För att bättre förstå hur och var grundvatten laddas på Hawaii Island, ett team av jord- och atmosfärsforskare från University of Hawai'i i Mānoa tittade på källan - nederbörden. I en publicerad studie, teamet rapporterade en tidsserie av nederbördsdata som visar att extrema händelser, såsom vulkanutbrott och orkaner, kan påverka nederbördens kemi.

Forskarna mätte väte- och syreisotoper och den kemiska sammansättningen av nederbörd från centrala till lä åt Hawaii vid 20 stationer. Regnvattenisotoper hjälper forskare att identifiera grundvattnets ursprung och förstå laddningsprocesserna i en region.

Förbereder för framtida vattensäkerhet

Resultaten från denna studie kan användas för att bättre kvantifiera och karakterisera nederbörd – den ultimata källan till Hawaiis grundvatten.

"För att bättre kunna tjäna samhällen i Hawaii, särskilt när det gäller tillgång till färskvatten och säkerställande av bättre vattenförvaltning, vi måste förstå var grundvattnet laddas upp och hur det strömmar i de olika akvifersystemen, "Sade Diamond Tachera, huvudförfattare till studien och forskarexamen vid UH Mānoas School of Ocean and Earth Science and Technology (SOEST). "Detta är avgörande för framtida vattensäkerhet."

Serendipital timing

Hawaii-ön kännetecknas av interaktionen mellan Stillahavspassatvinden med två 13, 000 fot höga berg, samt en av de största naturliga utsläpparna av svaveldioxid på planeten — vulkanen Kilauea.

Studieperioden inkluderade en extrem väderhändelse, Hurricane Lane, ett stort vulkanutbrott i Kilauea 2018 och det nästan fullständiga upphörandet av långvariga vulkanutsläpp efter den historiska händelsen.

"Dessa händelser gav oss den sällsynta möjligheten att undersöka effekten av vulkaniska utsläpp som sulfat (även känd som vog) och en orkan på nederbördskemin, sa Tachera.

I enlighet med tidigare forskning, studien avslöjade långvarig variation i nederbördskemi på grund av förändringar i atmosfäriska och klimatprocesser i denna region. Dessutom, teamet fann betydligt mer sulfat i regnproverna som samlades in under Kilauea-utbrottet och betydligt mindre efter att vulkanaktiviteten upphört.

"Intressant, vi dokumenterade en minskning av mängden nederbörd, som kan ha berott på ökade aerosoler från Kilauea-utbrottet, såväl som isotopiska förändringar i nederbörd som sammanfaller med Hurricane Lane, sa Tachera.