ما هو تسرب مياه البحر؟يشرح أحد علماء الجيولوجيا المائية التوازن المتغير بين المياه العذبة والمياه المالحة على الساحل

تسرب مياه البحر هو حركة المياه المالحة من المحيط أو مصبات الأنهار إلى أنظمة المياه العذبة.مياه البحر التي لديها تسللت إلى نهر المسيسيبي إن حدوث ذلك في صيف وأوائل خريف عام 2023 هو بمثابة تذكير بأن المجتمعات الساحلية تتأرجح في توازن هش بين الأرض والبحر.

المياه العذبة ضرورية للشرب والري والنظم البيئية الصحية.عندما تتحرك مياه البحر إلى الداخل، فإن الملح الذي تحتوي عليه يمكن أن يلحق الضرر بالأراضي الزراعية والنظم البيئية والحياة وسبل العيش.

أنا أ عالم الهيدروجيولوجيا الساحلية وقاموا بدراسة المياه عبر الواجهة البرية والبحرية لمدة 25 عامًا.أعتقد أن تسرب مياه البحر يشبه الأرجوحة:إن المكان الذي تلتقي فيه المياه العذبة والمياه المالحة هو نقطة التوازن بين القوى من الأرض والقوى من البحر.

يؤدي الدفع من جانب الأرض، مثل هطول الأمطار الغزيرة أو تدفقات الأنهار العالية، إلى تحريك نقطة التوازن باتجاه البحر.إن الدفع من جانب البحر - سواء كان ذلك بسبب ارتفاع مستوى سطح البحر أو العواصف أو المد والجزر - يؤدي إلى تحريك نقطة التوازن نحو الأرض.كما يمكن أن يتسبب الجفاف أو الاستخدام المكثف للمياه العذبة في تحرك مياه البحر إلى الداخل.ومع ضغوط تغير المناخ والنمو السكاني على إمدادات المياه العذبة، ستكون إحدى النتائج هي ذلك مزيد من تسرب مياه البحر.

عندما يتحرك المحيط إلى أعلى النهر

يرجع تسرب مياه البحر الحالي في الجزء السفلي من نهر المسيسيبي في المقام الأول إلى الجفاف في الغرب الأوسط, مما أدى إلى انخفاض حجم النهر.يؤثر كل من حجم الانخفاض في تدفق النهر وطول الفترة الزمنية التي يكون فيها النهر منخفضًا على مدى تحرك المياه المالحة إلى أعلى النهر.اعتبارا من أكتوبر.وفي 2 تشرين الثاني (نوفمبر) 2023، تحرك "إسفين" المياه المالحة في نهر المسيسيبي ما يقرب من 70 ميلا المنبع من مصب النهر.

هذا ليست المرة الأولى أن انخفاض المياه في النهر سمح لمياه البحر بالتحرك إلى الداخل.ولكن مع ارتفاع مستويات تغير المناخ ومستويات سطح البحر والتسبب في المزيد من الحالات الشاذة في الطقس، فإن التدخل سيصبح أكثر شيوعا وسوف يتقدم نحو المنبع.

والمشكلة ليست فريدة من نوعها بالنسبة لنهر المسيسيبي.في ولاية ديلاوير، مياه البحر السفر أبعد حتى تيارات المد والجزر الصغيرة أثناء العواصف وأعلى مستويات المد والجزر، مما يؤدي إلى إغراق الأراضي الزراعية وقتل المحاصيل.

وفي منطقة سونداربانس في الهند وبنغلاديش - وهي واحدة من أكبر غابات المانجروف الساحلية في العالم - تتسرب مياه البحر إلى مصب نهر الجانج.الأسباب الرئيسية هي السدود عند المنبع وتحويلات المياه من النهر لأغراض الري والملاحة، بالإضافة إلى التعدي بسبب ارتفاع مستوى سطح البحر.من الممكن أن تتسرب مياه البحر تهدد العديد من أنواع النباتات والحيوانات في هذا موقع التراث العالمي لليونسكو, والتي تعد موطنًا لعدد لا يحصى من الأنواع النادرة والمهددة بالانقراض.

غزو ​​تحت الأرض

هناك واجهة أخرى بين المياه العذبة والمياه المالحة على الساحل أقل وضوحًا لأنها إنه تحت الأرض.تستمد العديد من المجتمعات الساحلية إمداداتها من المياه العذبة من المياه الجوفية - المياه النظيفة التي تتحرك عبر المسام بين حبيبات الرمل والتربة.

المياه الجوفية لا تتوقف عند الساحل فقط:تحت قاع المحيط، تكون المياه الجوفية مالحة، وفي مكان ما بين الأرض والمحيط، توجد نقطة التقاء تحت الأرض.وعادةً ما يكون باتجاه اليابسة من الخط الساحلي لأن المياه المالحة أكثر كثافة من المياه العذبة، لذا فهي تتمتع بقوة أكبر وتدفع للداخل بشكل طبيعي.ولكن كما هو الحال مع النهر، تتحرك تلك الواجهة عندما تنخفض مستويات المياه الجوفية على الأرض أو ترتفع مستويات المياه بعيدًا عن الشاطئ.

في أحواض المياه الجوفية وسط وجنوب كاليفورنيا، ضخ واسع النطاق تسبب في انخفاض منسوب المياه الجوفية مئات الأقدام في بعض المناطق.وهذا يؤدي إلى قلب الأرجوحة ويتسبب في تحرك المياه الجوفية من البحر بعيدًا إلى الداخل.وقد دعمت المياه الجوفية التي يمكن الوصول إليها الزراعة المروية في هذه المناطق، ولكن الخطر المزدوج يتمثل الآن في انخفاض توافر المياه الجوفية وتسرب مياه البحر يهدد المحاصيل مثل الفراولة والخس.

يحدث تسرب مياه البحر إلى المياه الجوفية في جميع أنحاء العالم، ولكن ربما تكون المجتمعات المحلية هي أكثر الأماكن المهددة الجزر المنخفضة.غالباً ما تكون المياه الجوفية العذبة هي المصدر الوحيد لمياه الشرب والري في الجزر الصغيرة، وهي موجودة في عدسة رقيقة تطفو فوق المياه الجوفية المالحة.

يمكن أن تتقلص العدسة استجابة للجفاف والضخ وارتفاع مستوى سطح البحر.ويمكن أيضًا أن تصبح مالحة بسبب تسرب مياه الفيضانات أثناء العواصف أو ارتفاع المد والجزر.

في جزر مارشال، على سبيل المثال، من المتوقع أن يتسبب مزيج من ارتفاع مستوى سطح البحر والفيضانات الناجمة عن الأمواج في جعل العديد من الجزر غير صالحة للسكن بحلول نهاية القرن.

تحول التوازن

ومع استمرار المياه المالحة في التعدي على أنظمة المياه العذبة، ستكون هناك عواقب.يمكن شرب الماء الذي يحتوي على 2% من مياه البحر زيادة ضغط الدم وإجهاد الكلى.إذا وصلت المياه المالحة إلى خطوط الإمداد، فيمكنها ذلك تآكل الأنابيب وإنتاج منتجات التطهير السامة في محطات معالجة المياه.

يؤدي تسرب مياه البحر إلى تقليل العمر الافتراضي للطرق والجسور والبنية التحتية الأخرى.لقد تم توريطه كمساهم في انهيار عمارات شامبلين تاورز الجنوبية في سيرفسايد، فلوريدا، في عام 2021.يؤدي تسرب مياه البحر إلى تغيير النظم البيئية، مما يؤدي إلى خلق غابات الأشباح حيث تموت الأشجار وتنتقل المستنقعات إلى الداخل.

الإدارة الذكية يمكن أن يقلب الأرجوحة مرة أخرى نحو البحر.إن الحد من استخراج المياه السطحية وضخ المياه الجوفية، أو حقن مياه الصرف الصحي المعالجة في طبقات المياه الجوفية الضعيفة، يمكن أن يزيد من القوة التي تدفع المياه المالحة المتدفقة.

بناء أسوار بحرية أو الحفاظ أنظمة الكثبان الرملية الصحية كما يمكن أن تساعد في احتجاز مياه البحر، على الرغم من أن هذه الأساليب تحمي فقط من فيضانات المياه المالحة وتسربها على السطح، وليس تحت الأرض.إن ضخ المياه الجوفية المالحة أو تركيب حواجز تحت الأرض يمكن أن يمنع المياه المالحة العميقة من التحرك إلى الداخل.

من الأفضل أن تكون استباقيًا، لأنه بمجرد تلوث المياه الجوفية، يصبح من الصعب إزالة الملح.وإذا تغلغلت المياه المالحة إلى الداخل، فيمكن للمجتمعات إدارة جودة المياه عن طريق البناء محطات تحلية المياه والتحول إلى المحاصيل التي تتحمل الملوحة.

والخيار الآخر هو ترك الطبيعة تأخذ مجراها.السماح للأهوار بالهجرة إلى الداخل تعويض الخسائر على الساحل مع ارتفاع مستوى سطح البحر.وهذا يحافظ على الموائل الحيوية، ويعزز الحماية من الفيضانات ويخزن الكربون بمعدلات تتجاوز بكثير معظم النظم البيئية الأرضية – التراجع عن تسارع تغير المناخ.