La primera imagen de columnas sustanciales de agua dulce al oeste de la isla de Hawai'i puede ayudar a los planificadores de agua a optimizar los rendimientos sostenibles y los cálculos de almacenamiento de acuíferos. Investigadores de la Universidad de Hawai'i en Mānoa demostraron un nuevo método para detectar columnas de agua dulce entre el lecho marino y la superficie del océano en un estudio publicado recientemente en Cartas de investigación geofísica .

La investigación, apoyado por el proyecto Ike Wai de Hawai'i EPSCoR ', es el primero en demostrar que las imágenes electromagnéticas marinas de fuente controlada (CSEM) remolcadas desde la superficie se pueden utilizar para mapear plumas de agua dulce oceánica en alta resolución. Es una extensión del descubrimiento pionero de agua dulce debajo del lecho marino en 2020. Ambos son hallazgos importantes en un mundo que enfrenta el cambio climático. donde el agua dulce es vital para preservar la salud pública, rendimientos agrícolas, estrategias económicas, y funciones del ecosistema.

Implicaciones profundas

Si bien el método CSEM se ha utilizado para detectar la presencia de objetivos resistivos como el petróleo, gas y agua dulce debajo del lecho marino, este estudio es la primera vez que se aplicó CSEM para obtener imágenes de agua dulce en la columna de agua del océano, Según Eric Attias, profesor afiliado a la investigación de Ike Wai, quien dirigió el estudio.

"Este estudio tiene profundas implicaciones para la oceanografía, hidrogeología y procesos oceánicos que afectan los ciclos biogeoquímicos en las aguas costeras en todo el mundo, "dijo Attias." Usando CSEM, ahora podemos estimar los volúmenes de agua dulce que emana a la columna de agua. Esto es indicativo de la capacidad de renovación del sistema submarino de agua dulce de Hawai ".

Descarga de agua subterránea submarina (SGD), la fuga de agua subterránea de un acuífero costero al océano, es un proceso clave, proporcionar una fuente de agua para las personas, y sustentar la vida marina como peces y algas. Según la profesora asociada del Departamento de Ciencias de la Tierra de UH Mānoa y coautora del estudio, Henrietta Dulai, la ubicación de los manantiales en alta mar es extremadamente difícil de predecir debido a la geología subyacente desconocida y los conductos de agua subterránea.

"El flujo de volúmenes tan altos de nutrientes, El agua subterránea de baja salinidad en el océano tiene una gran importancia para los presupuestos químicos y proporciona nutrientes para las redes alimentarias en alta mar. ", dijo Dulai." Es genial tener un método que pueda identificar ubicaciones de descarga y columnas, ya que abre nuevas oportunidades para tomar muestras e identificar la edad del agua, su origen, composición química, y su importancia para los ecosistemas marinos en este océano por lo demás oligotrófico (relativamente bajo en nutrientes vegetales y que contiene abundante oxígeno en las partes más profundas) ".

Cuatro piscinas olímpicas

Este estudio incluyó inversión CSEM 2D impulsada por datos electromagnéticos, cálculo de resistividad a salinidad, y estimación volumétrica de la pluma de agua dulce. Mediante el uso de CSEM, el equipo de investigación pudo obtener imágenes de cuerpos de agua dulce superficiales y múltiples columnas de agua dulce a gran escala que contenían hasta un 87% de agua dulce en alta mar en la isla de Hawai'i. Los resultados implican que en el sitio de estudio hay volúmenes sustanciales de agua dulce en el área entre el lecho marino y la superficie del océano. Una estimación conservadora para una de las plumas sugiere 10, 720 metros cúbicos o aproximadamente el volumen de cuatro piscinas olímpicas.

La metodología utilizada en este estudio se puede aplicar a las zonas costeras de todo el mundo, mejorando así futuros modelos hidrogeológicos incorporando SGD costa afuera y optimizando rendimientos sostenibles y cálculos de almacenamiento. Attias planea extender el uso novedoso de CSEM para probar aún más su aplicación en la obtención de imágenes de agua dulce en otras islas volcánicas de todo el mundo.

Attias presentará su trabajo en la Conferencia Internacional sobre el Agua de las Islas Tropicales que tendrá lugar del 12 al 15 de abril. 2021. Organizado por el Centro de Investigación de Recursos Hídricos de UH y EPSCoR de Hawai'i, esta conferencia reúne a científicos del agua, administradores de agua y miembros de la comunidad de todo el mundo para compartir investigaciones de vanguardia y aprender de las experiencias de los demás en la gestión y comprensión de los recursos hídricos en una amplia gama de entornos de islas tropicales.