Ученые обнаружили «скрытую» подземную систему, питающую Гранд-Каньон
Главные мысли за 1 минуту:
- Вода для Гранд-Каньона поступает из подземного источника Роуринг-Спрингс, который питает карстовая система — сеть трещин и пустот в породе, напоминающая «швейцарский сыр».
- Ученые впервые создали 3D-модели подземных ходов с помощью лидаров, преодолев 45 дней по закрытым пещерам, скалам и затопленным залам.
- Гидрологические тесты с безопасным красителем показали: талая снеговая вода проходит почти 20 км по подземным лабиринтам и выходит на поверхность всего за неделю.
- Высокая скорость течения практически не фильтрует воду, поэтому загрязнения (сажа от пожаров, бактерии) могут мгновенно попасть в питьевую систему парка.
- Открытие имеет глобальное значение: карстовые источники обеспечивают водой более 1 миллиарда человек по всему миру, и новые данные помогут лучше их защищать.
Подземный лабиринт Гранд-Каньона
Чтобы разобраться в механизмах питания оазиса, команда из Университета Северной Аризоны отправилась в опасную экспедицию. На протяжении 45 дней ученые и волонтеры пробирались через закрытые для публики дикие пещеры каньона.
Перенося на себе рюкзаки с высокотехнологичным оборудованием, они карабкались по отвесным скалам, спускались на тросах и буквально плыли по затопленным подземным залам.
В результате исследователям удалось впервые построить детальные трехмерные цифровые модели более 10 километров подземных проходов. Для этого они использовали мобильные лазерные сканеры (лидары).
Полученные 3D-карты высокой четкости раскрыли расположение трещин, швов и пустот в известняковых пластах, обнажив скрытые маршруты, по которым вода путешествует под землей.
Карстовая система — природный «швейцарский сыр»
Как выяснилось, Гранд-Каньон питает так называемая карстовая система — особый тип рельефа, где вода со временем растворяет горные породы, образуя в них пустоты. Ученые сравнивают ее со «швейцарским сыром» из-за обилия дыр, каналов и промоин в скалах.
Вода от тающего снега на плато Кайбаб просачивается в воронки на поверхности и движется по этим подземным лабиринтам с поразительной скоростью.
Проверить гипотезу помогли специальные гидрологические тесты, в которых участвовал профессор Эйб Спрингер. Чтобы проследить путь воды, исследователи заливали безопасный яркий краситель в поверхностные карстовые воронки на плато.
Эксперимент показал поразительную скорость: вода преодолевает путь почти в 20 километров по запутанным подземным лабиринтам и выходит на поверхность в источнике Роуринг-Спрингс всего через неделю.
Опасная скорость: как загрязнения проникают в питьевую воду
Такая высокая скорость таит серьезную угрозу. Природные каналы практически не фильтруют воду, поэтому любые загрязнения с поверхности — сажа от лесных пожаров или опасные бактерии — могут мгновенно попасть в питьевую систему Гранд-Каньона.
Теперь, когда ученые расшифровали подземную структуру, администрация парка сможет оперативно вычислять источники загрязнения и защищать оазис от экологических угроз.
Практическое значение для парка и мира
Открытие имеет глобальное значение. Сегодня от карстовых источников по всему миру зависит водоснабжение более миллиарда человек.
Новые 3D-модели и понимание гидрологии карстовых систем помогут не только сохранить Гранд-Каньон, но и разработать стратегии защиты водных ресурсов в других регионах планеты, где климат становится жарче и засушливее.