Een nieuwe zoetwateraquifer verbergt zich onder de zoute Atlantische Oceaan, net voor de noordoostelijke kust van de Verenigde Staten, zo blijkt uit een nieuwe studie.
Hoewel de exacte grootte van de watervoerende laag nog steeds een mysterie is, is het misschien wel de grootste in zijn soort, die een gebied beslaat dat zich uitstrekt van ten minste Massachusetts tot het zuiden van New Jersey, of bijna 220 mijl (350 kilometer). Het gebied omvat de kustlijnen van New York, Connecticut en Rhode Island. Deze watervoerende laag kan ongeveer 670 kubieke mijl (2.800 kubieke kilometer) licht zout water bevatten (we zullen later zijn lichte zoutheid uitleggen).
Dit water is ook niet jong. De onderzoekers vermoeden dat veel ervan afkomstig is uit de laatste ijstijd.
Wetenschappers kregen de eerste hints dat een watervoerende laag in de jaren zeventig onder de oceaan hing, toen bedrijven die voor de kust naar olie boorden soms in plaats daarvan zoet water raakten. Maar het was niet duidelijk of deze zoetwaterafzettingen geïsoleerde zakken waren of dat ze een groter gebied bedekten.
Ongeveer 20 jaar geleden begon onderzoeksco-onderzoeker Kerry Key, nu geofysicus aan het Lamont-Doherty Earth Observatory aan de Columbia University in New York, oliemaatschappijen te helpen olie-hotspots te lokaliseren door elektromagnetische beeldvorming op de ondervloer te gebruiken. Net zoals een röntgenfoto de botten van een persoon kan afbeelden, gebruikt elektromagnetische beeldvorming elektromagnetische golven (van statisch tot microgolven en andere hoge frequenties) om objecten te verbergen die aan het zicht zijn onttrokken.
Meer recentelijk, in een poging om zoetwaterafzettingen te vinden, besloot Key om te kijken of het aanpassen van deze technologie hem zou kunnen helpen bij het vinden van watervoerende lagen, die ondergrondse zoetwaterbassins zijn. Dus, in 2015, bracht hij en co-onderzoeker Rob Evans, een senior wetenschapper van geologie en geofysica aan de Woods Hole Oceanographic Institution in Massachusetts, 10 dagen door op zee, waarbij hij metingen deed voor de kust van Zuid-New Jersey en Martha's Vineyard in Massachusetts. De onderzoekers kozen voor deze plekken omdat oliemaatschappijen daar melding hadden gemaakt van zoet water.
"We wisten dat er op geïsoleerde plaatsen zoet water was, maar we wisten niet de omvang of geometrie", zei hoofdauteur Chloe Gustafson, een promovendus van mariene geologie en geofysica bij Lamont-Doherty Earth Observatory, in een verklaring.
Om deze gebieden te onderzoeken, lieten de onderzoekers instrumenten op de zeebodem vallen om de onderstaande elektromagnetische velden te meten. Bovendien zond een achter het schip gesleept gereedschap kunstmatige elektromagnetische pulsen uit en mat het de reacties van de onderzeese vloer. De twee methoden zijn gebaseerd op een vergelijkbare wetenschap: zout water geleidt elektromagnetische golven beter dan zoet water, dus alle zwembaden met zoet water zouden opvallen als banden met een lage geleiding, aldus de onderzoekers.
Uit een analyse bleek dat het zoete water hier en daar niet verspreid was, maar in plaats daarvan continu was, beginnend bij de kustlijn en zich uitstrekkend op het continentale plat. Op sommige plaatsen strekte de watervoerende laag zich uit tot 120 kilometer uit de kust.
De functie liep ook diep, beginnend op ongeveer 600 voet (182 meter) onder de oceaanbodem en eindigend op ongeveer 1.200 voet (365 m) onder de zeebodem. Als later onderzoek aantoont dat de watervoerende laag groter is, zou deze kunnen wedijveren met de Ogallala-watervoerende laag, een enorm zoetwaterzwembad dat grondwater levert aan acht Great Plains-staten, van South Dakota tot Texas.
Hoe kwam het water onder de oceaan terecht?
De watervoerende laag is waarschijnlijk ontstaan aan het einde van de laatste ijstijd, aldus de onderzoekers. Ongeveer 20.000 tot 15.000 jaar geleden was veel van het water in de wereld opgesloten in gletsjers, waardoor de zeespiegel lager werd dan nu. Toen de temperatuur steeg en het ijs dat het noordoosten van de Verenigde Staten bedekte, smolt, spoelde het water enorme hoeveelheden sediment weg, die rivierdelta's vormden op het nog blootgestelde continentale plat. Grote zakken met vers water van de gesmolten gletsjers kwamen vervolgens vast te zitten in deze sedimentvallen. Later steeg de zeespiegel, waardoor het sediment en zoet water onder de oceaan werden gevangen.
Tegenwoordig lijkt het erop dat de watervoerende laag niet stagneert. Het wordt eerder gevoed door ondergrondse afvoer van het land, aldus de onderzoekers. Dit water wordt dan waarschijnlijk naar zee gepompt door de stijgende en dalende druk van de getijden, zei Key.
Hij voegde eraan toe dat de watervoerende laag het dichtst bij de kust is en verder zouter wordt, wat aangeeft dat het na verloop van tijd langzaam met zeewater vermengt. Het zoetwater in de buurt van land is ongeveer 1-per-duizend zout, net als ander zoet water op het land, zei hij. Bij de buitenranden van de watervoerende laag is het daarentegen ongeveer 15 delen per duizend, wat nog steeds lager is dan het typische zeewaterniveau van 35 delen per duizend.
Met andere woorden, dit water zou moeten worden ontzilt voordat mensen het konden gebruiken, maar het zou nog steeds goedkoper zijn om te verwerken dan gewoon zout water, zei Key.
"We hoeven dat waarschijnlijk niet te doen in deze regio, maar als we kunnen aantonen dat er grote watervoerende lagen zijn in andere regio's, kan dat mogelijk een hulpbron zijn" in droge plaatsen zoals Zuid-Californië, Australië, het Midden-Oosten of Sahara-Afrika, zei hij in de verklaring.