Dubbelt så mycket sötvatten lagras utanför Hawaii Island än vad man tidigare trott, enligt en studie från University of Hawai'i med viktiga konsekvenser för vulkanöar runt om i världen. En omfattande reservoar av sötvatten inom den undervattens södra flanken av Hualālai akvifären har kartlagts av UH-forskare med Hawai'i EPSCoR 'Ike Wai-projektet. De banbrytande fynden, publiceras i Vetenskapens framsteg , avslöjar ett nytt sätt på vilket betydande volymer sötvatten transporteras från onshore till offshore ubåtsakviferer längs kusten på Hawaii Island.

Denna mekanism kan ge alternativa förnybara resurser av sötvatten till vulkaniska öar över hela världen. "Deras bevis för separata sötvattenslinser, staplade ovanför varandra, nära Hawai'is Kona-kust, avsevärt förbättrar utsikterna för hållbar utveckling på vulkanöarna, " sa UH Mānoa School of Ocean and Earth Science and Technology (SOEST) dekanus Brian Taylor.

Paradigmskifte

Genom användning av marin elektromagnetisk avbildning med kontrollerad källa, studien avslöjade rörelsen från land till havs av sötvatten genom en flerskiktsbildning av basalter inbäddade mellan lager av aska och jord, avviker från tidigare grundvattenmodeller för detta område. Genomförs som en del av det National Science Foundation-stödda 'Ike Wai-projektet, forskningsfilialfakulteten Eric Attias ledde kampanjen för marin geofysik.

"Våra resultat ger ett paradigmskifte från de konventionella hydrologiska konceptuella modellerna som i stor utsträckning har använts av flera studier och vattenorganisationer på Hawaii och andra vulkanöar för att beräkna hållbar avkastning och lagring av akviferer under de senaste 30 åren, " sa Attias. "Vi hoppas att vår upptäckt kommer att förbättra framtida hydrologiska modeller, och följaktligen, tillgången på rent sötvatten på vulkaniska öar."

Medförfattare Steven Constable, en professor i geofysik vid Scripps Institution of Oceanography, som utvecklade det elektromagnetiska systemet med kontrollerad källa som användes i projektet, sa, "Jag har ägnat hela min karriär åt att utveckla marina elektromagnetiska metoder som den som används här. Det är verkligen glädjande att se utrustningen användas för en så effektfull och viktig tillämpning. Elektriska metoder har länge använts för att studera grundvatten på land, och därför är det vettigt att utöka tillämpningen offshore."

Kerry Key, en docent vid Columbia University som använder elektromagnetiska metoder för att avbilda olika oceaniska jordstrukturer, som inte är inblandade i denna studie, sa, "Denna nya elektromagnetiska teknik är ett spelförändrande verktyg för kostnadseffektiva spaningsundersökningar för att identifiera regioner som innehåller sötvattensakviferer, före dyrare borrningar för att direkt ta prover på porvattnet. Den kan också användas för att kartlägga den laterala utsträckningen av eventuella akviferer som redan identifierats i isolerade borrhål."

Två gånger mer vatten

Donald Thomas, en geokemist vid Hawai'i Institute of Geophysics and Planetology i SOEST som också arbetade med studien, sade fynden bekräftar två gånger närvaron av mycket större mängder lagrat grundvatten än vad som tidigare trotts.

"Att förstå den här nya mekanismen för grundvatten...är viktigt för att bättre hantera grundvattenresurserna i Hawai'i, sa Thomas, som leder Humuulas grundvattenforskningsprojekt, som hittade en annan stor sötvattenförsörjning på Hawaii Island för flera år sedan.

Offshore sötvattensystem liknande de som flankerar Hualālai akvifären föreslås vara närvarande för ön O'ahu, där den elektromagnetiska avbildningstekniken ännu inte har tillämpats, men, om det visas, skulle kunna tillhandahålla ett övergripande nytt koncept för att hantera sötvattenresurser.

Studien föreslår att denna nyupptäckta transportmekanism kan vara den styrande mekanismen på andra vulkanöar. Med havsbaserade reservoarer som anses mer motståndskraftiga mot torka som orsakas av klimatförändringar, vulkaniska öar över hela världen kan potentiellt överväga dessa resurser i sina vattenförvaltningsstrategier.