Каждый год огромное число путешественников, посещающих национальный парк, утоляет жажду при помощи расположенных там питьевых станций. При этом мало кто осознает, что весь запас воды, необходимый как для людей, так и для поддержания жизни местной растительности и животных, берется из единственного источника — природного Роуринг-Спрингс (Roaring Springs), находящегося глубоко внутри скальных пород Аризоны. Учитывая усиление жары и засухи в этом регионе, ученым было крайне важно выяснить механизм проникновения талой воды сквозь толщу горных пород на протяжении километров, обеспечивающий существование этого важного оазиса. Результаты их исследования были опубликованы в журнале Scientific Reports.

Для решения этой задачи группа специалистов из Университета Северной Аризоны (NAU) во главе с доцентом Темууленом Санки (Temuulen Sankey) и аспирантом Блейзом ЛаСалой (Blase LaSala) организовала рискованную экспедицию. В течение полутора месяцев ученые вместе с добровольцами преодолевали труднопроходимые пещеры каньона, недоступные для обычных посетителей. Неся на себе тяжелые рюкзаки со сложным оборудованием, они совершали подъемы по крутым склонам, осуществляли спуски при помощи веревок и даже передвигались в затопленных подземных пространствах посредством плавания.

Благодаря этим усилиям исследователям впервые удалось создать подробные трехмерные цифровые модели более чем десяти километров подземных туннелей. Для этого были задействованы лидары (мобильные лазерные сканеры). Полученные высокоточные 3D-карты выявили расположение трещин, разломов и полостей в известняковых породах, продемонстрировав скрытые пути, которыми вода движется под землей.

Стало известно, что питание Гранд-Каньона обеспечивается карстовой системой (специфический тип рельефа местности, характеризующийся растворением горных пород водой и образованием в них полостей), которую ученые сравнили с «швейцарским сыром» из-за большого количества отверстий, каналов и углублений в скалах. Талая вода со снежного покрова на плато Кайбаб проникает через воронки на поверхности земли и перемещается по этим подземным лабиринтам с удивительной быстротой.

Подтвердить эту предположительную теорию позволила серия гидрологических исследований под руководством профессора Эйба Спрингера (Abe Springer). Для отслеживания движения воды ученые использовали нетоксичный, хорошо заметный краситель, который вводили через поверхностные карстовые провалы на плато. Результаты продемонстрировали удивительную скорость перемещения: вода проходит почти 20 километров по сложной сети подземных туннелей и появляется у источника Роуринг-Спрингс менее чем за семь дней.

Значительная скорость потока воды несет в себе существенную угрозу: подобные естественные водоносные горизонты обладают крайне низкой способностью к очистке. Как следствие, любые примеси с поверхности – например, угольная пыль от возгораний лесов или вредоносные микроорганизмы – способны быстро проникнуть в систему водоснабжения Гранд-Каньона. Благодаря расшифровке структуры подземных туннелей каньона, руководство национального парка получит возможность оперативно определять места возникновения загрязнений и оберегать этот уникальный уголок природы от негативного воздействия на окружающую среду. Важно отметить, что данное открытие имеет большое значение для всего мира: в настоящее время более чем миллиард людей во всем мире зависят от карстовых источников питьевой воды.

Марк Чернов

42 статей

Новостной обозреватель, увлеченный технологиями и космосом. Всегда на стороне информирования.

Показать больше

<!—

.shesht-social-sharing-block {
margin-top: -40px;
}

—>

Закладка

Скопировать ссылку

Email

Печать

Twitter

VK

Telegram