tas bort från underjordiska zoner som innehåller mjuka leror. Detta är ett stort globalt problem, särskilt i kustområden, på grund av urbanisering och tillhörande vattenbehov.

Alternativt, en lång våtperiod med mycket regn kan få grundvattnet att stiga upp och orsaka översvämningar.

Tidvattnets effekt på grundvattnet

Djupare grundvatten begravt under lager av olika typer av sediment är under stort tryck (i grundvattenterminologi kallas detta "begränsat"). Tyngdkraftsförändringen från tidvattnet på jorden pressar sedimentet, och ändrar därför trycket på vattnet i porerna.

De atmosfäriska tidvattnen ökar vikten som sitter ovanpå grundvattnet och orsakar en förändrad stress som resulterar i en nedåtklämning.

Grundvatten på det djupet svarar på dessa stressförändringar, som kan mätas som små svängningar i vattennivån inuti ett grundvattenborrhål.

Vi har utvecklat ett nytt tillvägagångssätt som utnyttjar dessa tidvatteninflytanden för att beräkna viktiga egenskaper under ytan. Till exempel, detta kan förutsäga hur trycket sänks när grundvatten pumpas, och hur mycket markytan skulle sjunka till följd av krympande underjordiskt material (precis som att pressa en kökssvamp).

Metoden möjliggör i princip en exakt beräkning av de kompressibla egenskaperna under ytan från grundvattensresponsen till jorden och atmosfäriska tidvatten.

Denna utveckling är signifikant eftersom den tillåter analyser av en vattenreservoar under ytan (kallad akvifer) utan påfrestningar från människor som att pumpa eller ta fysiska prover av materialet genom borrning eller kärna förutom att bygga ett borrhål.

Allt som behövs för denna analys är en ungefär 16-dagars period av kontinuerliga mätningar av grundvattennivåer och atmosfärstryck med timmars intervall.

Grundvattennivåerna registreras rutinmässigt som en del av vattenövervakningsprogram runt om i världen och i Australien, som finansieras av den federala regeringens grundvatten NCRIS -system. Atmosfäriskt tryck är en standardparameter som mäts av väderstationer, som drivs av Bureau of Meteorology.

Effekterna av tidvattenkrafter på grundvattnet kan vara mindre uppenbara för oss än deras effekter på havet, men de är lika viktiga. Vår nya metod för att förstå tidvattnets inverkan på grundvattnet minskar avsevärt ansträngningarna att förutsäga svaret på grundvattenpumpning och potentialen för marknedgång.

Denna teknik kan passivt använda befintliga borrhål och kan tillämpas på det globala arkivet för grundvattennivåer för att informera mer hållbar grundvattenresursutveckling i framtiden.

Denna artikel publicerades ursprungligen på The Conversation. Läs originalartikeln.